[发明专利]快恢复二极管的制备方法

说明书

本发明提供一种快恢复二极管的制备方法，包括以下步骤：提供一N型重掺杂硅衬底，并于其上依次形成N型外延层、P型掺杂层、P型重掺杂层、缓冲层和正面图形保护层；于N型重掺杂硅衬底的背面溅射铂金层；进行第一热处理工艺，于N型重掺杂硅衬底的背面形成铂硅化合物层；进行第二热处理工艺，使铂原子向结构内部扩散；干法刻蚀去除缓冲层和正面图形保护层；对N型重掺杂硅衬底的背面进行减薄；制作快恢复二极管的P电极及N电极。通过从N型重掺杂硅衬底背面进行铂原子的扩散，使结构内的铂原子分布均匀，从而有效改善了电极的欧姆接触，大幅度提高了快恢复二极管正向导通压降的均匀性和稳定性，最终提高产品的制备良率。

技术领域

本发明涉及一种快恢复二极管技术领域，尤其涉及一种快恢复二极管的制备方法

背景技术

快恢复二极管(简称FRD)由于具有开关性能好、反向恢复时间短、正向电流大、反向耐压高、体积小、安装简便等优点，广泛地应用于脉宽调制器、变频器、开关电源等装置中，作为高频、高压、大电流整流、续流及保护用，已成为应用装置中不可或缺的组成部分。

现代电力电子应用装置对快恢复二极管性能的主要要求有：反向恢复时间要短，以减小二极管开关损耗的提高电路工作频率；正向压降要小,以减小二极管的通态损耗；反向漏电流要小，以减小断态损耗；软度因子要大，以保证整个电路的稳定性。

目前在快恢复二极管的制造中，减小反向恢复时间的方法有在器件内部引入重金属复合中心，就是通过向器件中掺杂金、铂等重金属杂质作为复合中心进行少子寿命控制，即减小少子寿命，以达到缩小反向恢复时间的目的。现有技术术中，通常是通过从晶圆正面进行重金属的引入，基于重金属在晶圆中的扩散特性，在重金属扩散源的一端浓度分布较高，所以晶圆正面高浓度的重金属会严重影响P电极的欧姆接触，导致快恢复二极管正向导通压降不均匀，从而降低产品良率。

所以需要改进快恢复二极管中重金属的扩散工艺，以降低正向导通压降的不均匀性，从而提高快恢复二极管的良率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种快恢复二极管的制备方法，用于解决现有技术中从晶圆正面引入重金属复合中心，导致快恢复二极管正向导通压降不均匀性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种快恢复二极管的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：

1)提供一N型重掺杂硅衬底，于所述N型重掺杂硅衬底上形成N型外延层，于所述N型外延层的表层中形成P型掺杂层，于所述P型掺杂层的表层中形成P型重掺杂层，作为P电极的欧姆接触层；

2)于所述P型重掺杂层上依次形成缓冲层和正面图形保护层；

3)于所述N型重掺杂硅衬底的背面溅射铂金层；

4)进行第一热处理工艺使所述铂金层与所述N型重掺杂硅衬底反应，于所述N型重掺杂硅衬底的背面形成铂硅化合物层；

5)进行第二热处理工艺使所述铂硅化合物层中的铂原子向结构内部扩散，直至所述铂原子至少扩散至所述P型掺杂层的正表面；

6)采用干法刻蚀的方法，去除所述缓冲层和正面图形保护层；

7)对所述N型重掺杂硅衬底的背面进行减薄，以去除铂原子浓度偏高的部分N型重掺杂硅衬底；

8)制作快恢复二极管的P电极及N电极。

优选地，步骤1)中，还包括于所述P型重掺杂层表面上形成阻挡层，于所述阻挡层表面上形成耐压介质层，去除部分所述阻挡层和耐压介质层，以露出部分P型重掺杂层，其中，露出的所述P型重掺杂层作为P电极的欧姆接触层，未被去除的所述阻挡层和耐压介质层作为快恢复二极管的耐压区。