[发明专利]快恢复外延型二极管及其制备方法

摘要

本发明涉及一种快恢复外延型二极管，包括依次相连接的金属阴极层、N+衬底硅片、第一外延层、第二外延层和第三外延层，台面硅槽贯穿在第三外延层并延伸至第二外延层内，设置在台面硅槽内的玻璃钝化层延伸至第三外延层顶面，且玻璃钝化层上设有窗口，设置在玻璃钝化层上部的金属阳极层穿过玻璃钝化层上的窗口与第三外延层连接。本发明通过外延工艺精确控制各外延层的杂质浓度和厚度，通过台面挖槽工艺和玻璃钝化工艺制得终端结构，能大大缩短工艺流程，快恢复外延型二极管一致性和重复性好，容易实现快恢复二极管的低正向压降、超快速、软恢复特性等高品质特征。

主权项

1.一种快恢复外延型二极管的制备方法，其特征在于：按以下步骤，(1)、第一外延层生长：在N+型衬底硅片正面生长一层以上的N型的第一外延层，其总厚度控制在1～300μm、电阻率在1～150欧姆厘米；(2)、第二外延层生长：在第一外延层上生长一层P型的第二外延层，其厚度控制在1～30μm，杂质浓度控制在10¹³～10¹⁸cm^-3；(3)、第三外延层生长：在第二外延层上生长一层P+型的第三外延层，其厚度控制在0～10μm，杂质浓度控制在10¹⁸～10²²cm^-3；(4)、少子寿命控制：对硅片用重金属掺杂或氦注入，或用电子或中子辐照硅片，将二极管反向恢复时间控制在5～500ns；(5)、终端台面制作：在硅片的正面涂覆光刻胶，进行光刻工艺、腐蚀后制得台面硅槽，台面硅槽的深度控制在5～50μm，且台面硅槽的深度穿过第三外延层和第二外延层并延伸至第一外延层内；(6)、表面玻璃钝化：用刮涂法或光刻胶法在台面硅槽及硅片表面填充玻璃粉，然后在600～900℃温度下烧结10～60min形成玻璃钝化层；(7)、金属层淀积：在硅片的正面用溅射、电子束蒸发或电镀或化学镀形成1～8μm金属层；(8)、光刻金属层：在金属层上涂覆光刻胶后，经光刻、腐蚀掉有源区以外的金属层，形成金属阳极层；(9)、合金：在真空或氮气的条件、或在氮气和氢气的条件下进行合金，合金温度控制在300℃～500℃，时间在30～60min，形成金属阳极层；(10)、背面减薄：用磨片机打磨硅片的背面，将硅片减薄到150～400μm；(11)、背面金属化：用溅射、电子束蒸发、电镀或化学镀的其中之一形成1000～20000的背面金属层作，形成金属阴极层，制得快恢复外延型二极管。