【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子基础原件领域，具体涉及一种高性能快恢复二极管及其制备方法。
技术介绍
1、快恢复二极管(fast recovery diode)，作为最常用的基础元件之一被广泛应用于电子电路中。快恢复二极管的技术要求具有较短的反向恢复时间、较高的击穿电压、较低的反向截至电流、较软的恢复特性及较低的正向导通压降。近年来随着半导体功率器件开关速度快速提升，对与之并联的二极管的反向恢复速度也有更高的要求。
2、pin二极管的结构如图1所示，其是由阳极p区，基区n-区及阴极n+区三部分组成。其工作原理如下。在正向导通时，n-区储存了大量来自p+区和n+区的载流子，注入n-区的载流子形成了过剩载流子，发生高度电导调制效应，减小了n-区的电阻，从而降低了快恢复二极管的正向导通压降。当加反向偏压时，在外电场作用下，n-区的载流子被抽出形成耗尽区，二极管转换为反向阻断状态。但是正面条件一致的情况下，二极管的反向耐压与n-区的掺杂浓度相关，。当n-区掺杂浓度高时，电阻率小，pn结处电场强度大，但是电场下降速度快，导致电场与n-耗尽区宽度的积分即反向耐压较小。当n-区掺杂浓度低时，电阻率大，pn结处电场强度小，但是电场下降速度缓慢，反向耐压增大，电场随距离变化如图2所示。
3、载流子从n-区反向抽出需要一定的时间，将这个会影响二极管关断速度的过程称为二极管的反向恢复，期间所需要的时间为反向恢复时间。二极管的反向恢复特性如图3所示。反向恢复时间越短，二极管工作频率越高，能耗越低。反向恢复时间trr为存储时间ta和下降时间tb
4、目前，重金属掺杂法、电子辐照法和局域法这三种控制寿命技术来提升二极管的反向恢复速度。
5、其中，重金属掺杂法通常是向二极管中扩铂或金这种重金属，重金属扩散至器件内部以替位原子缺陷或间隙原子缺陷的形式存在，形成的缺陷作为复合中心加快载流子的复合，从而提高器件反向恢复速度。但是其缺点在于，一方面重金属污染器件及生产设备，另一方面掺杂形成的缺陷一般呈u型分布，缺陷会集中于器件表面从而影响器件的欧姆接触，导致正向导通压降及反向截至电流增大，对器件性能负面影响较大。
6、其中，电子辐照法采用高能电子束对半导体进行轰击，使电子进入半导体内部并与硅原子发生碰撞形成缺陷，形成的缺陷可以作为复合中心控制少子寿命，从而减小二极管的反向恢复时间。但是其缺点在于，电子辐照产生的缺陷会衰减甚至降低，极度不稳定。电子辐照法与重金属掺杂法相比，产生漏电的可能性更大，
7、其中，局域法是指将h+或he2+这种轻离子辐照感生缺陷作为复合中心减少少子寿命。但是受限于单次轻离子辐照只能在器件内部得到固定宽度的复合中心区，想要形成任意浓度的复合中心区域分布就要对器件进行多次辐照。单个器件需要进行多次辐照会在大幅增加器件成本的同时降低生产效率，不是适合大规模生产。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种高性能快恢复二极管及其制备方法。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，准备n-衬底；步骤s2，在n-衬底的正面做离子注入，在n-衬底的正面形成n区；步骤s3，在n区的正面做离子注入，在n区的正面形成p区；步骤s4，在n-衬底的背面做离子注入，在n-衬底的正面形成n+区。
4、进一步的，在步骤s2中，离子注入工艺：首先在n-衬底的正面做掺杂，杂质为磷，之后进行炉管退火，在炉管退火过程中完成激活，形成n区。
5、进一步的，在步骤s2中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度1100～1200℃，退火时间250min。
6、进一步的，在步骤s2中，离子注入的工艺参数为注入剂量9e12-1e12，注入能量1000-1500kev。
7、进一步的，在步骤s3中，离子注入工艺：首先在n区的正面做掺杂，杂质为硼，之后进行炉管退火激活及推阱，形成p区。
8、进一步的，在步骤s3中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度1150～1200℃，退火时间200～360min。
9、进一步的，在步骤s3中，离子注入的工艺参数为注入剂量3e13-8e13，注入能量50-100kev。
10、进一步的，在步骤s4中，离子注入工艺：首先在n-衬底的背面做掺杂杂质硼，之后进行炉管退火激活及推阱，形成n+区。
11、进一步的，在步骤s4中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度450～500℃，退火时间25～60min。
12、进一步的，在步骤s4中，离子注入的工艺参数为注入剂量8e14-2e15，注入能量50-100kev。
13、本专利技术的有益效果如下：
14、1、通过增加pn结附近的n-区浓度抬升pn结附近的电场，增加n区的电场，提高整体反向耐压性。
15、2、在保证器件反向耐压的基础上，减薄二极管n-区的厚度，减小了n-区的电荷储存量，从而有效的减小反向恢复时间。由于没有引入高能电子束或轻离子辐照减少少子寿命，使得基区少子具有较长的寿命可以增加载流子复合时间，器件反向恢复特性得到软化。
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1.一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤S2中，离子注入工艺：首先在N-衬底的正面做掺杂，杂质为磷，之后进行炉管退火，在炉管退火过程中完成激活，形成N区。
3.根据权利要求3所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于，在步骤S2中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度1100～1200℃，退火时间250min。
4.根据权利要求3所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤S2中，离子注入的工艺参数为注入剂量9e12-1e12，注入能量1000-1500keV。
5.根据权利要求1所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤S3中，离子注入工艺：首先在N区的正面做掺杂，杂质为硼，之后进行炉管退火激活及推阱，形成P区。
6.根据权利要求5所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤S3中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度1150～1200℃，退火时间200～360m
7.根据权利要求5所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，，其特征在于：在步骤S3中，离子注入的工艺参数为注入剂量3e13-8e13，注入能量50-100keV。
8.根据权利要求1所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，，其特征在于：在步骤S4中，离子注入工艺：首先在N-衬底的背面做掺杂杂质硼，之后进行炉管退火激活及推阱，形成N+区。
9.根据权利要求8所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，，其特征在于：在步骤S4中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度450～500℃，退火时间25～60min。
10.根据权利要求8所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，，其特征在于：在步骤S4中，离子注入的工艺参数为注入剂量8e14-2e15，注入能量50-100keV。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤s2中，离子注入工艺：首先在n-衬底的正面做掺杂，杂质为磷，之后进行炉管退火，在炉管退火过程中完成激活，形成n区。
3.根据权利要求3所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于，在步骤s2中，炉管退火激活的工艺参数为退火温度1100～1200℃，退火时间250min。
4.根据权利要求3所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤s2中，离子注入的工艺参数为注入剂量9e12-1e12，注入能量1000-1500kev。
5.根据权利要求1所述的一种高性能快恢复二极管及其制备方法，其特征在于：在步骤s3中，离子注入工艺：首先在n区的正面做掺杂，杂质为硼，之后进行炉管退火激活及推阱，形成p区。
6.根据权利要求5所述的一种高性能...
【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，王万，柴晨凯，彭振峰，屈志军，
申请(专利权)人：江苏索力德普半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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