一种具有局域金属寿命控制的功率器件及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种具有局域金属寿命控制的功率器件及其制作方法，功率器件包括衬底和其上形成的P+区共同构成的PN结，在所述衬底N-层上生长有氧化层；在P+区内设有深能级掺杂层；深能级杂质的扩散完全依赖于温度，温度决定其扩散速度及在硅中的固溶度。在对深能级杂质进行热扩散时，采用单面退火，如激光退火方式进行，利用激光退火的局域温度分布在芯片轴向范围内实现深能级杂质的限定深度推结，本发明专利技术提供的技术方案实现器件局域金属寿命控制。

Power device with local metal life control and manufacturing method thereof

The present invention relates to a power control device and method of manufacturing the same local metal life, power device includes forming a substrate and the P+ region of the p-n junction together constitute the oxide layer grown on the substrate N- layer; deep level doped layer is arranged in the P+ region; the diffusion of deep level impurity is totally dependent on the temperature temperature, determines the diffusion speed and solid solubility in silicon. In the thermal diffusion to the deep level impurities, the single annealing, such as laser annealing method, using limited depth tuijie deep level impurity in the chip within the local axial temperature distribution of laser annealing, the technical scheme of the invention realizes local metal life control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功率器件及其制作方法，具体涉及一种具有局域金属寿命控制的功率器件及其制作方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，各种变频电路，斩波电路的应用不断扩大，这些电力电子电路中的回路有的采用换流关断的晶闸管，有的采用具有自关断能力的新型电力电子器件，这两种器件都需要一个与之并联的快速恢复二极管。早期的工艺条件要求可能引入少的复合中心进行半导体器件制造，但这样制造的器件具有较慢的开关速度，难以满足对高频应用的需求。为了满足电力电子系统对高频性能要求，无论是开关管，还是续流用的二极管，都需要用受控的方法将复合中心引入晶格，降低少子寿命，提高器件的开关速度。如果对器件有更高频的要求，则需要引入更多的复合中心同时在结构上进行优化。在器件中引入复合中心，目前通常采用两种方式。第一种是对硅中呈现深能级的杂质进行热扩散；第二种是通过高能粒子轰击硅晶体，在晶体中产生空穴和间隙原子形式的晶格损伤。第一种通常采用重金属金或铂，由于其扩散速度快，无法精确控制深度，因此为全局寿命控制方式。第二种方式通常为电子辐照、氢注入或氦注入。电子辐照通常为贯穿方式，即复合中心在器件中的分布是恒定的，因此仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有局域金属寿命控制的功率器件，所述功率器件包括衬底和其上形成的P+区共同构成的PN结，在所述衬底N‑层上生长有氧化层；其特征在于，在P+区内设有深能级掺杂层；所述衬底为均匀掺杂的N型硅衬底，所述N型硅衬底包括依次分布的衬底N‑层以及衬底N+层。

【技术特征摘要】
1.一种具有局域金属寿命控制的功率器件，所述功率器件包括衬底和其上形成的P+区共同构成的PN结，在所述衬底N-层上生长有氧化层；其特征在于，在P+区内设有深能级掺杂层；所述衬底为均匀掺杂的N型硅衬底，所述N型硅衬底包括依次分布的衬底N-层以及衬底N+层。2.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述深能级掺杂层掺入的杂质为金或铂，其剂量为1×1012cm-2～1×1016cm-2。3.如权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述深能级掺杂层掺入的杂质为钯，其剂量为1×1012cm-2～1×1016cm-2。4.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述氧化层形成有源区窗口，在所述有源区窗口上推结形成P+区。5.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述深能级掺杂层分布在功率器件轴向范围内，用于实现功率器件局域金属寿命控制。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的具有局域金属寿命控制的功率器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：A、初始氧化：在H2和O2的气氛、900℃-1100℃下，对清洗后的均匀掺杂的N型硅衬底氧化1-10小时，在其表面生长8000-20000...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，刘钺杨，何延强，董少华，曹功勋，刘江，金锐，温家良，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，国网上海市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11