CN112397576B - 一种氮化镓微波整流肖特基二极管及制备方法 - Google Patents

一种氮化镓微波整流肖特基二极管及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氮化镓微波整流肖特基二极管及制备方法，该肖特基二极管包括：肖特基阳极，肖特基阳极包括至少两个并列的指型结构及至少一个肖特基金属连接部，相邻两个指型结构的同一侧端部通过肖特基金属连接部相连接，指型结构和肖特基金属连接部共同构成肖特基结。该二极管的肖特基阳极采用肖特基金属连接部将独立的指型结构连接，可以平衡指型结构之间的电位，降低了二极管的电阻；由于多个肖特基金属连接部引入多个馈电点，多个馈电点的引入降低了二极管的电阻，采用多个指型结构可以在电阻保持不变的情况下缩小阳极面积，从而降低了二极管结电容；进而二极管的串联电阻和结电容都得到了改善，使得二极管更适合在微波频段使用。

Description

一种氮化镓微波整流肖特基二极管及制备方法
技术领域
本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种氮化镓微波整流肖特基二极管及制备方法。
背景技术
当前，大多数氮化镓肖特基二极管的应用背景为低频即KHz或MHz的整流，或者毫米波太赫兹频段的探测。随着微波无线充能技术的发展，业界对用于微波频段整流专用的肖特基二极管的需求越来越迫切。
肖特基二极管被安装在微波整流器中，以将微波能量低损耗的转化为直流能量，从而对负载(如手机、医疗仪器、传感器)进行供电。
微波整流器的整流效率与二极管的击穿电压正相关，与结电容和串联电阻负相关。低频整流对结电容不敏感，所以MHz二极管电容大，电阻小，耐压高。而高频探测对串联电阻不敏感，所以THz二极管电阻大，电容小，耐压低。而微波整流对以上三个参数都较为敏感，所以当前阶段，市场上还没有真正适合微波整流的肖特基二极管产品出现。
因此，开发一种性能较好的二极管用以微波整流称为目前亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种氮化镓微波整流肖特基二极管及制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种氮化镓微波整流肖特基二极管，包括：肖特基阳极，其中，
所述肖特基阳极包括至少两个并列的指型结构以及至少一个肖特基金属连接部，相邻两个所述指型结构的同一侧端部通过所述肖特基金属连接部相连接，所述指型结构和所述肖特基金属连接部共同构成肖特基结。
在本发明的一个实施例中，当所述肖特基金属连接部的形状为弧形且所述指型结构的数量为2个时，所述肖特基阳极的形状为U型。
在本发明的一个实施例中，当所述肖特基金属连接部的形状为弧形且所述指型结构的数量为3个时，所述肖特基阳极的形状为W型。
在本发明的一个实施例中，所述肖特基阳极的截面形状为T型。
在本发明的一个实施例中，还包括至少一个空气桥，所述空气桥连接在所述肖特基金属连接部的中间位置处且背向所述指型结构。
在本发明的一个实施例中，还包括N-GaN层、N+GaN层和欧姆接触阴极，其中，
所述N-GaN层位于所述N+GaN层上，且所述N-GaN层形成台面，所述台面的形状与所述肖特基阳极的形状相同；
所述欧姆接触阴极位于所述N+GaN层上，且将所述N-GaN层包围；
所述肖特基阳极位于所述N-GaN层上。
本发明的另一个实施例提供了一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法，包括步骤：
S1、刻蚀N-GaN层和位于所述N-GaN层下方的N+GaN层的一部分，使所述N+GaN层裸露，形成台面；
S2、在所述台面之间的所述N+GaN层上溅射欧姆接触金属，形成欧姆接触阴极；
S3、在所述欧姆接触阴极上和焊盘种子区域上溅射保护金属，，形成焊盘种子层和所述欧姆接触阴极的保护层，其中，所述保护金属的材料包括Ti/Au；
