[发明专利]一种快恢复二极管及其制作方法在审
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 | ||
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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