[发明专利]一种功率二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功率二极管，包括从下到上依次设置的阴极N⁺区、耐压层和阳极P⁺区，阴极N⁺区包括横向设置的两个N⁺区，N⁺区中间设置有N区。还公开了该功率二极管的制备方法，将P+区的Si材料用SiGe材料代替，且阴极设置为N+/N/N+结构，大大降低了反向恢复峰值电流，有效缩短了二极管的反向恢复时间，能够同时获得更低的通态压降和更快的开关速度。且利用穿通设计减小漂移区厚度，不仅有利于降低通态压降，而且有利于降低存储电荷和由此引起的反向恢复功耗；该功率二极管的制备方法采用外延和多次离子注入相结合来保证形成较好的N⁺区和N区，极大的节约了能源并提升电能利用率。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种功率二极管，本发明还涉及该功率二极管的制备方法。

背景技术

电力电子器件是一种能够实现电能高效率应用和精确控制的电力半导体器件，是电力电子技术的基础。日益严重的能源和环境问题使得人们对电能的变换效率、品质愈来愈关注，也引导了功率器件沿着高效率、高频率、高耐压、高功率、集成化、智能化等方向迅速发展。在许多工作条件下，这些器件需要一个与之反并联的二极管以提供续流通道，减少电容的充放电时间，同时抑制因负载电流瞬时反向而感应的高电压。其中续流二极管的反向特性对施加于有源元件的尖峰电压及电路的效率产生很大影响，要求具有良好的快速和软恢复特性。

二极管和一般开关的不同在于，“开”与“关”由所加电压的极性决定。传统的功率二极管虽然具有较低的正向压降、较好的阻断能力、造价低廉、制作简单，然而它的反向恢复性能较差。为减少开态时的贮存电荷量获得较快的开关速度，常利用金和铂的扩散以及通过高能电子辐照等引入复合中心的方法减少少子寿命，这样又会造成二极管的硬恢复特性差及漏电流较大，同时也不易于集成。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率二极管，解决了现有二极管存在的反向恢复性能差的问题。

本发明的另一目的是提供上述功率二极管的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种功率二极管，包括从下到上依次设置的阴极N⁺区、耐压层和阳极P⁺区，阴极N⁺区包括横向设置的两个N⁺区，N⁺区中间设置有N区。

本发明第一种技术方案的特点还在于：

阳极P⁺区的掺杂剂为B离子和Ge离子，Ge离子的浓度为0.5×10²²cm^-2～1×10²²cm^-2，N⁺区和N区的掺杂剂为P离子。

阴极N⁺区和阳极P⁺区均采用欧姆接触形成电极。

耐压层厚度为10um～13um，宽度为6um～12um。

N⁺区厚度为3um～5um，宽度为2um～4um。

N区厚度为0.8um～1.2um，宽度为5um～7um。

本发明所采用的第二种技术方案是：功率二极管的制备方法，该功率二极管包括从下到上依次设置的阴极N⁺区、耐压层和阳极P⁺区，阴极N⁺区包括横向设置的两个N⁺区，N⁺区中间设置有N区；

阳极P⁺区的掺杂剂为B离子和Ge离子，Ge离子的浓度为0.5×10²²cm^-2～1×10²²cm^-2；