[发明专利]一种快恢复二极管及其制作方法在审

专利信息
申请号: 201811526462.1 申请日: 2018-12-13
公开(公告)号: CN109559990A 公开(公告)日: 2019-04-02
发明(设计)人: 曹功勋;朱涛;田亮;吴昊;金锐;吴军民;潘艳 申请(专利权)人: 全球能源互联网研究院有限公司
主分类号: H01L21/329 分类号: H01L21/329;H01L21/265;H01L29/06;H01L29/861
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
地址: 102209 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 快恢复二极管 背面结构 背面 正面结构 金属 掺磷 制作 动态雪崩 硅片背面 芯片背面 依次设置 洁净度 硅片 背金 减薄 沾污
【权利要求书】:

1.一种快恢复二极管的制作方法,其特征在于,包括:

在N型硅片正面依次形成有源区、保护环和氧化层;

所述氧化层形成后,在正面形成N型截止环,并在N型硅片的背面内部形成N型掺磷区;

所述N型截止环形成后,在正面依次形成BPSG层、正面金属和钝化层;

所述钝化层形成后,在所述N型掺磷区靠近N型硅片侧形成N型掺杂层和N型缓冲层,并在N型掺磷区的底部形成背面金属。

2.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述在N型硅片正面依次形成有源区、保护环和氧化层之前,还包括:

通过激光打标机在所述N型硅片正面打标;

通过酸、碱或去离子水清洗打标后的整个N型硅片。

3.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述有源区和保护环的形成,包括:

依次通过氧化、涂胶、曝光和显影工艺在N型硅片正面形成P型离子注入窗口;

将P型离子通过所述P型离子注入窗口注入N型硅片;

去胶后,在1050℃~1250℃的温度及氮气环境下对所述N型硅片进行退火处理,形成有源区和保护环;

所述P型离子的注入剂量为1e12~1e15cm-2

4.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述氧化层采用高温氧化的方法形成,其厚度为8000~20000A;

所述N型截止环和N型掺磷区均采用POCl3、PH3气态源或P2O5固态源扩散的方法形成,或采用磷注入的方法形成;

所述BPSG层通过化学气相淀积工艺形成。

5.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述正面金属的形成包括:

通过光刻、刻蚀和去胶工艺形成引线孔;

采用蒸发方式或者溅射方式沉积正面金属;

通过光刻、刻蚀、去胶和合金工艺形成正面金属。

6.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述N型缓冲层和N型掺杂层的形成包括:

采用多次注入方式或带挡板一次注入方式将高能氢注入;

在250℃-450℃温度下对N型硅片进行退火处理,形成N型缓冲层和N型掺杂层。

7.根据权利要求6所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述N型掺杂层的层数、深度和掺杂浓度通过控制高能氢的注入次数、注入剂量及注入能量调整;

所述N型掺杂层的层数为1~10层;

采用多次注入方式时,所述注入次数为1~10次,所述注入剂量为1e12~1e16cm-2,所述注入能量为1MeV~8MeV。

8.根据权利要求6所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述N型缓冲层的深度和浓度分布梯度通过控制高能氢的注入次数、注入剂量和注入能量调整;

采用多次注入方式时,所述注入次数为3~10次,所述注入剂量为1e12~1e16cm-2,所述注入能量为10KeV~4MeV。

9.根据权利要求1所述的快恢复二极管的制作方法,其特征在于,所述背面金属的形成,包括:

对所述N型掺磷区进行减薄工艺处理;

在N型掺磷区的底部进行金属淀积,形成背面金属。

10.使用如权利要求1-9任一所述的制作方法制作的快恢复二极管,其特征在于,包括N型硅片以及分别位于所述N型硅片正面和背面的正面结构和背面结构:

所述背面结构包括N型掺杂层、N型缓冲层、N型掺磷区和背面金属,所述N型缓冲层、N型掺磷区和背面金属按照从所述N型硅片的内部到背面的顺序依次设置于所述N型硅片背面,所述N型掺杂层设置于所述N型硅片内部。

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