[發明專利]一種低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片

在審

• 申請號: 201611049951.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN107293598A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 王源政;姚偉明;楊勇
• 申請（專利權）人: 揚州國宇電子有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司32261
• 代理人: 胡思棉

1.一種低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于在N+型硅單晶襯底上生長有P-型外延層，在所述P-型外延層上表面內設置有P+型主結有源區；在所述N+型硅單晶襯底、所述P-型外延層和所述P+型主結有源區形成的硅片上形成有少子復合中心；在所述P+型主結有源區的外側的芯片邊緣設置有N+型截至環；所述N+型截至環穿透所述P-型外延層并深入N+型硅單晶襯底層內，在部分P+型主結有源區上表面、部分N+型截至環上表面、及P+型主結有源區與N+型截至環之間的所述P-型外延層上表面上設置有二氧化硅層；在部分所述N+型截至環區上和位于所述N+型截至環一側的部分所述二氧化硅層上設置有連接金屬層、在所述P+型主結有源區上表面和位于所述P+主結有源區兩側的部分所述二氧化硅層上面設置正面歐姆接觸金屬層；在所述部分N+截至環上、所述連接金屬層上、所述正面歐姆接觸層上面外側部分及連接金屬與正面歐姆接觸金屬之間的二氧化硅層上設置有鈍化保護層；在所述N+型硅單晶襯底層背面設置有背面歐姆接觸金屬。

2.一種低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于在N+型硅單晶襯底上生長有P-型外延層，在所述P-型外延層上表面內設置有P+型主結有源區；在所述N+型硅單晶襯底、所述P-型外延層和所述P+型主結有源區形成的硅片上形成有少子復合中心；在所述P+型主結有源區上表面兩側部分上及位于P+主結有源區外側的P-型外延層上表面上設置有二氧化硅層；在所述二氧化硅層上開設有溝槽，所述溝槽向下穿過所述P-型外延層并深入所述N+硅單晶襯底層；在位于N+硅單晶襯底層和P-外延層處的所述溝槽的側壁外側形成有N+型截至環；所述溝槽內填充N型摻雜形式的多晶硅或二氧化硅；在所述溝槽上面及位于溝槽兩側的部分所述二氧化硅層上設置有多晶硅層或二氧化硅層；在所述P+型主結有源區上表面及與之相鄰的部分所述二氧化硅層上面設置有正面歐姆接觸金屬；在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層上、在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層外側的部分二氧化硅層上及在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層外內側的二氧化硅層上、及位于二氧化硅層一側的部分正面歐姆接觸金屬層上設置有鈍化保護層；在所述N+型硅單晶襯底層背面設置有背面歐姆接觸金屬。

3.根據權利要求1或2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述N+型硅單晶襯底電阻率為0.01~0.002Ω.cm之間；所述硅單晶晶向為<100>或<111>。

4.根據權利要求1或2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述P-型外延層電阻率范圍為1~100Ω.cm，所述P-型外延層厚度控制在20~35um之間。

5.根據權利要求1或2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述P+主結有源區結深4~10 um。

6.根據權利要求1或2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述正面歐姆接觸金屬為多層金屬。

7.根據權利要求1或2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述N+截至環深入所述N+單晶硅襯底的深度≥10微米。

8.根據權利要求2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述溝槽寬度0.5~1.5um。

9.根據權利要求2所述的低反向恢復電荷平面快恢復二極管芯片，其特征在于所述N+截至環的寬度為2~5微米。