[發明專利]一種二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201810914705.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109004022B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 陽林濤;王永貴
• 申請（專利權）人: 深圳市天佑照明有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/329;H01L29/861
• 代理公司: 深圳邁遼知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發明技術方案涉及一種二極管及其制造方法，所述二極管包括：第一導電類型的襯底，形成于所述襯底上下表面兩側邊緣的第二導電類型的阱區，第一導電類型的第一外延層，形成于所述第一外延層并與襯底連接的埋層，第一導電類型的第二外延層，形成于第二外延層上兩側邊緣與阱區對應的場氧區，形成于第二外延層內的第二導電類型的第一摻雜區，正面金屬和背面金屬。通過在第一外延層設置埋層，使得在陰極側形成一個寄生的雪崩二極管，其擊穿電壓較低，可以縮短反向恢復時間，并具有較軟反向恢復特性，同時在襯底上下表面分別注入形成第二導電類型的阱區，其與場氧區配合作用，也可以降低反向恢復電荷，縮短反向恢復時間和具有更軟的反向恢復特性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種二極管及其制造方法。

背景技術

快速恢復二極管(Fastrecovery diode，簡稱FRD)是一種開關特性好、反向恢復時間短的二極管，快速恢復二極管廣泛應用于開關電源、逆變器、變頻器、PWM脈寬調制器、電機、靜電感應等電力電子技術領域。

快速恢復二極管的一個工作周期中包含正向恢復和反向恢復。正向恢復特性是指快速恢復二極管從正向導通開始到出現較高的瞬態壓降，經過一定時間后才能處于穩定狀態，該時間長短反映了正向恢復特性；反向恢復特性是指在較短的時間內，二極管能夠從正向導通狀態恢復到反向關斷狀態，而反向恢復時間的長短會直接影響整個電路系統的功耗，反向恢復時間越長，系統所浪費的功耗就越大。傳統工藝的快速恢復二極管已經不能滿足新的應用需求，新應用要求快速恢復二極管不僅要有更短的反向恢復時間，還要求具有較軟的恢復特性。

發明內容

本發明提供一種二極管，使其不僅具有反向恢復峰值電流小、反向恢復電荷少、反向恢復時間短的特點，而且還具有軟的反向恢復特性。

一方面，本發明提供一種二極管，包括：

第一導電類型的襯底；

第二導電類型的阱區，包括兩個第一阱區和兩個第二阱區，所述第一阱區形成于所述襯底的上表面兩側邊緣，所述第二阱區形成于所述襯底的下表面兩側邊緣；

第一導電類型的第一外延層，形成于所述襯底的上表面，所述第一外延層的摻雜濃度低于所述襯底的摻雜濃度；

第二導電類型的埋層，形成于所述第一外延層，與所述襯底連接；

第一導電類型的第二外延層，形成于所述第一外延層之上，所述第二外延層的摻雜濃度低于所述第一外延層的摻雜濃度；

場氧區，由第二外延層上表面兩側邊緣處進行局部二氧化硅生長形成；

所述場氧區位置與所述阱區對應；

第二導電類型的第一摻雜區，形成于所述第二外延層內；

正面金屬和背面金屬。

另一方面，本發明提供一種二極管的制造方法，包括：

提供第一導電類型的襯底；

在所述襯底的上表面兩側邊緣注入形成兩個第二導電類型的第一阱區，以及在所述襯底的下表面對應位置分別注入形成兩個第二導電類型的第二阱區；

在所述襯底的上表面生長第一導電類型的第一外延層，所述第一外延層的摻雜濃度低于所述襯底的摻雜濃度；

在所述第一外延層內注入形成第二導電類型的埋層，所述埋層與所述襯底連接；

在所述第一外延層之上生長形成第一導電類型的第二外延層，所述第二外延層的摻雜濃度低于所述第一外延層的摻雜濃度；

在所述第二外延層上表面兩側邊緣處進行局部二氧化硅生長形成場氧區；

在所述第二外延層上表面注入形成第二導電類型的第一摻雜區；