半导体二极管及其制造方法技术

本发明专利技术属于半导体功率器件技术领域，具体公开了一种半导体二极管，包括n型衬底；位于所述n型衬底之上的n型漂移区；位于所述n型漂移区之上的p型阳极区；位于所述p型阳极区与所述n型漂移区之间且横向间隔设置的若干个n型掺杂区。本发明专利技术的半导体二极管具有较大的反向恢复软度，能够降低半导体二极管在反向恢复过程中的电压过冲。中的电压过冲。中的电压过冲。

【技术实现步骤摘要】
半导体二极管及其制造方法


[0001]本专利技术属于半导体功率器件
，特别是涉及一种半导体二极管及其制造方法。

技术介绍

[0002]快恢复二极管(Fast Recovery Diode，FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短等特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。快恢复二极管的动态特性主要包括反向恢复时间、反向峰值电流和软反向恢复特性。现有技术的快恢复二极管的反向恢复软度较小，在反向恢复过程中的电压过冲较大。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种半导体二极管，以增大半导体二极管的反向恢复软度，降低半导体二极管在反向恢复过程中的电压过冲。
[0004]为达到本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种半导体二极管，包括：
[0005]n型衬底；
[0006]位于所述n型衬底之上的n型漂移区；
[0007]位于所述n型漂移区之上的p型阳极区；
[0008]位于所述p型阳极区与所述n型漂移区之间且横向间隔设置的若干个n型掺杂区。
[0009]可选的，所述n型掺杂区的掺杂浓度高于所述n型漂移区的掺杂浓度。
[0010]可选的，所述n型掺杂区具有至少两种不同的掺杂剂量。
[0011]可选的，若干个所述n型掺杂区的掺杂剂量从一侧向另一侧递增、或者递减、或者先递增再递减、或者先递减再递增、或者递增与递减依次交替循环设置。
>[0012]可选的，所述n型掺杂区的顶视图投影呈三角形、四边形、圆形、多边形或环状中的一种或多种。
[0013]可选的，所述n型漂移区设置为单层或多层，设置为多层时，所述n型漂移区的掺杂浓度由上至下依次增加。
[0014]本专利技术实施例提供的一种半导体二极管的制造方法，包括：
[0015]在提供的n型衬底上形成n型漂移区和p型阳极区；
[0016]在所述p型阳极区之上形成硬掩膜层；
[0017]通过光刻工艺形成图形并对所述硬掩膜层进行刻蚀，在所述硬掩膜层内形成若干个开口；
[0018]进行n型离子注入并退火，在所述n型漂移区和所述p型阳极区之间形成若干个间隔设置的n型掺杂区。
[0019]可选的，若干个所述开口的宽度从一侧向另一侧递增、或者递减、或者先递增再递减、或者先递减再递增、或者递增与递减依次交替循环设置。
[0020]本专利技术的半导体二极管在n型漂移区与p型阳极区之间设置若干个n型掺杂区，在反向恢复过程中，没有形成n型掺杂区的区域会先被耗尽，形成有n型掺杂区的区域会后被耗尽，从而在反向恢复过程中，半导体二极管在不同的时间点被依次耗尽，增大了半导体二极管的反向恢复软度，进而降低了反向恢复过程中的电压过冲。
附图说明
[0021]为了更加清楚地说明本专利技术示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。
[0022]图1是本专利技术提供的半导体二极管的一个实施例的剖面结构示意图。
[0023]图2是本专利技术提供的半导体二极管的另一个实施例的剖面结构示意图。
[0024]图3是本专利技术的半导体二极管的制造方法的一个实施例的主要工艺节点的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0025]以下将结合本专利技术实施例中的附图，通过具体方式，完整地描述本专利技术的技术方案。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。同时，为清楚地说明本专利技术的具体实施方式，说明书附图中所列示意图，放大了本专利技术所述的层和区域的厚度，且所列图形大小并不代表实际尺寸。
