[發明專利]一種混合PIN/肖特基快恢復二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201810767803.8
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109103094B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 周炳
• 申請（專利權）人: 張家港意發功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 閆東偉

本發明提供一種混合PIN/肖特基快恢復二極管的制備方法，在設計二極管耐壓時根據二極管的擊穿電壓1300V，通過控制n基區的厚度為107μm，寬度為25μm，濃度為1×10¹⁴cm^?3，使二極管的反向擊穿電壓接近耐壓指標，再通過控制P+區域肖特基接觸區域的寬度為6.25μm，使二極管的反向擊穿電壓為要求的耐壓值1300V，控制注入深度為5μm，寬度為25μm，濃度為2×10²⁰cm^?3，形成n+區域，而且根據耗盡層主要在低摻雜一側展寬，即在n基區擴展，P+區也要求較高的摻雜濃度，又根據器件導通時首先是肖特基區域導通，隨著正向電壓的逐漸增大才是PN結區域的導通對基區進行少子的注入，所以MPS二極管不像PIN二極管那樣對區的要求要有高的摻雜濃度。

技術領域

本發明屬于半導體領域，尤其涉及一種混合PIN/肖特基快恢復二極管的制備方法。

背景技術

隨著電子電路中主開關頻率的提高及所要進行變換的電源電壓和功率的提高，同時對起控制作用的整流二極管提出了更高的要求，PIN二極管具有很好的反向特性而肖特基二極管具有較好的正向特性，MPS這種新型器件既具有功率PIN 二極管正向大電流下導通電阻低，反向高耐壓、低漏電的優點，又因肖特基接觸區域的引入而大大縮短了二極管的反向恢復時間，并有良好的軟恢復特性，降低了開關損耗又不增加導通壓降，同時克服了功率肖特基二極管的反向耐壓低、高溫漏電大等問題，MPS二極管的陽極由金屬-半導體接觸（也成為肖特基勢壘接觸），并內嵌型p+小島，相鄰的pn結為肖特基區保留了一個n 型導電溝道，當MPS 正偏時，肖特基處于正向導通狀態，隨著漂移區壓降的升高，pn結被正向偏置，漂移區將出現電導調制效應，有效降低了正向壓降( VF) ，當MPS 反偏時，PN結形成的耗盡區向溝道區擴散，間隔排列的PN結耗盡層在較大的反向電壓下發生連通，這個耗盡區將肖特基界面屏蔽于高場之外，避免了肖特基勢壘降低效應，極大提高了器件的耐壓，最終器件的擊穿電壓將接近PIN結構的雪崩擊穿電壓，因此，MPS二極管是一種很有發展前途的新型整流二極管。

發明內容

本發明旨在提供一種混合PIN/肖特基快恢復二極管的制備方法。

為實現上述技術目的，本發明采用以下技術方案，一種混合PIN/肖特基快恢復二極管的制備方法，包括以下步驟：

S1、在襯底上生長一層厚度為115μm的外延層，控制外延層的電阻率為80 Ω·cm；

S2、在步驟S1得到的外延層上進行初步氧化，得到的氧化層厚度為14000?；

S3、在步驟S2得到的氧化層上進行涂膠，此處涂膠用的是光刻膠，對準涂膠的氧化層曝光從而定義出p+區圖形；

S4、選用濕法腐蝕的方式來選擇性去除步驟S3中未被光刻膠保護的氧化層，此時測得的氧化層厚度應小于20 ?以暴露出與p+區圖形對應的外延層，隨后除去光刻膠；

S5、以經過步驟S4后剩余的氧化層為保護，進行p+區的硼注入和推進，控制硼的注入深度為3μm，濃度為5× 10¹⁹cm^-3；

S6、采用與步驟S2至S4同樣的方法以光刻膠來涂膠、曝光定義出終止環的區域，再用濕法腐蝕去除氧化層，隨后去除光刻膠后進行磷注入，控制磷的注入深度為4μm，濃度為5× 10⁵cm^-3；

S7、步驟S6完成后，對p+區進行涂膠和對準曝光，再將p+區的氧化層采用濕法刻蝕的方法全部刻蝕，控制氧化層的厚度小于20?；

S8、步驟S7完成后，在p+區采用濺射的方法濺射勢壘金屬鎳，控制勢壘金屬鎳的厚度為1100?，并在750℃下退火30s；