RU2684921C2 - Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления - Google Patents
Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684921C2 RU2684921C2 RU2015139136A RU2015139136A RU2684921C2 RU 2684921 C2 RU2684921 C2 RU 2684921C2 RU 2015139136 A RU2015139136 A RU 2015139136A RU 2015139136 A RU2015139136 A RU 2015139136A RU 2684921 C2 RU2684921 C2 RU 2684921C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- type
- dopant
- conductivity
- frequency power
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 99
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 40
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 31
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 22
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 6
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 38
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 18
- 230000005516 deep trap Effects 0.000 description 13
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010277 boron hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N boron tribromide Chemical compound BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8613—Mesa PN junction diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/868—PIN diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/2225—Diffusion sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/223—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/167—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table further characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
- H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Высокочастотный силовой диод содержит полупроводниковую подложку, имеющую первую главную сторону (101) и вторую главную сторону (102), первый слой (103) первого типа проводимости, сформированный на первой главной стороне (101), второй слой (105) второго типа проводимости, сформированный на второй главной стороне (102) подложки, и третий слой (104) второго типа проводимости, сформированный между первым слоем (103) и вторым слоем (105). Первый слой (103) имеет концентрацию легирующей примеси, которая понижается от 10смили более вблизи первой главной стороны (101) подложки до концентрации 1,5⋅10смили менее на границе раздела первого слоя (103) с третьим слоем (104). Второй слой (105) имеет концентрацию легирующей примеси, которая понижается от 10смили более вблизи второй главной стороны (102) подложки до концентрации 1,5⋅10смна границе раздела второго слоя (105) с третьим слоем (104), а третий слой (104) имеет концентрацию легирующей примеси 1,5⋅10смили менее. Концентрация легирующей примеси в первом слое (103) на расстоянии 50 мкм от первой главной стороны (101) подложки и концентрация легирующей примеси во втором слое (105) на расстоянии 50 мкм от второй главной стороны (102) подложки составляет соответственно 10смили более, а толщина третьего слоя (104) составляет менее 60 мкм. Изобретение обеспечивает получение высокочастотного силового диода, который может использоваться при высоких частотах с низким напряжением в открытом состоянии диода и высокой допустимой нагрузкой по току. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к высокочастотному силовому диоду, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к способу изготовления такого высокочастотного силового диода.
Уровень техники
Для сварки сопротивлением известно использование сварочных диодов, которые являются силовыми полупроводниковыми диодами, такими как выпрямительные диоды. Сварка сопротивлением является технологией, используемой для соединения листов металла. Возможно наиболее общим применением сварки сопротивлением является точечная сварка в способ изготовления корпусов автомобилей, в котором множество промышленных роботов, которые установлены на сборочных линиях, являются устройствами для точечной сварки. Сварка сопротивлением является процессом, в котором контактирующие металлические поверхности соединяются за счет тепла, получаемого вследствие сопротивления электрическому току. Соответственно, ключевым фактором, оказывающим влияние на тепло или температуру сварки, является электрический ток и продолжительность времени сварки. Маленькие сварочные ванны из расплавленного металла образуются в точке наибольшего электрического сопротивления (соединяющиеся или сопрягаемые при сварке поверхности), поскольку большой электрический ток в диапазоне от нескольких 1,000 А до 100,000 А проходит через металл.
Соответственно, главным признаком сварочного диода является допустимая нагрузка по электрическому току в вышеуказанном диапазоне от нескольких 1,000 А до 100,000 А, комбинируемая с низким напряжением в открытом состоянии диода и очень низким термическим сопротивлением, в то время как требуемое обратное смещение напряжения является относительно низким, обычно в диапазоне от 200 В до 600 В.
Известный сварочный диод показан в разрезе на фиг. 1f. Он содержит кремниевую подложку, имеющую первую главную сторону 1 и вторую главную сторону 2, противоположную первой главной стороне 1. В подложке располагаются сформированные в ней от первой главной стороны 1 ко второй главной стороне 2: высоколегированный слой 3 анода p-типа, смежный с первой главной стороной 1, низколегированный слой 4 основания n-типа, и высоколегированный слой 5 катода n-типа, смежный со второй главной стороной 2 подложки. Анодный слой 3, слой 4 основания и слой 5 катода образуют структуру диода с модулированной проводимостью. На первой главной стороне 1 подложки формируется анодный электрод 6, а на второй главной стороне 2 подложки формируется катодный электрод 7.
В дальнейшем способ изготовления для известного сварочного диода описывается со ссылками на фиг. 1a-1f. Известные сварочные диоды являются диффузионными pin-диодами, изготовленными с помощью диффузионных процессов, которые являются более экономически эффективными, чем производство сварочного диода с помощью более сложного процесса эпитаксии. Особенно эпитаксиальное выращивание слоя с собственной электропроводностью или низколегированного слоя структуры pin-диода является критическим и дорогостоящим процессом.
