一种基于扩散工艺具有双缓冲层快恢复二极管芯片制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于扩散工艺具有双缓冲层结构的快恢复二极管芯片制造方法，在制造过程中，减少反向恢复电荷和反向恢复时间、抑制反向恢复峰值电流作用。二极管阴极采用磷深扩散方式形成，扩散形成的阴极结构为N+N结构，N区实际上是一个缓冲层，起到阻挡空间电荷区的扩展、缩短基区宽度、降低正向通态压降的作用；二极管反向时，N?N与NN+界面的电场减缓载流子反向抽取速度，使得有更多的电荷用于复合，从而使恢复特性得到软化。采用本发明制造方法，快恢复二极管芯片的阳极和阴极均采用扩散方式形成，结合铂扩散少子寿命控制技术，制造工艺流程简单，可以用来制造成本低、耐压高、恢复时间短且具有软恢复特性的快恢复二极管芯片。
【专利说明】
-种基于扩散工艺具有双缓冲层快恢复二极管巧片制造方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种基于扩散工艺具有双缓冲层快恢复二极管忍片制造方法，即一种 基于扩散工艺双缓冲层的快恢复二极管忍片制造方法，属于功率半导体器件领域。
【背景技术】
[0002] 快恢复二极管由于具有开关性能好、反向恢复时间短、正向电流大、反向耐压高、 体积小、安装简便等优点，广泛地应用于脉宽调制器、开关电源、不间断电源等装置中，作高 频、高压、大电流整流、续流及保护用，已成为应用装置中不可或缺的组成部分。
[0003] 现代电子应用装置对快恢复二极管性能的主要要求有:反向恢复时间要短，W减 小二极管开关损耗的提高电路工作频率;反向恢复软度要大，W减小反向恢复峰值电流、提 高器件乃至整个装置可靠性;正向压降要小，W减小二极管的通态损耗;反向漏电流要小， W减小断态损耗;忍片性价比要高，W降低整个装置的成本。
[0004] 对于台面快恢复二极管，器件结构如图1所示。目前比较快捷的制造方法是选用P+ NN+结构的娃=层外延材料，包括选取娃外延材料、高溫扩散、台面腐蚀、销扩散、减薄、金属 化等工序。采用P+NN+型外延片作为原始娃片，虽然缩短了扩散时间，简化了工艺，但其不足 之处是：（1)高压快恢复二极管对外延材料参数指标要求高，要求厚外延、低电阻率(如对于 高压快恢复二极管，材料中P+层电阻率通常要求0.001 Q ? cm,P+层厚度要求IOOwii左右，N 层材料电阻率要求1~200 Q ? cm,厚度1~400皿)外延技术难度大，因此不利于制造高压快 恢复二极管忍片；（2)采用P+順+型外延材料制作的二极管pn结属于突变结，二极管反向恢 复时载流子反向抽出速度快、用于复合的载流子较少，因此采用运种处延结构制作的快恢 复二极管忍片反向恢复峰值电流大，属于硬恢复；（3)目前国产厂家=层外延材料不能满足 设计要求，采用进品材料成本高，采购周期长，忍片性价比低。
【发明内容】
[0005] 本发明的技术解决问题是:本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一 种基于扩散工艺的快恢复二极管制造方法，本发明中选用传统的N型单抛娃单片作为衬底 材料，采用成熟的扩散工艺容易形成结深lOOwn、低电阻率的阳极区，尤其适合制作高压快 恢复二极管忍片。同时扩散形成的阳极结构为P+P结构，阳极中P区使二极管正向导通时阳 极发射效率降低，起减少反向恢复电荷和反向恢复时间、抑制反向恢复峰值电流、提高反向 恢复软度作用。本发明原材料采用单抛娃单晶片，材料成本较低。国此采用本发明可W用来 制造成本低、耐压高、恢复时间短且具有软恢复特性的快恢复二极管忍片。
