一種肖特基二極管及其測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半導體器件，尤其涉及一種肖特基二極管及其測試方法。
【背景技術】
[0002]相比于GaAs等傳統化合物半導體材料(位錯密度約104/cm2)，GaN材料內部存在著大量位錯，利用金屬有機化合物化學氣相沉淀(Metal-organic Chemical VaporDeposit1n, MOCVD)的方法在藍寶石等異質襯底上外延生長得到的GaN薄膜，位錯密度約18?109/cm2,利用氫化物氣相外延(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE)的方法生長得到的GaN厚膜材料,位錯密度大幅下降,但仍然高達106/cm2,位錯的存在會顯著影響基于GaN材料制備出來的肖特基二極管的性能，為了能進一步提高GaN肖特基二極管的性能，需要了解器件內部的位錯分布，并對其進行深入研究。
[0003]通過陰極突光譜(Cathodoluminescence, CL)的方法可以很方便地觀測到GaN材料內部的位錯分布，但使用傳統的方法制備GaN肖特基二極管的肖特基電極部分時，通常都會淀積比較厚的金屬層，由于電子束無法穿透很厚的金屬層，即使能夠穿透打到樣品上，樣品所發出的陰極熒光也無法透過該金屬電極層發射出來，因此這樣制成器件后就無法利用CL譜來觀測器件內部的位錯分布了 ；而如果先觀測GaN材料的位錯分布，再在其上制備肖特基電極時，又無法確保淀積的金屬層正好覆蓋在觀測過的區域上。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種肖特基二極管，該肖特基二極管既可以進行常規測試分析如電流電壓曲線(IV)測量，又能夠利用CL譜確定器件內部的位錯數目及分布位置，方便深入研究位錯對器件性能的影響。
[0005]為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案:
[0006]一種肖特基二極管，包括:
[0007]GaN 層；
[0008]位于GaN層上的絕緣層，所述絕緣層具有一開口部，形成肖特基接觸區域；
[0009]第一電極，形成于所述肖特基接觸區域內，與所述GaN層接觸，并且，所述第一電極至少部分覆蓋于所述絕緣層的上部；
[0010]第二電極，與所述第一電極連接，位于所述第一電極覆蓋所述絕緣層的部分之上；
[0011]其中，所述第一電極的厚度小于所述第二電極的厚度。
[0012]優選地，所述第一電極的厚度為5?30nm ;所述第二電極的厚度為200?lOOOnrn。
[0013]優選地，所述肖特基二極管還包括與所述GaN層連接的歐姆電極層，所述歐姆電極層的厚度總為100?100nm。
[0014]優選地，所述歐姆電極層為單層的Ti材料層。
[0015]優選地，所述歐姆電極層為多層疊層設置的金屬材料層，所述金屬材料包括T1、Al.Ni和Au ;所述多層金屬材料層中至少包含一 Ti材料層，所述Ti材料層與所述GaN層連接。
[0016]優選地，所述絕緣層呈環狀，其中心為所述開口部；所述開口部的側壁具有一傾斜角度，傾斜角度的范圍是I?80°，從俯視的角度中所述開口部呈上大下小的結構。
[0017]優選地，所述GaN層為GaN自支撐材料。
[0018]優選地，所述絕緣層的材料為Si02、Si3N4或Al2O3，其厚度為100?lOOOnm。
[0019]優選地，所述第一電極的材料為N1、Pt或Au，所述第二電極的材料為T1、Au、Al或
Cu ;所述第一電極和第二電極為單層金屬材料層或多層金屬材料層。
[0020]本發明的另一方面是提供了一種肖特基二極管的測試方法，包括步驟:
[0021](a)、首先提供如上所述的肖特基二極管；
[0022](b)、在所述第一電極位于所述肖特基接觸區域的部分采用陰極熒光譜來觀測所述肖特基二極管內部的位錯數目及分布。
[0023]優選地，該測試方法還包括步驟:在所述第二電極上施加電壓或電流以測試所述肖特基二極管的1-V特性。
[0024]與現有技術相比，本發明在提供的GaN肖特基二極管，在有源區(即肖特基電極與GaN晶體接觸的區域)采用薄的第一電極，而非有源區采用厚的第二電極，有源區與非有源區的電極是相互導通的；在進行CL譜測量時，加速電子束可以穿透連接于有源區的薄的第一電極打到樣品上，樣品所發出的陰極熒光也能夠透過薄的第一電極發射出來，這樣就可以利用CL譜來觀測器件內部的位錯數目及分布位置；如需進行常規測試分析如電流電壓曲線(1-V特性曲線)測量，則可以在非有源區的厚的第二電極上施加電壓或電流進行測試。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明一實施例提供的肖特基二極管的立體圖。
[0026]圖2是如圖1所示的肖特基二極管的橫向剖面圖。
[0027]圖3是對本實施方式提供的肖特基二極管進行CL譜觀測的電鏡照片。
[0028]圖4是對本實施方式提供的肖特基二極管的1-V特性曲線圖。
【具體實施方式】
[0029]如前所述，本發明的目的是提供一種肖特基二極管，該肖特基二極管包括:GaN層；位于GaN層上的絕緣層，絕緣層具有一開口部，形成肖特基接觸區域；第一電極，形成于肖特基接觸區域內，與GaN層接觸，并且，第一電極至少部分覆蓋于所述絕緣層的上部；第二電極，與第一電極連接，位于第一電極覆蓋絕緣層的部分之上；其中，第一電極的厚度小于所述第二電極的厚度。該肖特基二極管既可以進行常規測試分析如電流電壓曲線(ι-ν特性)測量，又能夠利用CL譜確定器件內部的位錯數目及分布位置，方便深入研究位錯對器件性能的影響。
[0030]在較為優選的方案中，第一電極的厚度范圍是5?30nm;第二電極的厚度范圍是200 ?lOOOnm。
[0031]下面將結合附圖用實施例對本發明做進一步說明。
[0032]參閱圖1和圖2，本實施例提供的肖特基二極管包括:GaN層I ;位于GaN層I上的絕緣層2，絕緣層具有一開口部，形成肖特基接觸區域6 ;第一電極3，形成于肖特基接觸區域內6，與GaN層I接觸，并且，第一電極3至少部分覆蓋于所述絕緣層2的上部；第二電極4，與第一電極3連接，位于第一電極3覆蓋絕緣層2的部分之上；與GaN層I連接的歐姆電極層5，歐姆電極層5位于與絕緣層2相對的一側。
[0033]其中，GaN層I為GaN自支撐材料。
[0034]其中，絕緣層2呈環狀，其中心為所述開口部；所述開口部的側壁具有一傾斜角度，傾斜角度的可以選擇的范圍是I?80°，從俯視的角度中所述開口部呈上大下小的結構；絕緣層2的材料可以選擇是Si02、Si3N4或Al2O3,—般采用原子層沉積(Atomic layerdeposit1n,ALD)、化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposit1n,CVD)或等離子體增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n, PECVD)等工藝制備形成，其厚度可以選擇的范圍是100?lOOOnm，所述開口部可以通過濕法腐蝕或干法刻蝕制備形成。
[0035]其中，第一電極3的材料可以選擇為N1、Pt或Au，第一電極3可以為單層金屬材料層或多層金屬材料層，例如可以僅僅是一層Ni金屬層，也可以是包括疊層設置的一層Ni