[發明專利]一種快恢復二極管的制造方法及快恢復二極管

有效

• 申請號: 201610331067.2
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN107403727B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 李理;馬萬里;趙圣哲;姜春亮
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/06;H01L29/861
• 代理公司: 11243 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許靜;安利霞

本發明提供一種快恢復二極管的制造方法及快恢復二極管，其中快恢復二極管的制造方法包括：提供一襯底，在襯底的表面上形成N型區域層，在N型區域層上形成P型區域層，在P型區域層上形成鉑結構，在襯底的底面形成用于吸收鉑的硼磷硅玻璃，對P型區域層上形成的鉑結構進行加熱處理，去除P型區域層上殘留的鉑以及襯底的底面形成的硼磷硅玻璃，在去除殘留的鉑后的P型區域層上形成第一電極，并在去除硼磷硅玻璃后的襯底的底面形成第二電極。本發明快恢復二極管的制造方法，在擴鉑的同時使用硼磷硅玻璃對鉑進行吸收，能在保證N型區域內鉑濃度不變的情況下，減少襯底區的鉑濃度，進而減少器件反向恢復時間，降低器件正向壓降。

技術領域

本發明涉及半導體芯片制造工藝技術領域，尤其涉及一種快恢復二極管的制造方法及快恢復二極管。

背景技術

現代電力電子電路中的主回路不論是采用換流關斷的晶閘管，還是采用有自關斷能力的新型電力電子器件，如GTO(Gate Turn-Off Thyristor，可關斷晶閘管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半場效晶體管)以及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等，都需要一個與之并聯的功率快恢復二極管，以通過負載中的無功電流，減小主開關器件電容的充電時間，同時抑制因負載電流瞬時反向時由寄生電感感應產生的高電壓。近幾年來，隨著功率半導體器件制造技術的不斷進步，電力電子電路中的主開關器件垂直雙擴散金屬-氧化物半導體場效應晶體管、IGBT等新型功率半導體器件的設計與制造取得了巨大的進步，頻率性能不斷提高，這對與之配套使用的功率快恢復二極管提出了更高的要求。所以，該二極管必須具有短的反向恢復時間和極佳的綜合性能。具有P-i-N結構的快恢復二極管以高耐壓和高開關速度成為高壓領域應用的首選器件。

為使二極管的反向恢復速度加快，降低漂移區的少數載流子壽命是必須的。目前常用的方法是擴金、擴鉑或電子輻照三種方法，在二極管的漂移區內形成缺陷，進而降低漂移區的少子壽命。由于是通過形成缺陷減少少子壽命，形成缺陷的同時也會使器件正向壓降增大。電子輻照長期可靠性差，擴金漏電大。擴鉑長期可靠性好，漏電小，但通態電壓高。目前常用的擴鉑方法如圖1～圖3所示：

1、完成器件正面結構后在器件正面或背面制備一定厚度的鉑，然后進行退火，使鉑通過擴散的方法進入硅片內部。

2、完成鉑擴散后，進行清洗，再在器件背面制備背面金屬層。

其中圖1～圖3中的硅片包括N型區域層和襯底，且圖1～圖3中均包括：器件正面結構、N型區域層、襯底依次排列的結構。該方法在硅片內形成的鉑濃度分布見圖4。由于少子復合主要在N型區域層即漂移區出現，因此只有在漂移區內的鉑才能產生缺陷減少少子復合時間，對減少復合時間有貢獻，其余位置的鉑由于在硅片內會形成缺陷但不能減少少子復合時間，會增加器件壓降，降低器件性能。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種快恢復二極管的制造方法及快恢復二極管，旨在解決現有技術中采用擴鉑方法增加二極管的反向恢復速度時，通態電壓高以及在二極管內形成缺陷、增加器件壓降、降低器件性能的問題。

本發明實施例提供一種快恢復二極管的制造方法，包括：

提供一襯底；

在所述襯底的表面上形成N型區域層；

在所述N型區域層上形成P型區域層；

在所述P型區域層上形成鉑結構；

在所述襯底的底面形成用于吸收鉑的硼磷硅玻璃；

對所述P型區域層上形成的鉑結構進行加熱處理；

去除所述P型區域層上殘留的鉑以及所述襯底的底面形成的硼磷硅玻璃；