[0006] 本发明设及一种基于扩散工艺具有双缓冲层结构的快恢复二极管忍片制造方法， 在制造过程中，二极管阳极采用棚扩散方式形成，扩散形成的阳极结构为P+P结构，阳极中P 区使二极管正向导通时阳极发射效率降低，起减少反向恢复电荷和反向恢复时间、抑制反 向恢复峰值电流作用。二极管阴极采用憐深扩散方式形成，扩散形成的阴极结构为N+N结 构，N区实际上是一个缓冲层，起到阻挡空间电荷区的扩展、缩短基区宽度、降低正向通态压 降的作用;二极管反向时，N-N与NN+界面的电场减缓载流子反向抽取速度，使得有更多的电 荷用于复合，从而使恢复特性得到软化。采用本发明制造方法，快恢复二极管忍片的阳极和 阴极均采用扩散方式形成，结合销扩散少子寿命控制技术，制造工艺流程简单，可W用来制 造成本低、耐压高、恢复时间短且具有软恢复特性的快恢复二极管忍片。
[0007]本发明的技术解决方案是:一种基于娃单晶具有双缓冲层的快恢复二极管忍片制 造方法，包括W下步骤：
[000引（I)WN型娃单晶片为基底材料，在该N型娃单晶片的非抛光面(娃单晶包括正面和 背面，运里非抛光面是指不光滑面，也就是毛面)依此淀积氧化层和氮化娃层，然后W渗棚 乳胶作为杂质源，在1 l00°C~1250°C下对N型娃单晶进行棚扩散，时间为IOh~20h，在N型娃 单晶片的抛光面形成二极管阳极，即使N型娃单晶片形成带有二极管阳极的N型娃单晶片；
[0009] (2)腐蚀掉步骤(1)中带有二极管阳极的N型娃单晶片的非抛光面氧化层和氮化娃 层，再在N型娃单晶片的抛光面（即正面，光滑表面)依此淀积氧化层和氮化娃层，然后对步 骤（1)带有二极管阳极的N型娃单晶片非抛光面进行S氯氧憐扩散，扩散溫度为Iiocrc~ 1250°C，扩散时间IOh~30h，在N型娃单晶的非抛光面形成二极管阴极，即使步骤(1)带有二 极管阳极的N型娃单晶片形成带有二极管阳极和阴极的N型娃单晶片;至此形成具有双缓冲 层二极管器件纵向杂质浓度分布图如图3所示。
[0010] (3)对步骤(2)的带有二极管阳极和阴极的N型娃单晶片的抛光面进行光刻，接着 采用湿法腐蚀工艺在带有二极管阳极和阴极的N型娃单晶片的抛光面形成娃槽结构，最后 采用干法刻蚀工艺去掉N型娃单晶片抛光面的氧化娃层和氮化娃层；
[0011] (4)对步骤(3)得到的带有娃槽结构的N型娃单晶片抛光面依次淀积憐娃玻璃、氧 化层作为纯化层，或者依次淀积氧化层、氮化娃层作为纯化层；
[0012] (5)对经步骤(4)处理后的带有纯化层的娃槽结构（娃槽的凹陷使N型娃单晶片剩 余没有凹陷部分形成了娃台面)进行光刻、腐蚀形成阳极接触窗口，然后对带有接触窗口的 N型娃单片抛光面进行金属销淀积，然后在850°C~1000°C高溫下进行扩散，扩散时间IOmin ~60min;
[0013] (6)对经步骤(5)的N型娃单片抛光面进行金属淀积，然后进行光刻、腐蚀后形成阳 极金属电极，得到带有阳极金属电极的娃槽结构；
[0014] (7)将步骤(6)处理后的带有阳极金属电极的娃槽结构的N型单抛娃单晶片（圆片） 非抛光面进行减薄；
[0015] (8)对经步骤(7)减薄后的带有阳极金属电极娃槽结构的N型单抛娃单晶片（圆片） 的非抛光面进行金属淀积，形成阴极金属电极，完成了具有双缓冲层的快恢复二极管的制 造。
