[发明专利]一种二极管及其制造方法

说明书

本发明技术方案涉及一种二极管及其制造方法，所述二极管包括：第一导电类型的衬底，形成于所述衬底上下表面两侧边缘的第二导电类型的阱区，第一导电类型的第一外延层，形成于所述第一外延层并与衬底连接的埋层，第一导电类型的第二外延层，形成于第二外延层上两侧边缘与阱区对应的场氧区，形成于第二外延层内的第二导电类型的第一掺杂区，正面金属和背面金属。通过在第一外延层设置埋层，使得在阴极侧形成一个寄生的雪崩二极管，其击穿电压较低，可以缩短反向恢复时间，并具有较软反向恢复特性，同时在衬底上下表面分别注入形成第二导电类型的阱区，其与场氧区配合作用，也可以降低反向恢复电荷，缩短反向恢复时间和具有更软的反向恢复特性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种二极管及其制造方法。

背景技术

快速恢复二极管(Fastrecovery diode，简称FRD)是一种开关特性好、反向恢复时间短的二极管，快速恢复二极管广泛应用于开关电源、逆变器、变频器、PWM脉宽调制器、电机、静电感应等电力电子技术领域。

快速恢复二极管的一个工作周期中包含正向恢复和反向恢复。正向恢复特性是指快速恢复二极管从正向导通开始到出现较高的瞬态压降，经过一定时间后才能处于稳定状态，该时间长短反映了正向恢复特性；反向恢复特性是指在较短的时间内，二极管能够从正向导通状态恢复到反向关断状态，而反向恢复时间的长短会直接影响整个电路系统的功耗，反向恢复时间越长，系统所浪费的功耗就越大。传统工艺的快速恢复二极管已经不能满足新的应用需求，新应用要求快速恢复二极管不仅要有更短的反向恢复时间，还要求具有较软的恢复特性。

发明内容

本发明提供一种二极管，使其不仅具有反向恢复峰值电流小、反向恢复电荷少、反向恢复时间短的特点，而且还具有软的反向恢复特性。

一方面，本发明提供一种二极管，包括：

第一导电类型的衬底；

第二导电类型的阱区，包括两个第一阱区和两个第二阱区，所述第一阱区形成于所述衬底的上表面两侧边缘，所述第二阱区形成于所述衬底的下表面两侧边缘；

第一导电类型的第一外延层，形成于所述衬底的上表面，所述第一外延层的掺杂浓度低于所述衬底的掺杂浓度；

第二导电类型的埋层，形成于所述第一外延层，与所述衬底连接；

第一导电类型的第二外延层，形成于所述第一外延层之上，所述第二外延层的掺杂浓度低于所述第一外延层的掺杂浓度；

场氧区，由第二外延层上表面两侧边缘处进行局部二氧化硅生长形成；

所述场氧区位置与所述阱区对应；

第二导电类型的第一掺杂区，形成于所述第二外延层内；

正面金属和背面金属。

另一方面，本发明提供一种二极管的制造方法，包括：

提供第一导电类型的衬底；

在所述衬底的上表面两侧边缘注入形成两个第二导电类型的第一阱区，以及在所述衬底的下表面对应位置分别注入形成两个第二导电类型的第二阱区；

在所述衬底的上表面生长第一导电类型的第一外延层，所述第一外延层的掺杂浓度低于所述衬底的掺杂浓度；

在所述第一外延层内注入形成第二导电类型的埋层，所述埋层与所述衬底连接；

在所述第一外延层之上生长形成第一导电类型的第二外延层，所述第二外延层的掺杂浓度低于所述第一外延层的掺杂浓度；

在所述第二外延层上表面两侧边缘处进行局部二氧化硅生长形成场氧区；

在所述第二外延层上表面注入形成第二导电类型的第一掺杂区；