一种功率二极管及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种功率二极管及制备方法，其结构为：自下而上依次包括底层电极、衬底层、N-型外延层和顶部电极，顶部电极为功率二极管的正极，底层电极为功率二极管的负极；其中N-型外延层上部横向间隔开设有至少两个沟槽，两个相邻沟槽之间的N-型外延层与顶部电极之间设有MOS沟道；本发明器件为硅材料器件，其可通过现有硅材料半导体集成电路生产工艺实现；不会引入特殊金属材料，与现有半导体生产工艺兼容；本发明通过沟槽下注入的p+区域增强的器件反向耐压能力；器件加反向电压时，沟槽下p+耗尽区扩展并连接到一起，夹断了反向电流通道，提高了器件耐压；本发明正向工作时通过寄生的mosfet导电，减小器件正向开启电压。
【专利说明】一种功率二极管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种功率二极管及其制备方法，属于半导体制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 传统的整流二极管主要有PN结二极管和肖特基二极管两类。PN结二极管正向压 降VF较大，反向恢复时间Trr较长，但是PN结二极管的稳定性较好，能工作于高电压；肖特 基二极管是以贵金属（如金、银、钛等）与半导体接触，以形成异质结势垒而制成的半导体 器件，其在低电压时具有绝对优势：其正向压降小，反向恢复时间短，在高速领域具有广泛 的应用。但是肖特基二极管存在以下不足：
[0003] 1、反向泄漏电流相对较高，且不稳定。特别是其漏电流会随着温度的升高二增加， 漏电流的增加又会使得整流器温度升高。降低了其在应用中的稳定性及可靠性。
[0004] 2、为了满足不同器件正向导通压降的需求，通常会选择不同种类的金属，会相应 增加之中工艺的复杂性，同时使用贵金属制造成本高，且容易照成重金属污染，与CMOS标 准工艺难以兼容。
[0005] 为了提高二极管性能，国内外已经提出了结势垒控制整流器JBS(JBS:Junction Barrier Controlled Schottky Rectifier)，混合 PiN/ 肖特基整流器 MPS(MPS: Merged P ? i ?N/Schottky Rectifier)，MOS 控制二极管 MCD (MCD:M0S Controlled Diode)等器件。
[0006] 肖特基二极管为了满足不同器件正向导通压降的需求，通常会选择不同种类的金 属，会相应增加之中工艺的复杂性，同时使用贵金属制造成本高，且容易照成重金属污染， 与CMOS标准工艺难以兼容。
[0007] Super power rectifiers是一种发展迅速、应用广泛的电力电子器件，它是利用 VDM0S开关速度快、电流密度大的优点优化的新器件，具有低正向压降、短反向恢复时间和 低漏电流等特点。广泛应用于DC?DC转换器、UPS不间断电源、汽车电子、便携电子、马达 传动系统及其它能量转换装置。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术成本高、效率低、耗时间等不足，提 供一种具有低开启正向降压，高反向耐压，并且在性能上可取代肖特基器件的功率二极管。
[0009] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种功率二极管，其自下而上依次包 括底层电极、衬底层、N-型外延层和顶部电极，顶部电极为功率二极管的正极，底层电极为 功率二极管的负极；其中N-型外延层上部横向间隔开设有至少两个沟槽，两个相邻沟槽之 间的N-型外延层与顶部电极之间设有pbody区；
[0010] 所述Pbody区的横截面呈底部为弧线的"凹"形，其中"凹"形上部的两个凸起部 分为pbody区的边缘，边缘靠内侧的部分为一定厚度的NSD层，"凹"形向内凹陷的平面与顶 部电极相接触，NSD层的侧面与顶部电极相接触；
[0011] 所述沟槽内表面均匀生长有栅氧化层，所述栅氧化层在沟槽顶部开口处横向向两 侧延伸形成延伸段，延伸段的栅氧化层覆盖在N-外延层在沟槽与pbody区之间的凸起部 分，沟槽内填充多晶硅，多晶硅的横截面呈"T"形，"T"形头高于N-型外延层顶面，"T"形头 的两肩横向宽度大于沟槽的横向开口宽度，"T"形与pbody区接近的一侧边缘与NSD层的 边缘纵向平齐。
