CN112652534A - 一种低压快恢复二极管的制备方法及二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低压快恢复二极管的制备方法及二极管，所述制备方法包括以下步骤：制备一N型半导体衬底，在衬底上形成一N型外延层；在所述N型外延层上场氧形成一热氧化层；通过N+截止环掩模版曝光刻蚀露出N+open离子注入窗口区；在所述N+open的窗口区高能离子注入离子磷；通过PLS主结掩模版曝光刻蚀PLS主结区，并高能离子注入硼；完成后进行高温推进形成P阱与N阱；在器件正面溅射铝，通过金属掩模版曝光刻蚀形成正电极；在正电极表面淀积钝化层，通过钝化层掩模版曝光刻蚀形成器件保护结构；在N型半导体衬底的背面蒸发形成一金属银层，并引出负电极。在保证特性不变的条件下省略孔层次的工艺，从而提高产品生产效率，降低器件的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于二极管技术领域，尤其涉及一种低压快恢复二极管的制备方法及二极管。
背景技术
快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中，作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。
快恢复二极管在制造工艺上采用掺金，单纯的扩散等工艺，可获得较高的开关速度，同时也能得到较高的耐压。目前，此种高性能特性的快恢复二极管加工工艺主要采用五层光刻，此种加工方式生产效率低下，生产成本较高。
综上，现亟需一种能够解决上述技术问题，能够在保证产品特性不变的条件下省略孔层次的工艺加工，从而来克服上述问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种低压快恢复二极管的制备方法及二极管，旨在解决现有技术生产效率低下，生产成本较高的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备一N型半导体衬底，在衬底上形成一N型外延层；
(2)在所述N型外延层上场氧形成一热氧化层；
(3)通过N+截止环掩模版曝光刻蚀露出N+open离子注入窗口区；
(4)在所述N+open的窗口区高能离子注入离子磷；
(5)通过PLS主结掩模版曝光刻蚀PLS主结区，并高能离子注入硼；
(6)完成后进行高温推进形成P阱与N阱；
(7)在器件正面溅射铝，通过金属掩模版曝光刻蚀形成正电极；
(8)在正电极表面淀积钝化层，通过钝化层掩模版曝光刻蚀形成器件保护结构；
(9)在N型半导体衬底的背面蒸发形成一金属银层，并引出负电极。
优选的，所述热氧化层的厚度为20000～25000埃。
优选的，在所述步骤(4)中高能离子注入离子磷采用的能量为30～80kev、剂量为1E15～3E15。
优选的，在所述步骤(5)中高能离子注入硼采用的能量为30～80kev、剂量1E15～3E15。
优选的，在所述步骤(6)中高温推进采用的温度为1200～1250C、时间为400～600min。
优选的，所述步骤(7)中铝的厚度为4～5微米。
优选的，所述步骤(8)中钝化层的厚度为5000～10000埃。
优选的，所述步骤(9)中金属银层的厚度为1～1.5微米。
另外的，本发明还提供一种低压快恢复二极管，其特征在于，所述二极管采用上述的制备方法制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供一种低压快恢复二极管的制备方法及二极管，所述制备方法包括以下步骤：(1)制备一N型半导体衬底，在衬底上形成一N型外延层；(2)在所述N型外延层上场氧形成一热氧化层；(3)通过N+截止环掩模版曝光刻蚀露出N+open离子注入窗口区；(4)在所述N+open的窗口区高能离子注入离子磷；(5)通过PLS主结掩模版曝光刻蚀PLS主结区，并高能离子注入硼；(6)完成后进行高温推进形成P阱与N阱；(7)在器件正面溅射铝，通过金属掩模版曝光刻蚀形成正电极；(8)在正电极表面淀积钝化层，通过钝化层掩模版曝光刻蚀形成器件保护结构；(9)在N型半导体衬底的背面蒸发形成一金属银层，并引出负电极。在保证产品特性不变的条件下省略孔层次的工艺加工，从而大大提高产品生产效率，降低器件的生产成本，有利于器件的产业化。
附图说明
图1为本发明的低压快恢复二极管的制备方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1所示，本发明提供的一种低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备一N型半导体衬底，在衬底上形成一N型外延层；
