[发明专利]一种功率二极管及其制备方法

摘要

本发明公开了一种功率二极管，包括从下到上依次设置的阴极N+区、耐压层和阳极P+区，阴极N+区包括横向设置的两个N+区，N+区中间设置有N区。还公开了该功率二极管的制备方法，将P+区的Si材料用SiGe材料代替，且阴极设置为N+/N/N+结构，大大降低了反向恢复峰值电流，有效缩短了二极管的反向恢复时间，能够同时获得更低的通态压降和更快的开关速度。且利用穿通设计减小漂移区厚度，不仅有利于降低通态压降，而且有利于降低存储电荷和由此引起的反向恢复功耗；该功率二极管的制备方法采用外延和多次离子注入相结合来保证形成较好的N+区和N区，极大的节约了能源并提升电能利用率。

主权项

1.功率二极管的制备方法，其特征在于，该功率二极管包括从下到上依次设置的阴极N+区(1)、耐压层(2)和阳极P+区(3)，所述阴极N+区(1)包括横向设置的两个N+区(4)，所述N+区(4)中间设置有N区(5)；具体按照以下步骤实施：步骤1：制备衬底；步骤2：在步骤1的衬底上生长一层二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构成掩蔽层；步骤3：对步骤2的掩蔽层进行刻蚀，使衬底两侧需要注入P离子的N+区(4)裸露出来；步骤4：对步骤3裸露出来的衬底进行P离子注入，注入剂量为1.2×1017cm‑2；步骤5：刻蚀掩蔽层剩余的二氧化硅和光刻胶；步骤6：使用氮气，在900～1100℃下退火4～6分钟；步骤7：外延本征硅；步骤8：在步骤7的本征硅表面生长一层厚度为2～4um二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构成掩蔽层；步骤9：对步骤8的掩蔽层进行刻蚀，使两个N+区(4)之间需要注入P离子的N区(5)裸露出来；步骤10：对步骤9裸露出来本征硅进行P离子注入，注入剂量为1.2×1013cm‑2；步骤11：刻蚀掉掩蔽层剩余的二氧化硅和光刻胶；步骤12:重复步骤2～5；步骤13：使用氮气，在1000～1200℃下退火45～55分钟，完成N+区(4)和N区(5)的制备；步骤14：沿径向进行反转，反转之后首先进行B离子注入，注入剂量为1×1016cm‑2，然后进行Ge离子注入，注入剂量为0.5×1019cm‑2～1×1019cm‑2；步骤15：使用氮气，在800～1000℃下退火1～3分钟，完成阳极P+区(3)的制备；步骤16：双面蒸铝形成阴极和阳极欧姆接触，并作二氧化硅钝化保护，最终形成功率二极管。