[发明专利]功率集成二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种功率集成二极管，其特征在于：包括高压慢恢复二极管、多晶硅二极管和多晶硅电阻，多晶硅二极管的阳极金属作为功率集成二极管的阳极，高压慢恢复二极管的阴极作为功率集成二极管的阴极；

在衬底上形成有N型衬底，N型衬底中依次设有第一外延层和第二外延层，在第二外延层中设有P型区，P型区包括高压慢恢复二极管的P型源区和高压慢恢复二极管的P型场限环，高压慢恢复二极管的阳极金属通过内部金属连线分别与多晶硅二极管的阴极金属和多晶硅电阻的一端连接，多晶硅二极管的阳极金属和多晶硅电阻的另一端通过阳极金属连线与功率集成二极管的阳极金属压焊区连接；

所述P型区中设有沟槽，多晶硅二极管位于沟槽中，沟槽的耐压范围为50～200V，沟槽中设有氧化层，多晶硅二极管的多晶硅为N型材质。

2.据权利要求1所述的功率集成二极管，其特征在于：各P型区均由P-区和P+区组成。

3.根据权利要求1所述的功率集成二极管，其特征在于：第一外延层的电阻率大于第二外延层的电阻率，第一外延层的厚度大于第二外延层的厚度。

4.根据权利要求1所述的功率集成二极管，其特征在于：多晶硅电阻的电阻范围为50～200Ω。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的功率集成二极管的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、淀积硬掩膜，硬掩膜的厚度为1～3um，

B、Trench光刻，刻蚀硬掩膜，沟槽刻蚀，沟槽刻蚀的深度为2～10um，

C、沟槽氧化，氧化层厚度为3000～10000A，氧化的温度为900～1050℃，

D、多晶硅填充，

E、化学机械抛光CMP，将硅片表面的多晶硅和氧化层除净，

F、场氧化，氧化层厚度为氧化的温度为950～1100℃，

G、终端区光刻，刻蚀与终端区注入与扩散，主要是硼离子注入与扩散，注入的剂量为5E13～5E14cm^-2，注入能量为60～100Kev,扩散温度为1100～1175℃，扩散时间为90～300分钟，

H、淀积多晶硅及多晶硅磷扩散，对多晶硅进行光刻与刻蚀，刻蚀出多晶硅栅和多晶硅场板，

I、一次P阱注入与扩散，主要是硼离子注入与扩散，注入能量为60～100Kev，注入剂量为1E15～4E15cm^-2，扩散温度为1100～1175度，扩散时间为30～90分钟，

J、二次P阱注入与扩散，主要是硼离子注入与扩散，注入能量为60～100Kev，注入剂量为5E15～8E15cm^-2，扩散温度为1100～1175度，扩散时间为10～30分钟，

K、N区光刻、刻蚀与N区注入，主要是磷离子注入，注入能量为60～120Kev，注入剂量为1E15～5E15cm^-2，

L、采用化学气相淀积介质层PSG或者，其厚度为

M、接触孔光刻和刻蚀，

N、溅射金属，金属光刻及刻蚀，金属层的厚度为2～5um，

O、淀积氮化硅，该层形成钝化层，钝化层光刻和刻蚀，其中，氮化硅的厚度为

P、背面减薄，背面注入及退火激活，背银。

6.根据权利要求5所述的功率集成二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤L中，介质层为USG与PSG的复合层。

7.根据权利要求5所述的功率集成二极管的制造方法，其特征在于：所述多晶硅电阻采用常规VDMOS工艺多晶硅，VDMOS工艺多晶硅的方块电阻为20Ω/口。