[发明专利]快恢复二极管的制作方法

说明书

本发明提供一种快恢复二极管的制作方法。所述快恢复二极管的制作方法，其包括以下步骤：提供具有N型外延层的N型衬底；在所述N型外延层远离所述N型衬底一侧形成器件正面结构；在所述N型衬底远离所述N型外延层的表面形成铂吸收结构及在所述器件正面结构远离所述N型外延层的表面形成铂材料层；进行热扩散将所述铂材料层中的铂扩散至器件的内部，去除残留的铂材料层及热扩散形成的氧化物，进行热氧化，在所述器件正面结构远离所述N型外延层的表面形成牺牲氧化层；将上述具有牺牲氧化层的器件加载正向电场，其中所述牺牲氧化层连接所述正向电场的正电压，所述铂吸收结构连接所述正向电场的负电压；及去除所述牺牲氧化层及所述铂吸收结构。

【技术领域】

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别地，涉及一种快恢复二极管的制作方法。

【背景技术】

现代电力电子电路中的主回路不论是采用换流关断的晶闸管，还是采用有自关断能力的新型电力电子器件，如GTO，MOSFET，IGBT等，都需要一个与之并联的功率快恢复二极管，以通过负载中的无功电流，减小主开关器件电容的充电时间，同时抑制因负载电流瞬时反向时由寄生电感感应产生的高电压。近几年来，随着功率半导体器件制造技术的不断进步，电力电子电路中的主开关器件－VDMOS、IGBT等新型功率半导体器件的设计与制造取得了巨大的进步，频率性能不断提高，这对与之配套使用的功率快恢复二极管提出了更高的要求。所以，该二极管必须具有短的反向恢复时间和极佳的综合性能。具有P-i-N结构的快恢复二极管以高耐压和高开关速度成为高压领域应用的首选器件。

为使二极管的反向恢复速度加快，降低漂移区的少数载流子寿命是必须的。目前常用的方法是扩金、扩铂或电子辐照三种方法，在二级管的漂移区内形成缺陷，进而降低漂移区的少子寿命。由于是通过形成缺陷减少少子寿命，缺陷同时也会使器件正向压降增大。电子辐照长期可靠性差，扩金漏电流太大。扩铂漏电小，但通态电压高，可靠性差(扩铂材料过程会引入缺陷和可动电荷)。目前常用的扩铂方法如下：1.完成器件正面结构后在器件正面或背面制备一定厚度的铂材料，然后进行退火，使铂材料通过扩散的方法进入硅片内部；2.完成铂材料扩散后，进行清洗，再在器件背面制备背面金属层。然而，该方法形成的器件的缺陷浓度分布中，由于少子复合主要在漂移区出现，因此只有在漂移区内的铂材料才会对减少复合时间有贡献，其余位置的铂材料由于在器件内会形成缺陷，增加器件压降，降低器件性能。同时铂材料扩散过程中，大量可动电荷也会进入到Si体内，可动电荷会增大产品漏电，增加开关损耗，影响产品可靠性。

【发明内容】

针对现有方法的不足，提出了一种快恢复二极管的制作方法，可改善恢复二极管的缺陷密度分布。

一种快恢复二极管的制作方法，其包括以下步骤：

提供具有N型外延层的N型衬底；

在所述N型外延层远离所述N型衬底一侧形成器件正面结构；

在所述N型衬底远离所述N型外延层的表面形成铂吸收结构及在所述器件正面结构远离所述N型外延层的表面形成铂材料层；

进行热扩散将所述铂材料层中的铂扩散至器件的内部，去除残留的铂材料层及热扩散形成的氧化物，进行热氧化，在所述器件正面结构远离所述N型外延层的表面形成牺牲氧化层；

将上述具有牺牲氧化层的器件加载正向电场，其中所述牺牲氧化层连接所述正向电场的正电压，所述铂吸收结构连接所述正向电场的负电压；及

去除所述牺牲氧化层及所述铂吸收结构。

在一种实施方式中，所述制作方法还包括如下步骤：

在所述器件正面结构远离所述N型外延层的一侧形成第一金属层。

在一种实施方式中，所述制作方法还包括如下步骤：

在所述N型衬底远离所述N型外延层的一侧形成第二金属层。