S4、在肖特基阳极区域、所述保护金属上和空气桥种子层区域溅射肖特基金属，形成肖特基阳极和空气桥种子层；
其中，所述肖特基阳极包括至少两个并列的指型结构以及至少一个肖特基金属连接部，且相邻两个所述指型结构的同一侧端部通过所述肖特基金属连接部相连接，所述指型结构和所述肖特基金属连接部共同构成肖特基结；所述空气桥种子层连接在所述肖特基金属连接部的中间位置处且背向所述指型结构；
S5、对所述肖特基阳极、所述空气桥种子层和保护金属上的肖特基金属同时进行电镀，形成焊盘、空气桥和T型结构的肖特基阳极。
在本发明的一个实施例中，所述欧姆接触阴极的材料包括Ti/Al/TiN/Au，厚度为50/200/50/40nm。
在本发明的一个实施例中，步骤S4包括：
S41、在器件上利用光刻胶进行光刻，露出肖特基阳极区域、保护金属和空气桥种子层区域，形成第一掩模版；
S42、在所述肖特基阳极区域、所述保护金属上和所述空气桥种子层区域溅射肖特基金属，形成肖特基阳极和空气桥种子层。
在本发明的一个实施例中，步骤S5包括：
S51、在所述第一掩模版上利用所述光刻胶进行二次光刻，露出所述肖特基阳极、所述空气桥种子层和所述保护金属上的肖特基金属，形成第二掩模版；其中，在所述肖特基阳极处，所述第二掩模版的开口大于所述第一掩模版的开口；
S52、对所述肖特基阳极、所述空气桥种子层和所述保护金属上的肖特基金属进行电镀，同时形成焊盘、空气桥和T型结构的肖特基阳极。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明二极管的肖特基阳极采用肖特基金属连接部将独立的指型结构连接，可以平衡指型结构之间的电位，从而降低二极管的电阻。
2、本发明的二极管中，由于多个肖特基金属连接部可以引入多个馈电点，多个馈电点的引入降低了二极管的电阻，所以采用多个指型结构可以在电阻保持不变的情况下缩小阳极面积，从而降低二极管结电容；进而，该二极管具有更低的串联电阻和结电容，改善了其在微波频段的表现，更适合在微波频段使用。
3、本发明的二极管制备方法肖特基阳极和空气桥种子层这两部分的金属溅射合并为一步，然后同时实现空气桥和肖特基阳极的电镀，进而避免了单独制作肖特基阳极，相比于现有多步光刻技术实现制备肖特基阳极，简化了制造复杂度，制备方法更为简便，成本更低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种氮化镓微波整流肖特基二极管的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种具有U型肖特基阳极的二极管的结构图；
图3为图2中具有U型肖特基阳极的二极管的俯视图；
图4为图2中具有U型肖特基阳极的二极管的截面剖视图；
图5为本发明实施例提供的一种具有W型肖特基阳极的二极管的俯视图；
图6为图5中具有W型肖特基阳极的二极管的截面剖视图；
图7为现有技术提供的一种传统的具有指型肖特基阳极的二极管的俯视图；
图8为本发明实施例提供的三种肖特基二极管的IV曲线对比图；
图9为本发明实施例提供的四种肖特基二极管的结电容-电压曲线对比图；
图10为本发明实施例提供的一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法的流程示意图；
图11a～图11f为本发明实施例提供的一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法的过程示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种氮化镓微波整流肖特基二极管的俯视图；
图13为本发明实施例提供的一种第一掩模版和第二掩模版的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种氮化镓微波整流肖特基二极管的结构示意图。该肖特基二极管包括肖特基阳极10，其中，肖特基阳极10包括：至少两个并列的指型结构11以及至少一个肖特基金属连接部12，在相邻两个指型结构11之间，其同一侧的端部通过肖特基金属连接部12连接，至少两个并列的指型结构11和至少一个肖特基金属连接部12共同构成肖特基结。