В первом этапе способа изготовления известного сварочного диода легирующие примеси p-типа из алюминия (Al) и бора (B) рассеиваются в низколегированной кремниевой подложке 10 n-типа со всех сторон, как показано на фиг. 1a. здесь диффузия легирующих примесей p-типа из алюминия (Al) и бора (B) обозначена стрелками. В результате первого этапа способа формируются высоколегированный слой 13 p-типа на первой главной стороне 1 подложки и другой высоколегированный слой 13' p-типа на второй главной стороне подложки, как показано на фиг. 1b. Высоколегированные слои 13 и 13' p-типа разделяются низколегированным слоем 14 n-типа, образованным материалом подложки 10. В дальнейшем высоколегированный слой 13' p-типа на второй главной стороне 2 подложки удаляется с помощью механического шлифования подложки 10 во время второго этапа способа, чтобы сформировать утоненную подложку, имеющую толщину W1<W0, как показано на фиг. 1c, где W0 является толщиной подложки 10 перед утонением во время второго этапа способа.
Во время третьего этапа способа, показанного на фиг. 1d, относительно тонкий высоколегированный катодный слой 5 n-типа формируется за счет диффузии фосфора (P), как легирующей примеси n-типа в низколегированный слой 14 n-типа утоненной подложки со второй главной стороны 2 подложки, в то время как первая главная сторона 1 утоненной подложки покрывается барьерным слоем 19 оксида кремния, чтобы предотвратить диффузию легирующей примеси n-типа из фосфора (P) в высоколегированный слой 13 p-типа во время третьего этапа способа. На фиг. 1d диффузия P в подложку обозначается стрелками.
После формирования высоколегированного катодного слоя 5 n-типа во время третьего этапа способа, барьерный слой 19 оксида кремния удаляется с помощью травления, чтобы получить устройство, как показано на фиг. 1e с анодным слоем 3, слоем 4 основания и катодным слоем 5. Последними этапами способа известного способа изготовления являются этап формирования анодного электрода 6 на анодном слое 3 и этап формирования катодного электрода 7 на катодном слое 5, чтобы прийти к известному сварочному диоду, показанному на фиг. 1f.
В известном способе изготовления для сварочного диода существуют определенные ограничения, относящиеся к толщине W2 анодного слоя 3, толщине W3 слоя 4 основания и толщине W4 катодного слоя 5.
Толщина первого высоколегированного слоя 13 p-типа и следовательно, также толщина анодного слоя 3 в окончательном устройстве ограничивается механической стабильностью подложки вследствие того факта, что второй высоколегированный слой 18 p-типа должен быть удален с помощью шлифования. Чем более толстым является первый высоколегированный слой 13 p-типа, тем более тонкой должна быть показанная на фиг. 1c утоненная подложка.
Кроме того, толщина W4 катодного слоя 5 главным образом ограничивается тем фактом, что в это время ограничивается блокирующая функция барьерного слоя 19 оксида кремния. После определенного периода времени легирующая примесь n-типа будет диффундировать также и через барьерный слой 19 оксида кремния в первый высоколегированный слой 13 p-типа. Другим ограничивающим фактором для глубины диффузии катодного слоя 5 является тот факт, что не только легирующая примесь n-типа, но также легирующая примесь p-типа первого высоколегированного слоя 13 p-типа перемещается и распространяется за счет диффузии во время третьего этапа способа формирования катодного слоя 5.
В результате вышеуказанных ограничений известные сварочные диоды имеют толщину W3 слоя 4 основания, составляющую около 100 мкм или более.
На фиг. 2 показан профиль распределения легирующей примеси известного сварочного диода, т.е. концентрация легирующей примеси от первой главной стороны 1 ко второй главной стороне 2 подложки. Здесь расстояние от поверхности подложки означает расстояние от первой главной поверхности кремниевой подложки. На фиг. 2 также показана концентрация носителя заряда в слое 4 основания в условиях смещения в прямом направлении. В результате сильной инжекции концентрация электронов n равна концентрации дырок p в слое 4 основания в сварочном диоде в условиях смещения в прямом направлении. На фиг. 2 кривая 25 из точек представляет концентрацию носителя n=p без облучения пучком электронов известного сварочного диода, а пунктирная кривая 26 представляет концентрацию носителя n=p после облучения пучком электронов известного сварочного диода. Облучение пучком электронов является известным средством для уменьшения времени существования носителя заряда за счет индуцирования ловушек глубокого уровня, действующих как центры рекомбинации в кремниевой подложке.
