快恢复二极管的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种快恢复二极管的制备方法，包括：在完成硅片正面工序后，在PN结到硅片背面之间且靠近PN结的第一目标区域进行氦注入，注入能量为第一能量，剂量为第一剂量；在硅片正面与PN结之间的第二目标区域进行氦注入，其中，注入能量为第二能量，剂量为第二剂量；在保护气体的保护下以预设温度进行退火，以修复注入过程中的损伤；将硅片背面减薄，采用蒸发或溅射法在硅片背面制作背面金属层，形成金属阴极层。由此，通过两次进行氦注入，精准地控制器件的反向恢复特性，而且无需在其他正面工艺和衬底材料上进行调整，大大降低了生产成本，提升了器件整体性能。提升了器件整体性能。提升了器件整体性能。

【技术实现步骤摘要】
快恢复二极管的制备方法


[0001]本专利技术涉及快恢复二极管
，具体涉及一种快恢复二极管的制备方法。

技术介绍

[0002]反向恢复特性是快恢复二极管最为重要的特性，影响其在应用电路中的使用，为此在芯片加工工艺中通过少子寿命控制技术来实现对恢复特性控制，传统的少子寿命控制技术工艺通常有重金属掺杂，电子辐照、氢注入和氦注入等工艺。
[0003]相关技术中，氢注入和氦注入通常是通过单次的高能注入的方式，在半导体器件的某一深度形成缺陷，成为复合中心，俘获载流子，降低恢复时间，同时形成软恢复性能。然而，该工艺生产的半导体器件，需要通过不同衬底材料和不同的工艺方式来满足对不同应用领域的需求，提高的衬底材料和加工成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种快恢复二极管的制备方法，通过两次进行氦注入，并对注入的能量和剂量进行控制，能够精准地控制器件的反向恢复特性，而且无需在其他正面工艺和衬底材料上进行调整，大大降低了生产成本，提升了器件整体性能。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种快恢复二极管的制备方法，包括以下步骤：在完成硅片正面工序后，从所述硅片正面在PN结到硅片背面之间且靠近PN结的第一目标区域进行氦注入，其中，在所述第一目标区域进行氦注入的能量为第一能量，剂量为第一剂量；从所述硅片正面在所述硅片正面与所述PN结之间的第二目标区域进行氦注入，其中，在所述第二目标区域进行氦注入的能量为第二能量，剂量为第二剂量；在保护气体的保护下以预设温度进行退火，以修复注入过程中的损伤，并在进行氦注入的所述第一目标区域形成第一缺陷区域，以及在进行氦注入的所述第二目标区域形成第二缺陷区域；将硅片背面减薄，采用蒸发或溅射法在硅片背面制作背面金属层，形成金属阴极层。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，通过调节所述第一剂量大小，控制所述快恢复二极管的反向恢复特性中的拖尾电流和复合时间。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述第一剂量越大，对应的，所述拖尾电流越小，所述复合时间越短；所述第一剂量越小，对应的，所述拖尾电流越大，所述复合时间越长。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述第一剂量的范围为1E13～5E15，所述第一能量的范围为2～10Mev。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，根据所述硅片正面的注入效率，通过调节所述第二剂量调节所述注入效率，以调节所述快恢复二极管反向恢复特性中的反向峰值电流和贮存时间。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，在所述注入效率大于预设效率时，通过调小所述第二剂量以降低所述注入效率，对应的，所述反向峰值电流降低，所述贮存时间缩短；在所述注
入效率小于所述预设效率时，通过调大所述第二剂量以提高所述注入效率，对应的，所述反向峰值电流提高，所述贮存时间增长。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述第二剂量的范围为1E13～5E15，所述第二能量的范围为1～4Mev。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述第二能量小于所述第一能量。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述预设温度处于280℃～350℃的范围内。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术通过两次进行氦注入，并对注入的能量和剂量进行控制，能够精准地控制器件的反向恢复特性，而且无需在其他正面工艺和衬底材料上进行调整，大大降低了生产成本，提升了器件整体性能。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的快恢复二极管的制备方法的流程图；
