[發明專利]一種超低VF軟快恢復二極管

有效

• 申請號: 202110241329.7
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112786708B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 李環偉;田旭;雷正龍;許冬梅;孫亞倩;盧昂
• 申請（專利權）人: 深圳吉華微特電子有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L29/66
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 馮建華;劉曰瑩

本發明公開一種超低VF軟快恢復二極管及其制造方法，該超低VF軟快恢復二極管從上到下依次為：第一金屬電極、氧化層、肖特基勢壘、P+環和P?阱、N?高阻層、N+襯底層、第二金屬電極，其中，所述肖特基勢壘覆蓋有源區的非P?阱區，所述肖特基勢壘占有源區面積的4/6?5/6，所述P?阱占有源區面積的1/6?2/6。其通過將SBD二極管與PIN二極管相結合構成一新型的二極管，在PIN二極管的基礎上，在有源區額外增加肖特基勢壘的小島，在有源區構成P?阱區與肖特基勢壘交替存在的并聯結構，結合了SBD二極管和FRD(Fast Recovery Diode)二極管的優點，正向壓降低且軟快恢復參數優異。

技術領域

本發明涉及軟快恢復二極管技術領域，尤其涉及一種超低VF軟快恢復二極管及其制造方法。

背景技術

現有快恢復二極管是以PIN結構二極管為主，通過摻雜Pt、Au等重金屬雜質或通過電子輻照，以實現調整反向恢復時間，實現快速恢復目的。按電壓分類，目前主流設計及工藝平臺包括100V、200V、300V、400V、600V、 800V、1200V、1700V、3300V、4500V等十多個電壓平臺。根據客戶需求，按恢復速度一般可分為常規快恢復、超快恢復、極快恢復三類。現有快恢復二極管設計及工藝平臺，難以實現軟快恢復與低正向壓降的兼顧，通常需要在二種參數之間進行選擇，特別對于高壓快恢復二極管產品來說，在實現軟快恢復的同時，往往伴隨著超高的正向壓降，或就是在實現低正向壓降(VF)的同時，往往伴隨著極大的反向恢復時間。

而肖特基勢壘(Schottky Barrier Diode，縮寫成SBD)二極管，是以金屬和半導體接觸，形成肖特基勢壘，實現單向導電功能的一類二極管。按電壓分類，一般包括30V、45V、60V、100V、150V、200V等六大電壓平臺。因肖特基勢壘二極管為多子器件，沒有少數載流子的存儲和復合效應，因此，一般肖特基勢壘結反向恢復時間可忽略不計。根據不同客戶不同參數特性需求，可選擇不同勢壘金屬。目前常見的肖特基勢壘金屬有Ti、Ni、 Cr、NiPt合金等。肖特基勢壘二極管，具有正向壓降低、恢復時間極小的優點，但對于硅基SBD勢壘來講，一般只限于200V及以下低壓產品，難以實現非常高的反向電壓，僅在低壓電路中使用廣泛。且由于肖特基勢壘原因，反向漏電流往往很大，特別是低勢壘產品，還對于溫度極其敏感，高溫漏電往往達到mA級別，這就限制了SBD二極管在電路中的使用。

因此，開發一種兼顧軟快恢復參數與超低正向壓降參數的超低VF軟快恢復二極管，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為解決以上存在的技術問題，本發明提供一種超低VF軟快恢復二極管及其制造方法。其通過將SBD二極管與PIN二極管相結合構成一新型的二極管，在PIN二極管的基礎上，在有源區額外增加肖特基勢壘的小島，在有源區構成P-阱區與肖特基勢壘交替存在的并聯結構，結合了SBD二極管和FRD(Fast Recovery Diode)二極管的優點，正向壓降低且軟快恢復參數優異。

本發明的技術方案如下：本發明提供了一種超低VF軟快恢復二極管，其從上至下依次為：第一金屬電極、氧化層、肖特基勢壘、P+環和P-阱、 N-高阻層、N+襯底層、第二金屬電極，其中，所述肖特基勢壘覆蓋有源區的非P-阱區，所述肖特基勢壘占有源區面積的4/6-5/6，所述P-阱占有源區面積的1/6-2/6。

進一步地，所述P+環和P-阱中摻雜雜質為硼。

進一步地，所述肖特基勢壘中的勢壘金屬為NiPt合金，所述NiPt合金中Pt的含量為5％～95％。

進一步地，所述第一金屬電極為正面金屬電極，所述第二金屬電極為背面金屬電極，所述第一金屬電極和所述第二金屬電極均為多層金屬結構，該多層金屬結構至少包括一份：接觸層、過渡層和電極金屬層。

進一步地，所述第一金屬電極的多層金屬結構中，其接觸層為Ti或V，過渡層為Ni，電極金屬層為Al或Ag。