【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体芯片领域,更具体地说,涉及一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片及其生产工艺。
技术介绍
多年来,PN高压功率快恢复二极管(FRD)的关断特性,一直备受关注。如何获得反向恢复时间短、软度大、反向漏电流低的二极管是器件设计的主要目标。在广泛使用的高速硬件开关电路中,开关器件的软度具有特别重要的意义。但是,但常规的器件设计制造技术,提高软度与提高开关速度是相互矛盾的。现有技术利用质子辐照感生的空位缺陷对铂原子的汲取作用,获得了局域寿命控制,辅以能量为4MeV电子辐照整体寿命控制技术,在具有低阳极发射效率结构的高压功率快恢复二极管中实现了更好的综合性能的优化。测试表明此类快恢复二极管具有反向恢复时间短、软度大、反向漏电低的优良特性。参考文献:固体电子学研究与进展,高压功率快恢复二极管的寿命控制研究,2008年3月第28卷第1期,谢书珊、胡冬青、亢宝位。参考文献:电源技术应用,抑制功率二极管反向恢复几种方案的比较,2004年第7卷第8期,第476-479页,胡进,吕征宇。文献中表述了高频功率二极管在电力电子装置中的应用极其广泛。但PN结功率二极管在由导通变为截止状态过程中,存在反向恢复现象。这会引起二极管损耗增大,电路效率降低以及EMI增加等问题。这一问题在大功率电源中更加突出。目前半导体行业内生产高压快恢复二极管(FRD)芯片通常采用V型槽玻璃钝化生产工艺。但现有技术存在多种问题,主要的问题如下:1 ...
【技术保护点】
一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片,包括芯片(1),其特征在于:还包括N+截止环(2)、渐变电场限制环(3)和P+阳极(4),所述的芯片(1)为快恢复二极管芯片;芯片截层从右向左依次为芯片(1)、N+截止环(2)、渐变电场限制环(3)和P+阳极(4),所述的渐变电场限制环(3)由从P+阳极(4)到N+截止环(2)宽度逐渐变小的若干个电场限制环组成。
【技术特征摘要】
1.一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片,包括芯片(1),其特征在于:还包括
N+截止环(2)、渐变电场限制环(3)和P+阳极(4),所述的芯片(1)为快恢复二极管芯
片;芯片截层从右向左依次为芯片(1)、N+截止环(2)、渐变电场限制环(3)和P+阳极(4),
所述的渐变电场限制环(3)由从P+阳极(4)到N+截止环(2)宽度逐渐变小的若干个电场
限制环组成。
2.根据权利要求1所述的一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片,其特征在于:所
述的从P+阳极(4)到N+截止环(2)的电场限制环,电场限制环宽度从56微米逐渐减少到
10微米,电场限制环的间距逐渐变大,从9微米增加到18微米。
3.根据权利要求1所述的一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片,其特征在于:所
述的渐变电场限制环(3)深度与P+阳极(4)深度相同。
4.根据权利要求3所述的一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片,其特征在于:所
述的渐变电场限制环(3)深度为40微米。
5.一种渐变电场限制环高压快恢复二极管芯片生产工艺,其步骤如下:
1)场氧化前表面清洗:
配置氢氟酸溶液,由体积比水:氢氟酸=6:1溶液混合得到,所述的氢氟酸溶液质量浓
度为40%;
配置1号液,由体积比为氨水:过氧化氢溶液:水=1:1:5-1:2:7混合得到,所述的
氨水浓度质量浓度为27%;
配置2号液,由体积比氯化氢:过氧化氢溶液:水=1:1:6-1:2:8混合得到,所述的
氯化氢质量浓度为37%、过氧化氢溶液质量浓度为30%;清洗顺序如下:
a.使用氢氟酸溶液浸泡硅片30s,用去离子水冲洗;
b.用1号液浸泡硅片10min,用去离子水冲洗;
c.使用所述的氢氟酸溶液浸泡步骤b处理后的硅片30s,后用去离子水冲洗;d.用2号液
浸泡硅片10min,后用去离子水冲洗,使用所述的氢氟酸溶液浸泡1min,最后用去离子水冲
洗,对硅片表面完成清洗;
2)硅片表面场氧化层的生长:将步骤1)处理完成的硅片置于氧化炉中生长,生成一层
场氧化层,场氧化层厚1-2um,氧化炉温度为1000-1100℃;
3)P+硼扩散光刻:对步骤2)处理完成的硅片进行光刻,形成在P+阳极区域的P+阳极
(4),渐变电场限制环(3)区域形成若干个电场限制环,电场限制环从P+阳极(4)到N+
截止环(2)宽度为56微米逐渐减少到10微米,电场限制环之间的间距从P+阳极(4)到
N+截止环(2)9微米增加到18微米;
4)湿刻腐蚀场氧化层:对步骤3)处理完成的硅片进行湿刻腐蚀,在P+硼扩散光刻的区
域中去除步骤2)淀积的场氧化层;去除P+硼扩散光刻的光刻胶;
5)离子注入保护氧化前表面清洗:使用步骤1)的相同方法对上一步骤处理完成后的硅
片表面进行清洗;
6)离子注入保护氧化层的生长:将步骤5)处理完成的硅片置于氧化炉中生长,在P+
硼扩散的光刻区域生长一层保护氧化层,氧化炉温度为900-1000℃;
7)P+硼离子注入:将步骤6)处理完成的硅片在40KeV-80KeV能量下进行硼离子轰击,
硼离子注入硅片表面,形成PN结,并完成对电场限制环的注入;
8)湿刻腐蚀离子注入保护氧化层:将步骤7)处理完成的硅片,使用体积比为6:1...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙澜,刘韵吉,杨敏红,单慧,
申请(专利权)人:桑德斯微电子器件南京有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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