Для низкого напряжения в открытом состоянии диода проводимость, и следовательно, также концентрация n=р носителя заряда в слое 4 основания должна быть настолько высокой, насколько это возможно. Однако высокая концентрация n=р носителя заряда в слое 4 основания также приводит к высокому обратному заряду Qrr переключения, который в основном соответствует области под кривой, представляющей концентрацию носителя заряда (т.е. области под кривой 25 из точек или пунктирной кривой 26 на фиг. 2). При высоких частотах высокий обратный заряд Qrr переключения и высокая продолжительность существования неосновного носителя заряда в результате приводит к высоким потерям на переключение. В известном сварочном диоде облучение пучком электронов будет уменьшать потери на переключение за счет уменьшения как высокого обратного заряда Qrr переключения, так и продолжительность существования носителя заряда. Однако, как можно увидеть при сравнении кривой 25 из точек или пунктирной кривой 26, облучение пучком электронов приводит в результате при одинаковом времени к значительно уменьшенной концентрации n=р носителя заряда в слое 4 основания, и следовательно, к значительно увеличенному напряжению в открытом состоянии диода. Поскольку потери на переключение являются ограничивающим фактором для увеличения операционной частоты диода, известные сварочные диоды не предназначены для частот, превышающих частоту около 1 кГц.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является обеспечение высокочастотного силового диода для сварки сопротивлением (т.е. сварочного диода), который может использоваться при высоких частотах от 10 кГц и выше с низким напряжением в открытом состоянии диода и высокой допустимой нагрузкой по току. Также задачей изобретения является обеспечение способа изготовления для такого высокочастотного силового диода.
Эта задача достигается с помощью высокочастотного силового диода в соответствии с п. 1 формулы изобретения.
В высокочастотном силовом диоде по п. 1 формулы изобретения толщина третьего слоя, разделяющего высоколегированный первый слой от высоколегированного второго слоя другого типа проводимости, составляет менее чем 60 мкм. Поэтому обратный заряд переключения является низким и высокочастотный силовой диод может использоваться в качестве выпрямительного диода при частотах от 10 кГц и выше. При использовании высокочастотного силового диода оборудование для сварки сопротивлением может работать при более высоких частотах. Это дает преимущество, заключающееся в том, что в сварочном оборудовании могут использоваться трансформаторы меньшего размера. Соответственно, преимущество заключается в более низкой стоимости, меньшем занимаемом пространстве и более низком весе сварочного оборудования.
Дальнейшие варианты развития изобретения определяются в зависимых пунктах формулы изобретения.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения первый слой и второй слой имеют поверхностную концентрацию легирующей примеси, по меньшей мере 7⋅1019 см-3. Такая высокая концентрация легирующей примеси гарантирует очень низкое напряжение в открытом состоянии диода.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения полупроводниковая подложка имеет толщину 150 мкм или более. Преимущество этого признака состоит с том, что подложка имеет хорошую механическую стабильность.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство содержит ловушки глубокого уровня, действующие как центры рекомбинации для уменьшения продолжительности существования носителя заряда. В известном сварочном диоде с толщиной низколегированного слоя n-типа, составляющей около 100 мкм или более, ловушки глубокого уровня приводят к более высокому напряжению в открытом состоянии диода вследствие понижения концентрации носителя заряда в низколегированном слое n-типа в условиях смещения в прямом направлении, как обсуждалось выше. И напротив, ловушки глубокого уровня в высокочастотном силовом диоде, в соответствии с изобретением, не приводят к значительному понижению концентрации носителя заряда в третьем слое, отделяющем высоколегированный первый слой от высоколегированного второго слоя. Соответственно, ловушки глубокого уровня могут использоваться в изобретении для дальнейшего улучшения обратного восстановления и для уменьшения потерь при переключении на высоких частотах, не жертвуя при этом низким напряжением в открытом состоянии диода.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство содержит ловушки, индуцированные при облучении электронами. Облучение пучком электронов является легким, быстрым и экономически эффективным способом для генерирования в устройстве ловушек глубокого уровня.
Задача изобретения также достигается с помощью способа изготовления высокочастотного силового диода, в соответствии с п. 11 формулы изобретения.
Способ изготовления по п. 11 формулы изобретения имеет преимущество, заключающееся в том, что одновременная диффузия легирующей примеси для первого типа проводимости в полупроводниковой подложке из первой главной стороны и легирующей примеси для второго типа проводимости в полупроводниковой подложке из второй главной стороны позволяет формировать не только глубокий диффузионный анодный слой, но также и глубокий диффузионный катодный слой, чтобы производить диффузионную структуру диода с модулированной проводимостью с диффузионными анодным и катодным слоями с тонким слоем основания, составляющим менее чем 60 мкм.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения поверхностная концентрация легирующей примеси для первого типа проводимости на первой главной стороне и поверхностная концентрация легирующей примеси для второго типа проводимости на второй главной стороне сохраняются постоянными во время этапа (b) одновременной диффузии анодного слоя и катодного слоя. Признак имеет преимущество, заключающееся в том, что максимальный уровень легирующей примеси может быть достигнут с хорошим контролем способа.