[0012] 本发明的有益效果是：本发明器件为硅材料器件，其可通过现有硅材料半导体集 成电路生产工艺实现，而无需任何特殊加工工艺；不会引入特殊金属材料，与现有半导体生 产工艺兼容；本发明通过沟槽下注入的P+(例如：硼）区域增强的器件反向耐压能力。器件 加反向电压时，沟槽下P+耗尽区扩展并连接到一起，夹断了反向电流通道，提高了器件耐 压；本发明正向工作时通过寄生的mosfet (金氧半场效晶体管）导电，减小器件正向开启电 压。
[0013] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0014] 进一步，所述凹槽底部与N-外延层的接触处还设有P区，所述P区横截面为半径 大于沟槽底部弧线半径的圆弧面。
[0015] 进一步，所述P区和pbody区内部注入物为硼。
[0016] 本发明的结构就是通过多晶硅和薄栅氧结构形成的M0S管，N+、P_阱和N-外延形 成了器件的少子势垒，从而可形成M0S沟道。该M0S可以看作是器件寄生M0S结构。对于 该M0S结构，N+为源极，N+Sub漏极。因此，本发明结构同时具有M0S结构和PN结二极管， 且M0S和PN结为并联状态。
[0017] 本发明在正向工作状态，由于有M0S沟道的存在，在合适的栅氧厚度的条件下，当 外加正向电压小于〇. 6V时，使得电流能通过M0S沟道而到达N-区，使得该器件得到比一般 PN结更低的正向导通电压；此时由于PN结还未开启，PN结少子注入还未发生；在大正向浪 涌出现时，PN结会被开启，大量浪涌电流从PN结通过，从而保护了器件。
[0018] 本发明在反向工作状态，沟槽下P+耗尽区扩展并连接到一起，夹断了反向电流通 道，该区域分担了大部分的反向耐压，整体提高了器件耐压水平。
[0019] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术成本高、效率低、耗时间等不足，提 供一种具有低开启正向降压，高反向耐压，并且在性能上可取代肖特基器件的功率二极管 及其制备方法。
[0020] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种功率二极管的制备方法，具体包 括以下步骤：
[0021] 步骤1 :采用N型硅片作为衬底层；
[0022] 步骤2 :根据器件的耐压需求，在衬底层上生长一定厚度及电阻率的N-型外延 层；
[0023] 步骤3 :在N-型外延层表面先生长一层二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构 成掩蔽层，对掩蔽层和二氧化硅进行光刻形成两个蚀刻到N-型外延层内的凹槽，对凹槽进 行硼注入，构成P -保护环；
[0024] 步骤4 :去除光刻胶构成的掩蔽层，对N-型外延层表面的二氧化硅和硼保护环上 沉积一定厚度的二氧化硅层；
[0025] 步骤5 :在二氧化硅层上涂一层光刻胶，利用光刻胶将二氧化硅层腐蚀出至少两 个开口，去掉光刻胶后，利用二氧化硅层对开口的限制对开口进一步进行深度腐蚀，使开口 深入N-型外延层形成沟槽，在沟槽底部注入硼，形成沟槽底部的P区，具有沟槽的一端为二 极管的有源区；
[0026] 步骤6 :对沟槽周围需要制备器件的区域进行基于光刻胶的有源区刻蚀，刻蚀后 去除光刻胶，热生长一定厚度的二氧化硅构成栅氧化层；
[0027] 步骤7 :在栅氧化层上沉积一定厚度的掺杂多晶硅，将沟槽填平后，对多晶硅整体 进行回刻，使有源区表面多晶硅的厚度达到标准要求；
[0028] 步骤8 :采用Poly光刻版进行光刻和显影，依次对两个沟槽之间进行多晶硅腐蚀 和栅氧腐蚀构成凹槽，并沉积光刻胶以光刻胶作为掩蔽层对凹槽进行硼注入，形成pbody 区，通过离子散射形成M0S沟道；
[0029] 步骤9 :沉积光刻胶，以光刻胶为掩蔽对M0S沟道上表面注入η型杂质形成N+区， 然后利用光刻胶对Ν+区中心部位进行蚀刻，蚀刻深度大于Ν+区深入到M0S沟道，剩余的Ν+ 区构成NSD层，去除光刻胶；
[0030] 步骤10 :对pbody区和NSD层进行快速热处理，实现pbody区和NSD层的激活；
[0031] 步骤11 :对二极管正面包括有源区和二氧化硅层的全部表面整体进行金属化，构 成金属引线；
