[发明专利]一种FCE二极管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种FCE二极管及其制造方法。所述FCE二极管包括：漂移层；位于漂移层的第一表面上的P型层；位于漂移层的第二表面上的N‑缓冲层；通过向N‑缓冲层注入N型离子而形成的N++掺杂层，其中N++掺杂层的厚度小于N‑缓冲层的厚度；通过刻蚀N++掺杂层而形成的多个N++掺杂区以及每两个相邻N++掺杂区之间的沟槽，沟槽的底部10接触所述N‑缓冲层；通过沟槽向N‑缓冲层注入P型离子而形成的不与N++掺杂区接触的P++掺杂区，其中P++掺杂区的厚度小于N‑缓冲层的厚度。采用本发明在保证较好的软恢复特性的同时提高P++掺杂区的接触效果，进而同时降低了FCE二极管阴极面的接触电阻。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种FCE二极管及其制造方法。

背景技术

现有的FRD(Fast recovery diode，快恢复二极管)如图1所示，包括漂移层101、位于漂移层101的第一表面上的P型层102、位于漂移层101的第二表面上的N-缓冲层103、通过向N-缓冲层103注入N型离子而形成的N++掺杂层104、位于P型层102上的第一金属层105以及位于N++掺杂层104上的第二金属层106，其中N++掺杂层104的厚度小于N-缓冲层103的厚度。

理想的FRD必须同时具备低导通压降、低反向恢复损耗以及高软恢复因子的特性。但是，对于如图1所示的FRD，若其具备低导通压降特性，则要求其正向导通时体内整体载流子浓度必须足够高，以保证漂移区获得充分的电导调制。若其具备低反向恢复损耗特性，则一方面要求其正向导通时体内整体载流子尽量低以使其反向恢复电荷小，另一方面也要求其阳极结附近载流子浓度尽量低以使其获得低的反向恢复峰值电流。若其具备软恢复特性良好特性，则要求其正向导通时阴极侧载流子浓度较高以获得平稳而持续的电流拖尾。可以看出，这些特性之间存在本质的矛盾关系，难以同时实现。

为改善如图1所示的FRD的软恢复特性，在N++掺杂层104的中间区域注入高浓度P型离子形成P++掺杂区201，得到如图2所示的FCE(Field charge extraction，场抽出电荷二极管)二极管。N++掺杂层104的N型离子的浓度必须非常高才可以保证N++掺杂层104与第二金属层106之间有良好的接触效果以及FCE二极管在反向恢复时具有充足的电子，从而使FCE二极管在反向恢复时不发生电流电压震荡，具有较好的软恢复特性。

由于图2中的N++掺杂层104的N型离子和P++掺杂区201的P型离子浓度都非常高，使得N++掺杂层104的N型离子和P++掺杂区201的P型离子容易在P++掺杂区处互相补偿，降低P++掺杂区201与第二金属层106之间的接触效果。如果降低N++掺杂层104中N型离子的浓度，则会削弱FCE二极管的软恢复特性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种FCE二极管及其制造方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种一种FCE二极管，包括：

漂移层；

位于所述漂移层的第一表面上的P型层；

位于所述漂移层的第二表面上的N-缓冲层；

通过向所述N-缓冲层注入N型离子而形成的N++掺杂层，其中所述N++掺杂层的厚度小于所述N-缓冲层的厚度；

通过刻蚀所述N++掺杂层而形成的多个N++掺杂区以及每两个相邻所述N++掺杂区之间的沟槽，所述沟槽的底部接触所述N-缓冲层；

通过所述沟槽向所述N-缓冲层注入P型离子而形成的不与所述N++掺杂区接触的P++掺杂区，其中所述P++掺杂区的厚度小于所述N-缓冲层的厚度。

在一个实施例中，所述沟槽侧壁与沟槽底部的夹角根据所述P++掺杂区的面积与所述N++掺杂区的面积的比值以及所述N++掺杂层的厚度来确定。