[发明专利]一种半超结快恢复二极管器件的制备工艺及结构

说明书

本发明公开了一种半超结快恢复二极管器件的制备工艺及结构，其技术方案要点是：包括以下步骤：步骤A、缓冲层的制备；步骤B、耐压层的制备；步骤C、超结结构的制备；步骤D、电路链接层和钝化层的制备；步骤E、晶圆背面的制备。本发明所述器件的阳极的超结结构承受一部分耐压，在保持电荷平衡的同时，可以降低导通压降；本发明所述器件的超结结构较高的外延层浓度，可以降低正面的空穴注入效率，减少反向恢复电荷或者减少对寿命控制工程的依赖程度；本发明所述器件可以提高导通时候背面的空穴浓度，减少反向恢复时产生的电流尖峰，优化软度；本发明所述器件可以提高器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制备领域，特别涉及一种半超结快恢复二极管器件的制备工艺及结构。

背景技术

当前随着半导体功率器件的快速发展，对功率器件的要求越来越高，在很多应用场景中希望功率器件包括MOSFET以及IGBT的导通损耗、开关损耗更低，开关切换所需时间更小。对于提供开关功能的MOSFET、IGBT，通过提高沟道密度、降低芯片厚度等方式满足应用场景的要求，因此对提供续流的快恢复二极管也希望具有更低的导通压降以及更短的反向恢复时间。

当前传统的快恢复二极管普遍采用PIN结构，如图1所示，二极管阳极电极为105，为实现较好的欧姆接触，需要在阳极104表面实现1e19-1e20/cm-3的掺杂浓度，同时也需要较厚的耐压区域103，缓冲层102，提供足够的阻断电压，对于硅材料器件一般为10V/um，对于碳化硅材料器件为100V/um。导通时，耐压区域103存储的多数载流子需要通过阳极105以及阴极106导出，导出这部分多数载流子并在阳极105与阴极之间形成阻断电压的时间是快恢复二极管的反向恢复时间，降低此时间对高频应用场景有很大的帮助，因此需要对传统快恢复二极管进行改进。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种具有行星轮啮合间隙闭环自适应控制模块的行星轮系，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种半超结快恢复二极管器件的制备工艺，包括以下步骤：

步骤A、缓冲层的制备；

步骤B、耐压层的制备；

步骤C、超结结构的制备；

步骤D、电路链接层和钝化层的制备；

步骤E、晶圆背面的制备。

优选的，所述步骤A包括以下步骤：S1、在第一掺杂类型的硅衬底上采用化学气相沉积的方式生长掺杂类型相同的第一外延层，作为本发明所述器件的缓冲层，在第一外延层上进行光刻胶旋涂，通过光刻机曝光将掩模版上图形定义在光刻胶上，进行离子注入制作得到反向掺杂区域，作为第二掺杂类型，离子注入的杂质包括五价元素或三价元素，对注入杂质进行热激活，以形成快恢复二极管器件的缓冲层。

优选的，所述步骤B包括以下步骤：S2、在硅衬底上采用化学气相沉积的方式生长第一掺杂类型的第二外延层，作为本发明所述器件的耐压层。

4.根据权利要求3所述的一种半超结快恢复二极管器件的制备工艺，其特征在于：所述步骤C包括以下步骤：：

S3、在第二外延层上用化学气相沉积的方式生长第一掺杂类型的第三外延层作为本发明所述器件的第一超结层；在第一超结层上进行光刻胶旋涂，通过光刻机曝光将掩模版上图形定义在光刻胶上，进行离子注入制作得到第二掺杂区域，离子注入的杂质包括五价元素或三价元素，对注入杂质进行热激活，以形成快恢复二极管器件的第一超结层；