二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法技术

本发明专利技术公开了一种二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法，以简化电力电子设备的电路板结构，使设备易于实现小型化设计。二极管包括第一导电型半导体衬底；位于所述第一导电型半导体衬底第一侧的第一导电型半导体外延层；位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第二导电型半导体；位于所述第一导电型半导体衬底第二侧的电阻层；位于所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第一金属层。本发明专利技术实施例的二极管中集成有电阻层，包含该二极管的功率器件应用到电力电子设备中，电力电子设备的电路板上无需另外设置电阻，从而简化了电路板结构，减小了电路板面积，使电力电子设备易于实现小型化设计。

【技术实现步骤摘要】
二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法。
技术介绍
随着时代的发展和技术的进步，功率器件(又称电力电子器件)也逐渐由单一的分立器件向大电流功率模块和智能功率模块转变。在电网、机车等大功率应用场景中，主要使用大电流功率模块。大电流功率模块一般包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和快恢复二极管(FRD)两类芯片。一般根据功率大小将数个IGBT和FRD的组合封装在一个模块中。在变频家用电器、小型变频工业设备等小功率应用场景中，主要使用智能功率模块。智能功率模块一般包括IGBT、FRD、功率控制电路(MIC)和自举二极管(BDI)四类芯片。有些智能功率模块也可以不包括BDI芯片，BDI芯片设置在电子电力设备的主电路板上。当前，终端产品都在朝着小型化趋势发展，如何简化电力电子设备的电路板结构，使设备易于实现小型化是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法，以简化电力电子设备的电路板结构，使设备易于实现小型化设计。本专利技术实施例提供了一种二极管，包括：第一导电型半导体衬底；位于所述第一导电型半导体衬底第一侧的第一导电型半导体外延层；位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第二导电型半导体；位于所述第一导电型半导体衬底第二侧的电阻层；位于所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第一金属层。可选的，所述电阻层覆盖所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面。可选的，所述电阻层覆盖所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面的部分区域。可选的，所述电阻层包括阵列排布的多个电阻单元。可选的，所述电阻单元在所述第一导电型半导体衬底上的正投影的形状包括圆形、方形或多边形。可选的，所述电阻层与所述第一导电型半导体衬底位于同一物理结构层。可选的，所述电阻层与所述第一导电型半导体衬底位于不同物理结构层。可选的，所述电阻层至少为两层。可选的，所述电阻层的材质类型包括非晶硅层、氧化物半导体层或掺杂多晶硅层。较佳的，所述第一导电型半导体衬底为N型半导体衬底，所述第一导电型半导体外延层为N型半导体外延层；所述第二导电型半导体为P型半导体。可选的，二极管还包括耐压终端结构，所述耐压终端结构位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底的一侧，且环绕所述第二导电型半导体设置。本专利技术实施例的二极管中集成有电阻层，包含该二极管的功率器件应用到电力电子设备中，电力电子设备的电路板上无需另外设置电阻，从而简化了电路板结构，减小了电路板面积，使电力电子设备能够实现小型化设计。本专利技术实施例还提供一种功率器件，包括前述任一技术方案所述的二极管。由于该功率器件的二极管中集成有电阻层，因此，该功率器件应用到电力电子设备中，电力电子设备的电路板上无需另外设置电阻，从而简化了电路板结构，减小了电路板面积，使电力电子设备能够实现小型化设计。本专利技术实施例还提供一种电力电子设备，包括前述技术方案所述的功率器件。该电力电子设备的电路板上可以不设置电阻，因此电路板结构简化，面积较小，电力电子设备易于实现小型化设计。本专利技术实施例还提供一种二极管制作方法，包括：在第一导电型半导体衬底的第一侧形成第一导电型半导体外延层；在所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底的一侧形成第二导电型半导体；在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层；在所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底的一侧形成第一金属层。可选的，所述在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层，包括：对所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面进行整面的第二导电型掺杂注入处理。可选的，所述在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层，包括：通过掩模构图工艺对所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面的部分区域进行第二导电型掺杂注入处理。可选的，所述在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层，包括：在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成非晶硅层、氧化物半导体层或掺杂多晶硅层。较佳的，在形成所述电阻层之前，所述方法还包括：依次对所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面进行减薄处理和应力释放腐蚀处理。较佳的，在形成所述电阻层之后，在形成所述第一金属层之前，所述方法还包括：对所述电阻层进行掺杂的激活处理。采用上述方法制作的二极管，由于二极管中集成有电阻层，因此，包含该二极管的功率器件应用到电力电子设备中，电力电子设备的电路板上无需另外设置电阻，从而简化了电路板结构，减小了电路板面积，使电力电子设备能够实现小型化设计。附图说明图1a为本专利技术第一实施例二极管的结构截面示意图；图1b为本专利技术第一实施例二极管的电阻层制作示意图；图2a为本专利技术第二实施例二极管的结构截面示意图；图2b为本专利技术第二实施例二极管中的电阻层俯视示意图；图2c为本专利技术第二实施例二极管的电阻层制作示意图；图3为本专利技术第三实施例二极管的结构截面示意图；图4为本专利技术第六实施例二极管制作方法流程示意图；图5为本专利技术第七实施例二极管制作方法流程示意图；图6为本专利技术第八实施例二极管制作方法流程示意图。附图标记：1-第一导电型半导体衬底；2-第一导电型半导体外延层；3-第二导电型半导体；4-耐压终端结构；41-耐压环；42-介质层；43-耐压终端金属；5-电阻层；6-金属层；5a-电阻单元；8-第二金属层；9-钝化层；10-保护膜；100-掩模板。具体实施方式为简化电力电子设备的电路板结构，使设备易于实现小型化，本专利技术实施例提供了一种二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例一如图1a所示，本专利技术实施例一提供的二极管，包括：第一导电型半导体衬底1；位于第一导电型半导体衬底1第一侧的第一导电型半导体外延层2；位于第一导电型半导体外延层2远离第一导电型半导体衬底1一侧的第二导电型半导体3；位于第一导电型半导体衬底1第二侧的电阻层5；位于电阻层5远离第一导电型半导体衬底1一侧的第一金属层6。本专利技术实施例二极管的具体类型不限，包括但不限整流二极管、稳压二极管、开关二极管或自举二极管等等。其中，第一导电型半导体衬底1可以为N型半导体衬底，则第一导电型半导体外延层2为N型半导体外延层；第二导电型半导体3为P型半导体。此外，第一导电型半导体衬底1也可以为P型半导体衬底，则第一导电型半导体外延层2为P型半导体外延层；第二导电型半导体3为N型半导体。目前，芯片晶圆厂生产线多采用N型半导体材料作为芯片衬底，因此，本专利技术实施例中的第一导电型半导体衬底1优选采用N型半导体衬底，便于共线生产，节约成本。第二导电型半导体3和第一导电型半导体外延层2可以位于不同物理结构层或位于同一物理结构层。在本专利技术一个优选实施方式中，第二导电型半导体3和第一导电型半导体外延层2位于同一物理结构层，通过在第一导电型半导体外延层2的设定区域注入第二导电型的掺杂形成第二导电型半导体3，第二导电型半导体3和第一导电型半导体外延层2的结合处形成了半导体结。请继续参照图1a所示，对于上百伏的高压功率器件，为使二极管具有良好的耐压性能，二极管的结构还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二极管，其特征在于，包括：第一导电型半导体衬底；位于所述第一导电型半导体衬底第一侧的第一导电型半导体外延层；位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第二导电型半导体；位于所述第一导电型半导体衬底第二侧的电阻层；位于所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第一金属层。