В предпочтительном варианте способ содержит дополнительный этап утонения полупроводниковой подложки до толщины между 150 и 250 мкм перед этапом (b) одновременной диффузии. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в том, что необходимая глубина диффузии может быть уменьшена, а также в том, что напряжение в открытом состоянии диода окончательного устройства может быть понижено, не жертвуя при этом механической стабильностью полупроводниковой подложки.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем будут подробно объясняться варианты осуществления изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, в которых:
фиг. 1a-1f иллюстрируют способ изготовления известного сварочного диода в разрезе, при этом фиг. 1f показывает окончательно изготовленный известный сварочный диод;
фиг. 2 показывает профиль концентрации легирующей примеси известного сварочного диода, изображенного на фиг. 1f, и концентрацию носителя заряда в слое основания в условиях смещения в прямом направлении;
фиг. 3a-3e иллюстрируют способ изготовления высокочастотного силового диода в разрезе, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, при этом фиг. 3e показывает окончательно изготовленный сварочный диод, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
фиг. 4 показывает профиль концентрации легирующей примеси сварочного диода, изображенного на фиг. 3e, и концентрацию носителя заряда в слое основания в условиях смещения в прямом направлении.
Цифровые позиции, используемые на фигурах, и их значения суммируются в списке цифровых позиций. В целом, аналогичные элементы имеют одинаковые цифровые позиции по всему описанию. Описанные варианты осуществления изобретения подразумеваются в качестве примеров и не будут ограничивать объем изобретения.
Варианты осуществления изобретения
На фиг. 3e показан высокочастотный силовой диод в разрезе, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Высокочастотный силовой диод, показанный на фиг. 3e, содержит кремниевую подложку, имеющую первую главную сторону 101 и вторую главную сторону 102, противоположную первой главной стороне 101. Кремниевая подложка имеет толщину в направлении, перпендикулярном первой и второй главной стороне, около 200 мкм и диаметр в направлении, параллельном первой и второй главной стороне, около 50 мм.
В подложке существует сформированный от ее первой главной стороны 101 ко второй главной стороне 102: высоколегированный анодный слой 103 p-типа, смежный с первой главной стороной 101, низколегированный слой 104 основания n-типа и высоколегированный катодный слой 105 n-типа, смежный со второй главной стороной 102 подложки. Анодный слой 103, слой 104 основания и катодный слой 105 образуют структуру pin-диода. На первой главной стороне 101 подложки формируется анодный электрод 106, а на второй главной стороне 102 подложки формируется катодный электрод 107.
Анодный слой 103 целенаправленно легируется бором (B) в качестве легирующей примеси p-типа. Концентрация бора в анодном слое 103 понижается от концентрации 1019 см-3 или более, предпочтительно 7⋅1019 см-3 или более, вблизи первой главной стороны 101 подложки, до концентрации 1,5⋅1015 см-3 или менее на границе раздела анодного слоя 103 со слоем 104 основания. Катодный слой 105 целенаправленно легируется фосфором (P) в качестве легирующей примеси n-типа. Концентрация фосфора в катодном слое 105 понижается от концентрации 1019 см-3 или более, предпочтительно 7⋅1019 см-3 или более, вблизи второй главной стороны 102 подложки, до концентрации 1,5⋅1015 см-3 или менее на границе раздела катодного слоя 105 со слоем 104 основания. Слой 104 основания немного легируется фосфором как легирующей примесью n-типа с концентрацией 1,5⋅1015 см-3 или менее.
Профиль концентрации легирующей примеси бора в анодном слое 103 и профиль концентрации фосфора в катодном слое 105 генерируется за счет одновременной глубокой диффузии бора в подложку с первой главной стороны и фосфора в подложку со второй главной стороны. Глубина диффузии бора в анодный слой 103 и глубина диффузии фосфора в катодный слой 105 характеризуется концентрацией бора в анодном слое 103 на расстояние 50 мкм от первой главной стороны 101 и, соответственно, концентрацией фосфора в катодном слое 105 на расстояние 50 мкм от второй главной стороны на величину 1017 см-3 или более. Толщина W3' слоя 104 основания в настоящем варианте осуществления изобретения составляет менее чем 60 мкм. В настоящем варианте осуществления изобретения это означает, что толщина W3' слоя 104 основания составляет менее чем две длины амбиполярной диффузии. Маленькая толщина слоя 104 основания достигается в настоящем изобретении за счет глубокого диффузионного анодного слоя 103 и глубокого диффузионного катодного слоя 105, толщина W2' и W4' которых составляет по меньшей мере более 50 мкм.
В дополнение к полупроводниковой подложке высокочастотного силового диода настоящий вариант осуществления изобретения содержит ловушки глубокого уровня, действующие как центры рекомбинации, чтобы уменьшать продолжительность существования носителя заряда. Если более точно, в настоящем варианте осуществления изобретения ловушки глубокого уровня являются ловушками, индуцированными при облучении пучком электронов.
