一种二极管芯片结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二极管芯片结构及制备方法，该二极管包括N+衬底以及在其顶部依次层叠生长的N缓冲层和N‑外延区；所述N‑外延区的顶部外端镶嵌P+ring区，N‑外延区顶部内的中心区域为P base区，P base区周期性镶嵌有源P+区，P base区顶部制作金属化阳极，P+ring区顶部制作氧化硅，氧化硅顶部钝化硼磷硅玻璃，硼磷硅玻璃被氮化硅覆盖，N+衬底背面为金属化阴极。本发明专利技术利用N‑外延区底部的N缓冲层能缓冲空间电荷区扩展，减缓载流子反向抽取速度，使恢复特性得到软化。通过P base区周期性镶嵌有源P+区，能显著降低阳极注入效率，减少反向存储电荷和降低反向恢复时间，结终端为浮空场限环结构，使二极管的耐压能力增强，并降低器件反向漏电流。

【技术实现步骤摘要】
一种二极管芯片结构及制备方法
本专利技术涉及一种半导体
，特别是涉及一种二极管芯片结构及制备方法。
技术介绍
快恢复二极管具有开关特性好、反向恢复时间短等特点，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。现有快恢复二极管如图1所示，其结构包括：轻掺杂N-漂移区100；位于轻掺杂N-漂移区100顶部的重掺杂P+区200；位于重掺杂P+区200顶部的阳极金属层300；位于轻掺杂N-型漂移区100底部的重掺杂N+衬底层400；位于重掺杂N+衬底层400底部的阴极金属层500。当上述二极管在正向导通时，轻掺杂N-漂移区和重掺杂P+区内存储有大量的少数载流子空穴和电子，当器件关断时，其耗尽区在轻掺杂N-漂移区与重掺杂P+区向外扩展；由于轻掺杂N-漂移区一侧的浓度较低，导致耗尽区主要向轻掺杂N-漂移区一侧扩展；在耗尽区扩展的过程中，耗尽区所经过的区域少数载流子被迅速扫出，造成反向恢复电流迅速减少到零，使得快速恢复二极管软度较差，导致回路中产生较大的过冲电压，进而引起系统电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二极管芯片结构，其特征在于，包括N+衬底(1)以及在其顶部依次层叠生长的N缓冲层(2)和N-外延区(3)；所述N-外延区(3)的顶部外端镶嵌P+ring区(4)，N-外延区(3)顶部内的中心区域为P base区(5)，所述P base区(5)周期性镶嵌有源P+区(6)，P base区(5)顶部制作金属化阳极(9)，所述P+ring区(4)顶部制作氧化硅(7)，所述氧化硅(7)顶部钝化硼磷硅玻璃(8)，所述硼磷硅玻璃(8)被氮化硅(10)覆盖，所述N+衬底(1)背面为金属化阴极(11)。/n

【技术特征摘要】
1.一种二极管芯片结构，其特征在于，包括N+衬底(1)以及在其顶部依次层叠生长的N缓冲层(2)和N-外延区(3)；所述N-外延区(3)的顶部外端镶嵌P+ring区(4)，N-外延区(3)顶部内的中心区域为Pbase区(5)，所述Pbase区(5)周期性镶嵌有源P+区(6)，Pbase区(5)顶部制作金属化阳极(9)，所述P+ring区(4)顶部制作氧化硅(7)，所述氧化硅(7)顶部钝化硼磷硅玻璃(8)，所述硼磷硅玻璃(8)被氮化硅(10)覆盖，所述N+衬底(1)背面为金属化阴极(11)。


2.根据权利要求1所述的二极管芯片结构，其特征在于，所述金属化阴极(11)为钛、镍或银电极，金属化阳极(9)为铝电极。


3.根据权利要求1所述的二极管芯片结构，其特征在于，所述氮化硅(10)与金属化阳极(9)相邻处有部分重叠。


4.根据权利要求1所述的二极管芯片结构，其特征在于，所述有源P+区(6)为周期性排列的线状元胞结构。


5.一种二极管芯片结构的制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)制作N+衬底，在N+衬底上依次生长N缓冲层和N-外延区；
(2)在N-外延区表面进行牺牲氧化后再次氧化得到氧化层；
(3)对位于P+ring区的氧化层光刻、刻蚀和去胶，进行预氧化层生长，在形成的P+ring注入窗口将硼离子注入，进行P+ring区推阱；
(4)对位于Pbase区的氧化层光刻，刻蚀和去胶，进行预氧化层生长，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺晓金，袁强，陆超，姚秋原，孟繁新，王博，洪杜桥，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司国营第八七三厂，
类型：发明
国别省市：贵州;52