[发明专利]快恢复二极管及其制备方法

说明书

本发明提供了快恢复二极管及其制备方法。其中，快恢复二极管包括：元胞区、围绕所述元胞区设置的主结区和围绕所述主结区设置的终端区，所述主结区中的主结掺杂区的掺杂浓度小于所述元胞区中的有源区的掺杂浓度，并且在由内向外的方向上，所述主结掺杂区中的掺杂浓度逐渐降低。通过设置主结掺杂区的掺杂浓度小于元胞区中有源区的掺杂浓度，且掺杂浓度由内向外逐渐降低，使得主结区在导通时注入的过剩载流子低于元胞区，反向恢复时主结区的电流密度低于元胞区，从而改善了快恢复二极管的电流集边效应，提升了快恢复二极管的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体的，涉及快恢复二极管及其制备方法。

背景技术

快恢复二极管因其具有开关特性好、反向恢复时间短等优点，广泛应用于开关电源、变频器等电力电子电路中，可以满足高压、大电流、高频率等应用要求。而随着应用电流的增加，快恢复二极管电流集边效应导致应用端失效的问题越来越严重。目前普遍的做法是在快恢复二极管的元胞边缘增加宽度较大的主结区。但是，这种设计失效率仍然较高。

因而，目前的快恢复二极管相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有电流集边效应较弱或者失效率较低的优点的快恢复二极管。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种快恢复二极管。根据本发明的实施例，该快恢复二极管包括：元胞区、围绕所述元胞区设置的主结区和围绕所述主结区设置的终端区，所述主结区中的主结掺杂区的掺杂浓度小于所述元胞区中的有源区的掺杂浓度,并且在由内向外的方向上,所述主结掺杂区中的掺杂浓度逐渐降低。发明人发现，通过设置主结掺杂区的掺杂浓度小于元胞区中有源区的掺杂浓度，并使得主结掺杂区的浓度由内向外逐渐降低，使得主结区在导通时注入的过剩载流子低于元胞区，反向恢复时主结区的电流密度低于元胞区，从而改善了快恢复二极管的电流集边效应，提升了快恢复二极管的鲁棒性。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的快恢复二极管的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在衬底的上表面上形成外延层；在所述外延层的上表面上形成位于终端区的场氧化层；对未被所述场氧化层覆盖的所述外延层进行掺杂处理，以形成位于元胞区的有源区和位于主结区的主结掺杂区。由此，制备步骤简单、操作容易，且渐变掺杂区的形成不需要增加新的光罩版，不需增加任何工艺成本。

附图说明

图1是本发明一个实施例的快恢复二极管的平面结构示意图。

图2是本发明另一个实施例中图1中沿F-F’线的剖面的掺杂浓度示意图。

图3是本发明另一个实施例中图1中沿F-F’线的剖面的掺杂浓度示意图。

图4是本发明另一个实施例中的快恢复二极管的平面结构示意图。

图5是本发明一个实施例中图4中E-E’线的剖面的掺杂浓度示意图。

图6是本发明另一个实施例中图4中E-E’线的剖面的掺杂浓度示意图。

图7是本发明另一个实施例中图4中E-E’线的剖面的掺杂浓度示意图。

图8是图4中B-B’线的剖面结构示意图。

图9是图4中C-C’线的剖面结构示意图。

图10是本发明另一个实施例中的快恢复二极管的平面结构示意图。

图11是本发明一个实施例的制备快恢复二极管的方法的流程示意图。

图12、图13、图14、图15、图16、图17和图18是本发明一个实施例的制备快恢复二极管的方法的流程示意图。

图19是本发明一个实施例的光罩版的平面结构示意图。