一種肖特基二極體的原型器件的製作方法

2023-09-20 21:16:30 2

專利名稱：一種肖特基二極體的原型器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及肖特基二極體的原型器件。
背景技術：
肖特基二極體是利用金屬和半導體之間接觸勢壘進行工作的一種多數載流子器件。傳統的肖特基二極體反向特性較差，用於製作肖特基二極體原型器件的最常用材料是Si，SiC，金剛石。Si材料不適合在高溫下工作，不宜作為大功率與抗輻射器件。SiC，金剛石價格昂貴，生長溫度高(＞1000℃)。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種適合在高溫，強輻射條件下使用的肖特基二極體原型器件。
本實用新型的肖特基二極體原型器件是在襯底上自下而上依次具有歐姆接觸電極層、n-ZnO膜外延層、Si3N4層和肖特基金屬電極層。
本實用新型由於在n-ZnO膜層與肖特基金屬電極層之間有一層Si3N4，因此用該原型器件製作的肖特基二極體，其反向特性較傳統結構有明顯提高，同時該種二極體還具有正向壓降小，反向漏電流小，反向擊穿電壓大，高溫穩定性好等優點。適合在高溫，強輻射環境下工作，可廣泛應用於微波混頻，檢波及高速開關電路等領域。


圖1為本實用新型肖特基二極體原型器件結構示意圖。
圖2為本實用新型原型器件製作的肖特基二極體的I-V曲線。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的肖特基二極體原型器件是在襯底1上自下而上依次沉積歐姆接觸電極層2、n-ZnO膜外延層3、Si3N4層4和肖特基金屬電極層5而構成。其襯底可以是矽，或者藍寶石，通常用矽。歐姆接觸金屬電極層可以是鋁(Al)或鈦鋁(Ti/Al)雙層金屬，肖特基金屬電極層可以是金(Au)或銀(Ag)。n-ZnO膜外延層3的摻雜濃度一般為1.8×1015cm-3-2.0×1018cm-3，摻雜可以是本徵的或者是摻Al。
該肖特基二極體原型器件的製備方法包括以下步驟1)按常規方法清洗襯底；
2)在室溫下真空鍍歐姆接觸電極；3)用去離子水，丙酮超聲清洗，放入磁控濺射生長室，在400-550℃溫度、2.5-6Pa壓力下，磁控濺射生長n-ZnO外延膜層；4)四氯化碳超聲清洗樣品，等離子澱積Si3N4，在Si3N4上塗光刻膠，曝光，顯影，反應離子刻蝕Si3N4，形成一排排接觸窗口；5)四氯化碳超聲清洗樣品，氮氣吹乾，電子束蒸發肖特基金屬電極，在肖特基金屬電極上塗光刻膠，曝光，顯影，溼法腐蝕出一排排肖特基金屬電極窗口；6)將樣品進行退火，退火溫度300-500℃，時間1min。
圖2所示是以Al為歐姆接觸電極，Au為肖特基金屬電極的Au/Si3N4/ZnO/Al結構的肖特基二極體原型器件製作的肖特基二極體的I-V曲線，經I-V測試表明具有明顯的整流特性和較高的擊穿電壓，漏電流僅為-0.02μA(-10V)。
權利要求1.一種肖特基二極體的原型器件，其特徵是在襯底(1)上自下而上依次具有歐姆接觸電極層(2)、n-ZnO膜外延層(3)、Si3N4層(4)和肖特基金屬電極層(5)。
2.根據權利要求1所述的肖特基二極體的原型器件，其特徵在於所說的歐姆接觸電極層(2)是鋁或鈦鋁雙層金屬，肖特基金屬電極層(5)是金或銀。
3.根據權利要求1所述的肖特基二極體的原型器件，其特徵在於n-ZnO膜外延層(3)的摻雜濃度為1.8×1015cm-3-2.0×1018cm-3。
專利摘要本實用新型的肖特基二極體原型器件是在襯底上自下而上依次沉積歐姆接觸電極層、n－ZnO膜外延層、Si
文檔編號H01L29/872GK2615867SQ0322980
公開日2004年5月12日 申請日期2003年3月25日 優先權日2003年3月25日
發明者葉志鎮, 袁國棟, 黃靖雲, 趙炳輝 申請人:浙江大學