На фиг. 4 показан профиль распределения легирующей примеси высокочастотного силового диода настоящего варианта осуществления изобретения от первой главной стороны 101 кремниевой подложки до второй главной стороны 102 кремниевой подложки. На фиг. 4 расстояние от поверхности подложки означает расстояние от первой главной стороны 101 кремниевой подложки. Жирная линия представляет концентрацию бора в анодном слое 103 и концентрацию фосфора в слое 104 основания и в катодном слое 105. Кривая 125 из точек представляет концентрацию носителя заряда n=p в слое 104 основания в условиях смещения в прямом направлении высокочастотного силового диода без индуцированных ловушек глубокого уровня при облучении пучком электронов, в то время как пунктирная кривая 126 представляет концентрацию носителя заряда n=p в условиях смещения в прямом направлении высокочастотного силового диода с индуцированными ловушками глубокого уровня при облучении пучком электронов. Как и в случае известного сварочного диода, обсуждавшегося со ссылками на фиг. 1 и 2, в условиях смещения в прямом направлении концентрация электронов n равна концентрации дырок p в слое 104 основания вследствие условий сильной инжекции. Как можно увидеть из сравнения кривых 125 и 126, индуцированные ловушки глубокого уровня при облучении пучком электронов не имеют значительного эффекта на концентрацию носителя вследствие маленькой толщины W3' слоя основания, которая составляет менее 60 мкм. Поэтому в высокочастотном силовом диоде настоящего изобретения продолжительность существования носителя заряда, а также, соответственно, потери на переключение, могут быть уменьшены без значительного неблагоприятного эффекта на напряжение в открытом состоянии диода.
В дальнейшем здесь будет описываться способ изготовления со ссылками на фиг. 3a-3e для изготовления высокочастотного силового диода, показанного на фиг. 3e, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Во время первого этапа способа кремниевая подложка 110, которая немного легируется фосфором в качестве легирующей примеси n-типа с концентрацией 1,5⋅1015 см-3 или менее, подвергается утонению от первоначальной толщины W0', как показано на фиг. 3a, до толщины W1'<W0', как показано на фиг. 3b. В настоящем варианте осуществления изобретения толщина W0' кремниевой подложки 110 составляет 279 мкм ±25 мкм, а диаметр кремниевой подложки составляет около 50 мм. Толщина W1' подложки 114 после утонения в настоящем варианте осуществления изобретения составляет около 200 мкм.
Во время этапа способа, показанного на фиг. 3c, одновременно производится диффузия бора (B), как легирующей примеси p-типа в утоненную кремниевую подложку 114 из ее первой главной стороны 101 и фосфора (P), в качестве легирующей примеси n-типа в утоненную кремниевую подложку 114 со второй главной стороны 102. Здесь диффузия легирующей примеси в полупроводниковую подложку должна рассматриваться как диффузия с наружной стороны подложки внутрь подложки, т.е. легирующая примесь или предшественник легирующей примеси поступают с наружной стороны во время этапа диффузии. В настоящем варианте осуществления изобретения диффузия производится из газовой фазы, где газом-носителем является обогащенный предшественником желаемой легирующей примеси, также находящейся в газообразной форме (например, фосфористый водород PH3 для фосфора и гидрид бора B2H6 для бора). Во время одновременной диффузии должно быть гарантировано, что источник бора контактирует только с первой главной стороной 101 утоненной кремниевой подложки 114, но не входит в контакт со второй главной стороной 102 утоненной кремниевой подложки 114, в то же время должно быть гарантировано, что источник фосфора контактирует только со второй главной стороной 102 утоненной кремниевой подложки 114, но не входит в контакт с первой главной стороной 101 утоненной кремниевой подложки 114. Диффузия производится при высокой температуре в диапазоне от 900°C до 1400°C в течение нескольких десятков часов, чтобы получить профиль глубокой диффузии как для бора, так и для фосфора, как характеризовалось выше со ссылками на фиг. 3e. Предпочтительно, диффузия производится с постоянной концентрацией легирующей примеси на поверхности, которая также известна как «условие постоянной концентрации легирующей примеси на поверхности», в котором концентрация легирующих примесей около поверхности подложки сохраняется постоянной за счет непрерывного поступления легирующих примесей снаружи.
После этапа одновременной диффузии бора в утоненную кремниевую подложку 114 с ее первой главной стороны 101 и фосфора (P) в утоненную кремниевую подложку 114 с ее второй главной стороны 102, анодный электрод 106 формируется на анодном слое 103, а катодный электрод 107 формируется на катодном слое 105, чтобы получить высокочастотный силовой диод, показанный на фиг. 3e.
В качестве дальнейшего этапа способа высокочастотный силовой диод облучается электронами, чтобы генерировать дефекты глубокого уровня в кремниевой подложке для уменьшения продолжительности существования носителя заряда. Предпочтительно, вся активная область подложки подвергается облучению электронами.
Для специалистов в данной области техники очевидно, что возможны модификации описываемых выше вариантов осуществления изобретения, не выходящих за пределы идеи изобретения, которая определяется прилагаемой формулой изобретения.
В описываемых выше вариантах осуществления изобретения использовался фосфор в качестве предпочтительной легирующей примеси n-типа для слоя 104 основания, а также для катодного слоя 105. Однако также возможно использовать любой другой вид легирующей примеси n-типа, такой как мышьяк (As), сурьма (Sb) или висмут (Bi) для этих слоев, или даже использовать более одного вида легирующей примеси n-типа. Например, слой основания может легироваться видом легирующей примеси n-типа, который отличается от легирующей примеси для катодного слоя. Слой основания также может формироваться, например, из кремния NTD (Neutron Transmission Doped - легирование с использованием радиоактивных превращений под действием нейтронов). В формуле изобретения концентрация легирующей примеси для первого типа проводимости относится к общей концентрации всех легирующих примесей, которые действуют как легирующая примесь для первого типа проводимости. Аналогичным образом, концентрация легирующей примеси для второго типа проводимости относится к общей концентрации всех легирующих примесей, которые действуют как легирующая примесь для второго типа проводимости.