[0032] 步骤12 :对衬底层进行研磨减薄，对减薄后的衬底层上溅射金属构成金属引线， 完成功率二极管的制备。
[0033] 本发明的有益效果是：本发明器件为硅材料器件，其可通过现有硅材料半导体集 成电路生产工艺实现，而无需任何特殊加工工艺；不会引入特殊金属材料，与现有半导体生 产工艺兼容；本发明通过沟槽下注入的P+(例如：硼）区域增强的器件反向耐压能力。器件 加反向电压时，沟槽下P+耗尽区扩展并连接到一起，夹断了反向电流通道，提高了器件耐 压；本发明正向工作时通过寄生的mosfet (金氧半场效晶体管）导电，减小器件正向开启电 压。
[0034] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0035] 进一步，所述步骤11的金属化具体包括刻蚀二氧化硅层、溅射金属（例如铝或铝 娃合金等），并采用Metal光刻版刻蚀金属，形成金属引线。
[0036] 进一步，所述步骤3中生长的二氧化硅厚度为100A?500A，并采用Pring光刻版 进行光刻；
[0037] 所述步骤4中的沉淀的二氧化硅层厚度为1000A?6000A，并对硼保护环进行高温 推结。
[0038] 进一步，所述步骤6中栅氧化层为厚度为20A?500A的二氧化硅；
[0039] 所述步骤7中多晶硅的厚度为2000A?9000A，回刻后最终有源区表面多晶硅的厚 度为 800A ?2000A。
[0040] 进一步，所述衬底层可采用体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或者锗硅等半导体材料 制备。
[0041] 进一步，所述步骤3中硼离子注入能量为50kev?80kev，剂量为Iel3cm2? Iel4cm2 ;所述步骤5中硼离子注入能量为30kev?80kev，剂量为Iel2cm2?Iel5cm2 ;所 述步骤8中硼离子注入能量为30kev?60kev，剂量为Iel2cm2?Iel4cm2 ;所述步骤9中 神离子注入能量为20kev?50kev，剂量为Iel5cm2?Iel6cm2。
[0042] 进一步，所述步骤5中沟槽深度为0· 3um?2um，宽度为0· 15um?0· 5um。
【专利附图】
【附图说明】
[0043] 图1为本发明所述的一种功率二极管横截面结构图；
[0044] 图2为本发明所述的一种功率二极管的制备方法流程图；
[0045] 图3A?31为本发明所述的一种功率二极管的制备工艺流程示意图。
[0046] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0047] 1、底层电极，2、衬底层，3、N-型外延层，4、顶部电极，5、沟槽，6、M0S沟道，7、NSD 层，8、栅氧化层，9、多晶硅，10、P区。
【具体实施方式】
[0048] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0049] 如图1所示，本发明所述的一种功率二极管，其自下而上依次包括底层电极1、衬 底层2、N-型外延层3和顶部电极4,顶部电极4为功率二极管的正极，底层电极1为功率二 极管的负极；其中N-型外延层3上部横向间隔开设有至少两个沟槽5,两个相邻沟槽5之 间的N-型外延层3与顶部电极4之间设有pbody区6 ;
[0050] 所述pbody区6的横截面呈底部为弧线的"凹"形，其中"凹"形上部的两个凸起 部分为pbody区的边缘，边缘靠内侧的部分为一定厚度的NSD层7，"凹"形向内凹陷的平面 与顶部电极相接触，NSD层7的侧面与顶部电极4相接触；
[0051] 所述沟槽5内表面均匀生长有栅氧化层8,所述栅氧化层8在沟槽顶部开口处横向 向两侧延伸形成延伸段，延伸段的栅氧化层覆盖在N-外延层在沟槽与pbody区6之间的凸 起部分和pbody区6的边缘上；沟槽内填充多晶硅9,多晶硅9的横截面呈"T"形，"T"形头 高于N-型外延层3顶面，"T"形头的两肩横向宽度大于沟槽5的横向开口宽度，"T"形多晶 硅9与pbody区6接近的一侧边缘与NSD层7的边缘纵向平齐。
[0052] 所述凹槽5底部与N-外延层3的接触处还设有P区10,所述P区10横截面为半 径大于沟槽5底部弧线半径的圆弧面。
[0053] 所述P区10和pbody区6内部注入物为硼。
[0054] 如图2所示，本发明所述的一种功率二极管的制备方法，具体包括以下步骤：
