本发明专利技术涉及一种快恢复二极管制备工艺中的铂掺杂方法，所述方法包括如下步骤：（1）将硅片浸泡在铂掺杂溶液中，获得吸附了铂离子的硅片；（2）对步骤（1）得到的硅片进行清洗；（3）退火，获得铂掺杂的硅材料；其中，步骤（2）所述清洗的步骤为先用硫酸和双氧水的混合溶液进行清洗，之后用氢氟酸溶液进行清洗。本发明专利技术提供的方法克服了现有技术采用蒸发和溅射进行铂掺杂的技术偏见，创新性的采用溶液对硅片材料进行铂掺杂，为快恢复二极管制备工艺中的铂掺杂方法提供了一种新的思路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二极管的制备领域，具体涉及一种快恢复二极管制备工艺中的钼掺杂 方法及制备得到的快恢复二极管。
技术介绍
快恢复二极管(简称FRD)，是一种具有开关特性好、反向恢复时间短的特点的半导 体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极 管、续流二极管或阻尼二极管使用。 在快恢复二极管中，硅快恢复二极管应用广泛。为了提高开关速度，减少反向恢复 时间T"，传统的方法是采用重金属掺杂(如掺金、掺钼）和电子辐射等技术在二极管中大面 积甚至是整体引入复合中心来消除二极管中的过剩载流子，实现降低器件反向恢复时间1" 的目的。掺金器件能级较深，高温特性较差；电子辐照感生的缺陷不稳定，在较低温度下会 退化消失，且制备得到的器件漏电流偏大；而钼扩散形成的替位原子是稳定的结构，因此器 件的高温稳定性好。 在快恢复二极管的制备过程中，常见的掺钼工艺是钼蒸发或钼溅射。在快恢复二 极管中，作为复合中心的钼量很小，钼溅射或钼蒸发造成钼的消耗量过大，过多的钼在硅片 表面上，造成浪费，且提高了制作成本；且钼蒸发或钼溅射是以物理方式沉积在硅片表面， 导致应力，带来过多的张力，影响钼的激活，阻碍钼成为有效的复合中心，造成快恢复二极 管性能欠佳。 因此，本领域急需一种快恢复二极管制备工艺过程中的钼掺杂的方法，该方法的 成本低，操作简便，条件易控，制备得到的钼掺杂硅材料用于快恢复二极管的性能表现良 好。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种快恢复二极管制备工艺过程中 的钼掺杂的方法，该方法的操作简便，条件易控，且制备得到的钼掺杂硅材料用于快恢复二 极管的性能表现良好。 本专利技术提供的快恢复二极管制备工艺过程中的钼掺杂的方法是将硅片材料浸泡 在钼掺杂溶液中，使钼离子以游离态的形式吸附在硅片表面，达到降低应力几乎为零的目 的，之后将附着在硅片表面的剩余的钼元素清洗去除，经退火后，达到在硅片材料中形成高 效的钼复合中心的目的，实现正向压降（Vf)和反向恢复时间（T")性能的最优化。 本专利技术提供的方法创新性地采用钼掺杂溶液实现对硅片材料的钼掺杂，克服了现 有技术只采用钼蒸发、钼溅射等气相沉积方法进行钼掺杂的技术偏见，并获得了优异的正 向压降（Vf )和反向恢复时间（T")。 本专利技术首先提供了一种快恢复二极管制备工艺中的钼掺杂方法，所述方法包括如 下步骤： (1)将硅片浸泡在钼掺杂溶液中，获得吸附了钼离子的硅片；所述硅片为PN结二 极管硅片； (2)对步骤（1)得到的硅片进行清洗； (3)退火，获得钼掺杂的硅材料； 其中，步骤（2)所述清洗的步骤为先用硫酸和双氧水的混合溶液进行清洗，之后用 氢氟酸溶液进行清洗。 本专利技术提供的快恢复二极管制备工艺中的钼掺杂方法中，通过将硅片浸泡在钼掺 杂溶液中，实现了将钼元素吸附于硅片上的目的，之后清洗去除硅片上游离的过剩钼元素， 退火后使钼元素扩散至硅片内部，并被激活为有效的复合中心。另外，采用步骤（2)的清洗 步骤，有益于在退火过程中，对硅片中掺杂的钼含量进行控制(如清洗时间越长钼掺杂量越 低)，并有效防止游离钼元素对退火设备的污染。 本专利技术所述硅片为任何型号的PN结二极管硅片，不做具体限定，本领域可以通过 专业知识进行制作或者通过商购获得。 本专利技术步骤（1)所述钼掺杂溶液为含有钼离子的硅腐蚀体系。 本专利技术对于钼离子的硅腐蚀体系没有具体限定，只要是能够实现将钼元素扩散至 硅片材料内部的溶液均可实现本专利技术。典型但非限制性的钼离子可以以氯亚钼酸铵、钼酸 铵或氯钼酸的形式加入；典型但非限制性的硅腐蚀体系可以是氢氟酸溶液、氢氟酸-硝酸 溶液、氢氟酸-硫酸溶液或氢氟酸-盐酸溶液等。