[发明专利]二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法。

背景技术

随着时代的发展和技术的进步，功率器件(又称电力电子器件)也逐渐由单一的分立器件向大电流功率模块和智能功率模块转变。

在电网、机车等大功率应用场景中，主要使用大电流功率模块。大电流功率模块一般包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和快恢复二极管(FRD)两类芯片。一般根据功率大小将数个IGBT和FRD的组合封装在一个模块中。

在变频家用电器、小型变频工业设备等小功率应用场景中，主要使用智能功率模块。智能功率模块一般包括IGBT、FRD、功率控制电路(MIC)和自举二极管(BDI)四类芯片。有些智能功率模块也可以不包括BDI芯片，BDI芯片设置在电子电力设备的主电路板上。

当前，终端产品都在朝着小型化趋势发展，如何简化电力电子设备的电路板结构，使设备易于实现小型化是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种二极管、功率器件、电力电子设备及二极管制作方法，以简化电力电子设备的电路板结构，使设备易于实现小型化设计。

本发明实施例提供了一种二极管，包括：

第一导电型半导体衬底；

位于所述第一导电型半导体衬底第一侧的第一导电型半导体外延层；

位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第二导电型半导体；

位于所述第一导电型半导体衬底第二侧的电阻层；

位于所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底一侧的第一金属层。

可选的，所述电阻层覆盖所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面。

可选的，所述电阻层覆盖所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面的部分区域。

可选的，所述电阻层包括阵列排布的多个电阻单元。

可选的，所述电阻单元在所述第一导电型半导体衬底上的正投影的形状包括圆形、方形或多边形。

可选的，所述电阻层与所述第一导电型半导体衬底位于同一物理结构层。

可选的，所述电阻层与所述第一导电型半导体衬底位于不同物理结构层。

可选的，所述电阻层至少为两层。

可选的，所述电阻层的材质类型包括非晶硅层、氧化物半导体层或掺杂多晶硅层。

较佳的，所述第一导电型半导体衬底为N型半导体衬底，所述第一导电型半导体外延层为N型半导体外延层；所述第二导电型半导体为P型半导体。

可选的，二极管还包括耐压终端结构，所述耐压终端结构位于所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底的一侧，且环绕所述第二导电型半导体设置。

本发明实施例的二极管中集成有电阻层，包含该二极管的功率器件应用到电力电子设备中，电力电子设备的电路板上无需另外设置电阻，从而简化了电路板结构，减小了电路板面积，使电力电子设备能够实现小型化设计。

本发明实施例还提供一种功率器件，包括前述任一技术方案所述的二极管。由于该功率器件的二极管中集成有电阻层，因此，该功率器件应用到电力电子设备中，电力电子设备的电路板上无需另外设置电阻，从而简化了电路板结构，减小了电路板面积，使电力电子设备能够实现小型化设计。

本发明实施例还提供一种电力电子设备，包括前述技术方案所述的功率器件。该电力电子设备的电路板上可以不设置电阻，因此电路板结构简化，面积较小，电力电子设备易于实现小型化设计。

本发明实施例还提供一种二极管制作方法，包括：

在第一导电型半导体衬底的第一侧形成第一导电型半导体外延层；

在所述第一导电型半导体外延层远离所述第一导电型半导体衬底的一侧形成第二导电型半导体；

在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层；

在所述电阻层远离所述第一导电型半导体衬底的一侧形成第一金属层。

可选的，所述在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层，包括：对所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面进行整面的第二导电型掺杂注入处理。

可选的，所述在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层，包括：通过掩模构图工艺对所述第一导电型半导体衬底的第二侧表面的部分区域进行第二导电型掺杂注入处理。

可选的，所述在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成电阻层，包括：在所述第一导电型半导体衬底的第二侧形成非晶硅层、氧化物半导体层或掺杂多晶硅层。