具体地，为了确保二极管的性能，同时便于制备，并列的指型结构11的宽度和长度均相等，肖特基金属连接部12的宽度与指型结构11的宽度也相等；两个指型结构11之间的距离可以相等，也可以不等，优选地，两个指型结构11之间的距离相等。在实际制造过程中，指型结构11的长度和宽度数值可以根据实际设计需求而定。
进一步地，本实施例对肖特基金属连接部12的形状不作具体限定，其形状可以为直线型、弧形、V字型或者其他形状，只要肖特基金属连接部12能够将相邻两个指型结构同一侧的端部连接即可；优选地，肖特基金属连接部12的形状为弧形，相比于其他形状，采用弧形结构时二极管寄生电阻和结电容下降的幅度较大。
本实施例的肖特基阳极10为T型肖特基阳极。可以理解的是，不论本实施例的肖特基阳极10包括几个指型结构11，从二极管的剖面图(即截面图)上看，其指型结构11和肖特基金属连接部12的形状均为T型结构(也称帽型结构或者倒梯形结构)。肖特基阳极采用T型结构，可以降低二极管的寄生电容。
可以理解的是，本实施例的肖特基阳极10中，指型结构11和肖特基金属连接部12可以为一次成型制备而成的，也可以为多次制备而成的，不论哪种成型方法，指型结构11和肖特基金属连接部12的材料均是相同的，指型结构11和肖特基金属连接部12共同构成肖特基结。优选地，指型结构11和肖特基金属连接部12为一次成型制备而成的。
在一个具体实施例中，该肖特基二极管还包括至少一个空气桥20、欧姆接触阴极30、N-GaN层40、N+GaN层50。
其中，N-GaN层40位于N+GaN层50上，且N-GaN层40刻蚀形成台面的结构，台面的形状与肖特基阳极10的形成相同。欧姆接触阴极30位于N+GaN层50上，欧姆接触阴极30位于N-GaN层40的周围且将N-GaN层40包围。肖特基阳极10形成在N-GaN层40上，从二极管的俯视图上看，欧姆接触阴极30位于肖特基阳极10的外周且将肖特基阳极10包围。空气桥20连接在肖特基阳极10的肖特基金属连接部12的中间位置处，形成肖特基阳极10的馈电点，并且空气桥20背离肖特基阳极10的指型结构11；空气桥20的数量比肖特基阳极10中指型结构11的数量少1个，例如，指型结构11的数量为3个，则空气桥的数量为2个；当指型结构11的数量为多个时，由空气桥20所形成的馈电点也有多个。
本实施例二极管的肖特基阳极采用肖特基金属连接部将独立的指型结构连接，可以平衡指型结构之间的电位，从而降低二极管的电阻。
本实施例的二极管不仅可以降低二极管的电阻，而且由于多个肖特基金属连接部可以引入多个馈电点，多个馈电点的引入降低了二极管的电阻，所以采用多个指型结构可以在电阻保持不变的情况下缩小阳极面积，从而降低二极管结电容，从而使得二极管具有更低的串联电阻和结电容，改善其在微波频段的表现，使得二极管更适合在微波频段使用。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例以具有U型肖特基阳极的二极管和W型肖特基阳极的二极管为例进行具体说明。
请参见图2和图3，图2为本发明实施例提供的一种具有U型肖特基阳极的二极管的结构图，图3为图2中具有U型肖特基阳极的二极管的俯视图。
该具有U型肖特基阳极的二极管包括肖特基阳极10、一个空气桥20、欧姆接触阴极30、N-GaN层40、N+GaN层50。其中，肖特基阳极10中指型结构11的数量为2个，肖特基金属连接部12的数量为1个；2个指型结构11的长度、宽度均相等；肖特基金属连接部12的形状为弧形，且其宽度与指型结构11的宽度相等。其余结构的位置关系请参见实施例一，本实施例不再赘述。
请参见图4，图4为图2中具有U型肖特基阳极的二极管的截面剖视图。在图4中，Rp表示寄生电阻。理想中，Rp为0，但是在实际制造过程中，由于材料、工艺的不均匀性，肖特基阳极的两个指型结构11之间会产生电位差，从而形成寄生电阻Rp，而使用U型结构将原先两个相互独立的指型结构11连接，可以平衡两个指型结构11的电位，从而降低Rp的影响。因此，相比于传统的指型结构，U型结构可以降低肖特基阳极中每个指型结构11之间的寄生电阻，从而降低整体肖特基二极管的电阻。