【技术特征摘要】
1.一种二极管，其特征在于，包括：第一导电型半导体衬底；位于所述第一导电型半导体衬底第一侧的第一导电型半导体外延层；位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第二导电型半导体；位于所述第一导电型半导体衬底第二侧的电阻层；位于所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第一金属层。2.如权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述电阻层覆盖所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面。3.如权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述电阻层覆盖所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面的部分区域。4.如权利要求3所述的二极管，其特征在于，所述电阻层包括阵列排布的多个电阻单元。5.如权利要求4所述的二极管，其特征在于，所述电阻单元在所述第一导电型半导体衬底上的正投影的形状包括圆形、方形或多边形。6.如权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述电阻层与所述第一导电型半导体衬底位于同一物理结构层。7.如权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述电阻层与所述第一导电型半导体衬底位于不同物理结构层。8.如权利要求7所述的二极管，其特征在于，所述电阻层至少为两层。9.如权利要求7或8所述的二极管，其特征在于，所述电阻层的材质类型包括非晶硅层、氧化物半导体层或掺杂多晶硅层。10.如权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述第一导电型半导体衬底为N型半导体衬底，所述第一导电型半导体外延层为N型半导体外延层；所述第二导电型半导体为P型半导体。11.如权利要求1所述的二极管，其特征在于，还包括耐压终端结构，所述耐压终端结构位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾丹，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44