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，包括：阳极金属、P+型阳极区、P

【技术实现步骤摘要】
一种快恢复二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功率半导体
，尤其涉及的是一种快恢复二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子得快速发展，快恢复二极管（Fast Recovery Diode，FRD）被广泛应用于开关电源、变频器等系统中，起着高频开关、高压、大电流续流及保护得作用。为得到更高开关速度和更高系统可靠性，全局寿命和局部寿命相结合得技术被普遍应用于快恢复二极管设计中，通过控制辐照能量和剂量分别控制辐照的深度和载流子寿命，改变载流子浓度，得到理想的通态载流子寿命分布和载流子数量，使得反向恢复更软和更快速。
[0003]目前局部寿命控制（质子辐照）主要用于快恢复二极管阳极位置的空穴寿命控制，质子辐照的引入的缺陷和低寿命极大得增加了PN结漏电，在高温下增大几个数量级，降低快速恢复二极管的高温可靠性。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种快恢复二极管及其制备方法，以解决现有技术中快恢复二极管采用局部寿命控制技术时漏电等级增大、高温可靠性降低的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种快恢复二极管，包括：阳极金属、P+型阳极区、P
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型阳极区、沟槽以及N型区；所述P+型阳极区的顶部与所述阳极金属连接；所述P
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型阳极区位于所述P+型阳极区的下方；所述N型区位于所述P
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型阳极区的下方；所述沟槽设置于所述P+型阳极区与P
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型阳极区之间，所述沟槽在所述N型区上方，所述沟槽的深度大于所述P+型阳极区的深度，所述沟槽的深度小于所述P
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型阳极区的深度。
[0007]本专利技术的进一步设置，所述沟槽的数量大于或等于一。
[0008]本专利技术的进一步设置，所述沟槽填充有氧化物以及多晶硅。
[0009]本专利技术的进一步设置，所述N型区包括N+漂移区、N场截止层以及N+衬底层；所述N+漂移区位于所述N场截止层的上方；所述N场截止层位于所述N+衬底层的上方。
[0010]本专利技术的进一步设置，还包括设置在所述P+型阳极区与所述P
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型阳极区中的阳极局部寿命控制区。
[0011]本专利技术的进一步设置，所述P+型阳极区的掺杂浓度高于所述P
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型阳极区的掺杂浓度。
[0012]本专利技术的进一步设置，所述阳极局部寿命控制区注入有氦离子。
[0013]本专利技术还提供一种基于如上所述的快恢复二极管的制备方法，包括以下步骤：在N型区进行沟槽刻蚀形成沟槽；在所述沟槽中进行杂质注入，并依次填充氧化物以及多晶硅，沉积形成P
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型阳极区；在所述N型区进行光刻并进行掺杂形成P+型阳极区；所述P+型阳极区以及所述P
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型阳极区杂质扩散形成发射区；在所述P+型阳极区上进行孔刻蚀以及金属沉积形成阳极金属层。
[0014]本专利技术的进一步设置，在所述P+型阳极区上进行孔刻蚀以及金属沉积形成阳极金属层之后还包括：在所述发射区上进行局部质子辐照；对所述发射区进行钝化；对所述P+型阳极区的顶部至所述N型区的底部进行全局寿命控制；在N+衬底层下方进行背面减薄；对N场截止层进行局部寿命控制；在N+衬底层下方进行金属化形成阴极金属层。
[0015]本专利技术的进一步设置，所述在N型区进行沟槽刻蚀形成沟槽之前包括：在N型区表面生长氧化层。
[0016]本专利技术所提供的一种快恢复二极管及其制备方法，所述快恢复二极管包括：阳极金属、P+型阳极区、P
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型阳极区、沟槽以及N型区；所述P+型阳极区的顶部与所述阳极金属连接；所述P
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型阳极区位于所述P+型阳极区的下方；所述N型区位于所述P
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型阳极区的下方；所述沟槽设置于所述P+型阳极区与P
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型阳极区之间；其中，所述沟槽在所述N型区上方，所述沟槽的深度大于所述P+型阳极区的深度，所述沟槽的深度小于所述P
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型阳极区的深度。本专利技术设置沟槽在所述N型区上方，且所述沟槽的深度大于所述P+型阳极区的深度，所述沟槽的深度小于所述P
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型阳极区的深度，并在所述沟槽的底部进行P型注入，可以有效的降低正面阳极的注入效率，同时提升产品的耐雪崩能力，并搭配局部寿命控制技术，可以有效改善快恢复二极管的开关特性，并且引入的复合中心通过所述P
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型阳极区与所述沟槽的结构形成的电场屏蔽层进行屏蔽，大大改善了漏电与高温可靠性。
附图说明
[0017]为了更清楚的说明本专利技术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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，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。
[0018]图1是本专利技术中快恢复二极管的结构图。
[0019]图2是本专利技术中快恢复二极管制备方法的流程图。
[0020]图3是本专利技术中快恢复二极管的测试图。
[0021]附图中各标记：10、阳极金属；20、P+型阳极区；30、P
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型阳极区；40、沟槽；50、N型区；60、局部寿命控制区；51、N+漂移区；52、N场截止层；53、N+衬底层。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供一种快恢复二极管及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。 应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0024]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0025]另外，各个实施例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。
[0026]如图1所示,本专利技术提供了一种快速二极管的较佳实施例，所述快恢复二极管包括：阳极金属10、P+型阳极区20、P
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型阳极区30、沟槽40以及N型区50；所述P+型阳极区20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，其特征在于，包括：阳极金属、P+型阳极区、P
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型阳极区、沟槽以及N型区；所述P+型阳极区的顶部与所述阳极金属连接；所述P
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型阳极区位于所述P+型阳极区的下方；所述N型区位于所述P
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型阳极区的下方；所述沟槽设置于所述P+型阳极区与P
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型阳极区之间；其中，所述沟槽在所述N型区上方，所述沟槽的深度大于所述P+型阳极区的深度，所述沟槽的深度小于所述P
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型阳极区的深度。2.根据权利要求1所述的快恢复二极管，其特征在于，所述沟槽的数量大于或等于一。3.根据权利要求1所述的快恢复二极管，其特征在于，所述沟槽填充有氧化物以及多晶硅。4.根据权利要求1所述的快恢复二极管，其特征在于，所述N型区包括N+漂移区、N场截止层以及N+衬底层；所述N+漂移区位于所述N场截止层的上方；所述N场截止层位于所述N+衬底层的上方。5.根据权利要求1所述的快恢复二极管，其特征在于，还包括设置在所述P+型阳极区与所述P
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型阳极区中的阳极局部寿命控制区。6.根据权利要求1所述的快恢复二极管，其特征在于，所述P+型阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：段湘艳，方敏，
申请(专利权)人：广东巨风半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：