一种快恢复二极管的制造方法及快恢复二极管技术

本发明专利技术提供一种快恢复二极管的制造方法及快恢复二极管，其中快恢复二极管的制造方法包括：提供一衬底，在衬底的表面上形成N型区域层，在N型区域层上形成P型区域层，在P型区域层上形成铂结构，在衬底的底面形成用于吸收铂的硼磷硅玻璃，对P型区域层上形成的铂结构进行加热处理，去除P型区域层上残留的铂以及衬底的底面形成的硼磷硅玻璃，在去除残留的铂后的P型区域层上形成第一电极，并在去除硼磷硅玻璃后的衬底的底面形成第二电极。本发明专利技术快恢复二极管的制造方法，在扩铂的同时使用硼磷硅玻璃对铂进行吸收，能在保证N型区域内铂浓度不变的情况下，减少衬底区的铂浓度，进而减少器件反向恢复时间，降低器件正向压降。

【技术实现步骤摘要】
一种快恢复二极管的制造方法及快恢复二极管
本专利技术涉及半导体芯片制造工艺
，尤其涉及一种快恢复二极管的制造方法及快恢复二极管。
技术介绍
现代电力电子电路中的主回路不论是采用换流关断的晶闸管，还是采用有自关断能力的新型电力电子器件，如GTO(GateTurn-OffThyristor，可关断晶闸管)、MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金氧半场效晶体管)以及IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)等，都需要一个与之并联的功率快恢复二极管，以通过负载中的无功电流，减小主开关器件电容的充电时间，同时抑制因负载电流瞬时反向时由寄生电感感应产生的高电压。近几年来，随着功率半导体器件制造技术的不断进步，电力电子电路中的主开关器件垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管、IGBT等新型功率半导体器件的设计与制造取得了巨大的进步，频率性能不断提高，这对与之配套使用的功率快恢复二极管提出了更高的要求。所以，该二极管必须具有短的反向恢复时间和极佳的综合性能。具有P-i-N结构的快恢复二极管以高耐压和高开关速度成为高压领域应用的首选器件。为使二极管的反向恢复速度加快，降低漂移区的少数载流子寿命是必须的。目前常用的方法是扩金、扩铂或电子辐照三种方法，在二极管的漂移区内形成缺陷，进而降低漂移区的少子寿命。由于是通过形成缺陷减少少子寿命，形成缺陷的同时也会使器件正向压降增大。电子辐照长期可靠性差，扩金漏电大。扩铂长期可靠性好，漏电小，但通态电压高。目前常用的扩铂方法如图1～图3所示：1、完成器件正面结构后在器件正面或背面制备一定厚度的铂，然后进行退火，使铂通过扩散的方法进入硅片内部。2、完成铂扩散后，进行清洗，再在器件背面制备背面金属层。其中图1～图3中的硅片包括N型区域层和衬底，且图1～图3中均包括：器件正面结构、N型区域层、衬底依次排列的结构。该方法在硅片内形成的铂浓度分布见图4。由于少子复合主要在N型区域层即漂移区出现，因此只有在漂移区内的铂才能产生缺陷减少少子复合时间，对减少复合时间有贡献，其余位置的铂由于在硅片内会形成缺陷但不能减少少子复合时间，会增加器件压降，降低器件性能。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种快恢复二极管的制造方法及快恢复二极管，旨在解决现有技术中采用扩铂方法增加二极管的反向恢复速度时，通态电压高以及在二极管内形成缺陷、增加器件压降、降低器件性能的问题。本专利技术实施例提供一种快恢复二极管的制造方法，包括：提供一衬底；在所述衬底的表面上形成N型区域层；在所述N型区域层上形成P型区域层；在所述P型区域层上形成铂结构；在所述衬底的底面形成用于吸收铂的硼磷硅玻璃；对所述P型区域层上形成的铂结构进行加热处理；去除所述P型区域层上残留的铂以及所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃；在去除残留的铂后的所述P型区域层上形成第一电极，并在去除硼磷硅玻璃后的所述衬底的底面形成第二电极。其中，在所述P型区域层上形成的铂结构的厚度范围为1nm～100nm。其中，在所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃的厚度大于或者等于10um。其中，去除所述P型区域层上残留的铂步骤包括：对所述P型区域层上残留的铂采用溶剂进行清洗。其中，去除所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃的步骤包括：对所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃采用溶剂进行减薄处理。其中，在对所述P型区域层上残留的铂采用溶剂进行清洗的同时，所述方法还包括：采用溶剂去除所述P型区域层上由于热扩散形成的第一氧化层。其中，对所述P型区域层上残留的铂采用溶剂进行清洗之后，所述方法还包括：对所述P型区域层进行加热处理，形成第二氧化层；穿设所述第二氧化层注入P型离子，在所述P型区域层与所述第二氧化层之间形成P+区域层；采用溶剂清除所述P+区域层上的所述第二氧化层。本专利技术实施例还提供一种快恢复二极管，所述快恢复二极管是由上述的方法制备形成的。