一种FRD芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种FRD芯片，包括由下至上依次设置的第一金属层、衬底、SiO2层及第二金属层，所述衬底内设置有第一P阱和第二P阱且第一P阱位于第二P阱的上方，所述第一P阱内设置有多个P型沟槽，所述P型沟槽沿衬底的上表面向下延伸，P型沟槽内填充有原位掺杂多晶硅，填充在P型沟槽内的原位掺杂多晶硅的顶面与P型沟槽的上表面齐平，所述SiO2层的中部开设有窗口，所述第一P阱和P型沟槽的上表面均与所述第二金属层相接触，所述衬底为N型硅衬底。该FRD芯片结构的反向峰值电流更小、反向恢复时间更快，同时具有良好的软度特性，并减小了电磁干扰。磁干扰。磁干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种FRD芯片


[0001]本技术涉及半导体器件
，具体涉及一种FRD芯片。

技术介绍

[0002]FRD即快恢复二极管，是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管。
[0003]快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I，构成P
‑
I
‑
N硅片，由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了trr值，还降低了瞬态正向压降，使管子能承受很高的反向工作电压。
[0004]但是，常规的快恢复二极管结构在双极器件和集成电路方便的性能还存在欠缺，在优化pn结的击穿电压的情况下，不能显著提高器件的速度，且无法减小电磁干扰。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种FRD芯片，其具有良好的软度特性的同时，减小了电磁干扰，反向恢复时间更快、反向峰值电流更小。
[0006]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种FRD芯片，包括由下至上依次设置的第一金属层、衬底、SiO2层及第二金属层，所述衬底内设置有第一P阱和第二P阱且第一P阱位于第二P阱的上方，所述第一P阱内设置有多个P型沟槽，所述P型沟槽沿衬底的上表面向下延伸，P型沟槽内填充有原位掺杂多晶硅，填充在P型沟槽内的原位掺杂多晶硅的顶面与P型沟槽的上表面齐平，所述SiO2层的中部开设有窗口，所述第一P阱和P型沟槽的上表面均与所述第二金属层相接触，所述衬底为N型硅衬底。
[0007]作为一种具体的实施方式，所述第一P阱设置在衬底上表面的中部区域，多个P型沟槽沿左右方向均匀间隔的设置在所述第一P阱内。
[0008]作为一种具体的实施方式，所述第二P阱有多个，多个所述第二P阱沿左右方向均匀间隔的设置在衬底的底部。
[0009]作为一种具体的实施方式，所述第一金属层的厚度在3
‑
4微米之间，第二金属层的厚度在9
‑
12微米之间。
[0010]作为一种具体的实施方式，所述第一金属层为Ti/ Ni/Mo/Ag四层一体化金属层，所述第一金属层由上至下依次为Ti层、Ni层、Mo层及Ag层。
[0011]作为一种具体的实施方式，所述第一金属层中的Ti层通过溅射或蒸发的方法沉积在衬底的底表面上。
[0012]作为一种具体的实施方式，所述第二金属层为Ti/ Ni/Sn /Ag的复合层，所述第二金属层由下至上依次为Ti层、Ni层、Sn层及Ag层。
[0013]作为一种具体的实施方式，所述第二金属层中的Ti层通过物理气相沉积工艺设置于SiO2层的上表面上。
[0014]作为一种具体的实施方式，P槽的深度大于P阱的深度且P槽的深度不超过衬底厚
度的一半。
[0015]由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术的FRD芯片，其在衬底的上表面设置了SiO2层，在衬底内设置第一P阱和第二P阱，且在第一P阱内设置P型沟槽，P型沟槽内填充有原位掺杂多晶硅，在SiO2层的上表面设置第二金属层，在衬底的下表面设置第一金属层，使得该芯片结构的反向峰值电流更小、反向恢复时间更快，同时具有良好的软度特性，并减小了电磁干扰。