(2)在所述N型外延层上场氧形成一热氧化层；
(3)通过N+截止环掩模版曝光刻蚀露出N+open离子注入窗口区；
(4)在所述N+open的窗口区高能离子注入离子磷；
(5)通过PLS主结掩模版曝光刻蚀PLS主结区，并高能离子注入硼；
(6)完成后进行高温推进形成P阱与N阱；
(7)在器件正面溅射铝，通过金属掩模版曝光刻蚀形成正电极；
(8)在正电极表面淀积钝化层，通过钝化层掩模版曝光刻蚀形成器件保护结构；
(9)在N型半导体衬底的背面蒸发形成一金属银层，并引出负电极。
在一些实施例中，所述热氧化层的厚度为20000～25000埃。
在一些实施例中，在所述步骤(4)中高能离子注入离子磷采用的能量为30～80kev、剂量为1E15～3E15。
在一些实施例中，在所述步骤(5)中高能离子注入硼采用的能量为30～80kev、剂量1E15～3E15。
在一些实施例中，在所述步骤(6)中高温推进采用的温度为1200～1250C、时间为400～600min。
在一些实施例中，所述步骤(7)中铝的厚度为4～5微米。
在一些实施例中，所述步骤(8)中钝化层的厚度为5000～10000埃。
在一些实施例中，所述步骤(9)中金属银层的厚度为1～1.5微米。
另外的，本发明还提供一种低压快恢复二极管，其特征在于，所述二极管采用上述的制备方法制得。
综上，本发明的工作原理如下：
本发明提供一种低压快恢复二极管的制备方法及二极管，所述制备方法包括以下步骤：(1)制备一N型半导体衬底，在衬底上形成一N型外延层；(2)在所述N型外延层上场氧形成一热氧化层；(3)通过N+截止环掩模版曝光刻蚀露出N+open离子注入窗口区；(4)在所述N+open的窗口区高能离子注入离子磷；(5)通过PLS主结掩模版曝光刻蚀PLS主结区，并高能离子注入硼；(6)完成后进行高温推进形成P阱与N阱；(7)在器件正面溅射铝，通过金属掩模版曝光刻蚀形成正电极；(8)在正电极表面淀积钝化层，通过钝化层掩模版曝光刻蚀形成器件保护结构；(9)在N型半导体衬底的背面蒸发形成一金属银层，并引出负电极。在保证产品特性不变的条件下省略孔层次的工艺加工，采用四层光刻的加工制备方法，从而大大提高产品生产效率，降低器件的生产成本，有利于器件的产业化。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备一N型半导体衬底，在衬底上形成一N型外延层；
(2)在所述N型外延层上场氧形成一热氧化层；
(3)通过N+截止环掩模版曝光刻蚀露出N+open离子注入窗口区；
(4)在所述N+open的窗口区高能离子注入离子磷；
(5)通过PLS主结掩模版曝光刻蚀PLS主结区，并高能离子注入硼；
(6)完成后进行高温推进形成P阱与N阱；
(7)在器件正面溅射铝，通过金属掩模版曝光刻蚀形成正电极；
(8)在正电极表面淀积钝化层，通过钝化层掩模版曝光刻蚀形成器件保护结构；
(9)在N型半导体衬底的背面蒸发形成一金属银层，并引出负电极。
2.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述热氧化层的厚度为20000～25000埃。
3.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，在所述步骤(4)中高能离子注入离子磷采用的能量为30～80kev、剂量为1E15～3E15。
4.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，在所述步骤(5)中高能离子注入硼采用的能量为30～80kev、剂量1E15～3E15。
5.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，在所述步骤(6)中高温推进采用的温度为1200～1250C、时间为400～600min。
6.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中铝的厚度为4～5微米。
7.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤(8)中钝化层的厚度为5000～10000埃。
8.根据权利要求1所述的低压快恢复二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤(9)中金属银层的厚度为1～1.5微米。
9.一种低压快恢复二极管，其特征在于，所述二极管采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
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