也就是说，本专利技术所述钼掺杂溶液可以是 含有任何钼离子的任何硅腐蚀体系。 优选地，所述硅腐蚀体系由氢氟酸与硝酸、盐酸或硫酸中的任意1种或至少2种的 组合。 优选地，所述钼离子以氯亚钼酸铵的形式加入。 作为优选技术方案，本专利技术所述钼掺杂溶液为含有氯亚钼酸铵的氢氟酸溶液； 优选地，所述含有氯亚钼酸铵的氢氟酸溶液中，氯亚钼酸铵的浓度为0. 01~10g/ L去离子水；每克氯亚钼酸铵对应0. 1~1000mL的氢氟酸；所述氢氟酸以30v%的浓度计。 也就是说，在所述浸泡溶液中，氯亚钼酸铵和去离子水的比例为每升去离子水加入0.01~ l〇g氯亚钼酸铵；每克氯亚钼酸铵对应加入0. 1~l〇〇〇mL的氢氟酸。 典型但非限制性地，氯亚钼酸铵的浓度为0. 01~10g/L，例如0. 02g/L、0. 07g/L、 0?14g/L、0.18g/L、0.5g/L、0.8g/L、l.3g/L、2.7g/L、3.3g/L、5g/L、6. 4g/L、7. 8g/L、8. 7g/ L、9. 5g/L、9. 9g/L等；每克氯亚钼酸铵对应加入氢氟酸的量为0. 4mL、0. 9mL、l. 4mL、4mL、 15mL、27mL、44mL、58mL、70mL、120mL、205mL、220mL、287mL、356mL、568mL、675mL、780mL、 956mL、998mL等。 本专利技术所述加入的氢氟酸以30v%的浓度计。本专利技术并不限定氢氟酸的浓度，此处 所述氢氟酸以30v%的浓度计，只是为了更明确的表示实际加入的氢氟酸的量，也就是说， 本专利技术加入的氢氟酸的浓度可以是任意可以获得的氢氟酸的浓度，例如20%、25%、40%、37% 等，只需进行相应换算即可。 本专利技术所述快恢复二极管制备工艺中的钼掺杂方法步骤（1)中，所述浸泡时间 > 0.1s，例如 0.5s、4s、35s、80s、208s、296s、450s、552s、700s、852s、968s、1058s、1540s、 1854s、2050s、2358s等；优选 0? 1 ~2000s。 优选地，步骤（1)所述浸泡的温度为5~50°C，优选20~35°C，例如22°C、25°C、 29°C、34°C等。 作为优选技术方案，本专利技术步骤（2)所述硫酸和双氧水的混合溶液按体积百分比 包括如下组分：硫酸 10 ~30% 双氧水 10~30% 去离子水余量； 所述硫酸的浓度以30v%计，双氧水以35v%计。 优选地，步骤（2)所述氢氟酸溶液中，以30v%浓度的氢氟酸计，氢氟酸与去离子水 的体积比为（1~30):100。 优选地，步骤（2)所述清洗的方式为冲洗。优选地，所述清洗的温度为 10 ~KKTC，例如 12°C、15°C、19°C、25°C、40°C、58°C、 65。〇、781：、891：、951：等，优选20~351：。 优选地，用硫酸和双氧水的混合溶液进行清洗的时间彡lmin，例如2min、5min、 15min、27min、42min、68min、85min、99min、135min、168min、185min、208min、225min等，优选 1 ~200min。 优选地，用氢氟酸溶液进行清洗的时间为1~3000s，例如2s、8s、22s、45s、158s、 358s、495s、630s、800s、1050s、1158s、1385s、1650s、1856s、2300s、2865s、2985s等。 本专利技术对于退火的方式不做具体限定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快恢复二极管制备工艺中的铂掺杂方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将硅片浸泡在铂掺杂溶液中，获得吸附了铂离子的硅片；所述硅片为PN结二极管硅片；（2）对步骤（1）得到的硅片进行清洗；（3）退火，获得铂掺杂的硅材料；其中，步骤（2）所述清洗的步骤为先用硫酸和双氧水的混合溶液进行清洗，之后用氢氟酸溶液进行清洗。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王学良，陈宏，
申请(专利权)人：无锡华润华晶微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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