[发明专利]功率二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，特别是涉及一种功率二极管的制备方法。

背景技术

功率二极管是电力电子电路最基本的组成单元，它的单向导电性可用于电路的整流、箝位、续流。合理应用功率二极管的性能是电力电子电路的重要内容。为提高二极管的性能，目前国内外已经提出了结势垒控制整流器、MOS控制二极管MCD等器件。MOSFET Diodes是一种发展迅速、应用广泛的电力电子器件，它是利用垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管开关速度快、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。针对这种MOSFET Diodes结构，传统的制备方法流程较为复杂、制备成本较高。

发明内容

基于此，有必要提供一种流程简便且制备成本低的功率二极管的制备方法。

一种功率二极管的制备方法，包括：提供衬底，在所述衬底的正面生长N型层；在所述N型层的正面形成终端保护环；在所述N型层的正面形成氧化层，对所述终端保护环进行推结；用有源区光刻板光刻并刻蚀掉有源区区域的所述氧化层，去胶后，在所述有源区区域的所述N型层的正面形成栅氧化层；在所述栅氧化层上淀积形成多晶硅层；用多晶硅光刻板光刻，并以光刻胶为掩蔽层注入P型离子，通过离子散射在所述多晶硅层下方形成P型体区；以所述光刻胶作为掩蔽层刻蚀所述多晶硅层，并向被刻蚀开的区域下面的P型体区内注入N型离子，形成N型重掺杂区；以所述光刻胶作为掩蔽层，先后进行栅氧化层刻蚀和硅刻蚀，并通过离子注入向被刻蚀开的区域下方注入P型离子，形成P+区；进行热退火，激活注入的杂质；进行正面金属化及背面金属化处理。

在其中一个实施例中，所述在所述N型层的正面形成终端保护环的步骤包括：在所述N型层的正面形成薄垫氧化层，用终端保护环光刻板进行光刻，以光刻胶作为掩蔽层注入P型离子，在所述薄垫氧化层下方形成P型终端保护环。

在其中一个实施例中，所述以所述光刻胶作为掩蔽层，先后进行栅氧化层刻蚀和硅刻蚀，并通过离子注入向被刻蚀开的区域下方注入P型离子，形成P+区的步骤中，被刻蚀去除的硅厚度为0.15～0.3微米。

在其中一个实施例中，所述用多晶硅光刻板光刻，并以光刻胶为掩蔽层注入P型离子，通过离子散射在所述多晶硅层下方形成P型体区的步骤中，所述P型离子为硼离子；所述以所述光刻胶作为掩蔽层刻蚀所述多晶硅层，并向被刻蚀开的区域下面的P型体区内注入N型离子，形成N型重掺杂区的步骤中，所述N型离子为砷离子；所述以所述光刻胶作为掩蔽层，先后进行栅氧化层刻蚀和硅刻蚀，并通过离子注入向被刻蚀开的区域下方注入P型离子，形成P+区的步骤中，所述P型离子包括硼离子和BF₂。

在其中一个实施例中，所述用多晶硅光刻板光刻，并以光刻胶为掩蔽层注入P型离子，通过离子散射在所述多晶硅层下方形成P型体区的步骤中，所述硼离子注入能量为30～50KeV，注入剂量为1×10¹³～5×10¹³㎝^-2；所述以所述光刻胶作为掩蔽层刻蚀所述多晶硅层，并向被刻蚀开的区域下面的P型体区内注入N型离子，形成N型重掺杂区的步骤中，所述砷离子注入能量为30～50KeV，注入剂量为1×10¹⁵～1×10¹⁶㎝^-2；所述以所述光刻胶作为掩蔽层，先后进行栅氧化层刻蚀和硅刻蚀，并通过离子注入向被刻蚀开的区域下方注入P型离子，形成P+区的步骤中，所述硼离子注入剂量为1×10¹³～5×10¹³㎝^-2，注入能量为80～100KeV，BF₂注入能量为20～40KeV，注入剂量为6×10¹⁴～1×10¹⁵㎝^-2。

在其中一个实施例中，所述用多晶硅光刻板光刻，并以光刻胶为掩蔽层注入P型离子，通过离子散射在所述多晶硅层下方形成P型体区的步骤中，所述P型离子是分为多次进行注入。

在其中一个实施例中，所述推结的温度小于或等于1100摄氏度，时间为60～200分钟，且在无氧环境下进行。

在其中一个实施例中，所述多晶硅层的厚度为800～6000埃。

在其中一个实施例中，所述N型层的厚度为3～20微米，电阻率为0.5～10Ω·cm。

在其中一个实施例中，所述衬底为晶向<100>的N型硅片。