[发明专利]一种功率二极管及其制备方法

权利要求书

1.功率二极管的制备方法，其特征在于，该功率二极管包括从下到上依次设置的阴极N⁺区(1)、耐压层(2)和阳极P⁺区(3)，所述阴极N⁺区(1)包括横向设置的两个N⁺区(4)，所述N⁺区(4)中间设置有N区(5)；

具体按照以下步骤实施：

步骤1：制备衬底；

步骤2：在步骤1的衬底上生长一层二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构成掩蔽层；

步骤3：对步骤2的掩蔽层进行刻蚀，使衬底两侧需要注入P离子的N⁺区(4)裸露出来；

步骤4：对步骤3裸露出来的衬底进行P离子注入，注入剂量为1.2×10¹⁷cm^-2；

步骤5：刻蚀掩蔽层剩余的二氧化硅和光刻胶；

步骤6：使用氮气，在900～1100℃下退火4～6分钟；

步骤7：外延本征硅；

步骤8：在步骤7的本征硅表面生长一层厚度为2～4um二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构成掩蔽层；

步骤9：对步骤8的掩蔽层进行刻蚀，使两个N⁺区(4)之间需要注入P离子的N区(5)裸露出来；

步骤10：对步骤9裸露出来本征硅进行P离子注入，注入剂量为1.2×10¹³cm^-2；

步骤11：刻蚀掉掩蔽层剩余的二氧化硅和光刻胶；

步骤12:重复步骤2～5；

步骤13：使用氮气，在1000～1200℃下退火45～55分钟，完成N⁺区(4)和N区(5)的制备；

步骤14：沿径向进行反转，反转之后首先进行B离子注入，注入剂量为1×10¹⁶cm^-2，然后进行Ge离子注入，注入剂量为0.5×10¹⁹cm^-2～1×10¹⁹cm^-2；

步骤15：使用氮气，在800～1000℃下退火1～3分钟，完成阳极P⁺区(3)的制备；

步骤16：双面蒸铝形成阴极和阳极欧姆接触，并作二氧化硅钝化保护，最终形成功率二极管。

2.根据权利要求1所述的功率二极管的制备方法，其特征在于，所述N⁺区(4)厚度为3um～5um，宽度为2um～4um，所述N区(5)厚度为0.8um～1.2um，宽度为5um～7um。

3.根据权利要求1所述的功率二极管的制备方法，其特征在于，所述阳极P⁺区(3)的掺杂剂为B离子和Ge离子，所述Ge离子的浓度为0.5×10²²cm^-2～1×10²²cm^-2，所述N⁺区(4)和N区(5)的掺杂剂为P离子。

4.根据权利要求1所述的功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中制备衬底使用沿<111>方向生长的硅单晶制作厚度为13.0～13.1um的衬底。

5.根据权利要求1所述的功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤7中外延本征硅的具体方法为：在1100～1300℃高温下使用氢气作为还原剂，外延时间为9～11min，形成厚度为0.9～1.1um的本征硅区。