阅读说明：本技术 半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法 (Semiconductor device structure, Schottky diode and preparation method thereof ) 是由 郝茂盛 袁根如 张楠 陈朋 马艳红 于 2020-04-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法,肖特基二极管的制备方法包括：提供具有凹槽结构的生长基底,生长第一N型氮化镓层及第二N型氮化镓层,剥离生长衬底,形成阴极金属层及阳极金属层。本发明在生长基底上进行侧向外延生长形成第一N型氮化镓层,可以提高氮化镓晶体质量,提高表面平整度,减少晶体缺陷,制作垂直结构的肖特基二极管,有利于承受较大的电流及电压,另外,设置阴阳电极上下平行错开,有利于避免两电极直接对冲击穿芯片,提高氮化镓肖特基二极管的耐压特性与降低其漏电流。(The invention provides a semiconductor device structure, a Schottky diode and a preparation method thereof, wherein the preparation method of the Schottky diode comprises the following steps: providing a growth substrate with a groove structure, growing a first N-type gallium nitride layer and a second N-type gallium nitride layer, and stripping a growth substrate to form a cathode metal layer and an anode metal layer. The first N-type gallium nitride layer is formed by lateral epitaxial growth on the growth substrate, the quality of gallium nitride crystals can be improved, the surface flatness is improved, the crystal defects are reduced, the Schottky diode with a vertical structure is manufactured, larger current and voltage can be borne, in addition, the arrangement of the anode and the cathode in parallel staggered mode is beneficial to avoiding the direct impact breakdown of two electrodes on a chip, the voltage resistance of the gallium nitride Schottky diode is improved, and the leakage current of the gallium nitride Schottky diode is reduced.)

半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

随着大功率器件在军事、民用等各个领域的广泛使用，人们对肖特基二极管的需求也越来越大，对其性能的要求也越来越高。长久以来，人们一直使用硅基肖特基二极管器件，但随着硅工艺的多年发展，相应的硅基肖特基二极管性能已经接近其理论极限。氮化镓作为第三代宽禁带半导体材料，它具有禁带宽度大、击穿电场大、电子漂移速度高等特性，采用其制作出的肖特基二极管也具有耐高温、耐高压和导通电阻小的优良特性，是制作新一代肖特基二极管的理想材料。

目前，氮化镓肖特基二极管除了氮化镓材料本身的问题，反向击穿电压与漏电流与理论上的理想值还相差甚远，国际上很多研究小组都在寻找不同的方法，从结构或工艺上来解决与改进这一问题，以提高氮化镓肖特基二极管的耐压特性与降低其漏电流，以使得器件可以在更大的功率下进行工作。

因此，如何提供一种半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法以解决现有技术中的上述问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法，用于解决现有技术中氮化镓晶体生长质量差以及氮化镓肖特基二极管的耐压特性与漏电流难以有效改善等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种肖特基二极管的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

提供生长基底，所述生长基底中形成有若干个凹槽结构；

于所述生长基底上形成第一N型氮化镓层，所述第一N型氮化镓层填充于所述凹槽结构中并延伸至所述凹槽结构周围的所述生长基底上；

于所述第一N型氮化镓层上形成第二N型氮化镓层，所述第二N型氮化镓层的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层的掺杂浓度；

剥离所述生长基底以于所述第一N型氮化镓层靠近所述生长基底的一侧形成连接面；

于所述连接面上形成与所述第一N型氮化镓层电连接的阴极金属层，于所述第二N型氮化镓层上形成与所述第二N型氮化镓层电连接的阳极金属层。

可选地，剥离所述生长基底之前还包括步骤：提供临时支撑衬底，将形成有所述第二N型氮化镓层的结构转移至所述临时支撑衬底上，所述第二N型氮化镓层远离所述第一N型氮化镓层的一侧与所述临时支撑衬底相接触，且在形成所述阳极金属层之前去除所述临时支撑衬底。