[0055] 步骤1 :采用N型硅片作为衬底层；
[0056] 步骤2 :根据器件的耐压需求，在衬底层上生长一定厚度及电阻率的N-型外延 层；
[0057] 步骤3 :在N-型外延层表面先生长一层二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构 成掩蔽层，对掩蔽层和二氧化硅进行光刻形成两个蚀刻到N-型外延层内的凹槽，对凹槽进 行硼注入，构成P-保护环；
[0058] 步骤4 :去除光刻胶构成的掩蔽层，对N-型外延层表面的二氧化硅和硼保护环上 沉积一定厚度的二氧化硅层；
[0059] 步骤5 :在二氧化硅层上涂一层光刻胶，利用光刻胶将二氧化硅层腐蚀出至少两 个开口，去掉光刻胶后，利用二氧化硅层对开口的限制对开口进一步进行深度腐蚀，使开口 深入N-型外延层形成沟槽，在沟槽底部注入硼，形成沟槽底部的P区，具有沟槽的一端为二 极管的有源区；
[0060] 步骤6 :对沟槽周围需要制备器件的区域进行基于光刻胶的有源区刻蚀，刻蚀后 去除光刻胶，热生长一定厚度的二氧化硅构成栅氧化层；
[0061] 步骤7 :在栅氧化层上沉积一定厚度的掺杂多晶硅，将沟槽填平后，对多晶硅整体 进行回刻，使有源区表面多晶硅的厚度达到标准要求；
[0062] 步骤8 :采用Poly光刻版进行光刻和显影，依次对两个沟槽之间进行多晶硅腐蚀 和栅氧腐蚀构成凹槽，并沉积光刻胶以光刻胶作为掩蔽层对凹槽进行硼注入，形成pbody 区，通过离子散射形成M0S沟道；
[0063] 步骤9 :沉积光刻胶，以光刻胶为掩蔽对M0S沟道上表面注入η型杂质形成N+区， 然后利用光刻胶对Ν+区中心部位进行蚀刻，蚀刻深度大于Ν+区深入到M0S沟道，剩余的Ν+ 区构成NSD层，去除光刻胶；
[0064] 步骤9 :沉积光刻胶，以光刻胶为掩蔽对M0S沟道上表面注入η型杂质（如磷或砷 等）形成Ν+区，然后利用光刻胶对Ν+区中心部位进行蚀刻，蚀刻深度大于Ν+区深入到M0S 沟道，剩余的环形Ν+区构成NSD层，去除光刻胶；
[0065] 步骤10 :对pbody区和NSD层进行快速热处理，实现pbody区和NSD层的激活；
[0066] 步骤11 :对二极管正面包括有源区和二氧化硅层的全部表面整体进行金属化，构 成金属引线；
[0067] 步骤12 :对衬底层进行研磨减薄，对减薄后的衬底层上溅射金属构成金属引线， 完成功率二极管的制备。
[0068] 所述步骤11的金属化具体包括刻蚀二氧化硅层、溅射金属（例如铝或铝硅合金 等），并采用Metal光刻版刻蚀金属，形成金属引线。
[0069] 所述步骤3中生长的二氧化硅厚度为100A?500A，并采用Pring光刻版进行光 刻；
[0070] 所述步骤4中的沉淀的二氧化硅层厚度为1000A?6000A，并对硼保护环进行高温 推结。
[0071] 所述步骤6中栅氧化层为厚度为20A?500A的二氧化硅；
[0072] 所述步骤7中多晶硅的厚度为2000A?9000A，回刻后最终有源区表面多晶硅的厚 度为 800A ?2000A。
[0073] 所述衬底层可采用体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或者锗硅等半导体材料制备。
[0074] 所述步骤3中硼离子注入能量为50kev?80kev，剂量为Iel3cm2?Iel4cm2 ;所 述步骤5中硼离子注入能量为30kev?80kev，剂量为Iel2cm2?Iel5cm2 ;所述步骤8中 硼离子注入能量为30kev?60kev，剂量为Iel2cm2?Iel4cm2 ;所述步骤9中砷离子注入 能量为 20kev ?50kev，剂量为 Iel5cm2 ?Iel6cm2。
[0075] 所述步骤5中沟槽深度为0· 3um?2um，宽度为0· 15um?0· 5um。
[0076] 本发明所述的一种功率二极管的指标方法包括下列工艺步骤：
[0077] 参见图3A :
[0078] 步骤1 :衬底硅片准备：采用N型硅衬底，其晶向为〈100> ;
[0079] 步骤2 :外延：根据器件耐压需求外延生长一定厚度及电阻率的N型层；
[0080] 步骤3 :制备Pring :在外延表面先长一层厚度为100A?500A的二氧化硅，采用 Pring光刻版进行光刻，以光刻胶作为掩蔽层进行硼注入，形成Pring终端保护环；
[0081] 参见图3B:
