技术摘要：
本发明属于半导体器件的制作领域，具体是一种GaN基平面肖特基变容管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)对准标记的制作；2)欧姆电极的制作；3)一次平坦化制作肖特基“金属檐”结构；4)肖特基金属蒸发；5)刻蚀绝缘台；6)二次平坦化；7)电镀形成空气桥、电极pad及  全部
背景技术：
太赫兹波是介于微波毫米波和与红外光之间的电磁波，其频率范围通常在100GHz ～10THz之间，对应波长为0.03～3mm。20世纪90年代以来，随着激光技术、化合物半导体技 术的发展，人们对太赫兹科学的研究取得了很大的进展。太赫兹频域处于宏观经典理论向 微观量子理论的过渡区，鉴于其特殊的频谱位置，太赫兹波表现出许多优良的特性，包括： 能够穿透大部分非金属材料，且不会引起材料中分子电离，特别适合于对生物组织的活体 检测以及下一代安全的安检成像应用；具有量子特性，不仅可以被指定的准光学器件反射、 聚焦而在指定的波导中传输，同时还可以穿透很多不透明的物体，比如陶瓷、塑料、木质、有 机材料等，适合于对密封物品的检测以及安全检查；可以利用太赫兹波的这一特性来探测 大气中的特定成分，比如水汽、冰云、臭氧以及大气环境质量的监测。凭借着如此优良的特 性，太赫兹技术被广泛应用于空间科学领域、物质探测、通信领域、生物科学领域中。 目前，固态倍频振荡电路的核心器件是砷化镓(GaAs)基肖特基二极管，由于国内 化合物半导体工艺技术及GaAs材料固有低击穿电场的限制，基于GaAs材料的倍频电路并不 能满足高功率需求。GaN作为第三代宽禁带半导体材料，拥有高于GaAs材料8倍的击穿场强 以及高热导率、高电子饱和速度、高频优值等特点，符合高频率、大功率器件的需求。同时基 于GaN肖特基二极管的180GHz倍频电路已有报道，且输出功率能够达到最先进的GaAs倍频 器水平，说明GaN材料在太赫兹高功率倍频电路领域有很大的应用前景。 根据公开报道的GaN基肖特基变容管，其反偏特性，包括反向漏电流及击穿电压仍 有较大的提升空间，改善GaN变容管的反偏特性能够有效提高倍频电路的转换效率及输出 功率。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提出一种基于平坦化工艺GaN基平面肖特基变容管的制作方 法。本发明有效改善“金属檐”结构的刻蚀条件，提高侧墙的表面质量并降低侧墙表面陷阱 电荷，从而提高器件的反偏特性；改善“空气桥”结构由工艺引入的误差，有效降低器件的寄 生电容。 为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案： 一种GaN基平面肖特基变容管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤： 1)对准标记的制作： 选用碳化硅衬底的GaN外延片，采用电子束蒸发Ti/Au在外延片完成对准标记图形 的转移； 2)欧姆电极的制作： 3 CN 111599872 A 说　明　书 2/4 页 匀胶光刻后在指定位置采用ICP等离子刻蚀去除轻掺杂GaN层，露出重掺杂的GaN 区域，然后在所露出的重掺杂的GaN区域采用电子束蒸发Ti/Al/Ni/Au作为器件的阴极金 属，随后热退火处理形成非整流的欧姆接触；所述指定位置是用于制备欧姆接触的区域； 3)一次平坦化制作肖特基“金属檐”结构： 将n型轻掺杂层上需要形成阳极的区域采用正胶保护，使用ICP等离子刻蚀法将除 阳极以外的n型轻掺杂层去除形成近垂直的阳极GaN台柱，随后在该台柱以外的区域旋涂一 层高分子聚合物，并热板固化，接着在该区域旋涂第二层光刻胶并光刻出相应的区域，完成 表面的平坦化； 4)肖特基金属蒸发： 匀胶光刻后在阳极GaN台柱表面采用电子束蒸发Ni/Au作为器件的阳极，并使用 lift-off工艺完成金属的剥离，并去除高分子聚合物，形成肖特基“金属檐”终端结构； 5)刻蚀绝缘台： 使用ICP等离子刻蚀法刻蚀重掺杂的GaN层至SiC衬底，得到绝缘台； 6)二次平坦化： 采用高分子聚合物对步骤5)刻蚀形成的沟槽进行填充，沟槽最低点的高分子聚合 物高于阳极GaN台柱表面，随后，在沟槽区域覆盖一层光刻胶，在氧等离子中刻蚀，去除顶层 光刻胶并完成沟槽的平坦化； 7)电镀形成空气桥、电极pad及互连金属： 采用负胶作为图形的转移光刻胶，并依次溅射厚度为30-80nm的Ti和Au起镀层金 属，将起镀层金属以电镀的方式加厚，去除沟槽中的高分子聚合物以及表面的光刻胶，即得 到GaN基平面肖特基变容管。 优选地，GaN外延片结构从下至上依次为：SiC衬底、绝缘的GaN过渡层、n型重掺杂 层、n型轻掺杂层。 优选地，步骤2)-3)以及5)中，ICP等离子刻蚀条件：ICP功率为360W，RF功率为40W， 刻蚀气体为Cl2/BCl3的混合气体，比例为Cl2：BCl3＝10：1，腔体压强为1.5Pa。 优选地，所述高分子聚合物为PMMA。 本发明针对GaN平面肖特基变容管的“金属檐”终端结构提供一种基于平坦化工艺 的制备方法。在该方法中包含两步平坦化工艺：1、利用ICP干法刻蚀技术刻蚀GaN外延层并 采用平坦化工艺实现“金属檐”终端结构；2、采用平坦化工艺实现空气桥的制作。 本发明采用一定浓度的PMMA及光刻胶对干法刻蚀的敏感度实现底层PMMA的平整； 两步平坦化工艺中底层PMMA及顶层光刻胶厚度有所差异，即需要平坦化的沟槽深度不同， 所使用的厚度不同。本发明起镀层金属溅射选择负胶(反转胶)，简化了电镀的工艺流程并 提高了电镀金属表面的光滑。 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、有效控制GaN的刻蚀条件，提高“金属檐”结构侧墙的表面质量，有效降低侧墙表 面陷阱电荷。 2、降低空气桥工艺中带来的误差，从而降低器件的寄生电容。 4 CN 111599872 A 说　明　书 3/4 页 附图说明 图1-8为本发明GaN基平面肖特基变容管的制备方法中不同步骤所涉及的结构示 意图； 图9为本发明GaN基平面肖特基变容管的三维结构图； 图10为图9中圆形框内的细节图。