一种快恢复二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快恢复二极管及其制备方法，其中所述快恢复二极管的制备方法包括以下步骤：提供一种衬底，所述衬底表面通过外延形成N型外延层；将所述外延层表面进行硼注入形成P型掺杂区，所述P型掺杂区在与外延层接触区域扩散形成了PIN区；将所述P型掺杂区表面进行磷注入形成N型掺杂区；在所述N型掺杂区表面进行铂扩散点阵处理，形成点阵分布的铂掺杂区。本发明专利技术旨在有效调整载流子寿命。本发明专利技术旨在有效调整载流子寿命。本发明专利技术旨在有效调整载流子寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种快恢复二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种快恢复二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，研究发现载流子寿命调整技术可以进一步降低快恢复二极管的动态损耗，逐步使快恢复二极管适应更高的工作频率。而被广泛应用在载流子寿命调整技术包括粒子辐照和重金属扩散两类。其中，粒子辐照包括电子辐照、氢离子辐照和氦离子辐照等；重金属扩散包括金、铂等金属扩散。电子辐照工艺大致如下：通过电子加速器产生高能电子束，通过扫描的方式形成线进而形成面，最终形成辐照面，然后对半导体芯片进行辐照加工，使芯片内部形成均匀的缺陷分布。进而对于快恢复二极管芯片而言，有源区范围内产生的缺陷能帮助提高快恢复二极管关断速度，降低关断损耗，但同时也会使快恢复二极管导通压降提高，进而降低了快恢复二极管的载流子寿命。
[0003]而重金属扩散的技术，现有公开号为CN109638083A的专利技术专利公开了一种快恢复二极管，其通过在芯片正面形成P+/P
‑
/N
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的复合结构，形成近似对称的载流子浓度分布，产生阳极发射效率调整的效果，获得更为优化的Trr
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Vf折衷关系，有效的降低了正向的关断损耗，提升了反向恢复过程中的可靠性与稳定性。但采用大面积扩铂工艺来调整载流子寿命，将存在着调整范围的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种快恢复二极管及其制备方法，旨在解决现有快恢复二极管的载流子寿命不长且调整范围受限的技术问题。<br/>[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种快恢复二极管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：提供一种衬底，所述衬底表面通过外延形成N型外延层；将所述外延片层表面进行硼注入形成P型掺杂区，所述P型掺杂区在与外延层接触区域扩散形成了PIN区；将所述P型掺杂区表面进行磷注入形成N型掺杂区；在所述N型掺杂区表面进行铂扩散点阵处理，形成点阵分布的铂掺杂区。
[0006]可选地，所述将所述外延片层表面进行硼注入形成P型掺杂区的步骤，包括：将所述外延层表面预先进行清洗及干燥处理；然后经过第一次氧化、涂胶处理，以及通过P区光刻板进行曝光显影腐蚀，形成P型掺杂注入窗口；并在P型掺杂注入窗口中进行硼注入，形成P型掺杂区。
[0007]可选地，所述第一次氧化处理的步骤，包括：将清洗及干燥处理的外延层表面在1000~1150℃氧化炉中生长形成厚度为10000
Å
的第一氧化层。
[0008]可选地，所述将P型掺杂区表面进行磷注入形成对应的N型掺杂区的步骤，包括：将P型掺杂区表面经过第二次氧化、涂胶处理，以及通过N区光刻板进行曝光显影腐蚀，形成N型掺杂注入窗口；然后在N型掺杂注入窗口中进行磷注入，形成N型掺杂区。
[0009]可选地，所述第二次氧化的步骤，包括：将P型掺杂区表面在1000~1150℃氧化炉中生长形成厚度为5000
Å
的第二氧化层。
[0010]可选地，所述在N型掺杂区表面进行铂扩散点阵处理，形成点阵分布的铂掺杂区的步骤，包括：在N型掺杂区表面进行第三次氧化、涂胶处理，以及通过铂区光刻板对进行曝光显影腐蚀，所述铂区光刻板为点阵分布的光刻板，得到点阵分布的掺杂注入窗口；然后在点阵分布的掺杂注入窗口通过溅射台进行铂区溅射，得到点阵分布的铂掺杂区。