В описанных выше вариантах осуществления изобретения слой 104 основания высокочастотного силового диода и кремниевая подложка 110, используемая для изготовления такого высокочастотного силового диода, была целенаправленно легирована фосфором в качестве легирующей примеси n-типа. Однако, слой 104 основания высокочастотного силового диода настоящего изобретения также может быть внутренним полупроводниковым слоем или даже может быть низколегированным слоем p-типа до тех пор, пока концентрация легирующей примеси в слое основания не будет составлять 1,5⋅1015 см-3 или менее.
В описанном выше варианте осуществления изобретения высокочастотный силовой диод описывался с кремниевой подложкой, имеющей толщину 200 мкм и диаметр около 50 мм. Однако размеры кремниевой подложки не ограничиваются такими значениями. В другом варианте осуществления изобретения кремниевая подложка может иметь любую другую толщину, предпочтительно более 150 мкм, а также любой другой диаметр, предпочтительно более 25 мм.
Вариант осуществления изобретения высокочастотного силового диода был описан выше с кремниевой подложкой. Однако другой полупроводниковый материал, например, такой как германий, может использоваться для высокочастотного силового диода, а также для способа изготовления такого высокочастотного силового диода.
В описанном выше варианте осуществления изобретения способа изготовления высокочастотного силового диода одновременная диффузия выполнялась из газообразного источника. Однако диффузия также может выполняться с помощью твердого источника, когда пластинки твердого вещества, содержащие легирующую примесь, прикладываются к кремниевой подложке для создания контакта с ней, или диффузия может выполняться с жидким источником (например, бромидом бора BBr3 для легирования бором и хлористый фосфорил POCl3 для легирования фосфором). Также возможно использовать любую комбинацию из газообразного, твердого и жидкого источников во время одновременной диффузии.
Следует отметить, что термин «содержащий» (comprising) не исключает другие элементы или этапы, и поэтому неопределенный артикль "а" или "an" не исключает множественность. Также элементы, описанные во взаимодействии с различными вариантами осуществления изобретения, могут комбинироваться.
Список цифровых обозначений:
1 первая главная сторона,
2 вторая главная сторона,
3 анодный слой,
4 слой основания,
5 катодный слой,
6 анодный электрод,
7 катодный электрод,
10 подложка,
13 высоколегированный слой p-типа на первой главной стороне подложки,
13' высоколегированный слой p-типа на второй главной стороне подложки,
14 низколегированный слой n-типа,
19 барьерный слой оксида кремния,
25 концентрация носителя заряда в условиях смещения в прямом направлении без облучения пучком электронов, вызывающего индуцирование ловушек глубокого уровня,
26 концентрация носителя заряда в условиях смещения в прямом направлении после облучения пучком электронов, вызывающего индуцирование ловушек глубокого уровня,
101 первая главная сторона,
102 вторая главная сторона,
103 анодный слой,
104 слой основания,
105 катодный слой,
106 анодный электрод,
107 катодный электрод,
110 кремниевая подложка,
114 утоненная кремниевая подложка,
W0 толщина подложки перед утонением,
W1 толщина подложки после утонения,
W2 толщина анодного слоя,
W3 толщина слоя основания,
W4 толщина катодного слоя,
W0' толщина подложки перед утонением,
W1' толщина подложки после утонения,
W2' толщина анодного слоя,
W3' толщина слоя основания,
W4' толщина катодного слоя.
Claims (29)
1. Высокочастотный силовой диод, содержащий:
полупроводниковую подложку, имеющую первую главную сторону (101) и вторую главную сторону (102), противоположную первой главной стороне (101),
первый слой (103), сформированный в полупроводниковой подложке, примыкающий к первой главной стороне (101), при этом первый слой (103) имеет первый тип проводимости, который является проводимостью n-типа или p-типа,
второй слой (105), сформированный в полупроводниковой подложке, примыкающий ко второй главной стороне (102) подложки, при этом второй слой (105) имеет второй тип проводимости, который является проводимостью n-типа или p-типа, но отличающейся от указанного первого типа проводимости,
третий слой (104), сформированный в полупроводниковой подложке между первым слоем (103) и вторым слоем (105), при этом третий слой (104) имеет указанный второй тип проводимости,
причем первый слой (103) имеет концентрацию легирующей примеси для первого типа проводимости, которая понижается от 1019 см-3 или более вблизи первой главной стороны (101) подложки до концентрации 1,5⋅1015 см-3 или менее на границе раздела первого слоя (103) с третьим слоем (104),
второй слой (105) имеет концентрацию легирующей примеси для второго типа проводимости, которая понижается от 1019 см-3 или более вблизи второй главной стороны (102) подложки до концентрации 1,5⋅1015 см-3 на границе раздела второго слоя (105) с третьим слоем (104), и
третий слой (104) имеет концентрацию легирующей примеси для второго типа проводимости 1,5⋅1015 см-3 или менее,
отличающийся тем, что концентрация легирующей примеси для первого типа проводимости в первом слое (103) на расстоянии 50 мкм от первой главной стороны (101) подложки и концентрация легирующей примеси для второго типа проводимости во втором слое (105) на расстоянии 50 мкм от второй главной стороны (102) составляет соответственно 1017 см-3 или более, а толщина третьего слоя (104) составляет менее 60 мкм.