[0016] 所述步骤（1)中N型娃单晶片为单抛娃单晶片厚度为45化m~525皿，电阻率为40 Q .cm~200Q .cm;淀积氧化层厚度为0.4~1皿，淀积氮化娃层厚度0.6皿~1.5皿。
[0017] 所述步骤(2)中的淀积氧化层厚度为0.4WI1~1皿，淀积氮化娃层厚度0.6WI1~1.扣 ITl O
[001引所述步骤(3)中娃台面结构的台面高度H为50皿~100皿。
[0019]所述步骤(5)中对N型娃单晶片抛光面进行金属销淀积采用销金属扩散，缩短器件 反向恢复时间，使二极管实现快恢复特性。
[0020] 所述步骤(5)中纯化层的厚度为1.0皿~3.0皿。
[0021] 所述步骤(6)中形成阳极金属电极的具体方法为:首先对带有纯化层的娃槽结构 进行光刻、腐蚀，形成阳极欧姆接触窗口，接着依次蒸发淀积铁、儀、银金属层，铁、儀、银金 属层的总厚度为1.0皿~3.0皿，然后光刻、腐蚀铁、儀、银金属层，形成阳极金属电极。
[0022] 所述步骤(7)中减薄之后圆片的总厚度为200WI1~300WI1。
[0023] 所述步骤(8)中淀积的金属依次为铁、儀、银金属层，总厚度为1.0~3.0皿，形成阴 极金属电极。
[0024] 采用本发明制造方法，快恢复二极管忍片的阳极和阴极均采用扩散方式形成，工 艺步骤简单，可W用来制造成本低、耐压高、恢复时间短且具有软恢复特性的快恢复二极管 忍片。
[0025] 采用本发明制造的快恢复二极管采用扩散工艺形成双缓冲层结构，在反向恢复时 间减小的同时，降低了反向恢复峰值电流，同时具有软恢复特性，本方法可推广应用到反向 击穿电压在1200~3300V的台面快恢复二极管忍片的制造中。
[0026] (1)本发明快恢复二极管制造方法中，器件阳极区域采用渗棚乳胶源或固态棚片 作为杂质源，进行棚深扩散工艺形成，工艺成熟简单;形成的阳极结构为P+P结构，阳极中P 区相当于一个缓冲层，使二极管正向导通时阳极发射效率降低，起到了减少反向恢复电荷 和反向恢复时间、抑制反向恢复峰值电流的作用；
[0027] (2)本发明快恢复二极管制造方法中，器件阴极采用=氯氧憐作为杂质源，进行憐 深扩散方式形成，扩散形成的阴极结构为N+N结构，N区实际上是一个缓冲层，起到阻挡空间 电荷区的扩展、缩短基区宽度、降低正向通态压降的作用;二极管反向时，PTN与NN+界面的电 场减缓了载流子反向抽取速度，使得有更多的电荷用于复合，从而使恢复特性得到软化；
[0028] (3)本发明快恢复二极管制造方法中，采用氧化娃和氮化娃作为棚扩散和憐扩散 的掩蔽层，其中氧化娃厚度为0.4~1皿，氮化娃层厚度0.6皿~1.5皿。采用运种掩蔽层结构 杂质掩蔽能力强，对忍片形成有效保护，避免扩散过程中杂质透过掩蔽层进入娃中；
[0029] (4)本发明快恢复二极管制造方法中，器件忍片终端结构采用娃台面结构，有利于 提高器件击穿电压，运种忍片结构满足多种封装形式要求，尤其适合高可靠、小型化表贴封 装形式；
[0030] (5)本发明快恢复二极管制造方法中，采用憐娃玻璃、氧化层作为纯化层，或者氧 化层、氮化娃层作为纯化保护层，有效阻断可动离子污染忍片对器件特性造成劣化，降低器 件反向漏电流至UA量级，可使忍片反向漏电流失效率控制在5% W内，提高产品成品率;6本 发明快恢复二极管制造方法中，基底材料选用单抛娃单晶片，与选用娃外延片作为基底材 料相比，原材料成本可降低30 %~50 %。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明快恢复二极管制造流程图；