请参见图1和图5，图5为本发明实施例提供的一种具有W型肖特基阳极的二极管的俯视图。
该具有W型肖特基阳极的二极管包括肖特基阳极10、两个空气桥20、欧姆接触阴极30、N-GaN层40、N+GaN层50。其中，肖特基阳极10中指型结构11的数量为3个，肖特基金属连接部12的数量为2个；2个指型结构11的长度、宽度均相等；肖特基金属连接部12的形状为弧形，且其宽度与指型结构11的宽度相等。其余结构的位置关系请参见实施例一，本实施例不再赘述。
请参见图6，图6为图5中具有W型肖特基阳极的二极管的截面剖视图。
由于W型结构是U型结构的进一步改进型，W型结构有着U型结构的优点，即可以降低肖特基阳极10中每个指型结构11之间的寄生电阻，从而降低整体肖特基二极管的电阻。
同时，W型结构的肖特基阳极还通过多馈电点(体现为两个空气桥)、短指长的方式，降低了沿指方向的电阻Rx(即图6中水平方向的电阻)。具体地，W型结构由于使用了2个馈电点，可以在总指长不变的情况下，降低Rx的影响。如图6所示，当指型结构11的两侧都加入馈电点后(第二个馈电点由虚线圈出)，二极管的串联电阻由原先的
Figure GDA0003673077360000091
变为
Figure GDA0003673077360000092
其中，Rof代表one feed，即单馈点电阻，Rtf代表two feeds，即双馈点电阻，显然，Rtf的电阻更小，从而进一步降低了二极管的串联电阻。因此，在其他参数保持相同的条件下，具有W型肖特基阳极的二极管的电阻比具有U型肖特基阳极的二极管的电阻更小。
而由于U型和W型氮化镓肖特基二极管的阳极总面积不变，故其他参数(电容、饱和电流等)都相同，考虑到W型二极管的电阻更小，所以W型氮化镓二极管将更适合于微波频段的整流。可以理解的是，当肖特基阳极10的总面积相同，其他参数均相同时，W型肖特基阳极比U型肖特基阳极所引入的馈电点多，因此，具有W型肖特基阳极二极管的电阻小于具有U型肖特基阳极二极管的电阻。
进一步地，在阳极总面积不变、其他参数(电容、饱和电流等)都相同的条件下，肖特基阳极10所具有的指型结构11越多，其引入的馈电点越多，肖特基二极管的电阻越小，其将更适合于微波频段的整流。
具体地，在实际制备过程中，肖特基阳极10中指型结构11的长度可以根据二极管的设计需求进行调整。
请参见图3、图5、图7和图8，图7为现有技术提供的一种传统的具有指型肖特基阳极的二极管的俯视图，图8为本发明实施例提供的三种肖特基二极管的IV曲线对比图，其中，三种肖特基二极管分别具有图7中的指型肖特基阳极(Finger-shaped)、图3中的U型肖特基阳极(U-shaped)、图5中的W型肖特基阳极(W-shaped)，Current代表电流，Voltage代表电压。
在图8中，电阻可以由二极管IV曲线线性部分的斜率计算得到，斜率越大，电阻越小。经过计算，指型结构二极管的电阻为2.26欧姆，U型结构二极管的电阻为2.08欧姆，而W型结构二极管的电阻为1.96欧姆。可见，相比指型结构和U型结构，W型结构二极管的电阻最小。
请参见图9，图9为本发明实施例提供的四种肖特基二极管的结电容-电压曲线对比图，其中，四种肖特基二极管分别具有指型肖特基阳极(Finger-shaped)、U型肖特基阳极(U-shaped，其指型结构的尺寸分别为2×125μm、2×100μm)、W型肖特基阳极(W-shaped)，capacitance of junction代表结电容，Voltage代表电压。
一般情况下，阳极面积越大，二极管电阻越小，但阳极面积越大，二极管电容也越大，不利于微波整流。而本实施例中，W型结构的二极管不仅电阻较小，而且其结电容也较小；如图9所示，W型结构二极管在0V时电容最小，约为0.66pF，这是由于多馈电点的引入减小了电阻，使得二极管可以减小面积(即减小电容)而不增加电阻；而电容的减小具体体现在W型的交叠部分(图5虚线圈部分)