本专利技术实施例上述技术方案的有益效果至少包括：通过形成依次排列的P型区域层、N型区域层以及衬底，在P型区域层上形成铂结构，在衬底的底面形成用于吸收铂的硼磷硅玻璃，对P型区域层上形成的铂结构进行加热处理后，去除P型区域层上残留的铂以及衬底的底面形成的硼磷硅玻璃，然后在去除残留的铂后的P型区域层上形成第一电极，并在去除硼磷硅玻璃后的衬底的底面形成第二电极，完成快恢复二极管的制作。采用该方法形成的快恢复二极管，可以在保证N型区域形成的漂移区内的铂产生缺陷，减少少子复合时间的情况下，减少衬底区的铂浓度，进而减少器件反向恢复时间，降低器件正向压降。附图说明图1为现有技术对二极管进行扩铂操作的示意图一；图2为现有技术对二极管进行扩铂操作的示意图二；图3为现有技术对二极管进行扩铂操作的示意图三；图4为现有技术对二极管进行扩铂操作后二极管内的铂浓度示意图；图5为本专利技术实施例一快恢复二极管的制造方法示意图；图6为本专利技术实施例采用快恢复二极管的制造方法制作形成的快恢复二极管中铂浓度示意图；图7为本专利技术实施例二快恢复二极管的制造方法示意图；图8为本专利技术实施例快恢复二极管的制造过程中的结构示意图一；图9为本专利技术实施例快恢复二极管的制造过程中的结构示意图二；图10为本专利技术实施例快恢复二极管的制造过程中的结构示意图三；图11为本专利技术实施例快恢复二极管的制造过程中的结构示意图四；图12为本专利技术实施例快恢复二极管的制造过程中的结构示意图五；图13为本专利技术实施例快恢复二极管的制造过程中的结构示意图六；图14为本专利技术实施例快恢复二极管的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。实施例一如图5所示，为本专利技术实施例一提供的快恢复二极管的制造方法示意图，包括：步骤101、提供一衬底。其中该衬底可以为N型衬底，即在硅材料中加入N型杂质形成该衬底。步骤102、在衬底的表面上形成N型区域层。在得到衬底之后，需要以衬底为基础，在衬底上制作外延区域层，即在衬底的上表面形成外延区域层，其中外延区域层为N型区域层。N型区域层的制作方法同样是在硅材料中加入N型杂质。需要说明的是，N型区域层的厚度远远小于衬底的厚度，这里的N型区域层相当于快恢复二极管中的基区I。步骤103、在N型区域层上形成P型区域层。在得到衬底和N型区域层之后，在N型区域层远离衬底的表面上形成P型区域层，其中P型区域层的制作方法为：在N型区域层远离衬底的表面上使用扩散或离子注入形成P型区域层。步骤104、在P型区域层上形成铂结构。在形成依次排列的P型区域层、N型区域层和衬底之后，在P型区域层远离N型区域层的表面上设置一层铂结构。步骤105、在衬底的底面形成用于吸收铂的硼磷硅玻璃。在形成依次排列的P型区域层、N型区域层和衬底，且在P型区域层远离N型区域层的表面上设置一层铂结构之后，在衬底远离N型区域层的表面上设置吸收铂的硼磷硅玻璃，形成依次排列的结构：铂结构、P型区域层、N型区域层、衬底和硼磷硅玻璃。步骤106、对P型区域层上形成的铂结构进行加热处理。然后对P型区域层上的铂结构进行加热，使得铂结构进行扩散。在扩散过程中位于衬底的底面的硼磷硅玻璃可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快恢复二极管的制造方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底的表面上形成N型区域层；在所述N型区域层上形成P型区域层；在所述P型区域层上形成铂结构；在所述衬底的底面形成用于吸收铂的硼磷硅玻璃；对所述P型区域层上形成的铂结构进行加热处理；去除所述P型区域层上残留的铂以及所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃；在去除残留的铂后的所述P型区域层上形成第一电极，并在去除硼磷硅玻璃后的所述衬底的底面形成第二电极。

【技术特征摘要】
1.一种快恢复二极管的制造方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底的表面上形成N型区域层；在所述N型区域层上形成P型区域层；在所述P型区域层上形成铂结构；在所述衬底的底面形成用于吸收铂的硼磷硅玻璃；对所述P型区域层上形成的铂结构进行加热处理；去除所述P型区域层上残留的铂以及所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃；在去除残留的铂后的所述P型区域层上形成第一电极，并在去除硼磷硅玻璃后的所述衬底的底面形成第二电极。2.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制造方法，其特征在于，在所述P型区域层上形成的铂结构的厚度范围为1nm～100nm。3.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制造方法，其特征在于，在所述衬底的底面形成的硼磷硅玻璃的厚度大于或者等于10um。4.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制造方法，其特征在于，去除所述P型区域层上残留的铂的步骤包括：对所述P型区域层上残...

【专利技术属性】
技术研发人员：李理，马万里，赵圣哲，姜春亮，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11