[发明专利]复合快恢复二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合快恢复二极管的制备方法，(1)、氧化、光刻有源区，(2)、N型杂质离子注入，(3)、N推结，(4)、P区注入窗口形成，(5)、P型杂质离子注入，(6)、推结；(7)、肖特基区形成；(8)、金属膜淀积；(9)、背面减薄；(10)、背面金属化，制得复合快恢复二极管。本发明复合快恢复二极管具有正向压降一致性好、雪崩耐量能力高、恢复特性好的特点。

技术领域

本发明涉及一种复合快恢复二极管及其制备方法，属于快恢复二极管技术领域。

背景技术

目前制作具有软恢复特性的快恢复二极管，其有源区一般为整体肖特基结构或PIN结构。

单纯肖特基二极管由于是多子器件具有通态压降小且一致性好，反向恢复时间trr很快的优点，但也存在着击穿电压低（最高能到300V），高温漏电流大，雪崩耐量UIS能力差，抗静电放电ESD能力弱等缺点。

而PIN二极管具有通态压降小，击穿电压高，雪崩耐量UIS能力好，抗静电放电ESD能力强，高温漏电小的优点。但由于该器件为双极器件，反向恢复时间长，大部分采用重金属掺杂技术控制少子寿命，造成其通态压降一致性差，均流特性不好，并联使用时需要分档，失效率偏高。

再则，目前的PIN二极管无N型的电荷积累区的结构，PIN结二极管反向恢复过程中，载流子快速从基区抽出，在N-N+结形成的第二雪崩电场极易被提高，造成UIS能力下降，造成器件可靠性下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种正向压降一致性好、雪崩耐量能力高、恢复特性好的复合快恢复二极管及其制备方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种复合快恢复二极管的制备方法，其特征在于：

(1)、氧化、光刻有源区：对带有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；

(2)、N型杂质离子注入：用离子注入机将N型杂质离子注入到有源区，注入能量为：100～500kev，注入剂量1E12～5E14cm^-2；

(3)、N推结：将硅片放入高温扩散炉中对N型杂质离子进行推结以形成N型的电荷积累区，在推结过程中通入氧气，在有源区内形成的氧化层；

(4)、P区注入窗口形成：在有源区内经光刻胶曝光、腐蚀出三个以上的P型注入窗口；

(5)、P型杂质离子注入：用离子注入机将P型离子注入到有源区并形成三个以上的P型区，注入能量为：30～180kev，注入剂量1E13～5E15cm^-2；

(6)、推结：将硅片置入高温扩散炉中，对P型区及电荷积累区进行推结，并光刻腐蚀干净有源区内的氧化层；

(7)、肖特基区形成：用Ni和Pt、或Mo、或Pd用溅射或蒸发在硅片正面形成过渡金属膜，经合金和剥离后形成肖特基接触，在各P型区之间形成肖特基区；

(8)、金属膜淀积：再在硅片正面溅射或蒸发或电镀金属膜，经光刻、合金形成欧姆接触；

(9)、背面减薄：用磨片机或喷砂将硅片背面减薄至所需厚度；

(10)、背面金属化：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，制得复合快恢复二极管。

其中：所述的P型区与电荷积累层区之间的距离在所述N型杂质离子在推结过程中结深控制在2-8μm，所述P型离子推结过程中结深控制在2-7μm。