[实用新型]一种高压铂扩散快恢复二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，特别是，涉及一种高压铂扩散快恢复二极管。

背景技术

快恢复二极管(FRD)是能够快速导通和截止的二极管，它通过与三端功率开关器件如绝缘栅门控双极型晶体管(IGBT)、集成门极换流晶闸管(IGCT)等配合使用，以导通负载中的无功电流，缩短电容的充电时间，并抑制因负载电流瞬时反向而感应的高电压，大量应用于交直流变换器、脉冲宽度调制器等电力电子以及通信设备之中。

反向恢复时间Trr是快恢复二极管的重要参数，它是衡量高频整流及续流二极管性能的重要指标。如何降低器件少数载流子寿命τ从而缩短Trr，提高器件开关速度是本领域需要研究的技术问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高压铂扩散快恢复二极管，其通过扩散铂层有效降低了器件少数载流子寿命τ从而缩短反向恢复时间Trr，提高了器件开关速度。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种高压铂扩散快恢复二极管，包括衬底层、生长在衬底层上的外延层、所述外延层为N型半导体，所述外延层上设有多条限位片，两相邻限位片之间的外延层上注入硼，从下到上形成P+区和P++区，构成P++P+结，外侧限位片的外周和衬底层注磷形成N+区，构成P++P+NN+结构，所述P++区和外侧限位片外周的N+区上溅射有铂层，所述外延层中部的P++P+结和外侧限位片外周的N+区上沉积有正极接触金属层，所述外延层中部的P++P+结和外侧限位片外周的N+区之间的P++P+结上设置有电性隔离层，所述衬底层远离外延层的一面沉积有负极接触金属层。

优选的，所述衬底层为硅衬底，其厚度为245-255μm。

优选的，所述外延层为硅外延片，其厚度为105-115μm。

优选的，所述正极接触金属层为Al/Si/Cu层，其厚度为4μm。

优选的，所述负极接触金属层为Ti/Ni/Ag层，其厚度为1.5-2μm。

优选的，所述铂层厚度为

优选的，所述电性隔离层为硼磷玻璃。

优选的，还包括生长在电性隔离层上的钝化层，所述钝化层为聚酰亚胺钝化膜。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型中高压铂扩散快恢复二极管通过采用铂扩散的方法在P++P+NN+结构上形成铂层，有效降低少数载流子寿命τ从而缩短了反向恢复时间Trr，得到的器件具有较为理想的反向击穿电压VBR，正向压降VF，反向恢复时间Trr三参数之间的折衷。

附图说明

图1为本实用新型中高压铂扩散快恢复二极管结构示意图；

其中，1为衬底层、2为外延层、3为限位片、31为P+区、32为P++区、33为N+区、34为铂层、4为电性隔离层、5为正极接触金属层、6为钝化层、7为负极接触金属层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，为本实用新型较优实施例中一种高压铂扩散快恢复二极管，包括衬底层1、生长在衬底层1上的外延层2、外延层2为N型半导体，外延层2上设有多条限位片3，两相邻限位片3之间的外延层2上注入硼，从下到上形成P+区31和P++区32，构成P++P+结，外侧限位片3的外周注磷形成终止环结构的N+区33，衬底层1注磷形成N+区，构成P++P+NN+结构，P++区32和外侧限位片外周的N+区33上溅射有铂层34，外延层2中部的P++P+结和外侧限位片3外周的N+区33上沉积有正极接触金属层5，外延层2中部的P++P+结和外侧限位片3外周的N+区33之间的P++P+结上设置有电性隔离层4，衬底层1远离外延层2的一面沉积有负极接触金属层7。通过采用铂扩散的方法在P++P+NN+结构上形成铂层，可大大降低高温漏电流，且铂层对器件的击穿电压影响较小，因而掺铂可大大提高其电性能的稳定性，有效降低少数载流子寿命τ从而缩短了反向恢复时间Trr(≤50s)，得到的器件具有较为理想的反向击穿电压VBR，正向压降VF，反向恢复时间Trr三参数之间的折衷。

具体的，衬底层1为硅衬底，其厚度为250μm，可以理解的，衬底层1厚度可以为245-255μm。

具体的，外延层2为硅外延片，ρ＝56±8％Ω·cm，其厚度为110μm；可以理解的，外延层2厚度可以为105-115μm。

具体的，正极接触金属层5为Al/Si/Cu层，其厚度为4μm；可以理解的，正极接触金属层5厚度可以为3.5-4μm。