[0082] 步骤4 :高温推结：去除光刻胶后淀积厚度为1000A?6000A的二氧化硅层，并对 Pring进行高温推结；
[0083] 参见图3C:
[0084] 步骤5 :沟槽腐蚀：利用光刻胶将表面二氧化硅层腐蚀出开口，去胶后利用氧化层 的阻挡进行沟槽腐蚀，腐蚀完后在沟槽底部做硼注入，形成沟槽底部的P区；
[0085] 参见图3D :
[0086] 步骤6 :制备栅氧化层：在需要制作器件的区域采用Active光刻版进行有源区刻 蚀，去除光刻胶后，热生长20A?500A二氧化硅层做为栅氧化层；
[0087] 参见图3E :
[0088] 步骤7 :制备多晶硅栅极：在氧化层上淀积一层厚度2000A?9000A的掺杂多晶 硅，然后进行多晶硅整体回刻，最终使有源区表面多晶硅厚度为800A?2000A ;
[0089] 参见图3F :
[0090] 步骤8 :制备Pbody :采用Poly光刻版进行光刻、显影，先后进行多晶娃腐蚀，栅氧 腐蚀，以光刻胶作为掩蔽层进行硼注入，形成pbody区，通过离子散射形成M0S沟道；
[0091] 参见图3G:
[0092] 步骤9 :制备NSD :利用光刻胶作为掩蔽层，注入η型杂质，例如磷或砷，形成N+区， 然后利用光刻胶挖孔，孔深度超过Ν+注入区，形成NSD层，完成后去除光刻胶；
[0093] 步骤10 :注入激活：对前述掺杂层进行快速热处理，激活注入形成的pbody和Ν+ 区；
[0094] 参见图3H:
[0095] 步骤11 :正面金属化：在整个器件上先后经过刻蚀氧化层、溅射金属（例如铝或铝 娃合金），并米用Metal光刻版刻蚀金属，形成金属引线；
[0096] 参见图31 :
[0097] 步骤12 :背面减薄及金属化：对器件背面进行研磨减薄，之后溅射金属形成金属 引线，完成功率二极管的制备。
[0098] 本发明共米用5张光刻版，按照版号的顺序依次为Pring光刻版、trench光刻版、 Active光刻版、Poly光刻版、Metal光刻版。
[0099] 本发明进行的主要离子注入过程有：Pring硼注入，trench硼注入，Pbody硼注入， NSD憐注入。
[0100] 本发明包括一次高温推结的热过程：高温推结热过程形成Pring保护环，并在此 基础上生长一层氧化硅；一次快速热处理过程：在完成Pbody、NSD注入后进行，激活注入杂 质，也可在每次注入后进行一次快速热处理。
[0101] 本发明可以采用体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或锗硅等半导体材料制作；
[0102] 本发明步骤4中氧化层淀积和无氧高温推结热过程合并为有氧高温推结热过程 以节约成本。
[0103] 相对传统器件，本发明优点对比如表1所示：
[0104]
[0105] 表1本发明与传统器件性能对比
【权利要求】
1. 一种功率二极管，其自下而上依次包括底层电极（1)、衬底层（2)、N-型外延层（3) 和顶部电极（4)，顶部电极（4)为功率二极管的正极，底层电极（1)为功率二极管的负极； 其特征在于，其中N-型外延层（3)上部横向间隔开设有至少两个沟槽（5)，两个相邻沟槽 (5)之间的N-型外延层（3)与顶部电极（4)之间设有pbody区（6); 所述pbody区（6)的横截面呈底部为弧线的"凹"形，其中"凹"形上部的两个凸起部 分为pbody区（6)的边缘，边缘靠内侧的部分为一定厚度的NSD层（7)，"凹"形向内凹陷的 平面与顶部电极相接触，NSD层（7)的侧面与顶部电极（4)相接触； 所述沟槽（5)内表面均匀生长有栅氧化层（8)，所述栅氧化层（8)在沟槽顶部开口处 横向向两侧延伸形成延伸段，延伸段的栅氧化层（8)覆盖在N-外延层（3)在沟槽（5)与 pbody区（6)之间的凸起部分，沟槽（5)内填充多晶硅（9)，多晶硅（9)的横截面呈"T"形， "T"形头高于N-型外延层（3)顶面，"T"形头的两肩横向宽度大于沟槽（5)的横向开口宽 度，"T"形与pbody区（6)接近的一侧边缘与NSD层（7)的边缘纵向平齐。
2. 根据权利要求1所述的一种功率二极管，其特征在于，所述凹槽（5)底部与N-外延 层（3)的接触处还设有P区（10)，所述P区（10)横截面为半径大于沟槽底部弧线半径的圆 弧面。
3. 根据权利要求1或2所述的一种功率二极管，其特征在于，所述P区和pbody区内部 注入物为硼。
