[发明专利]一种扩散型高压快速软恢复二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种扩散型高压快速软恢复二极管，其特征在于：以N-区(3)为衬底，N-区(3)上方的阳极侧交替设置了P+区(21)和P区(22)，分别通过硼预沉积和AL扩散形成；N-区(3)为耐压区；在阳极P+区(21)与N-区(3)之间设置了P缓冲层(22)；阴极侧交替设置了高浓度的N+区(42)和稍低浓度的P+区(23)；在阴极侧的N+区(42)和P+区(23)上方设置了中等掺杂浓度的N缓冲层(41)，阳极区上方设有阳极A(1)，阴极区下方设有阴极K(5)。

2.如权利要求1所述的一种扩散型高压快速软恢复二极管，其特征在于：阳极侧P+区(21)和阴极侧P+区(23)的尺寸完全相同，且阳、阴极位置相对应，P+区宽度占据阳、阴极的宽度之比为1/4～1/3，阳、阴极P+区掺杂浓度均为5×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3，深度均为2～5μm。

3.一种扩散型高压快速软恢复二极管的制造方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

(1)选用原始的无缺陷、无位错高阻区熔中照单晶硅片作为N-区的衬底材料；

(2)硅片清洗后，在上述硅单晶圆片的两面预沉积铝，温度900～1100℃，形成浅结的P⁺N^-P⁺结构；

(3)步骤(2)的硅片刻号以区分阳、阴极，然后将阴极面预沉积的铝腐蚀掉，深度5～10μm，形成浅结的P⁺N^-结构；

(4)在步骤(3)的硅片进行氧化，氧化温度900～1200℃，时间2～5h，所生成的二氧化硅层作为后续扩磷的掩蔽层，厚度为1～2μm；

(5)在步骤(4)的硅片上涂光刻胶，曝光、显影，保护阳极二氧化硅层，去掉阴极二氧化硅层；

(6)在步骤(5)的硅片阴极面进行低温磷预沉积，温度1000～1150℃，然后进行氧化高温扩散，温度1150～1250℃，形成深结的PN^-N结构，N型层结深20～40μm；

(7)在步骤(6)硅片的阳极光刻出P+扩散窗口，并去掉阴极二氧化硅层，然后在双面低温预沉积硼，温度900～1100℃，时间40～200min，形成低浓度硼，结深2～5μm，获得P⁺PN^-NP⁺结构；

(8)将步骤(7)的硅片进行低温氧化，温度900～1100℃，时间5～10h，在硅片表面形成二氧化硅层作为后续扩磷的掩蔽层；

(9)在步骤(8)的硅片阴极光刻出N+扩散窗口，然后在1000～1150℃下预沉积磷，时间1～2h，硼在此温度和时间下基本不向硅片内部扩散，利用磷比硼具有更高的杂质固溶度和扩散系数，使得高浓度的磷完全补偿掉步骤(7)的硼，磷的深度为5～15μm，杂质浓度为5×10¹⁹cm^-3～5×10²⁰cm^-3，硼的深度为2～5μm，浓度为5×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3，故在阴极侧获得规律交错的P+N+结构；

(10)在步骤(9)的硅片双面蒸铝，厚度为10～20μm，然后金属化，温度400～600℃；

(11)将步骤(10)的硅片进行激光割圆，切割成直径为38～125mm的圆片，然后台面造型、腐蚀和涂胶保护，至此形成完整的芯片，并完成反向阻断电压初测；

(12)将步骤(11)的芯片进行电子辐照，调节反向恢复时间t_rr为2～10μs、反向恢复电荷Q_rr为4000～10000μAs，最后进行终测。