可选地，所述制备方法还包括步骤：于所述连接面与所述阴极金属层之间形成与二者均电连接的金属衬底。

可选地，各所述凹槽结构呈平行等间距排布或呈周期性间隔排布。

可选地，所述凹槽结构之间的距离小于10μm，所述凹槽结构的底部宽度介于0.1μm-3μm之间。

可选地，所述生长基底自下而上包括半导体衬底和牺牲介质层，其中，所述牺牲介质层中形成有若干个显露所述半导体衬底的开口，所述开口构成所述凹槽结构。

可选地，所述开口的内壁及其周围的所述牺牲介质层上形成有生长辅助层，所述生长辅助层位于所述开口中的相对的表面构成所述凹槽结构。

可选地，所述半导体衬底与所述牺牲介质层之间还形成有缓冲层，所述开口贯穿所述缓冲层以显露所述半导体衬底。

可选地，剥离所述生长基底之后且在形成所述阴极金属层之前还包括步骤：于所述连接面上形成介质层，且所述介质层中形成有显露所述连接面的连接部开口，并至少于所述连接部开口中形成键合金属层，所述阴极金属层通过所述键合金属层与所述第一N型氮化镓层电连接。

可选地，位于所述连接部开口中的所述键合金属层与所述阳极金属层上下平行且对应错开。

本发明还提供一种半导体器件结构，其中，所述半导体器件结构可以参考本发明提供的制备方法制备，当然，也可以采用其他方法制备，所述半导体器件结构包括：

生长基底，所述生长基底中形成有若干个凹槽结构；

第一N型氮化镓层，填充于所述凹槽结构中并延伸至所述凹槽结构周围的所述生长基底上；以及

第二N型氮化镓层，形成于所述第一N型氮化镓层上，且所述第二N型氮化镓层的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层的掺杂浓度。

可选地，所述生长基底自下而上包括半导体衬底和牺牲介质层，其中，所述牺牲介质层中形成有若干个显露所述半导体衬底的开口，所述开口构成所述凹槽结构。

可选地，所述牺牲介质层包括SiO₂层、Si₃N₄层中的至少一种。

可选地，所述开口内壁及其周围的所述介质层上形成有生长辅助层，所述生长辅助层位于所述开口中的相对的表面构成所述凹槽结构。

可选地，所述半导体衬底与所述牺牲介质层之间还形成有缓冲层，所述开口贯穿所述缓冲层以显露所述半导体衬底。

可选地，所述缓冲层包括Al_xGa_1-xN层、BN层以及AlN层中的至少一种，其中，0≤x≤0.5。

可选地，所述生长辅助层包括AlN层。

可选地，各所述凹槽结构呈平行等间距排布或呈周期性间隔排布。

可选地，所述凹槽结构之间的距离小于10μm。

可选地，所述凹槽结构的底部宽度介于0.1μm-3μm之间。

本发明还提供一种肖特基二极管，所述肖特基二极管可以参考本发明提供的制备方法制备，当然，也可以采用其他方法制备，所述肖特基二极管包括：

第一N型氮化镓层，具有相对的下表面及上表面；

第二N型氮化镓层，形成于所述第一N型氮化镓层的上表面上，且所述第二N型氮化镓层的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层的掺杂浓度；

阳极金属层，形成于所述第二N型氮化镓层上并与所述第二N型氮化镓层电连接；

介质层及键合金属层，所述介质层形成于所述第一N型氮化镓层的下表面上，且形成有显露所述下表面的连接部开口，所述键合金属层至少形成于所述连接部开口中；

阴极金属层，形成于所述键合金属层远离所述第一N型氮化镓层的一侧并通过所述键合金属层与所述第一N型氮化镓层电连接。

可选地，所述键合金属层与所述阴极金属层之间形成有与二者均电连接的金属衬底。

可选地，位于所述连接部开口中的所述键合金属层与所述阳极金属层上下平行且对应错开。

如上所述，本发明在生长基底上进行侧向外延生长形成第一N型氮化镓层，可以提高氮化镓晶体质量，提高表面平整度，减少晶体缺陷，制作垂直结构的肖特基二极管，有利于承受较大的电流及电压，另外，设置阴阳电极上下平行错开，有利于避免两电极直接对冲击穿芯片，提高氮化镓肖特基二极管的耐压特性与降低其漏电流。

附图说明

图1显示为本发明实施例一提供的肖特基二极管制备流程图。

图2(a)-3及图5-12显示为本发明实施例一提供的肖特基二极管制备方法中各步骤得到的结构的示意图，其中，图12也显示为实施例三中肖特基二极管的一示例的结构示意图。