[0018]图2为本专利技术一个实施例的快恢复二极管的反向恢复特性曲线示意图；
[0019]图3为本专利技术一个实施例的快恢复二极管的剖面图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]图1是根据本专利技术实施例的快恢复二极管的制备方法的流程图。
[0022]如图1所示，本专利技术实施例的快恢复二极管的制备方法可包括以下步骤：
[0023]S1，在完成硅片正面工序后，从硅片正面在PN结到硅片背面之间且靠近PN结的第一目标区域进行氦注入。其中，在第一目标区域进行氦注入的能量为第一能量，剂量为第一剂量。
[0024]具体而言，可先按照正常工艺进行硅片正面工序，该硅片正面工序为常规工序。具体地，首先对带有N
‑
型外延层的硅片清洁处理后进行氧化处理，在硅片正面形成场氧化层，然后在硅片正面经光刻、腐蚀出有源区窗口，用离子注入机将P型离子注入到有源区内，注入能量处于30～180kev的范围内，注入剂量处于1E13～1E14的范围内，将硅片放置于高温扩散炉中，对P型杂质进行推进形成P掺杂有源区和终端P型场限环，其结深可控制在6～9um，在场氧化层的有源区窗口内通过注入和扩散形成P+型杂质层，再在硅片正面淀积多晶硅，并对多晶硅进行P型杂质掺杂，光刻和刻蚀有源区窗口内的多晶硅，并光刻和刻蚀出有源区窗口内的电极孔及终端多晶硅场板层，在硅片正面采用金属溅射或蒸发，经光刻腐蚀形成欧姆接触的金属阳极层，在芯片正面完成常规的终端结构钝化保护，由此完成硅片的正面工序。
[0025]进一步而言，在完成硅片的正面工序后，从硅片正面进行氦注入，注入的区域为第一目标区域，即PN结到硅片背面之间且靠近PN结的区域，其中，在第一目标区域进行氦注入的能量为第一能量，剂量为第一剂量。
[0026]其中，第一剂量的范围为1E13～5E15，第一能量的范围为2～10Mev。
[0027]可以理解的是，如图2所示，快恢复二极管的反向恢复特性从其曲线特点上可以分为两个部分，以反向峰值电流Irrm为分界线，前一部分为贮存时间ta，后一部分为复合时间tb。一般地，当ta>tb时为硬恢复，而ta<tb时为软恢复。具有软恢复特性的快恢复二极管在工作时不会带来明显的电流和电压震荡，剧烈的电流和电压震荡会影响到系统的EMI和EMC。软恢复的快恢复二极管也不会使得器件上具有接近或超出额定电压的电压尖峰(该电压尖峰会影响开关器件的安全运行)。因此，软恢复能力是快恢复二极管重要的性能。
[0028]下面结合具体实施例来详细说明如何通过调节第一目标区域氦注入的剂量来控制快恢复二极管的反向恢复特性中的拖尾电流和复合时间。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，通过调节第一剂量大小，控制快恢复二极管的反向恢复特性中的拖尾电流和复合时间。
[0030]其中，第一剂量越大，对应的，拖尾电流越小，复合时间越短；第一剂量越小，对应的，拖尾电流越大，复合时间越长。
[0031]具体而言，通过在第一目标区域注入不同剂量的氦，可在该区域形成不本文档来自技高网...

【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，包括以下步骤：在完成硅片正面工序后，从所述硅片正面在PN结到硅片背面之间且靠近PN结的第一目标区域进行氦注入，其中，在所述第一目标区域进行氦注入的能量为第一能量，剂量为第一剂量；从所述硅片正面在所述硅片正面与所述PN结之间的第二目标区域进行氦注入，其中，在所述第二目标区域进行氦注入的能量为第二能量，剂量为第二剂量；在保护气体的保护下以预设温度进行退火，以修复注入过程中的损伤，并在进行氦注入的所述第一目标区域形成第一缺陷区域，以及在进行氦注入的所述第二目标区域形成第二缺陷区域；将所述硅片背面减薄，采用蒸发或溅射法在所述硅片背面制作背面金属层，形成金属阴极层。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，通过调节所述第一剂量大小，控制所述快恢复二极管的反向恢复特性中的拖尾电流和复合时间。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，所述第一剂量越大，对应的，所述拖尾电流越小，所述复合时间越短；所述第一剂量越小，对应的，所述拖尾电流越大，所述复合时间越长。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：林茂，俞义长，戚丽娜，赵善麒，
申请(专利权)人：江苏宏微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：