硅基二极管的制作方法、硅基二极管以及二极管器件技术

本申请提供的一种硅基二极管的制作方法、硅基二极管以及二极管器件，通过向所述槽体的底部注入第一浓度硼离子，以及向所述槽体的侧壁底部注入第二浓度硼离子，所述第一浓度低于所述第二浓度，该结构在较短的沟槽侧壁上制备了NMOS区，侧壁P+的存在可以有效耗尽该处的电场，防止反向耐压时被过早击穿，同时P+可以提升器件的抗浪涌能力；沟槽底部和顶部P区降低阳极注入效率，同时正向开启时可以激活NMOS注入电子，进一步降低阳极的注入效率，使该器件具备耐高压，高软度，正向电压低，反向峰值电流低特性。低特性。低特性。

【技术实现步骤摘要】
硅基二极管的制作方法、硅基二极管以及二极管器件


[0001]本申请涉及显示
，具体涉及一种硅基二极管的制作方法、硅基二极管以及二极管器件。

技术介绍

[0002]快恢复二极管通常有PIN结构的外延构成，在全局或局部载流子寿命控制技术的应用下，降低载流子寿命，使二极管具备快速恢复的特性。该类二极管通常同IGBT并联使用，二极管反向恢复过程中产生的峰值电流通常会使IGBT的开通损耗增加，若外延缓冲层控制不好会导致低的软度，影响IGBT的栅极电压。通常使用全局载流子寿命控制的快速恢复二极管正向开启压降VF越高即阳极注入效率低，反向峰值电流IRM相对小，对IGBT的影响越小，但二极管的损耗增加。
[0003]MPS快速恢复二极管，由于融合肖特基和PIN结构，在不提升正向VF的情况下，降低了阳极注入效率,具备制造正向电压低，低IRM和高软度快速恢复二极管的条件，但由于肖特基结在没有很好的电场屏蔽下漏电较大，为获得较好的电场屏蔽效应，需制备高浓P结，对肖特基结区进行耗尽，同时提升了阳极注入效率，因此很难制备高压MPS快速恢复二极管。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种硅基二极管的制作方法、硅基二极管以及二极管器件，旨在解决目前的面板技术往往在低温多晶氧化物技术和低温多晶硅技术的高迁移率/稳定性佳的方向发展，但是无法克服成本问题，且在工业化生产中，对于LTPS或者LTPO目前最高仅能够运用到6代线，无法运用到最新的11代线，因此无论成本还是运用范围，均制约了LTPS或者LTPO的发展的问题。r/>[0005]本申请实施例提供一种硅基二极管的制作方法，包括：刻蚀一外延片上外延生长出的外延层和所述外延片，形成贯穿所述外延层且在所述外延片上形成凹陷的槽体，其中，所述外延片包括N型掺杂区；向所述槽体的底部注入第一浓度硼离子，以及向所述槽体的侧壁底部注入第二浓度硼离子，所述第一浓度低于所述第二浓度；在所述外延片未凹陷的表面上，向所述外延片注入磷离子，形成P型掺杂区，并形成硅基二极管的接触电极。
[0006]在可选的实施例中，在向所述外延片注入磷离子之前，所述制作方法还包括：通过热生长在所述外延片靠近所述外延层且未凹陷的表面上形成栅氧层；在所述槽体的侧壁上形成多晶硅层；以及在所述外延片未凹陷的表面上形成开孔；相对应地，所述向所述外延片注入磷离子，包括：通过所述开孔向所述外延片注入磷离子。
[0007]在可选的实施例中，所述P型掺杂区靠近所述槽体设置，所述在所述槽体的侧壁上形成多晶硅层，包括：在无掩膜下，刻蚀所述容置于所述槽体内的非晶硅至所述栅氧层暴露，形成所述非晶硅层。
[0008]在可选的实施例中，所述外延层包括依次垒叠的第一氮化硅层、二氧化硅层以及第二氮化硅层，所述在外延片上外延生长出外延层的步骤包括：在所述外延片上通过外延生长第一厚度的第一氮化硅层；在所述第一氮化硅层上外延生长形成第二厚度的二氧化硅层；以及在所述二氧化硅层上外延生长形成第一厚度的第二氮化硅层。
[0009]在可选的实施例中，刻蚀一外延片上外延生长出的外延层，形成贯穿所述外延片且在所述外延层上形成凹陷的槽体，包括：在无掩膜下，通过干法刻蚀所述外延层至完全露出所述外延片；通过掩膜刻蚀所述外延片，形成凹陷；对所述凹陷进行湿法刻蚀，将所述凹陷的侧壁外扩设定厚度，形成所述槽体。
[0010]在可选的实施例中，所述第一浓度为1e
12
‑
1e
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mol/L，所述向所述槽体的底部注入第一浓度硼离子，包括：在注入能量为20
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120KeV下，向所述槽体的底部注入1e
12
‑
1e
13
mol/L硼离子；其中，所述槽体的底部在注入温度下形成PN结。
[0011]在可选的实施例中，所述第二浓度为1e
13
‑
1e
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，向所述槽体的侧壁底部注入第二浓度硼离子，包括：在注入能量为20
‑
120KeV下，调整注入角度朝向槽体的侧壁底部，向所述槽体的侧壁底部注入1e
13
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1e
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mol/L硼离子。
