【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體，具體涉及一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管及制備方法。
技術介紹
1、相較于傳統的硅(si)和砷化鎵(gaas)材料，氮化鎵(gan)材料擁有高達3.4ev的禁帶寬度，這一特性賦予了gan器件更高的耐壓能力，使其能夠在更高的電壓和功率條件下穩定工作。此外，gan器件還表現出低導通電阻和高開關頻率特性，可在更低的電流損耗下進行能量傳輸，從而大幅提升系統的效率，實現更小的封裝和更高的系統集成度。目前，gan器件已在多個關鍵領域廣泛應用，尤其是在電源管理、高頻通信和高功率轉換等領域中，表現出了巨大的潛力，伴隨技術的進步和制造成本的降低，有望在數據中心、通訊基站、激光雷達、電源模塊、可再生能源、國防和航空航天等高端應用中發揮更大的作用。
2、與傳統準垂直平面結構氮化鎵肖特基勢壘二極管相比，垂直型gan肖特基勢壘二極管因其高度集中的電流路徑展現出極小的導通電阻，有助于實現高效功率轉換的目的。雖然，基于gan同質襯底的gan外延技術能夠有效減少晶格失配引起的高密度缺陷，但由于gan同質襯底的成本極高，難以在商業化中大規模應用。因此，研究并發展低成本全垂直型gan肖特基勢壘二極管已成為國內外研究的重點方向之一，實現具有高電流密度的低成本全垂直型gan肖特基勢壘二極管成為目前亟待解決的問題。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管及制備方法。本專利技術要解決的技術問題通過以下技術方案實現：
2、第一方面，本專利技術實施例提供了一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，所述二極管包括：
3、傳輸層；
4、漂移層，位于所述傳輸層的下表面；
5、陽電極，位于所述漂移層下表面的中部，且與所述漂移層形成肖特基接觸；
6、陰電極，位于所述傳輸層上表面的中部，且與所述傳輸層形成歐姆接觸；
7、第一介質層，位于剩余所述漂移層的下表面，以及所述陽電極的側壁和部分下表面；
8、第二介質層，位于剩余所述傳輸層的上表面，以及所述陰電極的側壁和部分上表面；
9、陽電極加厚層，位于所述第一介質層的下表面，以及剩余陰電極的下表面；
10、導電基板，位于所述陽電極加厚層的下表面；
11、附加陽電極，位于所述導電基板下表面的中部；
12、陰電極加厚層，位于部分所述第二介質層的上表面，以及剩余所述陰電極的上表面。
13、在本專利技術的一個實施例中，所述陽電極加厚層的厚度為0.5μm～10μm。
14、在本專利技術的一個實施例中，所述導電基板為低阻si導電基板、金屬導電基板或鎢銅合金導電基板。
15、在本專利技術的一個實施例中，所述陰電極加厚層的厚度為0.5μm～10μm。
16、在本專利技術的一個實施例中，所述附加陽電極的厚度為1μm～5μm。
17、第二方面，本專利技術實施例提供了一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管的制備方法，所述制備方法包括：
18、獲取外延片；所述外延片包括從下到上依次層疊的襯底層、成核層、傳輸層和漂移層；
19、在所述漂移層上表面的中部形成陽電極，所述陽電極與所述漂移層形成肖特基接觸；
20、在剩余所述漂移層的上表面，以及所述陽電極的側壁和部分上表面形成第一介質層；
21、在所述第一介質層的上表面，以及剩余所述陽電極的上表面形成陽電極加厚層；
22、獲取導電基板，并將所述導電基板永久鍵合于所述陽電極加厚層的上表面；
23、在所述導電基板上表面的中部形成附加陽電極；
24、翻轉整個器件結構，并刻蝕掉所述襯底層和所述成核層；
25、在所述傳輸層上表面的中部形成陰電極，所述陰電極與所述傳輸層形成歐姆接觸；
26、在剩余所述傳輸層的上表面，以及部分所述陰電極的上表面形成第二介質層；
27、在剩余所述陰電極的上表面，以及部分所述第二介質層的上表面形成陰電極加厚層。
28、在本專利技術的一個實施例中，在所述第一介質層的上表面，以及剩余所述陽電極的上表面形成陽電極加厚層，包括：
29、采用電鍍工藝，在所述第一介質層的上表面，以及剩余所述陽電極的上表面形成厚度為0.5μm～10μm的陽電極加厚層。
30、在本專利技術的一個實施例中，獲取的導電基板為低阻si導電基板、金屬導電基板或鎢銅合金導電基板。
31、在本專利技術的一個實施例中，將所述導電基板永久鍵合于所述陽電極加厚層的上表面之前，包括：
32、采用電鍍工藝，在所述導電基板的上表面電鍍金屬。
33、在本專利技術的一個實施例中，在剩余所述陰電極的上表面，以及部分所述第二介質層的上表面形成陰電極加厚層，包括：
34、采用電鍍工藝，在剩余所述陰電極的上表面，以及部分所述第二介質層的上表面形成厚度為0.5μm～10μm的陰電極加厚層。