2. Высокочастотный силовой диод по п. 1, в котором первый слой (103) и второй слой (105) имеют поверхностную концентрацию легирующей примеси по меньшей мере 7⋅1019 см-3.
3. Высокочастотный силовой диод по п. 1, в котором фосфор является легирующей примесью для второго типа проводимости во втором слое (105).
4. Высокочастотный силовой диод по п. 2, в котором фосфор является легирующей примесью для второго типа проводимости во втором слое (105).
5. Высокочастотный силовой диод по п. 1, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
6. Высокочастотный силовой диод по п. 2, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
7. Высокочастотный силовой диод по п. 3, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
8. Высокочастотный силовой диод по п. 4, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
9. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором полупроводниковая подложка является кремниевой подложкой.
10. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором полупроводниковая подложка имеет толщину 150 мкм или более.
11. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором профиль концентрации легирующей примеси сформирован путем одновременной диффузии легирующей примеси для первого типа проводимости в первую главную сторону (101) и легирующей примеси для второго типа проводимости во вторую главную сторону (102).
12. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, содержащий центры рекомбинации для уменьшения времени жизни носителя заряда.
13. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, содержащий ловушки, индуцированные облучением электронами.
14. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором толщина третьего слоя (104) меньше чем две длины амбиполярной диффузии.
15. Способ изготовления высокочастотного силового диода по любому из пп. 1-14, содержащий:
(a) этап обеспечения полупроводниковой подложки (114); и
(b) этап одновременной диффузии легирующей примеси для первого типа проводимости в полупроводниковую подложку (114) с первой главной стороны (101) и легирующей примеси для второго типа проводимости в полупроводниковую подложку со второй главной стороны (102).
16. Способ изготовления по п. 15, в котором поверхностную концентрацию легирующей примеси для первого типа проводимости на первой главной стороне (101) и поверхностную концентрацию легирующей примеси для второго типа проводимости на второй главной стороне (102) поддерживают постоянной во время этапа (b) диффузии.
17. Способ изготовления по п. 15 или 16, дополнительно содержащий этап утонения полупроводниковой подложки (110) до толщины в диапазоне от 150 до 250 мкм перед этапом (b) диффузии.
18. Способ изготовления по п. 15 или 16, дополнительно содержащий этап формирования центров рекомбинации в полупроводниковой подложке.
19. Способ изготовления по п. 18, в котором центры рекомбинации индуцируют путем облучения полупроводниковой подложки электронами.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP14184784.8 | 2014-09-15 | ||
EP14184784.8A EP2996152B1 (en) | 2014-09-15 | 2014-09-15 | High frequency power diode and method for manufacturing the same |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015139136A RU2015139136A (ru) | 2017-03-17 |
RU2015139136A3 RU2015139136A3 (ru) | 2019-03-19 |
RU2684921C2 true RU2684921C2 (ru) | 2019-04-16 |
Family
ID=51539198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015139136A RU2684921C2 (ru) | 2014-09-15 | 2015-09-14 | Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9553210B2 (ru) |
EP (1) | EP2996152B1 (ru) |
JP (1) | JP6484147B2 (ru) |
KR (1) | KR101811922B1 (ru) |
CN (1) | CN105428425B (ru) |
RU (1) | RU2684921C2 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2996152B1 (en) * | 2014-09-15 | 2017-03-15 | ABB Schweiz AG | High frequency power diode and method for manufacturing the same |
JP6846119B2 (ja) * | 2016-05-02 | 2021-03-24 | 株式会社 日立パワーデバイス | ダイオード、およびそれを用いた電力変換装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2288390A1 (fr) * | 1974-10-18 | 1976-05-14 | Thomson Csf | Procede de realisation d'une structure semi-conductrice pour hyperfrequence et composant electronique ainsi obtenu |
EP0193462A1 (fr) * | 1985-02-26 | 1986-09-03 | Thomson-Csf | Diode hyperfréquence de type PIN à transitions abruptes |
US6060745A (en) * | 1997-08-25 | 2000-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a monotonically decreasing impurity concentration |
RU70411U1 (ru) * | 2007-09-24 | 2008-01-20 | Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" | Силовой импульсный полупроводниковый диод |
WO2013028973A1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Aeroflex Colorado Springs Inc. | Wafer structure for electronic integrated circuit manufacturing |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5819125B2 (ja) * | 1976-08-11 | 1983-04-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造方法 |
