快恢复二极管和其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种快恢复二极管和其制造方法，该快恢复二极管包括PN结，PN结包括P区和N区，其中制造方法包括以下步骤：在半导体衬底上制作形成所述PN结；对P区中的目标区域进行氢离子辐照，并对目标区域中的氢离子进行激活，以在目标区域中形成复合中心。本发明专利技术通过在快恢复二极管的PN结的P区中进行氢离子辐照，引入复合中心，同时提高了快恢复二极管的软度。软度。软度。

【技术实现步骤摘要】
快恢复二极管和其制造方法


[0001]本专利技术属于快恢复二极管制造方法
，尤其涉及一种快恢复二极管和其制造方法。

技术介绍

[0002]FRD(快恢复二极管)的反向恢复过程的电流变化如图1所示。其中，横轴为时间轴T，纵轴用于表征电流I。FRD反向恢复时，电流从正向电流减小到零，再反向上升到反向最大电流Irrm，反向恢复电流上升时间，也即电流从零反向上升到Irrm的时间为Ta；然后电流再从Irrm下降到10％Irrm，该时间，也即反向恢复电流下降时间为Tb。则FRD的软度S＝Tb/Ta。
[0003]现有的FRD制作方法是在完成FRD器件结构加工后，进行电子辐照。通过在FRD中形成复合中心来缩短FRD中的少子寿命，从而缩短FRD的反向恢复时间。由于电子辐照是全局寿命控制方案，即整个FRD中少子寿命都将减少，这样Tb时间因少子寿命低就会减小，相应地，FRD的软度S就会降低。也就是说，现有技术中，为了缩短FRD的反向恢复时间，会导致FRD的软度降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中为缩短FRD的反向恢复时间，会导致FRD的软度降低的缺陷，提供一种快恢复二极管和其制造方法。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]本专利技术提供一种快恢复二极管的制造方法，所述快恢复二极管包括PN结，所述PN结包括P区和N区，所述制造方法包括以下步骤：
[0007]在半导体衬底上制作形成所述PN结；
[0008]对P区中的目标区域进行氢离子辐照，并对目标区域中的氢离子进行激活，以在目标区域中形成复合中心。
[0009]较佳地，目标区域与P区与N区的交界面的距离小于预设距离值。
[0010]较佳地，氢离子辐照的剂量范围为5e12/cm2(平方厘米)～1.5e13/cm2。
[0011]较佳地，氢离子辐照的能量范围为800KeV(千电子伏特)～1.2MeV(兆电子伏特)。
[0012]较佳地，对目标区域进行激活的温度范围为150摄氏度～300摄氏度。
[0013]本专利技术还提供一种快恢复二极管，快恢复二极管采用本专利技术的快恢复二极管的制造方法制造形成。
[0014]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术通过在快恢复二极管的PN结的P区中进行氢离子辐照，引入复合中心，同时提高了快恢复二极管的软度。
附图说明
[0015]图1为快恢复二极管的反向恢复过程的电流变化的示意图。
[0016]图2为一较佳实施例的快恢复二极管的制造方法的流程图。
[0017]图3为一较佳实施例的快恢复二极管的制造方法制作形成PN结的状态示意图。
[0018]图4为一较佳实施例的快恢复二极管的制造方法制作形成目标区域的状态示意图。
[0019]图5为一较佳实施例的快恢复二极管的制造方法制造形成的快恢复二极管与现有技术制造形成的快恢复二极管的反向恢复过程的电流变化曲线示意图。
具体实施方式
[0020]下面通过一较佳实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。
[0021]本实施例提供一种快恢复二极管的制造方法，参照图2～4，该快恢复二极管的制造方法包括以下步骤：
[0022]步骤S201、在半导体衬底上制作形成快恢复二极管的PN结。PN结1包括P区102和N区101，P区102和N区101之间形成交界面103。