[0032] 图2为本发明台面高压快恢复二极管剖面结构图；
[0033] 图3为具有双缓冲层二极管纵向结构浓度分布示意图；
[0034] 图4为本发明初始材料剖面结构图；
[0035] 图5为本发明制作过程中形成P+P阳极区后结构剖面图；
[0036] 图6为本发明制作过程中形成化啡月极区后结构剖面图；
[0037] 图7为本发明制作过程中腐蚀娃槽后结构剖面图；
[0038] 图8为本发明制作过程中完成台面纯化保护后结构剖面图；
[0039] 图9为本发明制作过程中完成减薄、金属化后结构剖面图；
[0040] 图10为本发明制造器件与传统器件反向恢复曲线对比图。
【具体实施方式】
[0041] 本发明的基本思路为:提供一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管 制造方法，该方法W(单抛)娃单晶材料为基底材料，主要包括高溫扩散、台面腐蚀、销扩散、 减薄、金属化等工序。器件的阴极和阳极分别通过扩散工艺形成，由于杂质扩散浓度梯度的 存在，阴极和阳极分别具有缓冲层结构。采用本发明制造的快恢复二极管在反向恢复时间 减小的同时，降低了反向恢复峰值电流，同时具有软恢复特性，同时采用娃单晶材料作为衬 底材料，可有效规避现有=层外延材料技术和采购风险，降低器件制造成本。
[0042] 图1~图10中：1为阳极N-区域，2为阴极P区域，3为阴极接触P+层，4为N+区域，5为N 区域，6为纯化保护层，7为阳极金属层，8为阴极金属层，9为氧化娃层，10为氮化娃层，11为 氧化娃层，12为氮化娃层。
[0043] 本发明的基本原理为:本发明设及一种基于扩散工艺具有双缓冲层的快恢复二极 管忍片制造方法，其特点在于：
[0044] 本发明在制造过程中，二极管阳极采用棚扩散方式形成，扩散形成的阳极结构为P +P结构，阳极中P区的存在使二极管正向导通时阳极发射效率降低，起减少反向恢复电荷和 反向恢复时间、抑制反向恢复峰值电流的作用。
[0045] 本发明在制造过程中，二极管阴极采用憐深扩散方式形成，扩散形成的阴极结构 为N+N结构，N区实际上是一个缓冲层，起到阻挡空间电荷区的扩展、缩短基区宽度、降低正 向通态压降的作用;二极管反向时，N-N与NN+界面的电场减缓了载流子反向抽取速度，使得 有更多的电荷用于复合，从而使恢复特性得到软化。
[0046] 采用本发明制造方法，快恢复二极管忍片的阳极和阴极均采用扩散方式形成，工 艺步骤简单，可W用来制造成本低、耐压高、恢复时间短且具有软恢复特性的快恢复二极管 忍片。【具体实施方式】如下：
[0047] (I)WN型单抛娃单晶片为基底材料，在该N型娃单晶片的非抛光面依此淀积氧化 层和氮化娃层，然后W渗棚乳胶作为杂质源，在1100~1250°C下对N型娃单晶片抛光面进行 棚扩散，时间为10~20h，在N型娃单晶片的抛光面形成二极管阳极，即使N型娃单晶片形成 带有二极管阳极的N型娃单晶片。扩散形成的阳极结构为P+P结构，阳极中P区的存在使二极 管正向导通时阳极发射效率降低，起减少反向恢复电荷和反向恢复时间、抑制反向恢复峰 值电流的作用。