进一步地，得益于较小的电阻和电容，W型结构二极管和U型结构二极管的截止频率1/(2π*R*C)比传统指型结构二极管的截止频率分别提高了31％和10.5％。
实施例三
在实施例一和实施例二的基础上，本实施例提供了一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法，该制备方法用于制备实施例一或者实施例二的肖特基二极管，在所制备的二极管中，肖特基阳极10呈现T型结构，如图4所示。
请参见图10和图11a-图11f，图10为本发明实施例提供的一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法的流程示意图，图11a-图11f为本发明实施例提供的一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法的过程示意图。
该制备方法具体包括步骤：
S1、刻蚀N-GaN层和位于所述N-GaN层下方的N+GaN层的一部分，使所述N+GaN层裸露，形成台面01。请参见图11a和图11b。
具体地，刻蚀的器件包括N-GaN层40和N+GaN层50，其中，N-GaN层40位于N+GaN层50上。在进行台面刻蚀时，对N-GaN层40进行轻度的过刻蚀，刻蚀深度为N-GaN层40的厚度再加上N+GaN层50的0.1μm，即对N-GaN层40刻蚀后，再对N+GaN层50刻蚀0.1μm，使N+GaN层50裸露在外，从而使N-GaN层40形成台面。
若欧姆接触阴极30制备在N-GaN层40上，则会导致二极管的电阻很大，因此，轻度的过刻蚀使得N+GaN层50裸露出来，可以使欧姆接触阴极30制备在N+GaN层50上，避免欧姆接触阴极30形成在N-GaN层40上，保证了姆接触阴极30的质量。
在俯视图上，该台面的形状与实施例一和实施例二的肖特基阳极10的形状相同。
S2、在台面之间的N+GaN层50上溅射欧姆接触金属，形成欧姆接触阴极。请参见图11c。
具体地，在裸露在外的N+GaN层50上制备欧姆接触阴极30，使得欧姆接触阴极30将N-GaN层40即台面包围。
欧姆接触阴极30的具体制作方法为：
首先对器件进行光刻，将不需要做欧姆接触的地方用光刻胶阻挡，形成欧姆接触区域。
然后在欧姆接触区域上溅射一层欧姆接触金属。其中，欧姆接触金属可以为Ti/Al/TiN/Au(即由下至上依次包括Ti、Al、TiN和Au)，其厚度分别为50/200/50/40nm。
相比于传统Ti/Al/Ni/Au金属，本实施例欧姆接触金属将采用Ti/Al/TiN/Au，Ni用TiN代替，使用TiN做的欧姆接触阴极30电阻更小，且更稳定。
之后，欧姆接触金属溅射完成之后进行剥离，将光刻胶去掉，同时把光刻胶上面溅射的金属也去掉，从而使得欧姆接触区域上有金属，欧姆接触区域以外的地方没有金属。
最后，金属剥离完成之后在N2环境下进行850℃高温退火3min，形成欧姆接触阴极30。
S3、在欧姆接触阴极30上和焊盘种子区域上溅射保护金属，形成焊盘种子层和欧姆接触阴极30的保护层02。请结合参见图11d。
其中，第一金属可以为Ti/Au。
由于在制作肖特基接触之前需要将器件放入稀盐酸中进行漂洗，以保证台面上没有残胶或者其他金属残留物，而稀盐酸会腐蚀欧姆接触阴极30，因此，需要制备保护层对欧姆接触阴极30进行保护。
具体地，保护金属的制备包括以下步骤：
首先，对器件进行光刻，将不需要保护的地方用光刻胶阻挡，在器件上上形成焊盘种子区域和欧姆接触阴极的保护区域。
之后，在焊盘种子区域和欧姆接触阴极的保护区域上溅射一层保护金属，将欧姆接触阴极30覆盖，保证在后续工艺中欧姆接触阴极30不会被腐蚀，形成欧姆接触阴极30的保护层，同时，该保护金属Ti/Au也将作为肖特基二极管焊盘和欧姆接触阴极30的种子层，为后续焊盘和欧姆接触阴极30的电镀加厚做准备，而对焊盘和欧姆接触阴极30的种子层进行电镀加厚后其电阻会变小。具体地，保护金属的材料为Ti/Au，Ti/Au厚度为50/40nm。
