[发明专利]一种高压快恢复二极管芯片生产工艺

说明书

本发明公开了一种高压快恢复二极管芯片生产工艺，属于半导体芯片领域。一种高压快恢复二极管芯片，包括芯片、N+截止环、表面特殊钝化层和P+阳极，所述的芯片为快恢复二极管芯片；芯片截层从下向上依次为芯片、N+截止环、表面特殊钝化层和P+阳极。特殊钝化层包含电场限制环。芯片生产工艺采用电场限制环的方法，成功调制快恢复二极管表面电场，在同样条件下，增加了快恢复二极管的耐压；采用特殊表面钝化层，中和氧化层中表面电荷，提高了快恢复二极管耐压的稳定性，降低了反向漏电流。它具有开关损耗低，击穿电压高，漏电流小，反向功耗少的优点，增强了二极管的耐压稳定性及可靠性，延长了二极管的寿命。

技术领域

本发明涉及半导体芯片领域，更具体地说，涉及一种高压快恢复二极管芯片生产工艺。

背景技术

多年来，PN高压功率快恢复二极管(FRD)的关断特性，一直备受关注。如何获得反向恢复时间段、软度大、反向漏电流低的二极管是器件设计的主要目标。在广泛使用的高速硬件开关电路中，开关器件的软度具有特别重要的意义。但是，但常规的器件设计制造技术，提高软度与提高开关速度是相互矛盾的。现有技术利用质子辐照感生的空位缺陷对铂院子的汲取作用，获得了局域寿命控制，辅以能量为4MeV电子辐照整体寿命控制技术，在具有低阳极发射效率结构的高压功率快恢复二极管中实现了更好的综合性能的优化。测试表明此类快恢复二极管具有反向恢复时间短、软度大、反向漏电低的优良特性。参考文献：固体电子学研究与进展，高压功率快恢复二极管的寿命控制研究，2008年3月第28卷第1期，谢书珊、胡冬青、亢宝位。

参考文献：半导体学报，用局域寿命控制技术改善功率快恢复二极管性能的仿真研究，2003年第24卷第5期，第520-526页，吴鹤，吴郁，亢宝位，贾云鹏。文献中表述了作为功率开关器件，高压快恢复二极管(FRD)的最重要的性能参数是反向恢复时间，为了减小反向恢复时间，针对局域低寿命区的参数对快恢复硅功率二极管性能的影响进行了系统的仿真研究，得到了全面系统的研究结果其中包括局域低寿命区在二极管中的位置不同和局域低寿命区中复合中心能级在禁带中的位置不同对快恢复二极管的反向恢复时间、反向恢复软度银子、正向压降、漏电流对各个单项性能的影响，以及水各项综合性能综合折衷的影响。这些结果对高速功率器件寿命工程研究和器件制造工程都有重要的参考价值。

目前半导体行业内生产高压快恢复二极管(FRD)芯片通常采用V型槽玻璃钝化生产工艺。但现有技术存在多种问题，主要的问题如下：1)、击穿电压低，漏电流大。2)、正向导通电压较大，导致功耗较大，二极管易烧毁。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的击穿电压低，漏电流大，正向导通电压较大，功耗较大，二极管芯片易烧毁问题，本发明提供了一种高压快恢复二极管芯片生产工艺，它具有开关损耗低，击穿电压高，漏电流小，反向功耗少的优点，增强了二极管的耐压稳定性及可靠性，延长了二极管的寿命。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种高压快恢复二极管芯片，包括芯片、N+截止环、表面特殊钝化层和P+阳极，所述的芯片为快恢复二极管芯片；芯片截层从下向上依次为芯片、N+截止环、表面特殊钝化层和P+阳极。

更进一步的，所述的特殊钝化层包含电场限制环。

一种高压快恢复二极管芯片生产工艺，其步骤如下：

1)场氧化前表面清洗：

配置氢氟酸溶液，由体积比水：氢氟酸＝6：1溶液混合得到，所述的氢氟酸溶液质量浓度为40％；

配置1号液，由体积比为氨水：过氧化氢溶液：水＝1：1：5-1：2：7混合得到，所述的氨水浓度质量浓度为27％；