35、本專利技術的有益效果：
36、本專利技術提出的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，創新性地將陰電極設置于傳輸層的上表面，陽電極設置于漂移層的下表面，陽電極處于陰電極的正下方，同時引入了低成本的導電基板，并且于導電基板底部增加了附加陽電極，實現了完全縱向導電的垂直型器件結構，其可以有效避免傳統異質襯底準垂直平面結構氮化鎵肖特基勢壘二極管存在的電流集邊效應問題，同時相較于傳統異質襯底準垂直平面結構氮化鎵肖特基勢壘二極管，剝離了較厚的且導電性較弱的襯底層，由于引入的導電基板解決了器件襯底層剝離后的支撐問題，并且導電基板可作為良好導電層，彌補了若直接在襯底層底部制備陰電極極易產生較大導通電阻的不足，使得器件擁有較高的正向電流密度和較低的導通電阻，并且擁有優異的開關速度和擊穿電壓，實現了卓越的電學特性，由于器件在高功率應用中可以處理更大的正向電流密度，從而減弱了器件的熱效應，進一步提升了器件在高功率工作條件下的穩定性和可靠性。總的來說，本專利技術實施例能夠有效解決了傳統異質襯底準垂直平面結構氮化鎵肖特基勢壘二極管的電流集邊效應，憑借大電流、低成本的優勢，能夠促進低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管在高新
有著廣闊的應用前景，比如在數據中心、通訊基站、激光雷達、電源模塊等電子設備中的應用與產業化。
37、以下將結合附圖及實施例對本專利技術做進一步詳細說明。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述二極管包括：
2.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述陽電極加厚層(7)的厚度為0.5μm～10μm。
3.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述導電基板(8)為低阻Si導電基板、金屬導電基板或鎢銅合金導電基板。
4.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述陰電極加厚層(12)的厚度為0.5μm～10μm。
5.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述附加陽電極(9)的厚度為1μm～5μm。
6.一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
7.根據權利要求6所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，在所述第一介質層(6)的上表面，以及剩余所述陽電極(5)的上表面形成陽電極加厚層(7)，包括：
8.根據權利要求6所述的低成本全垂直型氮化
9.根據權利要求6所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，將所述導電基板(8)永久鍵合于所述陽電極加厚層(7)的上表面之前，包括：
10.根據權利要求6所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，在剩余所述陰電極(10)的上表面，以及部分所述第二介質層(11)的上表面形成陰電極加厚層(12)，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述二極管包括：
2.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述陽電極加厚層(7)的厚度為0.5μm～10μm。
3.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述導電基板(8)為低阻si導電基板、金屬導電基板或鎢銅合金導電基板。
4.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述陰電極加厚層(12)的厚度為0.5μm～10μm。
5.根據權利要求1所述的低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述附加陽電極(9)的厚度為1μm～5μm。
6.一種低成本全垂直型氮化鎵肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述制備方法包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張濤，陳嘉豪，蘇華科，任澤陽，許晟瑞，張進成，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。