附图说明
[0016]附图1为本技术所述的FRD芯片的结构示意图；
[0017]附图2为本技术所述的FRD芯片与现有常规FRD芯片的反向恢复曲线对比图；
[0018]其中：1、第一金属层；2、衬底；3、SiO2层；4、第二金属层；5、第一P阱；6、第二P阱；7、P型沟槽。
具体实施方式
[0019]下面结合附图及具体实施例来对本技术的技术方案作进一步的阐述。
[0020]一种FRD芯片，参见图1所示，包括由下至上依次设置的第一金属层1、衬底2、SiO2层3及第二金属层4，所述衬底2内设置有第一P阱5和第二P阱6且第一P阱5位于第二P阱6的上方，所述第一P阱5内设置有多个第P型沟槽7，所述第P型沟槽7沿衬底2的上表面向下延伸，第P型沟槽7内填充有原位掺杂多晶硅，填充在第P型沟槽7内的原位掺杂多晶硅的顶面与第P型沟槽7的上表面齐平，所述SiO2层3的中部开设有窗口，所述第一P阱5和第P型沟槽7的上表面均与所述第二金属层4相接触，这里，所述衬底2为N型硅衬底。
[0021]在N型硅衬底2内设置第一P阱5和第二P阱6能够有效减少FRD二极管的反向恢复时间，在第一P阱5内设置多个第P型沟槽7，能够提高FRD二极管的电流密度，在P型沟槽7内填充多晶硅，能够降低FRD二极管集电极的电阻，使该PRD芯片的反向峰值电流更小，参见图2所示，其中a曲线为本例中的FRD芯片的反向恢复曲线图，b曲线为现有常规FRD芯片的反向恢复曲线图，从中我们可以看出，本例中的FRD芯片的反向恢复时间大大缩短。通过设置第一金属层与第二金属层，利用金属层的延展性缓冲FRD芯片所承受的压力，减少压力对FRD芯片电特性的影响。
[0022]具体的，所述第一P阱5设置在衬底2上表面的中部区域，多个第P型沟槽7沿左右方向均匀间隔的设置在所述第一P阱5内。
[0023]本例中，所述第二P阱6有多个，多个所述第二P阱6沿左右方向均匀间隔的设置在衬底2的底部。
[0024]本例中，所述第一金属层1的厚度在3
‑
4微米之间，第二金属层4的厚度在9
‑
12微米之间。
[0025]本例中，所述第一金属层1为Ti/ Ni/Mo/Ag四层一体化金属层，所述第一金属层1由上至下依次为Ti层、Ni层、Mo层及Ag层。
[0026]本例中，所述第一金属层1中的Ti层通过溅射或蒸发的方法沉积在衬底2的底表面上。
[0027]本例中，所述第二金属层4为Ti/ Ni/Sn /Ag的复合层，所述第二金属层4由下至上
依次为Ti层、Ni层、Sn层及Ag层。
[0028]本例中，所述第二金属层4中的Ti层通过物理气相沉积工艺设置于SiO2层3的上表面上。
[0029]本例中，P槽的深度大于P阱的深度且P槽的深度不超过衬底2厚度的一半。
[0030]采用上述结构的FRD芯片结构的反向峰值电流更小、反向恢复时间更快，同时具有良好的软度特性，并减小了电磁干扰。
[0031]上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡根据本技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FRD芯片，其特征在于，包括由下至上依次设置的第一金属层、衬底、SiO2层及第二金属层，所述衬底内设置有第一P阱和第二P阱且第一P阱位于第二P阱的上方，所述第一P阱内设置有多个P型沟槽，所述P型沟槽沿衬底的上表面向下延伸，P型沟槽内填充有原位掺杂多晶硅，填充在P型沟槽内的原位掺杂多晶硅的顶面与P型沟槽的上表面齐平，所述SiO2层的中部开设有窗口，所述第一P阱和P型沟槽的上表面均与所述第二金属层相接触，所述衬底为N型硅衬底。2.根据权利要求1所述的FRD芯片，其特征在于，所述第一P阱设置在衬底上表面的中部区域，多个P型沟槽沿左右方向均匀间隔的设置在所述第一P阱内。3.根据权利要求1所述的FRD芯片，其特征在于，所述第二P阱有多个，多个所述第二P阱沿左右方向均匀间隔的设置在衬底的底部。4.根据权利要求1所述的FRD芯片，其特征在于，所述第一金属层的厚度在3

【专利技术属性】
技术研发人员：赵承杰，周炳，
申请(专利权)人：张家港意发功率半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：