[发明专利]高压快恢复PIN二极管及其制造方法

说明书

本发明公开了本发明提供一种高压快恢复PIN二极管及其制备方法，该PIN二极管包括：N型衬底；N型外延层，形成于所述N型衬底表面；若干P型注入区，由所述N形外延层表面向内延伸；若干P+注入区，每一P+注入区形成于对应一P型注入区；P‑注入层，形成于所述N型外延层表面；两金属层，配置在N型衬底底部、P‑注入层表面，形成电极。本发明在现有PIN二级管的基础上进行改进，在常规结构的P型注入层下增加P/P+注入区域，两个P型之间的区域作为主要导电通道。和常规结构相比，提高器件击穿电压，减小漏电。在相同击穿电压的情况下，新结构的P型区域浓度比传统结构低，能够降低正向压降。

技术领域

本发明属于半导体二极管制备领域，具体涉及一种高压快恢复PIN二极管及其制造方法。

背景技术

功率二极管是电路系统的关键部件，广泛适用于在高频逆变器、数码产品、发电机、电视机等民用产品和卫星接收装置、导弹及飞机等各种先进武器控制系统和仪器仪表设备的军用场合。功率二极管正朝着两个重要方向拓展：(1)、向几千万乃至上万安培发展，可应用于高温电弧风洞、电阻焊机等场合；(2)、反向恢复时间越来越短，呈现向超快、超软、超耐用方向发展，使自身不仅用于整流场合，在各种开关电路中有着不同作用。为了满足低功耗、高频、高温、小型化等应用要求对其的耐压、导通电阻、开启压降、反向恢复特性、高温特性等越来越高。

通常应用的有普通整流二极管、肖特基二极管、PIN二极管。它们相互比较各有特点，其中，肖特基整流管具有较低的通态压降，较大的漏电流，反向恢复时间几乎为零。常规PIN二极管的制造方法如下：

(1)、使用N型衬底100、N型外延110，在硅片表面使用外延或离子注入的方法形成P型外延或注入层120；

(2)、在硅片表面和背面制备金属层130、140，形成电极。

上述PIN二极管的制备方法获得的PIN二极管，存在较大的通态压降，较低的击穿电压。因此，现有PIN二极管制备技术有必要进行改进，本发明基于此而提出。

发明内容

本发明针对现有PIN二极管制备技术获得的PIN二极管存在的问题，提供一种高压快恢复PIN二极管及其制造方法。

首先，本发明提供一种高压快恢复PIN二极管，包括：

N型衬底；

N型外延层，形成于所述N型衬底表面；

若干P型注入区，由所述N形外延层表面向内延伸；

若干P+注入区，每一P+注入区形成于对应一P型注入区；

P-注入层，形成于所述N型外延层表面；

两金属层，配置在N型衬底底部、P-注入层表面，形成电极。

较佳地，所述P-注入层的浓度分别小于所有P型注入区、所有P+注入区。

另外，本发明还提供一种高压快恢复PIN二极管的制造方法，包括以下步骤：

于N型外延层表面进行第一次P型离子注入，在N型外延层表面获得若干P型注入区，所述N型外延层形成于N型衬底上；

进出热退火，对所述P型注入区进行离子推进和激活；

于所述P型注入区进行第二次P型离子注入，在所述P型注入区表面形成P+注入区；

于N型外延层表面形成一热氧化层；

进行第三次P型离子注入，在N型外延层与热氧化层之间形成P-注入层；

去除所述热氧化层，并在正面和背面制备金属层，形成电极。

较佳地，所述热氧化层的厚度在500-1000埃。