[0012]在可选的实施例中，在向所述外延片注入磷离子之前，所述制作方法还包括：向所述槽体内填充光刻胶；对所述槽体内的光刻胶进行曝光工艺，使所述光刻胶固化；向固化光刻胶后的槽体内注入第一浓度硼离子。
[0013]本申请进一步提供一种硅基二极管，包括：外延片，所述外延片包括N型掺杂区，且所述外延片远离所述N型掺杂区的一侧表面向内凹陷形成槽体；非晶硅，形成在所述槽体的侧壁处；以及接触电极，形成在所述外延片未凹陷的表面上方；其中，所述槽体的侧壁底部区域的硼离子浓度高于所述槽体的底部的硼离子浓度，所述外延片未凹陷的表面区域注入磷离子形成P型掺杂区。
[0014]本申请进一步提供一种二极管器件，包括如上所述的硅基二极管。
[0015]由上述技术方案可知，本申请提供的一种硅基二极管的制作方法、硅基二极管以及二极管器件，通过向所述槽体的底部注入第一浓度硼离子，以及向所述槽体的侧壁底部注入第二浓度硼离子，所述第一浓度低于所述第二浓度，该结构在较短的沟槽侧壁上制备了NMOS区，侧壁P+的存在可以有效耗尽该处的电场，防止反向耐压时被过早击穿，同时P+可以提升器件的抗浪涌能力；沟槽底部和顶部P区降低阳极注入效率，同时正向开启时可以激
活NMOS注入电子，进一步降低阳极的注入效率，使该器件具备耐高压，高软度，正向电压低，反向峰值电流低特性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。
[0017]图1是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之一形成的结构示意图。
[0018]图2是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之二形成的结构示意图。
[0019]图3是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之三形成的结构示意图。
[0020]图4是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之四形成的结构示意图。
[0021]图5是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之五形成的结构示意图。
[0022]图6是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之六形成的结构示意图。
[0023]图7是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之七形成的结构示意图。
[0024]图8是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之八形成的结构示意图。
[0025]图9是本申请实施例中制作硅基二极管的步骤之九形成的结构示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基二极管的制作方法，其特征在于，包括：刻蚀一外延片上外延生长出的外延层和所述外延片，形成贯穿所述外延层且在所述外延片上形成凹陷的槽体，其中，所述外延片包括N型掺杂区；向所述槽体的底部注入第一浓度硼离子，以及向所述槽体的侧壁底部注入第二浓度硼离子，所述第一浓度低于所述第二浓度；在所述外延片未凹陷的表面上，向所述外延片注入磷离子，形成P型掺杂区，并形成硅基二极管的接触电极。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在向所述外延片注入磷离子之前，所述制作方法还包括：通过热生长在所述外延片靠近所述外延层且未凹陷的表面上形成栅氧层；在所述槽体的侧壁上形成多晶硅层；以及在所述外延片未凹陷的表面上形成开孔；相对应地，所述向所述外延片注入磷离子，包括：通过所述开孔向所述外延片注入磷离子。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述P型掺杂区靠近所述槽体设置，所述在所述槽体的侧壁上形成多晶硅层，包括：在无掩膜下，刻蚀容置于所述槽体内的非晶硅至所述栅氧层暴露，形成所述多晶硅层。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述外延层包括依次垒叠的第一氮化硅层、二氧化硅层以及第二氮化硅层，在外延片上外延生长出外延层的步骤包括：在所述外延片上通过外延生长第一厚度的第一氮化硅层；在所述第一氮化硅层上外延生长形成第二厚度的二氧化硅层；以及在所述二氧化硅层上外延生长形成第一厚度的第二氮化硅层。5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，刻蚀一外延片上外延生长出的外延层，形成贯穿所述外延片且在所述外延层上形成凹陷的槽体，包括：在无掩膜下，通过干法刻蚀所述外延层至完全露出所述外延片；通过掩膜刻蚀所述外延片，形成凹陷；对所述凹陷进行湿法刻蚀，将所述凹陷的侧壁外扩设定厚度，形成所述槽体。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张益鸣，刘杰，
申请(专利权)人：深圳芯能半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：