[0023]步骤S202、对P区中的目标区域进行氢离子辐照。参照图4，半导体衬底的上方沿箭头所示方向向目标区域进行氢离子辐照。目标区域104位于P区102中靠近交界面103的位置，目标区域104的上表面105与交界面103的距离小于预设第一距离值，目标区域104的下表面106与交界面103的距离大于预设第二距离值。第一距离值和第二距离值可以根据需求合理设置。氢离子辐照的剂量的较佳范围为5e12/cm2～1.5e13/cm2，氢离子辐照的能量范围为800KeV～1.2MeV。经过氢离子辐照，目标区域104中被注入氢离子。
[0024]步骤S203、对目标区域中的氢离子进行激活。激活的较佳的温度范围为150摄氏度～300摄氏度。激活后，氢离子在目标区域104中形成复合中心。
[0025]然后，制作快恢复二极管的其他相关结构。制作快恢复二极管的其他相关结构的步骤是本领域技术人员能够实现的，此处不再赘述。
[0026]参照图5，根据现有技术制作形成的快恢复二极管在反向恢复过程中，电流从正向电流减小到零，再反向上升到反向最大电流Irrm1，从零反向上升到Irrm1的时间，即反向恢复电流上升时间为Ta1；然后电流再从Irrm1下降到10％Irrm1，该时间，即反向恢复电流下降时间为Tb1。则该快恢复二极管的软度S1＝Tb1/Ta1。采用本实施例的快恢复二极管的制造方法制作形成的快恢复二极管在反向恢复过程中，电流从正向电流减小到零，再反向上升到反向最大电流Irrm2，从零反向上升到Irrm2的时间为Ta2；然后电流再从Irrm2下降到10％Irrm2，该时间为Tb2。则该快恢复二极管的软度S2＝Tb2/Ta2。
[0027]经过氢离子辐照和激活后，目标区域104中形成复合中心。目标区域104附近的少子寿命就会降低，所以PN结的交界面103附近的N区中的少子复合过程所对应的时间(即反向恢复电流上升时间)就会降低，也即，Ta2小于Ta1。相应地，远离PN结的交界面103的N区中的少子复合过程，因少子寿命高，对应的时间(反向恢复电流下降时间)就会变长，也即，Tb2大于Tb1。由此可见，S2大于S1，也即，采用本实施例的快恢复二极管的制造方法制作形成的快恢复二极管的软度明显提高。表1示出了采用现有技术制制造形成的快恢复二极管与采用采用本实施例的快恢复二极管的制造方法制作形成的快恢复二极管的参数的对比。采用现有技术制造得到的快恢复二极管的软度往往在1.5以下。而采用本实施例的快恢复二极管的制造方法制作形成的快恢复二极管的软度可以提高到2.5以上，明显提高。
[0028]表1
[0029]参数现有技术本实施例导通压降Vf(单位：伏特)11.065反向恢复最大电流Irrm(单位：安培)-50-29.45反向恢复电流上升时间Ta(单位：纳秒)10051.96反向恢复电流下降时间Tb(单位：纳秒)100138.24反向恢复时间Trr(单位：纳秒)200190.2软度12.66反向恢复电荷Qrr(单位：微库伦)10.56
[0030]本实施例还提供一种快恢复二极管，该快恢复二极管采用本实施例的快恢复二极管的制造方法制造形成。该快恢复二极管的制作流程，此处不再赘述。
[0031]虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本专利技术的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本专利技术的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快恢复二极管的制造方法，所述快恢复二极管包括PN结，所述PN结包括P区和N区，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：在半导体衬底上制作形成所述PN结；对所述P区中的目标区域进行氢离子辐照，并对所述目标区域中的氢离子进行激活，以在所述目标区域中形成复合中心。2.如权利要求1所述的快恢复二极管的制造方法，其特征在于，所述目标区域与所述P区与所述N区的交界面的距离小于预设距离值。3.如权利要求1所述的快恢复二极管的制造方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高东岳，刘奇斌，刘建华，
申请(专利权)人：上海先进半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：