图4显示为图3结构的扫描电镜图。

元件标号说明

101 生长基底

1011 半导体衬底

1012 缓冲层

1013 牺牲介质层

1014 生长辅助层

102 第一N型氮化镓层

102a 连接面

103 第二N型氮化镓层

104 临时支撑衬底

105 介质层

106 键合金属层

107 金属衬底

108 阴极金属层

109 阳极金属层

110、111 绝缘介质阻挡层

S1～S5 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一：

如图1所示，本发明提供一种肖特基二极管的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

提供生长基底，所述生长基底中形成有若干个凹槽结构；

于所述生长基底上形成第一N型氮化镓层，所述第一N型氮化镓层填充于所述凹槽结构中并延伸至所述凹槽结构周围的所述生长基底上；

于所述第一N型氮化镓层上形成第二N型氮化镓层，所述第二N型氮化镓层的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层的掺杂浓度；

剥离所述生长基底以于所述第一N型氮化镓层靠近所述生长基底的一侧形成连接面；

于所述连接面上形成与所述第一N型氮化镓层电连接的阴极金属层，于所述第二N型氮化镓层上形成与所述第二N型氮化镓层电连接的阳极金属层。

下面将结合附图详细说明本发明的制备方法。

如图1中的S1及图2(a)-(c)所示，提供生长基底101，所述生长基底101中形成有若干个凹槽结构101a，所述凹槽结构101a的形成用于后续材料层的生长制备。其中，所述生长基底101可以单一的材料层结构，也可以是由叠层材料构成的堆叠结构，可以依据实际需要选择，如可以是硅衬底、氧化硅、绝缘体上硅等。

如图2(a)所示，给出一种所述生长基底101的示例，在该示例中，所述生长基底101自下而上包括半导体衬底1011和牺牲介质层1013，其中，所述牺牲介质层1013中形成有若干个显露所述半导体衬底1011的开口，在一示例中，所述开口直接作为所述凹槽结构101a，在另一示例中，还可以是在所述开口内壁及其周围的所述牺牲介质层1013上形成有生长辅助层1014，所述生长辅助层1014位于所述开口中的相对的表面构成所述凹槽结构101a。

其中，所述半导体衬底1011可以根据实际需要选择，优选地，所述半导体衬底1011可以Al₂O₃衬底、SiC衬底、Si衬底、ZnO衬底或GaN衬底。所述牺牲介质层1013可以是单层材料层，也可以是由多层材料层构成的叠层结构，可以采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)、PVD或电子束蒸发等工艺在所述半导体衬底1011上形成所述牺牲介质层1013。在一示例中，所述牺牲介质层1013包括SiO₂层、Si₃N₄层中的至少一种，即可以是上述材料层中的任意一种，可以是由上述材料层中的至少两层所堆叠而形成的叠层结构，进一步可选地，形成的叠层结构中相邻的材料层的材料不同，其中，图2(a)中示意出了有一层氧化硅层和一层氮化硅层构成的叠层结构。另外，所述生长辅助层1014可以采用MOCVD(有机金属化学气相沉积)、HVPE(氢化物气相外延)或PVD(物理气相沉积)工艺形成，其材料包括但不限于氮化铝(AlN)，可以充当缓冲层，为后续所述第一N型氮化镓层102提供基础，其厚度可以设置为10nm-100nm。

参见图2(a)所示，作为示例，所述半导体衬底1011与所述牺牲介质层1013之间还形成有缓冲层1012，所述牺牲介质层1013的开口贯穿所述缓冲层1012以显露所述半导体衬底1011。当然，如图2(b)所示，还可以不形成所述缓冲层1012。作为示例，所述缓冲层1012可以为Al_xGa_1-xN层，其中，0≤x≤0.5；也可以为BN层；还可以为AlN层，AlN层的晶向为(0001)晶向。可以采用MOCVD(有机金属化学气相沉积)、HVPE(氢化物气相外延)或PVD(物理气相沉积)工艺在所述半导体衬底1011表面形成所述缓冲层1012。另外，所述缓冲层1011的厚度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述缓冲层1011的厚度为50埃-600埃。

