[发明专利]一种沟槽型快恢复二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽型快恢复二极管，所述快恢复二极管包括衬底和P区，所述P区在衬底上形成，共同构成PN结，其特征在于，在所述器件表面终端处对称设置有沟槽区，沟槽深度大于PN结深度，用于消除PN结终端电场弯曲的影响；

所述衬底为均匀掺杂的N型硅衬底，在所述衬底N-层上生长有氧化层。

2.如权利要求1所述的沟槽型快恢复二极管，其特征在于，所述N型硅衬底采用由上到下依次分布的高阻层N-和衬底重掺N+层组成的外延片，或采用由高阻层N-组成的单晶片；

所述衬底N-层上生长的氧化层厚度为500-1000埃；

在所述氧化层通过物理或化学的方式淀积500-1000埃的氮化硅层。

3.如权利要求2所述的沟槽型快恢复二极管，其特征在于，采用所述氧化层和氮化硅层作为掩蔽层，在N型硅衬底上设有硼离子注入层，硼离子注入剂量为1e13cm^-2～1e15cm^-2；所述在硼离子注入层1200℃氮气气氛下推结形成5-10um结深的P区。

4.如权利要求1所述的沟槽型快恢复二极管，其特征在于，通过光刻刻蚀方式是选择性刻蚀掉器件终端区表面处PN结，使PN结接近平面型；所述沟槽区是由湿法硅形成的终端沟槽区，在沟槽区上生长有8000-15000埃的氧化层，用于沟槽区的钝化和保护。

5.如权利要求4所述的沟槽型快恢复二极管，其特征在于，在所述终端沟槽区的表面上设置有金属电极。

6.一种沟槽型快恢复二极管的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

A、初始氧化：对均匀掺杂的N型硅衬底进行清洗后，使用900～1100℃通氧气的方式在硅片表面生长厚度为500-1000埃的氧化层，继续通过物理或化学方式淀积形成厚度为500-1000埃氮化硅；

B、沟槽形成：通过涂胶，曝光，显影，刻蚀，去除形成沟槽区域氮化硅；

C、场氧化：通过900℃～1100℃氢氧合成，形成厚度为8000-15000埃的氧化层，用于沟槽区钝化和保护；

D、PN结形成：利用步骤A所述的氧化层和氮化硅层作为注入掩蔽层，进行硼离子注入，注入剂量1e13cm-2～1e15cm-2，注入后通过140℃热磷酸去除注入掩蔽层，经过推结清洗后，在1200℃氮气气氛下进行推结形成结深5-10um的P区；

E、金属电极：蒸发或者溅射金属铝，通过光刻，刻蚀，去胶，合金，形成表面金属电极；

F、表面钝化：通过氮化硅，二氧化硅或聚酰亚胺表面钝化材料，结合光刻，刻蚀的方式形成表面钝化。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述步骤A中，所述N型硅衬底采用由上到下依次分布的高阻层N-和衬底重掺N+层组成的外延片，或采用由高阻层N-组成的单晶片。

8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述步骤B中，利用氮化硅的保护和阻挡，通过湿法腐蚀挖槽，实现槽型终端，并采用超声方式去除由于挖槽造成的表面边缘悬空的氮化硅。

9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述步骤B中，所述去除由于挖槽造成的表面边缘悬空的氮化硅时，或将步骤A中的厚度为500-1000埃的氧化层作为注入掩蔽层进行硼离子注入，硼离子注入后在去除氮化硅。