[发明专利]一种低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片

权利要求书

1.一种低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于在N+型硅单晶衬底上生长有P-型外延层，在所述P-型外延层上表面内设置有P+型主结有源区；在所述N+型硅单晶衬底、所述P-型外延层和所述P+型主结有源区形成的硅片上形成有少子复合中心；在所述P+型主结有源区的外侧的芯片边缘设置有N+型截至环；所述N+型截至环穿透所述P-型外延层并深入N+型硅单晶衬底层内，在部分P+型主结有源区上表面、部分N+型截至环上表面、及P+型主结有源区与N+型截至环之间的所述P-型外延层上表面上设置有二氧化硅层；在部分所述N+型截至环区上和位于所述N+型截至环一侧的部分所述二氧化硅层上设置有连接金属层、在所述P+型主结有源区上表面和位于所述P+主结有源区两侧的部分所述二氧化硅层上面设置正面欧姆接触金属层；在所述部分N+截至环上、所述连接金属层上、所述正面欧姆接触层上面外侧部分及连接金属与正面欧姆接触金属之间的二氧化硅层上设置有钝化保护层；在所述N+型硅单晶衬底层背面设置有背面欧姆接触金属。

2.一种低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于在N+型硅单晶衬底上生长有P-型外延层，在所述P-型外延层上表面内设置有P+型主结有源区；在所述N+型硅单晶衬底、所述P-型外延层和所述P+型主结有源区形成的硅片上形成有少子复合中心；在所述P+型主结有源区上表面两侧部分上及位于P+主结有源区外侧的P-型外延层上表面上设置有二氧化硅层；在所述二氧化硅层上开设有沟槽，所述沟槽向下穿过所述P-型外延层并深入所述N+硅单晶衬底层；在位于N+硅单晶衬底层和P-外延层处的所述沟槽的侧壁外侧形成有N+型截至环；所述沟槽内填充N型掺杂形式的多晶硅或二氧化硅；在所述沟槽上面及位于沟槽两侧的部分所述二氧化硅层上设置有多晶硅层或二氧化硅层；在所述P+型主结有源区上表面及与之相邻的部分所述二氧化硅层上面设置有正面欧姆接触金属；在沟槽上方的多晶硅层或二氧化硅层上、在沟槽上方的多晶硅层或二氧化硅层外侧的部分二氧化硅层上及在沟槽上方的多晶硅层或二氧化硅层外内侧的二氧化硅层上、及位于二氧化硅层一侧的部分正面欧姆接触金属层上设置有钝化保护层；在所述N+型硅单晶衬底层背面设置有背面欧姆接触金属。

3.根据权利要求1或2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述N+型硅单晶衬底电阻率为0.01~0.002Ω.cm之间；所述硅单晶晶向为<100>或<111>。

4.根据权利要求1或2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述P-型外延层电阻率范围为1~100Ω.cm，所述P-型外延层厚度控制在20~35um之间。

5.根据权利要求1或2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述P+主结有源区结深4~10 um。

6.根据权利要求1或2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述正面欧姆接触金属为多层金属。

7.根据权利要求1或2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述N+截至环深入所述N+单晶硅衬底的深度≥10微米。

8.根据权利要求2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述沟槽宽度0.5~1.5um。

9.根据权利要求2所述的低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，其特征在于所述N+截至环的宽度为2~5微米。