作为示例，在所述缓冲层1012上表面形成保护层(图中未示出)。作为示例，可以采用蒸镀等工艺于所述缓冲层1012上表面形成所述保护层；所述保护层可以包括金属层或/和金属氧化物层，即所述保护层可以为一层金属层，也可以为至少两层不同材料的金属层，也可以为一层金属氧化物层，也可以为至少两层不同材料的金属氧化物层，还可以为至少一层金属层与至少一层金属氧化物层组成的叠层结构。具体的，所述金属层的材料包括镍(Ni)或钛(Ti)；所述金属氧化物层的材料包括氧化钛(TiOx)或铟锡氧化物(ITO)。在一示例中，所述保护层包括一层氧化钛层及一层铟锡氧化物层。作为示例，所述保护层的厚度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述保护层的厚度可以为10埃～500埃。所述保护层的厚度如果太小，譬如小于10埃，其起到的保护作用将非常有限，如果所述保护层的厚度太多，譬如大于500埃，又容易造成钻蚀，从而影响器件的性能。本发明中将所述保护层的厚度设置为10埃～500埃，即可以保证所述保护层所起到的保护作用，又在后续湿法腐蚀时不容易钻蚀，从而能够很好地控制图形的精度。

如图2(c)和图2(d)所示，提供两种所述凹槽结构101a排布的示例，图中显示其俯视图，其中，各所述凹槽结构101a呈平行等间距排布，如图2(c)所示，或各所述凹槽结构101a呈周期性间隔排布，如图2(d)所示，从而有利于后续所述第一N型氮化镓层102的形成。作为示例，所述凹槽结构101a之间的距离小于10μm，如可以是2μm、3μm等，所述凹槽结构101a的底部宽度介于0.1μm-3μm之间，如可以是0.5μm、1μm、2μm等。其中，当各所述凹槽结构101a呈平行等间距排布时，所述凹槽结构101a的纵截面形状可以是正方形、长方形或梯形等可以通过侧向生长形成后续所述第一N型氮化镓层102的形状，呈长条形排布，形成在所述生长基底101中，此时，所述凹槽结构101a之间的距离是指相邻凹槽结构相对的两边之间的距离d1，所述凹槽结构101a的底部宽度是指沿着垂直于单条凹槽结构延伸方向上的尺寸w1；当各所述凹槽结构101a呈周期性间隔排布时，如可以是图中的六方排布，所述凹槽结构101a可以是圆柱形结构、方柱形结构，所述凹槽结构101a之间的距离是指六方排布结构中相邻凹槽结构相对位置之间的距离d2，所述凹槽结构101a的底部宽度是指沿直径方向上的尺寸w2，从而有利于后续所述第一N型氮化镓层102的形成。

如图1中的S2及图3-5所示，于所述生长基底101上形成第一N型氮化镓层102，所述第一N型氮化镓层102填充于所述凹槽结构101a中并延伸至所述凹槽结构101a周围的所述生长基底101上。在一示例中，采用MOCVD工艺在所述凹槽结构101a中生长所述第一N型氮化镓层102，如图3所示，显示为生长过程中所述第一N型氮化镓层102的结构的一示例，在所述第一N型氮化镓层102的形成过程中，自所述凹槽结构101a中向所述生长基底101表面侧向生长，可以提高得到的晶体的质量，提高表面平整度，减少晶体缺陷，晶体中缺陷也会由于侧向生长而集中到外延合拢界面处，进而有利于提高器件的稳定性，另外，图4显示出了所述第一N型氮化镓层102生长过程中图3结构的扫描图。在一示例中，经过XRD测试，所述第一N型氮化镓层102晶体的002方向和102方向都＜50弧秒。另外，参见图5所示，在一示例中，在所述凹槽结构101a中生长所述第一N型氮化镓层102时继续生长至表面平整，即最终形成的所述第一N型氮化镓层102一部分填充满所述凹槽结构101a，一部分位于所述生长基底101上，在一可选示例中，所述第一N型氮化镓层102位于所述生长基底101上的部分的高度d3介于1-2微米之间。

如图1中的S3及图5所示，于所述第一N型氮化镓层102上形成第二N型氮化镓层103，所述第二N型氮化镓层103的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层102的掺杂浓度，其中，所述第一N型氮化镓层102可以为重掺杂氮化镓层，在1*10¹⁸原子/cm³-5*10²⁰原子/cm³之间，所述第二N型氮化镓层103可以为轻掺杂氮化镓层，在1*10¹⁵原子/cm³-5*10¹⁶原子/cm³之间。

