[发明专利]一种基于扩散工艺具有双缓冲层快恢复二极管芯片制造方法

摘要

本发明涉及一种基于扩散工艺具有双缓冲层结构的快恢复二极管芯片制造方法，在制造过程中，减少反向恢复电荷和反向恢复时间、抑制反向恢复峰值电流作用。二极管阴极采用磷深扩散方式形成，扩散形成的阴极结构为N+N结构，N区实际上是一个缓冲层，起到阻挡空间电荷区的扩展、缩短基区宽度、降低正向通态压降的作用；二极管反向时，N‑N与NN+界面的电场减缓载流子反向抽取速度，使得有更多的电荷用于复合，从而使恢复特性得到软化。采用本发明制造方法，快恢复二极管芯片的阳极和阴极均采用扩散方式形成，结合铂扩散少子寿命控制技术，制造工艺流程简单，可以用来制造成本低、耐压高、恢复时间短且具有软恢复特性的快恢复二极管芯片。

主权项

1.一种基于硅单晶具有双缓冲层的快恢复二极管芯片制造方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以N型硅单晶片为基底材料，在该N型硅单晶片的非抛光面依次淀积氧化层和氮化硅层，然后以掺硼乳胶作为杂质源，在1100℃～1250℃下对N型硅单晶抛光面进行硼扩散，时间为10h～20h，在N型硅单晶片的抛光面形成二极管阳极，即使N型硅单晶片形成带有二极管阳极的N型硅单晶片；(2)腐蚀掉步骤(1)中带有二极管阳极的N型硅单晶片非抛光面氧化层和氮化硅层，再在N型硅单晶片的抛光面依次淀积氧化层和氮化硅层，然后对步骤(1)带有二极管阳极的N型硅单晶片非抛光面进行三氯氧磷扩散，扩散温度为1100℃～1250℃，扩散时间10h～30h，在N型硅单晶的非抛光面形成二极管阴极，即使步骤(1)带有二极管阳极的N型硅单晶片形成带有二极管阳极和阴极的N型硅单晶片；(3)对步骤(2)的带有二极管阳极和阴极的N型硅单晶片的抛光面进行光刻，接着采用湿法腐蚀工艺在带有二极管阳极和阴极的N型硅单晶片抛光面形成硅槽结构，最后采用干法刻蚀工艺去掉N型硅单晶片抛光面的氧化硅层和氮化硅层；(4)在步骤(3)得到的去掉氧化硅层和氮化硅层的硅槽结构的表面依次淀积磷硅玻璃、氧化层作为钝化层，或者依次淀积氧化层、氮化硅层作为钝化层；(5)对经步骤(4)处理后的带有钝化层的硅槽结构进行光刻、腐蚀形成阳极接触窗口，然后对带有接触窗口的N型硅单晶片抛光面进行金属铂淀积，然后在850℃～1000℃下进行高温扩散，扩散时间10min～60min；(6)对经步骤(5)高温扩散的N型硅单晶片抛光面淀积金属，然后进行光刻、腐蚀后形成阳极金属电极，得到带有阳极金属电极的硅槽结构的N型硅单晶片；(7)对经步骤(6)处理后的带有阳极金属电极的硅槽结构的N型硅单晶片非抛光面进行减薄；(8)对经步骤(7)减薄后的带有阳极金属电极的硅槽结构的N型硅单晶片非抛光面进行金属淀积，形成阴极金属电极，完成了具有双缓冲层的快恢复二极管的制造。