[发明专利]快速恢复二极管及其制造方法

说明书

本申请公开了一种快速恢复二极管及其制造方法，其中，快速恢复二极管包括层叠设置的第一金属电极层、第一导电类型阴极层、第一导电类型外延层、第二导电类型阳极层及第二金属电极层，所述第二导电类型阳极层朝向第二金属电极层的一侧，至少部分区域形成有第一导电类型反型区，第一导电类型反型区形成有第二导电类型反型区，第一导电类型反型区的深度大于第二导电类型反型区的深度，第二导电类型反型区与第二金属电极层欧姆接触。该方案，由于第二导电类型反型区与第二金属电极层欧姆接触，保证了该快速恢复二极管的正面欧姆接触性能，从而在不增加正向压降VF的情况下，降低阳极的注入效率，减少关断时间，提高了产品工作频率。

技术领域

本发明一般涉及二极管技术领域，具体涉及一种快速恢复二极管及其制造方法。

背景技术

快速恢复二极管(Fast Recovery Diode；FRD)具有高频率、高电压、大电流、低损耗和无电磁干扰等优点。FRD可以作为输出整流二极管、嵌位二极管、吸收二极管等单独使用，也可以作为续流二极管与绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor；IGBT)配套使用。

少数载流子的数量，对FRD的开关速率，开关损耗以及软度有着重要的影响，目前主要通过降低阳极层的掺杂浓度来减少少数载流子的注入，但是随着阳极层(也可称为阳极区)掺杂浓度的降低，导致正面欧姆接触(也可认为是阳极层与阳极金属电极欧姆接触)恶化，从而导致正向电压(Voltage Forward；VF)压降提高，甚至降低产品的长期可靠性。

发明内容

本发明期望提供一种快速恢复二极管及其制造方法，至少用以在保障正面欧姆接触性能的情况下，提高工作频率。

第一方面，本发明提供一种快速恢复二极管，包括层叠设置的第一金属电极层、第一导电类型阴极层、第一导电类型外延层、第二导电类型阳极层及第二金属电极层，所述第二导电类型阳极层朝向所述第二金属电极层的一侧，至少部分区域形成有第一导电类型反型区，所述第一导电类型反型区形成有第二导电类型反型区，所述第一导电类型反型区的深度小于所述第二导电类型阳极层的厚度，所述第一导电类型反型区的深度大于所述第二导电类型反型区的深度，所述第二导电类型反型区与所述第二金属电极层欧姆接触。

作为可实现方式，所述第二导电类型反型区的掺杂浓度，大于所述第二导电类型阳极层的掺杂浓度。

作为可实现方式，所述第二导电类型反型区为重掺杂，所述第二导电类型阳极层为轻掺杂。

作为可实现方式，所述第一导电类型阴极层的掺杂浓度，大于所述第一导电类型外延层的掺杂浓度。

作为可实现方式，在所述第二导电类型阳极层的至少部分区域进行施主型杂质注入并退火处理，以形成所述第一导电类型反型区。

作为可实现方式，在所述第一导电类型反型区进行受主型杂质注入并退火处理，以形成所述第二导电类型反型区。

第二方面，本发明提供一种上述快速恢复二极管的制造方法，包括以下步骤：

提供衬底，所述衬底作为第一导电类型阴极层；

在所述衬底上形成第一导电类型外延层；

在所述第一导电类型外延层上形成第二导电类型阳极层；

在所述第二导电类型阳极层背离所述第一导电类型外延层一侧的至少部分区域形成第一导电类型反型区，所述第一导电类型反型区的深度小于所述第二导电类型阳极层的厚度；

在所述第一导电类型反型区形成第二导电类型反型区，其中，所述第一导电类型反型区的深度大于所述第二导电类型反型区的深度；