CN112038416B - 基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管,主要解决现有肖特基二极管器件击穿电压过低无法广泛应用在高压高功率器件中的问题。其自下而上包括:欧姆接触金属Au层、欧姆接触金属Ti层、高掺杂n型Ga2O3衬底、低掺杂n型Ga2O3薄膜和p型NiO薄膜,该低掺杂n型Ga2O3薄膜两侧刻有斜面终端结构,p型NiO薄膜两侧刻有斜面终端结构,p型NiO薄膜中间设有深度至低掺杂n型Ga2O3薄膜的凹槽,凹槽和p型NiO薄膜上设有肖特基电极Ni层和肖特基电极Au层。本发明避免了在反向关断时随着电压的增加在肖特基结边缘处电场过度集中分布的问题,提高了击穿电压,可用作功率器件和高压开关器件。
Description
技术领域
本发明属于微电子器件技术领域,特别涉及一种肖特基二极管,可用作功率器件和高压开关器件。
背景技术
氧化镓(Ga2O3)半导体材料具有超宽的禁带宽度(约为4.8eV)和超高临界击穿场强(约为8MV/cm)。国际上通常采用巴利加(Baliga)优值来评价材料适合功率器件的程度,Ga2O3的巴利加优值是GaN的4倍,是SiC的10倍,是Si的3444倍,即在具有相同导通电阻的情况下,Ga2O3具有更高的耐压能力。此外,相比于GaN和SiC衬底,Ga2O3单晶衬底可通过提拉法、浮区法和倒模法等方法生长,具有低成本优势;同时,Ga2O3的n型可控掺杂更容易实现,因此Ga2O3是新一代功率半导体材料强有力的竞争者。
为了提高Ga2O3肖特基二极管器件的性能,就必须提高器件在反向关断状态下的击穿电压,而Ga2O3二极管器件的击穿主要发生在电场分布集中的肖特基结的边缘终端,因此要提高器件的击穿电压,必须使肖特基结处的电场重新分布。为此,人们通过加入斜面结构使得器件在开关比仍然大于109的前提下,击穿电压从40V提高至500V以上,如图1所示。然而,单纯通过加入斜面结构只能使器件在肖特基接触边缘的电场强度分布在二维结构上得到优化,击穿电压仍达不到高压工作的需求,从而限制了Ga2O3肖特基二极管在高压高功率器件中的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有Ga2O3肖特基二极管的不足,提出一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管及其制作方法,以使肖特基接触边缘的电场强度均匀分布在三维结构上,避免在反向关断时随着电压的增加肖特基结的边缘处承受的电场强度尖锐集中分布,实现对击穿电压的大幅度提高,满足高压高功率器件的应用要求。
为实现上述目的,本发明基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管,自下而上包括:欧姆接触金属Au层、欧姆接触金属Ti层、高掺杂n型Ga2O3衬底和低掺杂n型Ga2O3薄膜,其特征在于:低掺杂n型Ga2O3薄膜的上面设有p型NiO薄膜,该p型NiO薄膜的边缘刻有斜面终端结构,中间设有深度至低掺杂n型Ga2O3薄膜的凹槽,凹槽和p型NiO薄膜的表面依次设有肖特基电极Ni层和肖特基电极Au层。
作为优选,所述n型Ga2O3衬底的掺杂浓度为1018cm-3-1019cm-3。
作为优选,所述低掺杂n型Ga2O3薄膜,其掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3,厚度为1-10μm,且两端采用斜面结构,该斜面高度为400-600nm,倾斜角度为40°-60°。
作为优选,所述所述p型NiO薄膜,其掺杂浓度为1×1017cm-3-9×1017cm-3,厚度为100-200nm,且两端斜面结构的倾斜角度为40°-60°,高度为100-200nm,中间凹槽的高度为100-200nm。
作为优选,所述欧姆接触Au金属层的厚度为100-200nm,欧姆接触电极Ti金属层的厚度为50-100nm。
作为优选,所述肖特基电极Ni层的厚度为20-50nm,肖特基电极Au层的厚度为100-200nm,这两肖特基电极自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,长度均为0.5-1μm。
为实现上述目的,一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)对掺杂浓度为1018cm-3-1019cm-3的n型Ga2O3衬底进行标准清洗;
2)将清洗后的衬底放入MOCVD设备中外延生长厚度为1-10μm、掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3的n型Ga2O3薄膜;
3)将外延生长Ga2O3薄膜的衬底依次进行有机溶剂和去离子水清洗后,再放入HF:H2O=1:1的溶液中腐蚀30-60s,最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干;
4)将清洗后的Ga2O3衬底放入电子束蒸发台中,在Ga2O3衬底背面依次蒸发淀积厚度为50-100nm的Ti金属层和厚度为100-200nm的Au金属层;然后在N2环境中进行500-600℃、55-65s的快速热退火,形成欧姆接触电极的样品;