4. 一种功率二极管的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤： 步骤1 :采用N型硅片作为衬底层； 步骤2 :根据器件的耐压需求，在衬底层上生长一定厚度及电阻率的N-型外延层； 步骤3 :在N-型外延层表面先生长一层二氧化硅，在二氧化硅上涂一层光刻胶构成掩 蔽层，对掩蔽层和二氧化硅进行光刻形成两个蚀刻到N-型外延层内的凹槽，对凹槽进行硼 注入，构成P -保护环； 步骤4 :去除光刻胶构成的掩蔽层，对N-型外延层表面的二氧化硅和硼保护环上沉积 一定厚度的二氧化硅层； 步骤5 :在二氧化硅层上涂一层光刻胶，利用光刻胶将二氧化硅层腐蚀出至少两个开 口，去掉光刻胶后，利用二氧化硅层对开口的限制对开口进一步进行深度腐蚀，使开口深入 N-型外延层形成沟槽，在沟槽底部注入硼，形成沟槽底部的P区，具有沟槽的一端为二极管 的有源区； 步骤6:对沟槽周围需要制备器件的区域进行基于光刻胶的有源区刻蚀，刻蚀后去除 光刻胶，热生长一定厚度的二氧化硅构成栅氧化层； 步骤7 :在栅氧化层上沉积一定厚度的掺杂多晶硅，将沟槽填平后，对多晶硅整体进行 回刻，使有源区表面多晶硅的厚度达到标准要求； 步骤8 :采用Poly光刻版进行光刻和显影，依次对两个沟槽之间进行多晶硅腐蚀和栅 氧腐蚀构成凹槽，并沉积光刻胶以光刻胶作为掩蔽层对凹槽进行硼注入，形成pbody区，通 过离子散射形成M0S沟道； 步骤9 :沉积光刻胶，以光刻胶为掩蔽对M0S沟道上表面注入η型杂质形成N+区，然后 利用光刻胶对Ν+区中心部位进行蚀刻，蚀刻深度大于Ν+区深入到M0S沟道，剩余的Ν+区 构成NSD层，去除光刻胶； 步骤10 :对pbody区和NSD层进行快速热处理，实现pbody区和NSD层的激活； 步骤11 :对二极管正面包括有源区和二氧化硅层的全部表面整体进行金属化，构成金 属电极引线； 步骤12 :对衬底层进行研磨减薄，对减薄后的衬底层上溅射金属构成金属电极引线， 完成功率二极管的制备。
5. 根据权利要求4所述的一种功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤11的金 属化具体包括刻蚀二氧化硅层、溅射金属，并采用Metal光刻版刻蚀金属，形成金属引线。
6. 根据权利要求5所述的一种功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中生长 的二氧化硅厚度为100A?500A，并采用Pring光刻版进行光刻； 所述步骤4中的沉淀的二氧化硅层厚度为1000A?6000A，并对硼保护环进行高温推 结。
7. 根据权利要求6所述的一种功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤6中栅氧 化层为厚度为20A?500A的二氧化硅； 所述步骤7中多晶硅的厚度为2000A?9000A，回刻后最终有源区表面多晶硅的厚度为 800A ?2000A。
8. 根据权利要求7所述的一种功率二极管的制备方法，其特征在于，所述衬底层可采 用体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或者锗硅半导体材料制备。
9. 根据权利要求8所述的一种功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中硼离 子注入能量为50kev?80kev，剂量为Iel3cm2?Iel4cm2 ;所述步骤5中硼离子注入能量 为30kev?80kev，剂量为Iel2cm2?Iel5cm2 ;所述步骤8中硼离子注入能量为30kev? 60kev，剂量为Iel2cm2?Iel4cm2 ;所述步骤9中砷离子注入能量为20kev?50kev，剂量 为 Iel5cm2 ?Iel6cm2。
10. 根据权利要求4-9任一项所述的一种功率二极管的制备方法，其特征在于，所述步 骤5中沟槽深度为0. 3um?2um,宽度为0. 15um?0. 5um。
【文档编号】H01L29/06GK104051546SQ201410243184
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】王宇澄, 王根毅, 吴宗宪 申请人:无锡昕智隆电子科技有限公司