[0011]可选地，所述第三次氧化的步骤，包括：将N型掺杂区表面在1000~1150℃氧化炉中生长形成厚度为8000
Å
的第三氧化层。
[0012]可选地，所述铂区光刻板为等距的圆孔、方孔或六角阵列结构。
[0013]可选地，所述步骤还包括：将N型掺杂区以及铂掺杂区表面进行溅射电极、涂胶处理，并通过金属区光刻板进行曝光显影腐蚀，形成目标金属引线孔；在目标金属引线孔中制作对应的阳极或阴极金属引线。
[0014]为实现上述目的，本专利技术还提供一种快恢复二极管，所述快恢复二极管是根据上述任一项所述的快恢复二极管的制备方法制得。
[0015]本专利技术提供一种快恢复二极管及其制备方法，通过提供一种衬底，所述衬底表面通过外延形成N型外延层；将所述外延片层表面进行硼注入形成P型掺杂区，所述P型掺杂区在与外延层接触区域扩散形成了PIN区；将所述P型掺杂区表面进行磷注入形成N型掺杂区；在所述N型掺杂区表面进行铂扩散点阵处理，形成点阵分布的铂掺杂区。其中，该快恢复二极管制备中，实现了在所述P型掺杂区在与外延层接触区域扩散形成了PIN区以及在N型掺杂区表面形成的点阵分布的铂掺杂区，进而该结构分布具有肖特基二极管的特性，进而使得本制备方法中制备的快恢复二极管形成一个肖特基二极管和一个PIN二极管串联结构，进而通过实验验证，实现了正向开关速度接近10ns，以及反向由于有类PIN结构可以使反向击穿电压提高。以及通过点阵分布的铂掺杂区，进而可以比较灵活的调整正向压降的大小。此外，还通过引线电极工艺制备后再通过非电极区钝化，最终实现了有效调整载流子寿命，以及有效调整二极管击穿曲线软度的目的。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术一种快恢复二极管制备方法的一实施例制备的多组快恢复二极管制
备的剖视图；图2为图1所示结构的单个一种快恢复二极管的剖视图。
[0018]附图标号说明：本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]需要说明，本专利技术实施方式中所有方向性指示（诸如上、下
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0021]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0022]并且，本专利技术个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0023]参见图1，为本专利技术一种快恢复二极管制备方法的一实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：提供一种衬底，所述衬底表面通过外延形成N型外延层；将所述外延片层表面进行硼注入形成P型掺杂区，所述P型掺杂区在与外延层接触区域扩散形成了PIN区；将所述P型掺杂区表面进行磷注入形成N型掺杂区；在所述N型掺杂区表面进行铂扩散点阵处理，形成点阵分布的铂掺杂区。2.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述将所述外延片层表面进行硼注入形成P型掺杂区的步骤，包括：将所述外延层表面预先进行清洗及干燥处理；然后经过第一次氧化、涂胶处理，以及通过P区光刻板进行曝光显影腐蚀，形成P型掺杂注入窗口；并在P型掺杂注入窗口中进行硼注入，形成P型掺杂区。3.根据权利要求2所述的快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述第一次氧化处理的步骤，包括：将清洗及干燥处理的外延层表面在1000~1150℃氧化炉中生长形成厚度为10000
Å
的第一氧化层。4.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述将P型掺杂区表面进行磷注入形成N型掺杂区的步骤，包括：将P型掺杂区表面经过第二次氧化、涂胶处理，以及通过N区光刻板进行曝光显影腐蚀，形成N型掺杂注入窗口；然后在N型掺杂注入窗口中进行磷注入，形成N型掺杂区。5.根据权利要求4所述的快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：石英学，刘志强，
申请(专利权)人：瑞森半导体科技湖南有限公司，
类型：发明
国别省市：