5)选取直径为50mm、厚度为3mm、纯度为99.9%的固体柱NiO靶材,将制作完欧姆接触电极的样品和固体柱NiO靶材放入磁控溅射设备中在溅射压强为2.0Pa,溅射功率为130W,溅射电压为600-900V、O2/Ar为2:8,温度为300℃的工艺条件下,外延生长厚度为100-200nm、掺杂浓度为1×1017cm-3-9×1017cm-3的p型NiO薄膜;
6)在p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其中间区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压为300V的工艺条件下,刻蚀除去窗口区域的p型NiO薄膜形成深度为100-200nm的凹槽,并将刻蚀后的样片放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干;
7)将清洗后样片放入电子束蒸发台中,在凹槽和p型NiO薄膜表面依次蒸发淀积厚度为20-50nm的Ni金属层和厚度为100-200nm的Au金属层,形成肖特基电极,该Ni金属层和Au金属层自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,长度均为0.5-1μm;
8)在肖特基电极和p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压300V的工艺条件下刻蚀除去两侧部分的p型NiO薄膜形成斜面结构,刻蚀深度为100-200nm,刻蚀角度40°-60°;并将刻蚀后的样片放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干;
9)在肖特基电极、p型NiO薄膜和n型Ga2O3上涂光刻胶,光刻n型Ga2O3两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,刻蚀除去窗口区域的n型Ga2O3形成斜面结构,并将刻蚀后的样片放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干,完成整个器件的制作。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1.本发明由于采用在低掺杂n型Ga2O3薄膜的上面设有p型NiO薄膜,该p型NiO薄膜的边缘刻有斜面终端结构,相比于普通的斜面结构改善了肖特基电极的边缘电场强度的分布,能够更加立体地使肖特基电极边缘电场强度的分布均匀化,从而进一步提高了器件的击穿电压。
2.本发明由于采用在p型NiO薄膜中间设有深度至低掺杂n型Ga2O3薄膜的凹槽,凹槽和p型NiO薄膜的表面依次设有肖特基电极Ni层和肖特基电极Au层,从而形成肖特基二极管。
附图说明
图1是常规肖特基二极管的结构示意图;
图2是现有斜面的肖特基二极管的结构示意图。
图3是本发明器件的剖面结构示意图;
图4是本发明制作图3器件的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
参照图3,本发明的结终端扩展结构肖特基二极管,自下而上包括:欧姆接触金属Au层1、欧姆接触金属Ti层2、高掺杂n型Ga2O3衬底3、低掺杂n型Ga2O3薄膜4和p型NiO薄膜5,低掺杂n型Ga2O3薄膜4两侧刻有斜面终端结构6,该斜面深度为400-600nm,刻蚀角度为40°-60°,p型NiO薄膜5两侧刻有斜面终端结构7,该斜面深度为100-200nm,刻蚀角度为40°-60°,p型NiO薄膜5中间设有深度至低掺杂n型Ga2O3薄膜4的凹槽10,该凹槽深度为100-200nm,凹槽10和p型NiO薄膜5上设有肖特基电极Ni层8和肖特基电极Au层9。其中:欧姆接触Au金属层1的厚度为100-200nm,欧姆接触电极Ti金属层2的厚度为50-100nm;高掺杂n型Ga2O3衬底3的掺杂浓度为1018cm-3-1019cm-3;低掺杂n型Ga2O3薄膜4的掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3,厚度为1-10μm;p型NiO薄膜5的掺杂浓度为1×1017-9×1017cm-3,厚度为100-200nm。肖特基电极Ni层8的厚度为20-50nm,肖特基电极Au层9的厚度为100-200nm,这两肖特基电极自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,覆盖长度均为0.5-1μm。
参照图4,本发明制备基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管的方法,给出如下三种实施例:
实施例一,制作低掺杂n型Ga2O3斜面结构深度为400nm,倾斜角度为40°,p型NiO斜面结构深度为100nm,刻蚀角度为40°的斜面结构肖特基二极管。
步骤1,对掺杂浓度为5×1018cm-3的n型Ga2O3衬底进行标准清洗,如图4(a)。
1a)将高掺杂n型Ga2O3衬底放入80℃的有机清洗液中清洗22min;
1b)将有机清洗后的衬底使用流动的去离子水清洗45s;
1c)将清洗干净后的衬底放入HF:H2O=1:1的溶液中腐蚀45s;