[0026]图1是本专利技术提供的半导体二极管的一个实施例的剖面结构示意图，如图1所示，本专利技术的半导体二极管包括n型衬底21，n型衬底21通过阴极金属层20接阴极电压。
[0027]位于n型衬底21之上的n型漂移区22，n型漂移区22可以设置为单层或多层，设置为多层时，n型漂移区22的掺杂浓度优选为由上至下依次增加。
[0028]位于n型漂移区22之上的p型阳极区23，p型阳极区23通过阳极金属层25接阳极电压。
[0029]位于p型阳极区23与n型漂移区22之间且横向间隔设置的若干个n型掺杂区24，本专利技术实施例中仅示例性的示出了三个n型掺杂区24结构，优选的，n型掺杂区24的掺杂浓度高于n型漂移区22的掺杂浓度。n型掺杂区22的顶视图投影可以呈三角形、四边形、圆形、多边形或环状中的一种或多种，该顶视图投影示意图在本专利技术实施例中不在具体展示。
[0030]本专利技术的半导体二极管在n型漂移区22与p型阳极区23之间设置若干个n型掺杂区24，在反向恢复过程中，没有形成n型掺杂区24的区域会先被耗尽，形成有n型掺杂区24的区域会后被耗尽，从而在反向恢复过程中，半导体二极管在不同的时间点被依次耗尽，增大了半导体二极管的反向恢复软度，进而降低了反向恢复过程中的电压过冲。
[0031]本专利技术的半导体二极管中的若干个n型掺杂区可以设置为具有至少两种不同的掺杂剂量，对应的，p型阳极区23与n型漂移区22之间横向间隔设置有至少两个n型掺杂区24。优选的，可以将若干个n型掺杂区的掺杂剂量从一侧向另一侧递增、或者递减、或者先递增再递减、或者先递减再递增、或者递增与递减依次交替循环设置。图2是本专利技术提供的本专利技术的半导体二极管的另一个实施例的剖面结构示意图，如图2所示，本专利技术的半导体二极管在n型漂移区22与p型阳极区23之间示例性的示出了n型掺杂区24a、n型掺杂区24b和n型掺杂区24c三个n型掺杂区结构，n型掺杂区24a、n型掺杂区24b和n型掺杂区24c的掺杂剂量依
次减少，从而在反向恢复过程中，没有形成n型掺杂区的区域会先被耗尽，之后形成n型掺杂区24c的区域被耗尽，之后形成有n型掺杂区24b的区域被耗尽，最后形成有n型掺杂区24a区域被耗尽，这样，在反向恢复过程中，半导体二极管在多个不同的时间点被依次耗尽，进一步增大了半导体二极管的反向恢复软度，并进一步降低了反向恢复过程中的电压过冲。
[0032]需要说明的是，n型掺杂区24a、n型掺杂区24b和n型掺杂区24c的掺杂剂量依次减少可以通过设置n型掺杂区24a、n型掺杂区24b和n型掺杂区24c的掺杂面积相同，掺杂浓度依次减小实现掺杂剂量依次减小；或者，还可以通过设置n型掺杂区24a、n型掺杂区24b和n型掺杂区24c的掺杂面积依次减小，掺杂浓度不变实现掺杂剂量依次减小(如图2所示)，如此可以保证n型掺杂区24a、n型掺杂区24b和n型掺杂区24c的掺杂剂量依次减少的实现方式简单。
[0033]图3是本专利技术的半导体二极管的制造方法的一个实施例的主要工艺节点的剖面结构示意图，如图3所示，本专利技术的半导体二极管的制造方法包括：在提供的n型衬底21上形成n型漂移区22和p型阳极区23，然后在p型阳极区23之上形成硬掩膜层30。
[0034]接下来，在硬掩膜层30之上形成一层光刻胶并通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半导体二极管，其特征在于，包括：n型衬底；位于所述n型衬底之上的n型漂移区；位于所述n型漂移区之上的p型阳极区；位于所述p型阳极区与所述n型漂移区之间且横向间隔设置的若干个n型掺杂区。2.如权利要求1所述的半导体二极管，其特征在于，所述n型掺杂区的掺杂浓度高于所述n型漂移区的掺杂浓度。3.如权利要求1所述的半导体二极管，其特征在于，所述n型掺杂区具有至少两种不同的掺杂剂量。4.如权利要求3所述的半导体二极管，其特征在于，若干个所述n型掺杂区的掺杂剂量从一侧向另一侧递增、或者递减、或者先递增再递减、或者先递减再递增、或者递增与递减依次交替循环设置。5.如权利要求1所述的半导体二极管，其特征在于，所述n型掺杂区的顶视图投影呈三角形、四边形、圆形、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，王睿，林敏之，刘磊，龚轶，
申请(专利权)人：苏州东微半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：