[发明专利]由氢注入工艺控制恢复特性的快恢复二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由氢注入工艺控制恢复特性的快恢复二极管的制备方法，属于快恢复二极管技术领域。

背景技术

恢复二极管在各种电子设备特别是开关电源中广泛应用，由于开关电源的工作频率的不断提高,为了减少二极管本身的关断损耗，提高整机的运行效率和可靠性，要求二极管有较快的反向恢复特性，即在较短的时间内，二极管能够从正向导通状态恢复到反向阻断状态。因此，需要二极管具有反向恢复时间t_rr短、反向恢复电荷Q_rr少和最大的反向恢复电流I_rrm低。为此，目前一些快恢复二极管是通过对少子寿命的控制方法实现反向恢复特性。对少子寿命的控制方法一种是通过重金属掺杂方式，但因重金属掺杂主要是采用金、铂和钯等，因此存在着特性分散性大、受工作温度影响大的问题，会出现严重的压降负温度特性，由于反向恢复特性受温度影响大，故高温和低温特性相差大。另一种是采用电子辐照的方式，但电子辐照的穿透性，所形成的复合中心为恒定分布，对于器件的开关特性，恢复起来硬度很大，在很多需要的软恢复特性二极管应用上无法使用。再一种用氢离子注入工艺方式来进行局部少子控制，但因采用氢离子注入与重金属掺杂结合工艺方式形成局部少子寿命控制区域，会带来由于器件在高温运行下，重金属还是会有反向恢复特性受温度影响大，同样存在着高温和低温特性相差大的缺陷。尤其在硅片正面的金属铝形成时，使用了合金工艺，而铝合金工艺通常的控制温度在400～420℃，在此温度下，对氢离子注入退火后形成的少子寿命有效果的空位-氧复合物会基本完全消失，造成局部少子控制区作用大大降低甚至无效。

发明内容

本发明的目的是提供一种由氢注入工艺控制恢复特性的快恢复二极管的制备方法，采用氢离子注入及后续低温退火工艺，形成稳定的局部缺陷区域，能降低有源区对基区的注入和少数载流子的寿命。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种由氢注入工艺控制恢复特性的快恢复二极管的制备方法，其特征在于：对已经完成正面工序、并在正面带有保护胶的硅片上进行制作，

⑴、在硅片正面用离子注入方式将氢离子注入到有源区P型掺杂区中，所述氢离子注入时的能量在120KeV～0.5MeV、注入剂量在1e13～5e15，氢离子注入时形成的平均射程在1.1～7um，在硅片的P型杂质区中由撞击而产生微缺陷区；

⑵、将硅片正面保护胶去除后放入退火炉内，在保护气体气氛下，在270～345℃下进行退火处理，且退火时间在0.5～5h，以修复部分缺陷区并在设定的位置形成微缺陷区域，形成对少子寿命的形成影响的复合中心，用于降低有源区对基区的注入和少数载流子的寿命；

⑶、在硅片正面采用金属溅射或蒸发，经光刻腐蚀形成欧姆接触的金属阳极层；

⑷、将硅片背面减薄后，用蒸发或溅射法在硅片背面制作背面金属层，形成金属阴极层，完成快恢复二极管的制作。

其中：所述氢离子注入的能量在160KeV～0.35MeV、注入剂量在2e13～4e15,且氢离子注入时形成的平均射程在1.24～5um。

所述氢离子注入的能量在160KeV～0.25MeV，注入剂量在5e13～3e15,且氢离子注入时形成的平均射程在1.24～4um。

所述退火处理时的温度在280～330℃，退火时间1～3.5小时。