1d)将腐蚀后的Ga2O3衬底用流动的去离子水清洗70s,并用高纯氮气吹干。
步骤2,外延生长低掺杂n型Ga2O3薄膜,如图4(b)。
将清洗后的衬底放入MOCVD设备中,在三甲基镓TMGa流量为6.0×10-6mol/min,O2流量为2.2×10-2mol/min,温度85℃,压强为500Pa的工艺条件下,外延生长厚度为1.5μm、掺杂浓度为5×1016cm-3的低掺杂n型Ga2O3薄膜。
步骤3,外延清洗。
将外延生长Ga2O3薄膜的衬底依次进行有机溶剂和去离子水清洗后,放入体积比为HF:H2O=1:1的溶液中腐蚀60s,最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干。
步骤4,制作欧姆接触电极,如图4(c)。
4a)将外延清洗后的衬底放入电子束蒸发台中,在Ga2O3衬底背面依次蒸发金属Ti和金属Au,其中金属Ti的厚度为50nm,金属Au厚度为100nm;
4b)金属蒸发后,在N2环境中进行550℃的60s快速热退火,形成欧姆接触电极的样品。
步骤5,生长p型NiO薄膜,如图4(d)。
选取直径为50mm、厚度为3mm、纯度为99.9%的固体柱NiO靶材,将制作完欧姆接触电极的样品和固体柱NiO靶材放入磁控溅射设备中,在溅射压强为2.0Pa,溅射功率为130W,溅射电压为700V,O2/Ar为2:8,温度为300℃的工艺条件下,外延生长厚度为100nm、掺杂浓度为1×1017cm-3的p型NiO薄膜。
步骤6,刻蚀p型NiO薄膜中间区域,如图4(e)。
在p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其中间区域形成窗口,再将其放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压为300V的工艺条件下,刻蚀除去中间区域的p型NiO薄膜,刻蚀深度为100nm,并将刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干。
步骤7,制备肖特基电极,如图4(f)。
将经过步骤6清洗后样品放入电子束蒸发台中,在凹槽和p型NiO薄膜表面依次蒸发淀积厚度为20nm的Ni金属层和厚度为100nm的Au金属层,形成肖特基电极,该Ni金属层和Au金属层自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,长度均为0.5μm;
步骤8,刻蚀p型NiO薄膜两侧区域,如图4(g)。
8a)在肖特基电极和p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm、RF功率为700W、压强为5mTorr、偏置电压为300V的工艺条件下,刻蚀除去两侧部分的p型NiO薄膜,刻蚀深度为100nm,刻蚀角度40°,形成斜面结构;
8b)将经8a)刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干。
步骤9,刻蚀n型Ga2O3区域,如图4(h)。
9a)在肖特基电极、p型NiO薄膜和n型Ga2O3上涂光刻胶,光刻n型Ga2O3两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:BCl3=10:10sccm,RF功率为200W,压强为10mTorr的工艺条件下,刻蚀除去窗口区域的n型Ga2O3,刻蚀深度为400nm,刻蚀角度为40°,形成斜面结构;
9b)将经9a)刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干,完成整个器件的制作。
实施例二,制作低掺杂n型Ga2O3斜面结构深度为500nm,倾斜角度为50°,p型NiO斜面结构深度为150nm,刻蚀角度为50°的斜面结构肖特基二极管。
步骤一,对掺杂浓度为1×1019cm-3的n型Ga2O3衬底进行标准清洗,如图4(a)。
本步骤的具体实现与实施例1的步骤1相同。
步骤二,外延生长低掺杂n型Ga2O3薄膜,如图4(b)。
将清洗后的衬底放入MOCVD设备中生长厚度为1.8μm、掺杂浓度为1×1017cm-3的Ga2O3外延层,其工艺条件如下:
TMGa流量为6.0×10-6mol/min,O2流量为2.2×10-2mol/min,温度为850℃,压强为500Pa。
步骤三,外延清洗。
本步骤的具体实施与实施例1的步骤3相同。
步骤四,制作欧姆接触电极,如图4(c)。
4.1)将外延生长后的高掺杂n型Ga2O3衬底放入电子束蒸发台中,在衬底背面依次蒸发厚度为75nm的金属Ti和厚度为150nm的金属Au;
4.2)在N2环境中进行550℃的60s快速热退火,形成欧姆接触电极的样品。
步骤五,生长p型NiO薄膜,如图4(d)。
选取直径为50mm、厚度为3mm、纯度为99.9%的固体柱NiO靶材,将制作完欧姆接触电极的样品和固体柱NiO靶材放入磁控溅射设备中生长厚度为150nm、掺杂浓度为5×1017cm-3的p型NiO薄膜,其工艺条件如下:
溅射压强为2.0Pa,溅射功率为130W,溅射电压为700V,O2/Ar为2:8,温度为300℃。
步骤六,刻蚀p型NiO薄膜的中间区域,如图4(e)。