[0048] (2)腐蚀掉步骤(1)中带有二极管阳极的N型娃单晶片非抛光面的氧化层和氮化娃 层，再在N型娃单晶片的抛光面依此淀积氧化层和氮化娃层，然后对步骤（1)带有二极管阳 极的N型娃单晶片非抛光面进行S氯氧憐扩散，扩散溫度为1100~125(TC，扩散时间10~ 30h，在N型娃单晶的非抛光面形成二极管阴极，即使步骤（1)带有二极管阳极的N型娃单晶 片形成带有二极管阳极和阴极的N型娃单晶片。扩散形成的阴极结构为N+N结构，N区实际上 是一个缓冲层，起到阻挡空间电荷区的扩展、缩短基区宽度、降低正向通态压降的作用；二 极管反向时，N-N与NN+界面的电场减缓了载流子反向抽取速度，使得有更多的电荷用于复 合，从而使恢复特性得到软化。
[0049] (3)对步骤(2)的带有二极管阳极和阴极的N型娃单晶片的抛光面进行光刻，接着 采用湿法腐蚀工艺在带有二极管阳极和阴极的N型娃单晶片的抛光面形成娃槽（如图7所 示），最后采用干法刻蚀工艺去掉N型娃单晶片抛光面的氧化娃层和氮化娃层。
[0050] (4)在步骤(3)得到的去掉氧化娃层和氮化娃层的娃槽的表面依次淀积憐娃玻璃、 氧化层作为纯化层，或者依次淀积氧化层、氮化娃层作为纯化层。由二氧化娃、氮化娃组成 的复合纯化层可有效保护娃槽表面的PN结，增强器件对外来离子巧污的阻断能力，控制和 稳定半导体表面的电特性，降低器件漏电流，同时防止器件在使用时受到机械和化学的损 伤。
[0051] (5)对经步骤(4)处理后的带有纯化层的娃槽结构进行光刻、腐蚀形成阳极接触窗 口，然后对带有纯化层的N型娃单晶片抛光面进行金属淀积，然后进行光刻、腐蚀后形成阳 极金属电极，得到带有阳极金属电极的娃槽结构。
[0052] (6)将步骤(5)处理后的带有阳极金属电极圆片的非抛光面进行减薄。
[0053] (7)将步骤(6)减薄后的带有阳极金属电极的圆片的非抛光面进行金属淀积，形成 阴极金属电极，完成了器件的制造。
[0054] 如图2所示，为本发明台面高压快恢复二极管剖面结构图。由图可知，快恢复二极 管中P+层3和N+层4分别是阳极和阴极的接触层，可与金属电极形成良好欧姆接触，W降低 器件正向压降;N型高阻层1为低浓度N型杂质高阻层，决定器件的反向耐压值，根据器件反 向耐压值的大小，通过对N型高阻层的厚度和电阻率精确控制，确保器件反向耐压达到要 求；由憐娃玻璃、二氧化娃或氮化娃组成的复合纯化层6可有效保护娃槽斜面上的PN结，增 强器件对外来离子巧污的阻断能力，控制和稳定半导体表面的电特性W及防止器件在使用 时受到机械和化学的损伤；金属层7和金属层8分别为器件阳极和阴极的金属电极，由铁/ 儀/银构成的多层复合金属层能够与娃形成良好的欧姆接触，同时与娃具有很好的粘附性， 能够满足后道工序实现金属引脚焊接的要求。
[0055] 如图1所示为本发明快恢复二极管制造流程图，本发明快恢复二极管制造过程如 下：
[0056] 优选方案如下所示：
[0057] (1)材料选择:如图3，选取<111〉晶向、N型娃单晶材料为衬底材料，N型材料高阻层 1电阻率为80Q .cm,厚度为525皿。
[0058] (2)正面棚扩散：如图4,在其背面淀积氧化层9和氮化娃层10,然后再W渗棚乳胶 作为杂质源，在1200°C下进行棚扩散，时间为20h，形成二极管阳极2和3"P+P缓冲型阳极结 构在器件正向导通时具有很较小的空穴注入效率，可降低二极管正向压降；
[0059] (3)背面憐扩散:如图5,腐蚀掉棚扩散后圆片背面氧化层9和氮化娃层10,接着在N 型娃单晶材料的正面淀积氧化层11和氮化娃层12,然后进行=氯氧憐扩散，扩散溫度为 1250°C，扩散时间16h，形成二极管阴极4和5。此N+N缓冲型阴极结构可承受器件反向偏置时 空间电荷区的展宽，仍具有电导调制效应，满足缓冲层发挥作用，如图6所示；
