[发明专利]一种快恢复二极管的制备方法

说明书

本发明涉及一种集成门极换流晶闸管配套用快恢复二极管的制备方法，包括如下步骤：1)对N型硅圆片的任意一面进行抛光处理；2)进行铝预沉积，在所述硅圆片抛光面进行硼离子注入，并进行氧化推进工艺，使硅圆片内形成P+PNP型纵向结构；3)研磨所述硅圆片的未抛光面，使硅圆片内部形成P+PN型纵向结构；4)在所述硅圆片的N型侧进行磷杂质掺杂扩散，使硅圆片内部形成P+PNN+型纵向结构；5)在所述硅圆片表面蒸发铝层，形成引出电极，进行合金化工艺，使铝、硅间形成欧姆接触；6)在芯片阳极面进行质子辐照；7)将芯片阳极面与钼片键合到一起；8)进行造型，并进行保护处理；9)进行电子辐照。

技术领域

本发明涉及一种工业元件的制备方法，尤其涉及一种二极管的制备方法。

背景技术

实际应用中，IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor，集成门极换流晶闸管)配套用FRD(Fast Recovery Diode，快恢复二极管)需要承受较高的正向电流下降率-diF/dt(一般可达-500～-5000A/μs)、具备快速关断能力、反向恢复时间trr短(一般为2～10μs)及较软的反向恢复特性(软度因子S≥0.8)。虽然市场上存在很多种IGBT配套用FRD，但其额定电压及额定电流都偏小，无法满足IGCT的应用需求；而快速晶闸管配套用FRD的额定电压、额定电流虽然能够满足IGCT的应用需求，但其正向电流下降率-diF/dt承受能力低且软度因子过小，与IGCT配套使用时极易损坏，FRD的失效会引起电路中的IGCT损坏，因此，也不能满足IGCT的应用需求。IGCT配套用的FRD绝大部分是全压接型FRD，但随着应用功率等级越来越高，工况更加苛刻，全压接型FRD的可靠性急剧降低，极易失效，严重降低了变流器的可靠性、安全性，增加了维护成本。

快恢复二极管(FRD)的芯片一般采用PIN型结构。由于基区薄，反向恢复电荷少，不仅大大缩短了trr值，降低了正向压降VFM，且能承受较高的反向电压VRRM。FRD还有其它一些结构，如PINN+，基本为PIN及其衍生结构。

市场上的IGCT配套用快恢复二极管，绝大部分都采用全压接型结构，全压接型快恢复二极管(FRD)存在如下缺点：由于结构限制，器件的散热能力有限，反向恢复过程中，易造成芯片局部过热，导致芯片失效，当应用电路的功率不断增大时，全压接型FRD的失效率急剧增加；全压接型FRD一般施以较大剂量的电子辐照以降低器件的反向恢复损耗，但会造成FRD的软度因子S降低，当正向电流下降率-diF/dt较大时，反向恢复过程中，器件易发生震荡继而失效；提高器件的软度因子S时，会造成器件的反向恢复损耗增大，折中考虑上述参数，无法将软度因子S提高到更大值，从而导致器件的反向恢复峰值电压VRM过大，易造成器件击穿。

发明内容