[发明专利]快恢复二极管及其制备方法

说明书

本发明提供了快恢复二极管及其制备方法，该快恢复二极管包括元胞区、围绕所述元胞区设置的主结区和围绕所述主结区设置的终端区，其中，在所述主结区的周向方向上，所述主结区包括多个间隔设置的第一掺杂区，多个所述第一掺杂区与所述元胞区中的有源区同层设置。在主结区中，间隔设置多个第一掺杂区，形成向四周发散的第一掺杂区，在保证耐压功能的同时，有效降低了主结区的电荷注入效率，降低了主结区的电阻率，从而有效改善了电流集边效应，同时，向四周发散的第一掺杂区，大大的减小了主结区所占用的面积，降低了快恢复二极管的成本，还减小了采用该快恢复二极管的封装模块以及应用系统的尺寸和成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体的，涉及快恢复二极管及其制备方法。

背景技术

快恢复二极管作为新一代电力半导体器件具有高频率、高电压、大电流、低损耗和低电磁干扰等优点，广泛的应用于电力电子电路中，与三端高频功率开关器件(如功率MOSFET，IGBT等)配合使用起续航嵌位和高频整流作用。近年来，随着应用端对高压、过电流能力以及成本的要求的提高，快恢复二极管的电流集边效应使得应用端测试失效率居高不下。为了改善快恢复二极管的电流集边效应失效率高的问题，现在主要是在快恢复二极管的元胞边缘增加一段180-300微米的主结区，结构示意图如图1所示。但是，这种设计虽然可以改善电流集边效应，但是增加了较大的无用面积，从而降低了芯片过电流能力，在同样规格的条件下增加了芯片的成本，同时可能会增加封装模组的成本以及应用系统的尺寸以及成本。

因而，目前的快恢复二极管相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种主结区电荷注入效率低、主结区电阻率低或者电流集边效应得到有效改善的快恢复二极管。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种快恢复二极管。根据本发明的实施例，该快恢复二极管包括元胞区、围绕所述元胞区设置的主结区和围绕所述主结区设置的终端区，其中，在所述主结区的周向方向上，所述主结区包括多个间隔设置的第一掺杂区，多个所述第一掺杂区与所述元胞区中的有源区同层设置。发明人发现，在主结区中，间隔设置多个第一掺杂区，形成向四周发散的第一掺杂区，在保证耐压功能的同时，有效降低了主结区的电荷注入效率，降低了主结区的电阻率，从而有效改善了电流集边效应，同时，向四周发散的第一掺杂区，大大的减小了主结区所占用的面积，降低了快恢复二极管的成本，还减小了采用该快恢复二极管的封装模块以及应用系统的尺寸和成本。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的快恢复二极管的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在衬底的上表面上形成外延层；在所述外延层的上表面上形成位于终端区的场氧化层；对未被所述场氧化层覆盖的所述外延层进行一次掺杂处理，以形成有源区和多个第一掺杂区。由此，制备步骤简单、操作容易，且向四周发散的第一掺杂区的形成不需要增加新的光罩版，不需增加任何工艺成本。

附图说明

图1是相关技术中快恢复二极管的平面结构示意图。

图2是本发明一个实施例的快恢复二极管的平面结构示意图。

图3是本发明另一个实施例的快恢复二极管的平面结构示意图。

图4是图3中A-A’线的剖面结构示意图。

图5是图3中B-B’线的剖面结构示意图。

图6是图3中C-C’线的剖面结构示意图。

图7是本发明另一个实施例的快恢复二极管的平面结构示意图。

图8是本发明一个实施例的制备快恢复二极管的方法的流程示意图。

图9、图10、图11、图12、图13和图14是本发明一个实施例的制备快恢复二极管的方法的流程示意图。

具体实施方式