最后，在保护金属溅射完毕后进行剥离，去除保护金属Ti/Au外的光刻胶和金属。
由于Ni对半导体材料的黏附性很差，电镀后焊盘会非常容易脱落，因此，本实施例溅射保护金属Ti/Au，使Ti与半导体材料直接接触形成焊盘种子层，避免了后续工艺中溅射的肖特基金属Ni/Au直接与半导体材料接触而造成焊盘脱落，提升了焊盘的稳固性，提升器件的良品率。
S4、在肖特基阳极区域、保护金属上和空气桥种子层区域溅射肖特基金属03，形成肖特基阳极和空气桥种子层。请参见图11e。
其中，肖特基金属可以为Ni/Au，其厚度分别为10/10nm。
具体地，肖特基阳极10和空气桥种子层的制备包括步骤：
S41、在器件上利用光刻胶进行光刻，露出肖特基阳极区域、保护金属和空气桥种子层区域，形成第一掩模版03。
具体地，利用光刻胶制备第一掩模版03，第一掩模版03将N-GaN层40上的肖特基阳极区域即台面01、步骤S3溅射的保护金属以及空气桥种子层区域露出，将其余的地方覆盖住。
然后将器件放入稀盐酸中进行漂洗。
S42、在肖特基阳极区域、空气桥种子层区域和保护金属上溅射肖特基金属Ni/Au，其厚度为10/10nm，形成肖特基阳极10和空气桥种子层。
所形成的肖特基阳极10的形状请参见实施例一和实施例二，本实施例不再赘述。
S5、对肖特基阳极10、空气桥种子层和保护金属上的肖特基金属进行电镀，形成焊盘60、空气桥20和T型结构的肖特基阳极10。请参见图11f和图12，图12为本发明实施例提供的另一种氮化镓微波整流肖特基二极管的俯视图。
具体包括步骤：
S51、在第一掩模版上利用光刻胶进行二次光刻，露出肖特基阳极、空气桥种子层和保护金属上的肖特基金属，形成第二掩模版。
具体地，请参见图13，图13为本发明实施例提供的一种第一掩模版和第二掩模版的结构示意图。在S42形成的第一掩模版03上利用光刻胶制备第二掩模版04，形成双层胶结构，使得肖特基阳极10、空气桥种子层、保护金属上的肖特基金属露出；其中，为了形成T型阳极，在肖特基阳极10的位置处，第二掩模版的开口大于第一掩模版的开口。需要注意的是，第一掩模版所采用的光刻胶与第二掩模版所采用的光刻胶可以相同，也可以不同，优选地，第一掩模版所采用的光刻胶与第二掩模版所采用的光刻胶相同。
S52、对肖特基阳极10、空气桥种子层、保护金属上的肖特基金属进行电镀，电镀的厚度为2～3μm，从而形成焊盘、空气桥和T型结构的肖特基阳极10。
之后将第二掩模版、第一掩模版上的金属以及第一掩模版剥离去掉。
最后对将剥离后的器件放入退火炉中，在300℃下进行肖特基金属退火，退火时间为20min，从而完成器件制备。制备得到的W型器件结构如图12所示。
在步骤S5中，仅使用2层相同的光刻胶(即第一掩模版和第二掩模版)，无需精确曝光，既可以实现T型结构的肖特基阳极10；同时，采用电镀的方式对焊盘种子层、空气桥种子层和肖特基阳极10进行电镀加厚，加厚后的金属韧性显著增加，所以剥离去除未加厚的金属时，不会造成T型阳极的垮塌。
传统的T型肖特基阳极的制备方法需要多步来实现，通常是在制作欧姆接触之后单独溅射一层镍金作为肖特基金属层，而本实施例与传统方法的主要区别在于将空气桥种子层及肖特基金属层两部分的金属溅射合并为一步，然后利用传统空气桥制造工艺中的双层胶技术，同时实现空气桥和T型肖特基阳极的电镀，进而避免了单独制作T型肖特基阳极，简化了制造复杂度，制造方法更为简便，成本更低。同时，为了改善焊盘(pad)种子层的黏附性，本实施例专门使用了步骤S3中的Ti/Au作为pad的种子金属，而不是直接利用步骤S4中的Ni/Au作为pad种子金属，这一改变是专门为这一套工艺设计的，若没有步骤S3而直接使用镍金作为pad种子层的金属，由于Ni对半导体材料的黏附性很差，电镀后器件pad会非常容易脱落，导致器件良品率下降。