[0060] (4)台面光刻、腐蚀:如图7,氧化层11的厚度为0.5皿，氮化娃层12的厚度为Iwn，形 成娃槽腐蚀的掩蔽层，形成娃槽结构深度H为80mi;采用LPCVD工艺，正面依次淀积厚度为 0.3WI1的憐娃玻璃和0.4皿的二氧化娃，经光刻、腐蚀后，形成娃槽纯化保护层6。采用氧化层 和氮化娃层复合结构作为纯化保护层，有效阻断可动离子污染忍片对器件特性造成劣化， 降低器件反向漏电流至UA量级，可使忍片反向漏电流成品率达95% W上，如图8所示。
[0061] (5)扩销:扩散溫度900°C，扩散时间30min。经过扩销少子寿命控制后，器件反向恢 复时间和正向压降具有较好的折衷性，同时不引起反向漏电流的增加。（6)正面金属化:依 次蒸发铁/儀/银金属层，厚度分别为1KA/3KA/18KA，然后光亥IJ、腐蚀金属，形成阳极金 属电极7。金属化结构粘附性，满足后续封装键合工艺要求及长期可靠应用需求。
[0062] (7)减薄:将圆片从N+面4减薄，减薄之后的厚度为210皿。此圆片厚度碎片少，成活 率高，适合于批量生产。
[0063] (8)背面金属化:将减薄后的圆片的N+面4依次淀积铁/儀/银金属层，厚度分别为 1KA/3KA/18KA形成阴极金属电极8。金属化结构粘附性，满足后续封装键合工艺要求， 如图9所示。
[0064] 本发明制造方法中，工艺设计选择在正面金属化前扩销进行少子寿命调节，一方 面正向金属化前器件已具备二极管基本特性，此时在生产过程中可先初步进行基本参数测 试，确定器件具备二极管基本特性后再扩销，有利于生产过程中定位工艺问题出现在扩销 前还是扩销后，对生产过程控制有很大帮助；另一方面扩销溫度大大低于前面棚扩散和憐 扩散溫度，不会引起器件纵向杂质浓度分布的变化，因此扩销工艺最好选择在正面金属化 前进行。
[0065] 采用本发明方法制造的快恢复二极管具有缓冲层结构，结合扩销少子寿命控制技 术，不仅反向恢复时间可W达到ns级，而且反向恢复软度可W比传统快恢复二极管有很大 程度改善，器件反向恢复曲线振荡明显减小，提高快恢复二极管及其电路中半导体开关器 件的可靠性和稳定性。本发明制造器件与传统结构器件反向恢复曲线对比图如图10所示， 选用二氧化娃和氮化娃组成的复合纯化层对忍片表面形成保护，可有效降低器件漏电流1 ~2个数量级。
【主权项】
1. 一种基于硅单晶具有双缓冲层的快恢复二极管芯片制造方法，其特征在于包括以下 步骤： (1) 以N型硅单晶片为基底材料，在该N型硅单晶片的非抛光面依此淀积氧化层和氮化 硅层，然后以掺硼乳胶作为杂质源，在ll〇〇°C~1250Γ下对N型硅单晶抛光面进行硼扩散， 时间为10h~20h，在N型硅单晶片的抛光面形成二极管阳极，即使N型硅单晶片形成带有二 极管阳极的N型硅单晶片； (2) 腐蚀掉步骤（1)中带有二极管阳极的N型硅单晶片非抛光面氧化层和氮化硅层，再 在N型硅单晶片的抛光面依次淀积氧化层和氮化硅层，然后对步骤（1)带有二极管阳极的N 型硅单晶片非抛光面进行三氯氧磷扩散，扩散温度为1100 °C~1250 °C，扩散时间10h~30h， 在N型硅单晶的非抛光面形成二极管阴极，即使步骤（1)带有二极管阳极的N型硅单晶片形 成带有二极管阳极和阴极的N型硅单晶片； (3) 对步骤(2)的带有二极管阳极和阴极的N型硅单晶片的抛光面进行光刻，接着采用 湿法腐蚀工艺在带有二极管阳极和阴极的N型硅单晶片抛光面形成硅槽结构，最后采用干 法刻蚀工艺去掉N型硅单晶片抛光面的氧化硅层和氮化硅层；（4)在步骤(3)得到的去掉上 