[發明專利]快恢復二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 201811388533.6
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN111211157A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 肖秀光;張偉
• 申請（專利權）人: 深圳比亞迪微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提供了快恢復二極管及其制備方法。其中，快恢復二極管包括：元胞區、圍繞所述元胞區設置的主結區和圍繞所述主結區設置的終端區，所述主結區中的主結摻雜區的摻雜濃度小于所述元胞區中的有源區的摻雜濃度，并且在由內向外的方向上，所述主結摻雜區中的摻雜濃度逐漸降低。通過設置主結摻雜區的摻雜濃度小于元胞區中有源區的摻雜濃度，且摻雜濃度由內向外逐漸降低，使得主結區在導通時注入的過剩載流子低于元胞區，反向恢復時主結區的電流密度低于元胞區，從而改善了快恢復二極管的電流集邊效應，提升了快恢復二極管的魯棒性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體的，涉及快恢復二極管及其制備方法。

背景技術

快恢復二極管因其具有開關特性好、反向恢復時間短等優點，廣泛應用于開關電源、變頻器等電力電子電路中，可以滿足高壓、大電流、高頻率等應用要求。而隨著應用電流的增加，快恢復二極管電流集邊效應導致應用端失效的問題越來越嚴重。目前普遍的做法是在快恢復二極管的元胞邊緣增加寬度較大的主結區。但是，這種設計失效率仍然較高。

因而，目前的快恢復二極管相關技術仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種具有電流集邊效應較弱或者失效率較低的優點的快恢復二極管。

在本發明的一個方面，本發明提供了一種快恢復二極管。根據本發明的實施例，該快恢復二極管包括：元胞區、圍繞所述元胞區設置的主結區和圍繞所述主結區設置的終端區，所述主結區中的主結摻雜區的摻雜濃度小于所述元胞區中的有源區的摻雜濃度,并且在由內向外的方向上,所述主結摻雜區中的摻雜濃度逐漸降低。發明人發現，通過設置主結摻雜區的摻雜濃度小于元胞區中有源區的摻雜濃度，并使得主結摻雜區的濃度由內向外逐漸降低，使得主結區在導通時注入的過剩載流子低于元胞區，反向恢復時主結區的電流密度低于元胞區，從而改善了快恢復二極管的電流集邊效應，提升了快恢復二極管的魯棒性。

在本發明的另一方面，本發明提供了一種制備前面所述的快恢復二極管的方法。根據本發明的實施例，該方法包括：在襯底的上表面上形成外延層；在所述外延層的上表面上形成位于終端區的場氧化層；對未被所述場氧化層覆蓋的所述外延層進行摻雜處理，以形成位于元胞區的有源區和位于主結區的主結摻雜區。由此，制備步驟簡單、操作容易，且漸變摻雜區的形成不需要增加新的光罩版，不需增加任何工藝成本。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的快恢復二極管的平面結構示意圖。

圖2是本發明另一個實施例中圖1中沿F-F’線的剖面的摻雜濃度示意圖。

圖3是本發明另一個實施例中圖1中沿F-F’線的剖面的摻雜濃度示意圖。

圖4是本發明另一個實施例中的快恢復二極管的平面結構示意圖。

圖5是本發明一個實施例中圖4中E-E’線的剖面的摻雜濃度示意圖。

圖6是本發明另一個實施例中圖4中E-E’線的剖面的摻雜濃度示意圖。

圖7是本發明另一個實施例中圖4中E-E’線的剖面的摻雜濃度示意圖。

圖8是圖4中B-B’線的剖面結構示意圖。

圖9是圖4中C-C’線的剖面結構示意圖。

圖10是本發明另一個實施例中的快恢復二極管的平面結構示意圖。

圖11是本發明一個實施例的制備快恢復二極管的方法的流程示意圖。

圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17和圖18是本發明一個實施例的制備快恢復二極管的方法的流程示意圖。

圖19是本發明一個實施例的光罩版的平面結構示意圖。