在p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其中间区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中刻蚀除去窗口区域的p型NiO薄膜,形成深度为150nm的凹槽,其工艺条件如下:
气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压300V。并将刻蚀后的样片放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干。
步骤七,制备肖特基电极,如图4(f)。
将清洗后样片放入电子束蒸发台中,在凹槽和p型NiO薄膜表面依次蒸发淀积厚度为35nm的Ni金属层和厚度为150nm的Au金属层,形成肖特基电极,该Ni金属层和Au金属层自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,长度均为0.7μm;
步骤八,刻蚀p型NiO薄膜两侧区域,如图4(g)。
8.1)在肖特基电极和p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压300V的工艺条件下刻蚀除去两侧部分的p型NiO薄膜,形成斜面结构,刻蚀深度为150nm,刻蚀角度50°;
8.2)将经8.1)刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干。
步骤九,刻蚀n型Ga2O3区域,如图4(h)。
9.1)在肖特基电极、p型NiO薄膜和n型Ga2O3上涂光刻胶,光刻n型Ga2O3两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:BCl3=10:10sccm,RF功率为200W,压强为10mTorr的工艺条件下,刻蚀除去窗口区域的n型Ga2O3,形成斜面结构,刻蚀深度为500nm,刻蚀角度50°;
9.2)将经9.1)刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干,完成整个器件的制作。
实施例三,制作低掺杂n型Ga2O3斜面结构深度为600nm,刻蚀角度为60°,p型NiO斜面结构深度为200nm,刻蚀角度为60°的斜面结构肖特基二极管。
步骤A,对掺杂浓度为5×1019cm-3的n型Ga2O3衬底进行标准清洗,如图4(a)。
本步骤的具体实现与实施例1的步骤1相同。
步骤B,外延生长低掺杂n型Ga2O3薄膜,如图4(b)。
将清洗后的衬底放入MOCVD设备中在TMGa流量6.0×10-6mol/min,O2流量2.2×10- 2mol/min,温度850℃,压强500Pa的工艺条件下,外延生长厚度为2μm、掺杂浓度为5×1017cm-3的n型Ga2O3薄膜。
步骤C,外延清洗。
本步骤的具体实施与实施例1的步骤3相同。
步骤D,制作欧姆接触电极,如图4(c)。
将外延生长后的高掺杂n型Ga2O3衬底放入电子束蒸发台中,在衬底背面依次蒸发金属Ti和金属Au,其中金属Ti的厚度为100nm,金属Au厚度为200nm;再在N2环境中进行550℃的60s的快速热退火,形成欧姆接触电极的样品。
步骤E,生长p型NiO薄膜,如图4(d)。
选取直径为50mm、厚度为3mm、纯度为99.9%的固体柱NiO靶材,将制作完欧姆接触电极的样品和固体柱NiO靶材放入磁控溅射设备中在溅射压强2.0Pa,溅射功率130W,溅射电压700V,O2/Ar为2:8,温度300℃的工艺条件下外延生长厚度为200nm、掺杂浓度为9×1017cm-3的p型NiO薄膜。
步骤F,刻蚀p型NiO薄膜的中间区域,如图4(e)。
在p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其中间区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压300V的工艺条件下刻蚀除去窗口区域的p型NiO薄膜形成深度为200nm的凹槽,并将刻蚀后的样片放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干。
步骤G,制备肖特基电极,如图4(f)。
将清洗后样片放入电子束蒸发台中,在凹槽和p型NiO薄膜表面依次蒸发淀积厚度为50nm的Ni金属层和厚度为200nm的Au金属层,形成肖特基电极,该Ni金属层和Au金属层自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,长度均为1μm。
步骤H,刻蚀p型NiO薄膜两侧区域,如图4(g)。
在肖特基电极和p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30sccm,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压300V的工艺条件下刻蚀除去两侧部分的p型NiO薄膜,刻蚀深度为200nm,刻蚀角度60°,形成斜面结构;再将经刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干。
