[發明專利]一種制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜方法

有效

• 申請號: 201410138533.6
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN104979168B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 王學良;陳宏
• 申請（專利權）人: 無錫華潤華晶微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/22
• 分類號: H01L21/22;H01L21/329;H01L29/861
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;楊晞

本發明涉及一種制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜方法，所述方法包括如下步驟：（1）將硅片浸泡在鉑摻雜溶液中，獲得吸附了鉑離子的硅片；（2）管式爐退火，獲得鉑摻雜的硅材料。本發明提供的方法克服了現有技術采用蒸發或濺射進行鉑摻雜的技術偏見，創新性的采用溶液對硅片材料進行鉑摻雜，為快恢復二極管制備工藝中的鉑摻雜方法提供了一種新的思路。

技術領域

本發明屬于二極管的制備領域，具體涉及一種制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜方法及制備得到的快恢復二極管。

背景技術

快恢復二極管（簡稱FRD），是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二極管，主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中，作為高頻整流二極管、續流二極管或阻尼二極管使用。

在快恢復二極管中，硅快恢復二極管應用廣泛。為了提高開關速度，減少反向恢復時間T_rr，傳統的方法是采用重金屬摻雜（如摻金、摻鉑）和電子輻射等技術在二極管中大面積甚至是整體引入復合中心來消除二極管中的過剩載流子，實現降低器件反向恢復時間T_rr的目的。摻金器件能級較深，高溫特性較差；電子輻照感生的缺陷不穩定，在較低溫度下會退化消失，且制備得到的器件漏電流偏大；而鉑擴散形成的替位原子是穩定的結構，因此器件的高溫穩定性好。

因此，在快恢復二極管的制備過程中，常見的摻鉑工藝是鉑蒸發或鉑濺射。在快恢復二極管中，作為復合中心的鉑量很小，鉑濺射或鉑蒸發造成鉑的消耗量過大，過多的鉑在硅片上，造成浪費，且提高了制作成本；而鉑蒸發或鉑濺射是以物理方式沉積在硅片表面，導致應力，帶來的過多的張力，影響鉑的激活，阻礙鉑成為有效的復合中心，造成快恢復二極管性能欠佳。

因此，本領域急需一種制備快恢復二極管制備工藝過程中的鉑摻雜的方法，該方法的成本低，操作簡便，條件易控，制備得到的鉑摻雜硅材料用于快恢復二極管的性能表現良好。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜方法，該方法的操作簡便，條件易控，且制備得到的鉑摻雜硅材料用于快恢復二極管的性能表現良好。

本發明提供的制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜的方法是將硅片材料浸泡在鉑摻雜溶液中，使鉑離子以游離態的形式吸附在硅片表面，達到降低應力幾乎為零的目的，之后經過管式爐退火使鉑元素擴散至硅片材料內部，這種方式有助于鉑在硅片材料中形成高效的復合中心，實現正向壓降（V_f）和反向恢復時間（T_rr）性能的最優化。

本發明提供的方法創新性的采用鉑摻雜溶液實現對硅片材料的鉑摻雜，克服了現有技術只采用鉑蒸發、鉑濺射等氣相沉積方法進行鉑摻雜的技術偏見。

本發明首先提供了一種制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜方法，所述方法包括如下步驟：

（1）將硅片浸泡在鉑摻雜溶液中，獲得吸附了鉑離子的硅片；所述硅片為PN結二極管硅片；

（2）管式爐退火，獲得鉑摻雜的硅材料。

本發明提供的制備快恢復二極管工藝中的鉑摻雜方法，通過將硅片浸泡在鉑摻雜溶液中，實現了將鉑元素吸附于硅片上的目的，管式爐退火后使鉑元素擴散至硅片內部，并被激活為有效的復合中心。本發明通過對鉑浸泡摻雜的硅片進行管式爐退火，實現了硅片中鉑復合中心數量的可調性（如退火時間越長鉑摻雜量越高），并對快恢復二極管器件的V_f和T_rr的優化。

本發明所述硅片為任何型號的PN結二極管硅片，不做具體限定，本領域可以通過專業知識進行制作或者通過商購獲得。

本發明步驟（1）所述鉑摻雜溶液為含有鉑離子的硅腐蝕體系。