本实施例的制备方法制备的肖特基阳极采用肖特基金属连接部将独立的指型结构连接，可以平衡指型结构之间的电位，从而降低了二极管的电阻；当具有多个指型结构时，多个指型结构之间存在部分交叠，使得二极管的结电容更小；从而大幅降低二极管的串联电阻和结电容，改善其在微波频段的表现，使得二极管更适合在微波频段使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、刻蚀N-GaN层和位于所述N-GaN层下方的N+GaN层的一部分，使所述N+GaN层裸露，形成台面；
S2、在所述台面之间的所述N+GaN层上溅射欧姆接触金属，形成欧姆接触阴极；
S3、在所述欧姆接触阴极上和焊盘种子区域上溅射保护金属，形成焊盘种子层和所述欧姆接触阴极的保护层，其中，所述保护金属的材料包括Ti/Au；
S4、在肖特基阳极区域、所述保护金属上和空气桥种子层区域溅射肖特基金属，形成肖特基阳极和空气桥种子层；
其中，所述肖特基阳极包括至少两个并列的指型结构以及至少一个肖特基金属连接部，且相邻两个所述指型结构的同一侧端部通过所述肖特基金属连接部相连接，所述指型结构和所述肖特基金属连接部共同构成肖特基结；所述空气桥种子层连接在所述肖特基金属连接部的中间位置处且背向所述指型结构；
S5、对所述肖特基阳极、所述空气桥种子层和保护金属上的肖特基金属同时进行电镀，形成焊盘、空气桥和T型结构的肖特基阳极。
2.如权利要求1所述的氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述欧姆接触阴极的材料包括Ti/Al/TiN/Au，其厚度为50/200/50/40nm。
3.如权利要求1所述的氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41、在器件上利用光刻胶进行光刻，露出肖特基阳极区域、保护金属和空气桥种子层区域，形成第一掩模版；
S42、在所述肖特基阳极区域、所述保护金属上和所述空气桥种子层区域溅射肖特基金属，形成肖特基阳极和空气桥种子层。
4.如权利要求3所述的氮化镓微波整流肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤S5包括：
S51、在所述第一掩模版上利用所述光刻胶进行二次光刻，露出所述肖特基阳极、所述空气桥种子层和所述保护金属上的肖特基金属，形成第二掩模版；其中，在所述肖特基阳极处，所述第二掩模版的开口大于所述第一掩模版的开口；
S52、对所述肖特基阳极、所述空气桥种子层和所述保护金属上的肖特基金属进行电镀，同时形成焊盘、空气桥和T型结构的肖特基阳极。
5.一种氮化镓微波整流肖特基二极管，其特征在于，由如权利要求1-4任一项所述的制备方法制得，包括：肖特基阳极，其中，
所述肖特基阳极包括至少两个并列的指型结构以及至少一个肖特基金属连接部，相邻两个所述指型结构的同一侧端部通过所述肖特基金属连接部相连接，所述指型结构和所述肖特基金属连接部共同构成肖特基结。
6.如权利要求5所述的氮化镓微波整流肖特基二极管，其特征在于，当所述肖特基金属连接部的形状为弧形且所述指型结构的数量为2个时，所述肖特基阳极的形状为U型。
7.如权利要求5所述的氮化镓微波整流肖特基二极管，其特征在于，当所述肖特基金属连接部的形状为弧形且所述指型结构的数量为3个时，所述肖特基阳极的形状为W型。
8.如权利要求5所述的氮化镓微波整流肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基阳极的截面形状为T型。
9.如权利要求5所述的氮化镓微波整流肖特基二极管，其特征在于，还包括至少一个空气桥，所述空气桥连接在所述肖特基金属连接部的中间位置处且背向所述指型结构。
10.如权利要求5所述的氮化镓微波整流肖特基二极管，其特征在于，还包括N-GaN层、N+GaN层和欧姆接触阴极，其中，
所述N-GaN层位于所述N+GaN层上，且所述N-GaN层形成台面，所述台面的形状与所述肖特基阳极的形状相同；
所述欧姆接触阴极位于所述N+GaN层上，且将所述N-GaN层包围；
所述肖特基阳极位于所述N-GaN层上。
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