氧化硅层和氮化硅层的硅槽结构的表面依次淀积磷硅玻璃、氧化层作为钝化层，或者依次 淀积氧化层、氮化硅层作为钝化层； (5) 对经步骤(4)处理后的带有钝化层的硅槽结构进行光刻、腐蚀形成阳极接触窗口， 然后对带有接触窗口的N型硅单晶片抛光面进行金属铂淀积，然后在850 °C~1000°C下进行 高温扩散，扩散时间l〇min~60min; (6) 对经步骤(5)高温扩散的N型硅单晶片抛光面淀积金属，然后进行光刻、腐蚀后形成 阳极金属电极，得到带有阳极金属电极的娃槽结构的N型娃单晶片； (7) 对经步骤(6)处理后的带有阳极金属电极的硅槽结构的N型硅单晶片非抛光面进行 减薄； (8) 对经步骤(7)减薄后的带有阳极金属电极的硅槽结构的N型硅单晶片非抛光面进行 金属淀积，形成阴极金属电极，完成了具有双缓冲层的快恢复二极管的制造。2. 根据权利要求1所述的一种基于硅单晶材料具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片 制造方法，其特征在于:所述步骤（1)中N型硅单晶片厚度为450μπι~525μπι，电阻率为40 Ω · cm~200Ω · cm;淀积氧化层为氧化娃，厚度为0.4~Ιμπι，淀积氮化娃层厚度0·6μηι~1·5μηι。3. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(2)中的淀积氧化层为氧化娃，厚度为0.4μηι~Ιμπι，淀积氮化 娃层厚度〇. 6μηι~1.5μηι。4. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(3)中娃槽结构深度Η为50μηι~100μπι。5. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(5)中对Ν型硅单晶片抛光面进行金属铂淀积采用铂金属扩 散，缩短器件反向恢复时间，使二极管实现快恢复特性。6. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(4)中钝化层的厚度为1. Ομπι~3. Ομπι。7. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(6)中形成阳极金属电极的具体方法为:首先对带有钝化层 的硅槽结构进行光刻、腐蚀，形成阳极欧姆接触窗口，接着依次蒸发淀积钛、镍、银金属层， 钛、镍、银金属层的总厚度为1. Ομπι~3. Ομπι，然后光刻、腐蚀钛、镍、银金属层，开$成阳极金属 电极。8. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(7)中经步骤(6)处理后的带有阳极金属电极的硅槽结构的Ν 型硅单晶片非抛光面进行减薄的Ν型硅单晶片的总厚度为200μπι~300μπι。9. 根据权利要求1所述的一种基于扩散工艺具有双缓冲层的高压快恢复二极管芯片制 造方法，其特征在于:所述步骤(8)中淀积的金属依次为钛、镍、银金属层，厚度为1.0~3.Ομ m，形成阴极金属电极。
【文档编号】H01L21/329GK105977154SQ201610390415
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】赵元富, 姚全斌, 殷丽, 王传敏, 刘学明
【申请人】北京时代民芯科技有限公司, 北京微电子技术研究所