[發明專利]一種快速恢復二極管及其制造方法

在審

• 申請號: 201410113455.4
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104952936A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 何延強;吳迪;劉鉞楊
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網上海市電力公司;國網智能電網研究院
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種快速恢復二極管，所述快恢復二極管包括襯底和P區，所述P區在襯底上形成，其特征在于，所述襯底為非均勻摻雜的N型硅襯底，所述N型硅襯底包括從上到下依次分布的襯底N-層以及襯底N+層；

所述P區包括從上到下依次排布的被腐蝕的P+區和P+區，所述P+區和襯底N-層形成P+N-結，被腐蝕的P+區在保證P+N-結兩側濃度的情況下降低P+區摻雜總量，降低P+區空穴注入量；被腐蝕硅P+區是依次采用對接觸孔進行光刻、干法腐蝕后濕法腐蝕形成的。

2.如權利要求1所述的快速恢復二極管，其特征在于，在所述襯底N-層上依次設有氧化層、介質層，在P區的表面設有金屬電極，在襯底N-層的正面設有鈍化層。

3.一種如權利要求1-2中任一項所述的快速恢復二極管的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

A、擴散前處理：通過酸、堿、去離子水超聲清洗工序，對均勻摻雜的N型硅襯底表面進行化學處理；

B、初始氧化：對均勻摻雜襯底N-層進行清洗后，通過H₂和O₂的氣氛，在900℃-1100℃的溫度范圍內，1-10小時的氧化時間，在所述襯底N-層的兩個表面生長厚度1000-30000埃的氧化層；

C、N+區前處理：先通過涂膠方法對氧化后襯底N-層的一面進行涂膠保護，然后再通過腐蝕工藝去除襯底N-層另一面氧化層，最后進行去膠工藝，即形成單面氧化層結構；

D、N+區形成：對處理干凈的襯底N-層在1100～1200℃的擴散爐中氣體攜帶液態磷源進行預淀積，以氧化層為擴散阻擋層，對淀積后的襯底N-層在1100～1250℃擴散爐中進行擴散推進，再采用腐蝕工藝去除氧化層，形成襯底N+層，即N+結；

E、P+區前氧化：對均勻摻雜的襯底N-層進行清洗后，在900℃-1100℃的溫度范圍內氧化，在襯底N-層表面生長氧化層，厚度為8000-20000埃；

F、P+區形成：通過涂膠，曝光，顯影，刻蝕，去膠，形成出有源區窗口；

G、形成P+N結：為防止注入損傷，生長厚度為300-500埃的氧化層作為掩蔽層，后續進行硼注入，劑量為1*10¹³～1*10¹⁵cm²，在1200℃氮氣環境下推結5-50um；

H、形成介質層：通過淀積或熱氧化的方式形成淀積介質層；

I、進行電子輻照，重金屬高溫推結或H/He注入進行少子壽命控制；

J、孔刻光刻：通過涂膠，曝光，顯影，形成出孔窗口；

K、孔刻蝕時，先進行接觸孔蝕刻，蝕刻到襯底N-層表面終止；以光刻膠及介質層為掩蔽作用，采用干法加濕法進行硅蝕刻，刻蝕的深度保證與反向耐壓最高時的P+區側空間電荷區有1-5um距離；最后去除光刻膠；

L、防止有源區濃度過低出現歐姆接觸問題，表面補濃硼并通過900℃1小時退火進行激活；

M、生成金屬電極：在P區表面采用蒸發或者濺射金屬鋁，通過光刻，刻蝕，去膠和合金，形成表面金屬電極；

N、表面鈍化：通過SIN，SIO2，PI薄膜形成表面鈍化，通過光刻，刻蝕形成鈍化區域。