如图1中的S4及图6-7所示，剥离所述生长基底101以于所述第一N型氮化镓层102靠近所述生长基底101的一侧形成连接面102a，所述连接面102a用于制备后续材料层。在一示例中，还对所述第一N型氮化镓层102靠近所述生长基底的一侧进行平坦化，得到平坦化表面，所述平坦化表面作为所述连接面102a，可以采用化学机械研磨的工艺进行平坦化，从而所述平坦化表面作为后续制备材料层的连接面，以将所述第一N型氮化镓层102电性引出。其中，可以采用化学剥离的方式剥离所述生长基底101，在一示例中，所述生长基底101包括所述半导体衬底1011以及所述牺牲介质层1013，所述牺牲介质层1013中包括氧化硅层，当然，还可以包括其他材料层，可以采用腐蚀液将所述氧化硅层进行腐蚀，以进一步实现所述生长基底101和所述第一N型氮化镓层102之间的剥离，当然，当所述半导体衬底1011和所述第一N型氮化镓层102之间还存在其他材料层时，还可以在通过腐蚀液进行其他各材料层的腐蚀以实现剥离，例如，当存在所述生长辅助层1014时，还包括湿法刻蚀去除所述生长辅助层1014的步骤。

如图6所示，作为示例，剥离所述生长基底101之前还包括步骤：提供临时支撑衬底104，将形成有所述第二N型氮化镓层103的结构转移至所述临时支撑衬底104上，所述第二N型氮化镓层103远离所述第一N型氮化镓层102的一侧与所述临时支撑衬底104相接触，且在后续形成阳极金属层109之前去除所述临时支撑衬底104，当然，所述临时支撑衬底104还可以用于在其支撑在进行其他材料层的制备。其中，所述临时支撑衬底104可以选择为金属衬底和非金属衬底，比如，铜，钼铜，钨铜、蓝宝石衬底等。

如图1中的S5及图8-12所示，于所述连接面102a上形成与所述第一N型氮化镓层102电连接的阴极金属层108，于所述第二N型氮化镓层103上形成与所述第二N型氮化镓层103电连接的阳极金属层109。其中，所述阴极金属层108与所述第一N型氮化镓层102之间形成欧姆接触，所述阳极金属层109与所述第二N型氮化镓层103之间形成肖特基接触。通过上述方案，本发明制备垂直结构的肖特基二极管，能够承受大电流和大电压。其中，图11显示为在形成所述临时支撑衬底104的示例中，去除所述临时支撑衬底104的步骤。另外，图12显示为形成所述阴极金属层108及所述阳极金属层109的结构示意图，在图示示例中，还包括在所述阴极金属层108周围形成有绝缘介质阻挡层111，在所述阳极金属层109周围形成有绝缘介质阻挡层110，可以采用现有工艺形成上述各材料层。

如图8-9所示，作为示例，形成所述连接面102a之后且在形成所述阴极金属层108之前还包括步骤：于所述连接面102a上形成介质层105，且所述介质层105中形成有显露所述连接面102a的连接部开口105a，并至少于所述连接部开口105a中形成键合金属层106，所述阴极金属层108通过所述键合金属层106与所述第一N型氮化镓层102电连接，在一示例中，所述键合金属层106还延伸至所述介质层105表面，其中，图8显示为形成介质层105的示意图，图9显示为形成键合金属层106的结构示意图。其中，所述介质层105的材料包括但不限于氧化硅、氮化硅，所述键合金属层106的材料包括但不限于金、锡、金锡合金、镍、锡、镍锡合金等；可以采用化学气相沉积等工艺形成所述介质层105，可以用E-BEAM蒸镀方式形成所述键合金属层106。作为示例，位于所述连接部开口105a中的所述键合金属层106与所述阳极金属层109上下平行设置，进一步可选地，二者上下对应的位置不重叠，即二者在与其平行的平面内的投影不重叠相错开，在一示例中，二者相靠近的边缘具有间距s，从而避免两电压直接对冲，击穿芯片，提高氮化镓肖特基二极管的耐压特性与降低其漏电流，另外，错开的两个金属电极层有利于控制器件电流走向，有利于防止本发明侧向生长的所述第一N型氮化镓层102的缺陷处形成漏电流，其中，所述第一N型氮化镓层102的侧向生长过程中，缺陷倾向于集中到外延合拢截面处，形成缺陷墙，位于所述连接部开口105a中的所述键合金属层106与所述阳极金属层109上下错开设置，有利于防止在所述缺陷墙处形成漏电流。进一步可选地，在上下对应的位置上，所述阴极金属层108同时覆盖所述阳极金属层109以及位于所述连接部开口105a中的所述键合金属层106。