JPH07226405A (ja) * | 1994-12-19 | 1995-08-22 | Meidensha Corp | 半導体デバイスの製造方法 |
JPH10270720A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Fuji Electric Co Ltd | 高圧シリコンダイオード |
JP2000022174A (ja) | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
US7485920B2 (en) * | 2000-06-14 | 2009-02-03 | International Rectifier Corporation | Process to create buried heavy metal at selected depth |
GB0130018D0 (en) * | 2001-12-15 | 2002-02-06 | Koninkl Philips Electronics Nv | Semiconductor devices and their manufacture |
JP4539011B2 (ja) * | 2002-02-20 | 2010-09-08 | 富士電機システムズ株式会社 | 半導体装置 |
US7728409B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-06-01 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
CN103748689B (zh) * | 2011-09-08 | 2017-02-15 | 富士电机株式会社 | 半导体装置以及半导体装置的制造方法 |
US8836090B1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-16 | Ixys Corporation | Fast recovery switching diode with carrier storage area |
US9209027B1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-12-08 | Infineon Technologies Ag | Adjusting the charge carrier lifetime in a bipolar semiconductor device |
US9349799B2 (en) * | 2014-08-14 | 2016-05-24 | Infineon Technologies Ag | Adjusting the charge carrier lifetime in a bipolar semiconductor device |
EP2996152B1 (en) * | 2014-09-15 | 2017-03-15 | ABB Schweiz AG | High frequency power diode and method for manufacturing the same |
-
2014
- 2014-09-15 EP EP14184784.8A patent/EP2996152B1/en active Active
-
2015
- 2015-09-02 JP JP2015172794A patent/JP6484147B2/ja active Active
- 2015-09-09 KR KR1020150127851A patent/KR101811922B1/ko active IP Right Grant
- 2015-09-11 US US14/851,409 patent/US9553210B2/en active Active
- 2015-09-14 RU RU2015139136A patent/RU2684921C2/ru active
- 2015-09-15 CN CN201510742720.XA patent/CN105428425B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2288390A1 (fr) * | 1974-10-18 | 1976-05-14 | Thomson Csf | Procede de realisation d'une structure semi-conductrice pour hyperfrequence et composant electronique ainsi obtenu |
US4045252A (en) * | 1974-10-18 | 1977-08-30 | Thomson-Csf | Method of manufacturing a semiconductor structure for microwave operation, including a very thin insulating or weakly doped layer |
EP0193462A1 (fr) * | 1985-02-26 | 1986-09-03 | Thomson-Csf | Diode hyperfréquence de type PIN à transitions abruptes |
US6060745A (en) * | 1997-08-25 | 2000-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a monotonically decreasing impurity concentration |
RU70411U1 (ru) * | 2007-09-24 | 2008-01-20 | Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" | Силовой импульсный полупроводниковый диод |
WO2013028973A1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Aeroflex Colorado Springs Inc. | Wafer structure for electronic integrated circuit manufacturing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160031964A (ko) | 2016-03-23 |
JP6484147B2 (ja) | 2019-03-13 |
RU2015139136A (ru) | 2017-03-17 |
EP2996152B1 (en) | 2017-03-15 |
CN105428425A (zh) | 2016-03-23 |
KR101811922B1 (ko) | 2017-12-22 |
US20160079441A1 (en) | 2016-03-17 |
US9553210B2 (en) | 2017-01-24 |
EP2996152A1 (en) | 2016-03-16 |
RU2015139136A3 (ru) | 2019-03-19 |
CN105428425B (zh) | 2018-06-26 |
JP2016063220A (ja) | 2016-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6515990B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4919700B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP5781291B2 (ja) | ファストリカバリーダイオード | |
JP5641055B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
US9870923B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device | |
WO2017146148A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP6880669B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
TWI521693B (zh) | 蕭基能障二極體及其製造方法 | |
US8698285B2 (en) | Reverse recovery using oxygen-vacancy defects | |
JP2012186318A (ja) | 高耐圧半導体装置 | |
WO2013131821A1 (en) | Power semiconductor device and method for manufacturing thereof | |
JP2012174895A (ja) | 高耐圧半導体装置 | |
JP2014017326A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2012195324A (ja) | 高耐圧半導体装置 | |
RU2684921C2 (ru) | Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления | |
WO2014202750A1 (en) | Fast recovery diode | |
WO2022193357A1 (zh) | 一种肖特基二极管结构及其制造方法 | |
JP5872327B2 (ja) | 半導体整流素子 | |
JP6780335B2 (ja) | 逆阻止mos型半導体装置および逆阻止mos型半導体装置の製造方法 | |
CN115084281A (zh) | 具有抗单粒子烧毁能力的肖特基二极管器件及制备方法 | |
JP2013077615A (ja) | ダイオードの製造方法 | |
WO2023176887A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2024110237A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
CN115911137A (zh) | 一种集成异质结肖特基二极管及其制备方法 | |
JP2009246204A (ja) | ショットキーバリアダイオードおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220311 |