一种新型肖特基二极管及其制作方法

本发明涉及二极管，尤其是涉及一种新型肖特基二极管及其制作方法。

背景技术：

1、太赫兹(thz)科学技术是近二十年来迅速发展的一个新兴交叉学科和研究热点，涉及电磁学、光电子学、光学、半导体物理学、材料科学、生物、医学等多门科学。太赫兹频段覆盖电磁频谱的0.3thz-3thz频率范围，是一个蕴含着丰富物理内涵的宽频段电磁辐射区域。在近乎所有的太赫兹技术应用系统中，太赫兹接收前端是系统的最核心技术，它完成太赫兹信号的频率变换。太赫兹分谐波混频器是太赫兹接收前端的关键部件。目前，在仅有的几类可工作于太赫兹频段的混频器中，只有基于平面肖特基二极管的太赫兹分谐波混频器可工作于室温，无需提供如液氦等以实现苛刻的低温环境。

2、为了提高二极管的击穿电压，需要减小寄生电容。肖特基结边缘处的电场受到曲率效应的影响，边缘电场高于体内电场，这使得肖特基结边缘在较低的电压下就达到临界击穿电场值，从而引起器件的击穿。在目前肖特基二极管阳极工艺中，针对这一现象，研究人员利用带有外悬电极的ipmatt二极管以及结终端技术来减小边缘电荷的聚集现象；然而，上述方式结构复杂，工艺繁琐。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型肖特基二极管及其制作方法，通过消除边缘电场聚积效应和减少由肖特基结边缘势垒降低带来的泄漏电流来改善肖特基二极管的特性。

2、本发明提供一种新型肖特基二极管的制作方法，包括如下步骤：

3、s1：在衬底的外延层上形成肖特基金属区域图形；

4、s2：光刻后制作肖特基金属，在肖特基金属区域图形形成t型结构；

5、s3：制作阳极电极，对外延层进行电隔离腐蚀；

6、s4：制作空气桥金属形成空气桥结构，制得新型肖特基二极管。

7、步骤s1中，在衬底的外延层上形成肖特基金属区域图形包括：在衬底的外延层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层上旋涂光刻胶，光刻后刻蚀，在二氧化硅层上空出肖特基金属区域，随后去除二氧化硅层上的光刻胶，在二氧化硅层上形成肖特基金属区域图形。更具体地，衬底可以为gaas衬底；外延层可以为n-gaas外延层；在衬底和外延层之间可以设置缓冲层，缓冲层可以为n+gaas缓冲层。

8、步骤s2中，光刻包括：旋涂光刻胶后光刻，使靠近肖特基金属区域图形位置的二氧化硅层形成凸台以形成t型结构。在肖特基金属区域图形形成t型结构包括：在制作肖特基金属后，去除肖特基金属区域图形外部的肖特基金属，去除二氧化硅层上的光刻胶，先刻蚀二氧化硅层，再刻蚀外延层，形成t型结构。更具体地，肖特基金属可以为金属au。

9、步骤s3中，制作阳极电极包括：光刻形成阳极电极的欧姆金属图形，制作阳极电极金属，随后去除欧姆金属图形外部的阳极电极金属和光刻胶。对外延层进行电隔离腐蚀包括：光刻形成电隔离腐蚀掩膜图形，随后腐蚀外延层材料再去除光刻胶。

10、步骤s4包括：先制作pmma层包裹正面全部结构，去除金属表面的pmma层后电镀空气桥及阳极电极金属，刻蚀裸露的电镀种子层金属并去除其余pmma层，形成空气桥结构。

11、本发明还提供一种新型肖特基二极管，按照上述制作方法制得。

12、本发明的新型肖特基二极管的制作方法步骤包括光刻刻蚀形成氧化硅图形、光刻后剥离肖特基金属、刻蚀得到肖特基二极管结构、腐蚀二氧化硅形成t型结构、制备阳极电极、台面电隔离腐蚀、制作空气桥金属以连接阳极接触金属与阳极电极板；本发明采用特殊的t型结构，通过消除边缘电场聚积效应和减少由肖特基结边缘势垒降低带来的泄漏电流改善二极管特性，表现在击穿电压的提高和漏电流的降低。

技术特征：

1.一种新型肖特基二极管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s1中，在衬底的外延层上形成肖特基金属区域图形包括：在衬底的外延层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层上旋涂光刻胶，光刻后刻蚀，在二氧化硅层上空出肖特基金属区域，随后去除二氧化硅层上的光刻胶，在二氧化硅层上形成肖特基金属区域图形。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s1中，衬底为gaas衬底；外延层为n-gaas外延层。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s2中，光刻包括：旋涂光刻胶后光刻，使靠近肖特基金属区域图形位置的二氧化硅层形成凸台以形成t型结构。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s2中，在肖特基金属区域图形形成t型结构包括：在制作肖特基金属后，去除肖特基金属区域图形外部的肖特基金属，去除二氧化硅层上的光刻胶，先刻蚀二氧化硅层，再刻蚀外延层，形成t型结构。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s2中，肖特基金属为金属au。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s3中，制作阳极电极包括：光刻形成阳极电极的欧姆金属图形，制作阳极电极金属，随后去除欧姆金属图形外部的阳极电极金属和光刻胶。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s3中，对外延层进行电隔离腐蚀包括：光刻形成电隔离腐蚀掩膜图形，随后腐蚀外延层材料再去除光刻胶。

9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤s4包括：先制作pmma层包裹正面全部结构，去除金属表面的pmma层后电镀空气桥及阳极电极金属，刻蚀裸露的电镀种子层金属并去除其余pmma层，形成空气桥结构。

10.一种新型肖特基二极管，其特征在于，按照权利要求1-9任一所述的制作方法制得。

技术总结本发明提供了一种新型肖特基二极管及其制作方法。本发明的新型肖特基二极管的制作方法，包括如下步骤：S1：在衬底的外延层上形成肖特基金属区域图形；S2：光刻后制作肖特基金属，在肖特基金属区域图形形成T型结构；S3：制作阳极电极，对外延层进行电隔离腐蚀；S4：制作空气桥金属形成空气桥结构，制得新型肖特基二极管。本发明通过消除边缘电场聚积效应和减少由肖特基结边缘势垒降低带来的泄漏电流来改善肖特基二极管的特性。技术研发人员：蒋文静,周静涛,杨成樾,张润泽受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/29