[发明专利]一种PIN二极管的电极的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于二极管技术领域，特别涉及一种电力半导体逆变器装置的关键器件PIN二极管的电极的制造方法。 

背景技术

目前电力半导体逆变器装置用的关键器件一般采用二极管，具体来分，有PN型和PIN型。 

逆变器装置的负载大多是感应式负载的电动机。在工作过程中，电流在感应式负载和支架元件的闭合电路之间在逆变器装置中，通常以IGBT作为开关进行工作，通过重复截止状态和导通状态来控制电能。在IGBT导通的状态下，PIN二极管中不流过电流，PIN二极管处于截止状态。另一方面，在IGBT截止的状态下，PIN二极管中流过电流，PIN二极管处于导通状态。为了提高逆变器装置的开关特性，要求尽快使PIN二极管从导通状态转变到截止状态。为此，需要在PIN二极管中缩短寿命。若缩短寿命则存在使导通电阻变高这一问题。因此，为了既确保PIN二极管的开关特性又降低导通电阻，就要求高精度地控制PIN二极管的寿命。 

PIN二极管的常规结构为：本征半导体层夹在p型和n型半导体层之间，构成三文治式的横向三层结构。这种常规的横向PIN二极管在小型化方面受到限制，因为在横向形成的PIN二极管的情况下，降低特征尺寸导致p层、i层和n层之间的结面积受到限制。中国已授 权专利CN100583460C公开了一种PIN二极管，其采用的结构在一定程度上能够改善降低特征尺寸而限制的结面积。但是该专利公开的PIN二极管的灵敏度还是不足。 

而且现有技术中PIN二极管的电极一般都仅在P掺杂层和N掺杂层的部分表面上形成，这种结构在封装时，往往仅能以一种方式放置在封装体中，从而限制了封装的便利性。 

发明内容：

本发明提出了一种PIN二极管的电极的制造方法，采用本发明提出的PIN二极管的电极制造方法制得的PIN二极管，能够方便的应用于各种封装体中。 

本发明提出的PIN二极管的电极制造方法包括如下步骤： 

（1）准备衬底，对该衬底进行高浓度掺杂，以形成N+掺杂区； 

（2）在N+掺杂区的表面上旋涂光刻胶，光刻后对其进行干法刻蚀，以形成倒T型的N+掺杂层； 

（3）在所述N+掺杂层上外延生长N-掺杂层； 

（4）在N-掺杂层的两侧横向表面上形成绝缘层； 

（5）在所述N-掺杂层上外延生长本征半导体层； 

（6）在所述本征半导体层上外延生长P-掺杂层； 

（7）在所述P-掺杂层上外延生长P+掺杂层106； 

（8）除去衬底，然后在保留绝缘层的前提下，对N+掺杂层和N-掺杂层的侧面进行蚀刻，使得N+掺杂层和N-掺杂层的侧面与P+掺杂层的侧面对齐，以制得PIN二极管管芯； 

（9）在PIN二极管管芯的所有四周表面溅射金属层，以P电极和N电极； 

（10）对完成电极制作的PIN二极管的侧面进行平坦化，以去除多余的绝缘层。 

其中，形成N+掺杂层、N-掺杂层、本征半导体层、P-掺杂层以及P+掺杂层的外延材料可为硅或锗。其中P电极和N电极可以采用与半导体能形成良好欧姆接触的金属材料构成，这种材料例如Al、Mo、Ta、Ti、W等金属或其合金。 

本发明提出的PIN二极管的电极制造方法包括先制备具有的P+P-IN-N+结构（I即为本征半导体层）的PIN二极管，其能够降低导通压降。而后制造的P电极形成在PIN二极管的P+掺杂层上方的整个外围表面，N电极形成在所述PIN二极管的N+掺杂层与N-掺杂层下方的整个外围表面，因此在封装的过程中，PIN二极管可以以各种放置方式而置入到封装体中，这给封装带来极大的便利。 

附图说明

图1-8为本发明提出的PIN二极管电极制造方法的流程示意图。 

具体实施方式：

本发明提出的PIN二极管的电极制造方法包括如下步骤： 

如图1-7所示，本发明提出的鳍型PIN二极管的制造方法包括步骤：