本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種高擊穿電壓整流芯片及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、第三代半導(dǎo)體材料中，氮化鎵（gan）憑借3.4ev的寬禁帶特性、高臨界擊穿電場(chǎng)（理論值達(dá)8mv/cm）及優(yōu)異的電子遷移率（室溫下可達(dá)900cm2/v·s），顯著優(yōu)于傳統(tǒng)硅和砷化鎵材料。其寬禁帶特性使本征載流子濃度極低，可實(shí)現(xiàn)超低泄漏電流，同時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、抗輻射能力突出，為高頻大功率器件提供了理想的材料基礎(chǔ)。
2、然而，目前氮化鎵肖特基二極管的擊穿電壓普遍偏低，這在很大程度上制約了其在高功率應(yīng)用領(lǐng)域的性能發(fā)揮和應(yīng)用拓展。尤其是在對(duì)擊穿電壓有較高要求的應(yīng)用場(chǎng)景中，如作為電壓整流芯片使用的場(chǎng)景中，現(xiàn)有氮化鎵肖特基二極管的性能表現(xiàn)往往難以滿足需求。因此，如何提升氮化鎵肖特基二極管的擊穿電壓，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的關(guān)鍵問題。
3、針對(duì)上述問題，目前尚未有有效的技術(shù)解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種高擊穿電壓整流芯片及其制備方法，以提高作為電壓整流芯片使用的氮化鎵肖特基二極管的擊穿電壓。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高擊穿電壓整流芯片，包括從下至上依次層疊設(shè)置的硅襯底、aln層、gan層和algan層，所述algan層還設(shè)有沿一水平方向依次鄰接設(shè)置的肖特基接觸金屬電極、p-aln層、al2o3層和歐姆接觸金屬電極，其中，所述肖特基接觸金屬電極覆蓋所述p-aln層頂部且與所述al2o3層一側(cè)連接。
3、本申請(qǐng)的高擊穿電壓整流芯片在algan層上設(shè)置依次鄰接的肖特基接觸金屬電極、p-aln層、al2o3層和歐姆接觸金屬電極，并使肖特基接觸金屬電極覆蓋p-aln層頂部且與al2o3層一側(cè)連接，這種布局方式有助于形成均勻的電場(chǎng)分布，分散電場(chǎng)，緩解電場(chǎng)擁擠現(xiàn)象，提高芯片的擊穿電壓。
4、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述aln層的厚度為1-2μm，所述gan層的厚度為2-4μm，所述algan層的厚度為20-30nm。
5、該示例通過設(shè)計(jì)aln層、gan層和algan層的厚度范圍，可以確保制備出的高擊穿電壓整流芯片具有優(yōu)異的性能，可以在保證器件性能和生產(chǎn)效率之間取得平衡，確保制備出的高擊穿電壓整流芯片具有優(yōu)異的性能，實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓和低泄漏電流，滿足高功率應(yīng)用的需求。
6、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述p-aln層在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10μm，且厚度為15-25nm。
7、在該示例中，p-aln層在上述水平方向上的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為8-10?μm，可以確保p-aln層尺寸與電場(chǎng)相互作用區(qū)域相匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)分布的有效控制，避免長(zhǎng)度過短而出現(xiàn)無法充分覆蓋電場(chǎng)易于集中的區(qū)域的問題，同時(shí)避免長(zhǎng)度過長(zhǎng)而引入不必要的電阻或增加工藝復(fù)雜性的問題。
8、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述歐姆接觸金屬電極為cr、ti、al、au、ag、pt、ni中的一種或多種層疊而成。
9、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述肖特基接觸金屬電極為ni、au中的一種或者兩種層疊而成。
10、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述歐姆接觸金屬電極在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10?μm，厚度為30-35?nm。
11、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述肖特基接觸金屬電極覆蓋所述p-aln層的部分在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10μm，且厚度為10-15nm，所述肖特基接觸金屬非覆蓋所述p-aln層的部分在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10μm，且厚度為30-35nm。
12、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述al2o3層在所述水平方向上的長(zhǎng)度為10-15μm。
13、所述的高擊穿電壓整流芯片，其中，所述肖特基接觸金屬電極、所述al2o3層和所述歐姆接觸金屬電極頂面平齊。
14、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種高擊穿電壓整流芯片的制備方法，所述方法包括以下步驟：
15、s1、準(zhǔn)備硅襯底，并在所述硅襯底上依次向上生長(zhǎng)形成aln層、gan層和algan層；
16、s2、在所述algan層上生長(zhǎng)形成p-aln層；
17、s3、在所述algan層上沉積形成與所述p-aln層一側(cè)連接的al2o3層；
18、s4、在所述algan層上制作歐姆接觸金屬電極，所述歐姆接觸金屬電極與所述al2o3層背離所述p-aln層的一側(cè)連接；
19、s5、在所述algan層上制作肖特基接觸金屬電極，所述肖特基接觸金屬電極與所述p-aln層另一側(cè)連接且覆蓋所述p-aln層頂部，并與所述al2o3層連接。
20、本申請(qǐng)的高擊穿電壓整流芯片的制備方法制作所得的高擊穿電壓整流芯片在algan層上設(shè)置依次鄰接的肖特基接觸金屬電極、p-aln層、al2o3層和歐姆接觸金屬電極，并使肖特基接觸金屬電極覆蓋p-aln層頂部且與al2o3層一側(cè)連接，這種布局方式有助于形成均勻的電場(chǎng)分布，分散電場(chǎng)，緩解電場(chǎng)擁擠現(xiàn)象，提高芯片的擊穿電壓。
21、由上可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高擊穿電壓整流芯片及其制備方法，其中，該高擊穿電壓整流芯片在algan層上設(shè)置依次鄰接的肖特基接觸金屬電極、p-aln層、al2o3層和歐姆接觸金屬電極，并使肖特基接觸金屬電極覆蓋p-aln層頂部且與al2o3層一側(cè)連接，這種布局方式有助于形成均勻的電場(chǎng)分布，分散電場(chǎng)，緩解電場(chǎng)擁擠現(xiàn)象，提高芯片的擊穿電壓。
1.一種高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，包括從下至上依次層疊設(shè)置的硅襯底、aln層、gan層和algan層，所述algan層還設(shè)有沿一水平方向依次鄰接設(shè)置的肖特基接觸金屬電極、p-aln層、al2o3層和歐姆接觸金屬電極，其中，所述肖特基接觸金屬電極覆蓋所述p-aln層頂部且與所述al2o3層一側(cè)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述aln層的厚度為1-2μm，所述gan層的厚度為2-4μm，所述algan層的厚度為20-30nm。
3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述p-aln層在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10?μm，且厚度為15-25nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述歐姆接觸金屬電極為cr、ti、al、au、ag、pt、ni中的一種或多種層疊而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述肖特基接觸金屬電極為ni、au中的一種或者兩種層疊而成。
6.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述歐姆接觸金屬電極在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10?μm，厚度為30-35?nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述肖特基接觸金屬電極覆蓋所述p-aln層的部分在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10μm，且厚度為10-15nm，所述肖特基接觸金屬電極非覆蓋所述p-aln層的部分在所述水平方向上的長(zhǎng)度為8-10μm，且厚度為30-35nm。
8.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述al2o3層在所述水平方向上的長(zhǎng)度為10-15?μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高擊穿電壓整流芯片，其特征在于，所述肖特基接觸金屬電極、所述al2o3層和所述歐姆接觸金屬電極頂面平齊。
10.一種高擊穿電壓整流芯片的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：