步骤I,刻蚀n型Ga2O3区域,如图4(h)。
在肖特基电极、p型NiO薄膜和n型Ga2O3上涂光刻胶,光刻n型Ga2O3两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:BCl3=10:10sccm,RF功率为200W,压强为10mTorr的工艺条件下,刻蚀除去窗口区域的n型Ga2O3,刻蚀深度为600nm,刻蚀角度60°,形成斜面结构;再将经刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干,完成整个器件的制作。
以上仅为本发明的三个优选实例,并不构成对本发明的任何限制,本领域的技术人员应当理解,在不脱离本发明实质的范围内,可以对本发明的器件结构做一定的变性或修改,其制备方法也不限于实例中所公开的内容,凡依本发明凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)对掺杂浓度为1018cm-3-1019cm-3的n型Ga2O3衬底进行标准清洗;
2)将清洗后的衬底放入MOCVD设备中外延生长厚度为1-10μm、掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3的n型Ga2O3薄膜;
3)将外延生长Ga2O3薄膜的衬底依次进行有机溶剂和去离子水清洗后,再放入HF:H2O=1:1的溶液中腐蚀30-60s,最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干;
4)将清洗后的Ga2O3衬底放入电子束蒸发台中,在Ga2O3衬底背面依次蒸发淀积厚度为50-100nm的Ti金属层和厚度为100-200nm的Au金属层;然后在N2环境中进行500-600℃、55-65s的快速热退火,形成欧姆接触电极的样品;
5)选取直径为50mm、厚度为3mm、纯度为99.9%的固体柱NiO靶材,将制作完欧姆接触电极的样品和固体柱NiO靶材放入磁控溅射设备中在溅射压强为2.0Pa,溅射功率为130W,溅射电压为600-900V、O2/Ar为2:8,温度为300℃的工艺条件下,外延生长厚度为100-200nm、掺杂浓度为1×1017cm-3-9×1017cm-3的p型NiO薄膜;
6)在p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其中间区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压为300V的工艺条件下,刻蚀除去窗口区域的p型NiO薄膜形成深度为100-200nm的凹槽,并将刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干;
7)将清洗后的样品放入电子束蒸发台中,在凹槽和p型NiO薄膜表面依次蒸发淀积厚度为20-50nm的Ni金属层和厚度为100-200nm的Au金属层,形成肖特基电极,该Ni金属层和Au金属层自下而上覆盖在凹槽两边的NiO薄膜上,长度均为0.5-1μm;
8)在肖特基电极和p型NiO薄膜上涂光刻胶,光刻其两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,在气体流量为Cl2:Ar=30:30,RF功率为700W,压强为5mTorr,偏置电压300V的工艺条件下刻蚀除去两侧部分的p型NiO薄膜形成斜面结构,刻蚀深度为100-200nm,刻蚀角度40°-60°;并将刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干;
9)在肖特基电极、p型NiO薄膜和n型Ga2O3上涂光刻胶,光刻n型Ga2O3两侧部分区域形成窗口,再放入反应离子刻蚀设备中,刻蚀除去窗口区域的n型Ga2O3形成斜面结构,并将刻蚀后的样品放入有机溶液中清洗1min,并用去离子水冲洗,最后用高纯氮气吹干,完成整个器件的制作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,1)中对高掺杂n型Ga2O3衬底进行标准清洗步骤如下:
1a)先进行有机溶液清洗;
1b)使用流动的去离子水清洗;
1c)放入HF:H2O=1:1的溶液中腐蚀30-60s;
1d)用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述2)中在MOCVD设备中外延低掺杂n型Ga2O3薄膜,其工艺条件如下:
三甲基镓TMGa流量为6.0×10-6mol/min,
O2流量为2.2×10-2mol/min,
温度800-900℃,
压强450-550Pa。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述9)中在反应离子刻蚀设备中,刻蚀除去窗口区域的n型Ga2O3,形成斜面结构,其工艺参数如下:
气体流量为Cl2:BCl3=10:10,
RF功率为200W,
压强为10mTorr,
刻蚀深度为400-600nm,
刻蚀角度40°-60°。
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