[发明专利]低开启电压二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制备方法，特别是一种二极管及其制备方法。

背景技术

传统的整流二极管主要有PN结二极管和肖特基二极管两类。其中PN结二极管正向压降VF较大，反向恢复时间Trr较长，但是PN结二极管的稳定性较好，能工作于高电压；肖特基二极管在低电压时具有绝对优势：其正向压降小，反向恢复时间短，但是肖特基二极管反向时的泄漏电流相对较高，且不稳定。为了提高二极管性能，国内外已经提出了结势垒控制整流器JBS(JBS：JunctionBarrier Controlled Schottky Rectifier)，混合PiN/肖特基整流器MPS(MPS：MergedP-i-N/Schottky Rectifier)，MOS控制二极管MCD(MCD：MOS Controlled Diode)等器件。超势垒二极管(Super Barrier Rectifier-SBR)，是一种发展迅速、应用广泛的电力电子器件，它是利用垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管VDMOS(Vertical Double-diffusion MOSFET)开关速度快、电流密度大的优点优化的新器件，具有低正向压降、短反向恢复时间和低漏电流的特点。广泛应用于直流-直流DC-DC转换器、UPS不间断电源、汽车电子、便携电子、马达传动系统及其它能量转换装置。但是现有技术的低开启电压二极管通常都采用外延工艺，致使芯片的成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种低开启电压二极管及其制备方法，要解决的技术问题是降低正向压降，提高击穿电压，并降低低开启电压二极管的成本。

本发明采用以下技术方案：一种低开启电压二极管，采用以下方法制备得到：

一、单晶硅准备，采用N型单晶硅衬底(1)，电阻率为20Ω·cm，其晶向为<100>，按现有技术预氧化形成厚度为的二氧化硅保护层(2)；

二、制备Pring，以光刻胶(3)作为掩蔽层进行硼(201)注入，剂量为3×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV，形成Pring终端保护环：厚为0.5μm的P型杂质一区21、厚为4μm的P型杂质二22区、厚为4μm的P型杂质三区23；

三、高温推结，去除光刻胶后按现有技术的方法淀积厚度为的第一氧化层(31)，在氮气环境下，温度为1100℃，时间为100min，得到P型杂质一区(21)浓度为1×10¹⁷cm^-3，P型杂质二区(22)浓度为1×10¹⁷cm^-3，P型杂质三区(23)浓度为1×10¹⁷cm^-3；

四、制备多晶硅栅，在需要制作器件的区域采用Active光刻版按现有技术进行有源区刻蚀，按现有技术生长8nm栅氧化层(41)，然后通过低压化学气相淀积厚度为的多晶硅(42)，再一次氧化形成厚度为的第二氧化层(43)，最后采用化学汽相淀积厚度为的Si₃N₄(43)，并采用Poly光刻版进行刻蚀形成MOS管的pbody区窗口；

五、制备Pbody，将Si₃N₄作为离子注入的掩蔽层进行硼(501)注入，剂量为3×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV，形成厚度为的Pbody区：P型杂质区(51)；

六、高温推结，对Pbody区中的杂质进行推结，形成沟道区，高温推结在在氮气环境下，温度为1000℃，时间为20min，得到P型杂质区(51)浓度为1×10¹⁵cm^-3；

七、制备NSD，将Si₃N₄作为离子注入的掩蔽层进行砷(701)注入，剂量为1×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV，形成NSD区：N型杂质重掺杂一区(71)；

八、高温推结，对NSD区进行杂质激活，形成导电的通路，NSD区激活和推结在氮气环境下，温度为950℃，时间为10min，得到N型杂质重掺杂一区(71)，浓度为1×10¹⁹cm^-3；