如图10所示，作为示例，所述肖特基二极管的制备方法还包括步骤：于所述连接面102a与所述阴极金属层108之间形成与二者均电连接的金属衬底107。在一示例中，在形成所述键合金属层106之后，形成所述金属衬底107，其中，可以采用键合的方式形成所述金属衬底107，所述金属衬底107的材料可以包括但不限于铜、钼铜、钨铜等，所述金属衬底107的厚度大于60微米，较佳的80-120微米。

实施例二：

如图5所示，本发明还提供一种半导体器件结构，其中，所述半导体器件结构可以参考本发明提供的制备方法制备，当然，也可以采用其他方法制备，所述半导体器件结构可以用于制备肖特基二极管，其中，本实施例中所述半导体器件结构的特征及相关描述可以参考实施例一种的相关结构的描述，在此不再赘述，所述半导体器件结构包括：生长基底101、第一N型氮化镓层102以及第二N型氮化镓层103，其中：

所述生长基底101中形成有若干个凹槽结构101a；所述第一N型氮化镓层102填充于所述凹槽结构101a中并延伸至所述凹槽结构101a周围的所述生长基底101上；所述第二N型氮化镓层103形成于所述第一N型氮化镓层102上，且所述第二N型氮化镓层103的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层102的掺杂浓度。

作为示例，各所述凹槽结构101a呈平行等间距排布或呈周期性间隔排布。

作为示例，所述凹槽结构101a之间的距离小于10μm。

作为示例，所述凹槽结构101a的底部宽度介于0.1μm-3μm之间。

作为示例，所述生长基底101自下而上包括半导体衬底1011和牺牲介质层1013，其中，所述牺牲介质层1013中形成有若干个显露所述半导体衬底的开口，所述开口构成所述凹槽结构101a。

作为示例，所述牺牲介质层1013包括SiO₂层、Si₃N₄层中的至少一种。

作为示例，所述开口内壁及其周围的所述牺牲介质层1013上形成有生长辅助层1014，所述生长辅助层1014位于所述开口中的相对的表面构成所述凹槽结构101a。

作为示例，所述生长辅助层包括AlN层。

作为示例，所述半导体衬底1011与所述牺牲介质层1013之间还形成有缓冲层1012，所述开口贯穿所述缓冲层1012以显露所述半导体衬底1011。

作为示例，所述缓冲层包括Al_xGa_1-xN层、BN层以及AlN层中的至少一种，其中，0≤x≤0.5。

实施例三：

如图12所示，并参阅图1-11，本发明还提供一种肖特基二极管，所述肖特基二极管可以参考本发明提供的制备方法制备，当然，也可以采用其他方法制备，其中，本实施例中所述的肖特基二极管的特征及相关描述可以参考实施例一种的相关结构的描述，在此不再赘述，所述肖特基二极管包括：第一N型氮化镓层102、第二N型氮化镓层103、阳极金属层109、介质层105、键合金属层106以及阴极金属层108，其中：

所述第一N型氮化镓层102具有相对的下表面及上表面；

所述第二N型氮化镓层103形成于所述第一N型氮化镓层102的上表面上，且所述第二N型氮化镓层103的掺杂浓度低于所述第一N型氮化镓层102的掺杂浓度；

所述阳极金属层109形成于所述第二N型氮化镓层103上并与所述第二N型氮化镓层103电连接；

所述介质层105形成于所述第一N型氮化镓层102的下表面上，且形成有显露所述下表面的连接部开口105a，所述键合金属层106至少形成于所述连接部开口105a中；

所述阴极金属层108形成于所述键合金属层106远离所述第一N型氮化镓层102的一侧并通过所述键合金属层106与所述第一N型氮化镓层102电连接。

作为示例，位于所述连接部开口105a中的所述键合金属层106与所述阳极金属层109上下平行且对应错开。

作为示例，所述键合金属层106与所述阴极金属层108之间形成有与二者均电连接的金属衬底107。

综上所述，本发明提供一种半导体器件结构、肖特基二极管及其制备方法，本发明的方案中，在生长基底上进行侧向外延生长形成第一N型氮化镓层，可以提高氮化镓晶体质量，提高表面平整度，减少晶体缺陷，制作垂直结构的肖特基二极管，有利于承受较大的电流及电压，另外，设置阴阳电极上下平行错开，有利于避免两电极直接对冲击穿芯片，提高氮化镓肖特基二极管的耐压特性与降低其漏电流。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。