[发明专利]二极管的制造方法及二极管

说明书

本发明公开了一种二极管的制造方法及其制造的二极管，其中方法包括：S1：设置二极管模型的衬底层和外延材料参数，建立二极管物理模型；S2：改变二极管物理模型的有源区的受主离子的浓度梯度因子，模拟不同浓度梯度因子下的反向击穿电压，获得浓度梯度因子与反向击穿电压的关系曲线图；S3：从浓度梯度因子与反向击穿电压的关系曲线图中获取最大反向击穿电压对应的浓度梯度因子范围；S4：制定并模拟二极管的制作流程，获得使二极管的有源区的受主离子的浓度梯度因子落入浓度梯度因子范围内的工艺参数；S5：按照二极管的制作流程及获得工艺参数制造二极管。上述方法制造的二极管，在相同厚度的外延层下具有最优的反向击穿电压，有最优的抗雪崩能力。

技术领域

本发明涉及功率半导体领域，特别涉及一种二极管的制造方法及二极管。

背景技术

开关二极管是半导体二极管的一种，主要是利用PN结的单向导电性而制成的一种二极管，此电子开关器件不仅具有优良的开关速度，且反向恢复时间较短，同时具备体积小，可靠性较高等优点，主要是应用在电子设备的开关电路以及一些脉冲整流电路等领域中。该二极管在反向偏压下，当反向偏压施加到一定程度时，反向电流密度会迅速增大，从而发生PN结击穿，这种现象主要是由于载流子数目迅速增大，在发生电流集聚现象，使得在耗尽区内峰值电场过大，从而更容易发生雪崩击穿，进而损坏器件。如何改善功率器件的抗雪崩能力具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提出一种二极管的制造方法，可以制造出在相同厚度的外延层下，具有最优的反向击穿电压的二极管，不仅改善了耗尽区峰值电场，也优化了该二极管的反向击穿性能，提高了器件抗雪崩的能力。

本发明的另一目的是提出一种由上述二极管的制造方法制造的二极管，具有优秀的抗雪崩能力。

技术方案：本发明所述的二极管的制造方法，包括如下步骤：

S1：设置二极管模型的衬底层和外延材料参数，建立二极管物理模型；

S2：改变二极管物理模型的有源区的受主离子的浓度梯度因子，模拟不同浓度梯度因子下的反向击穿电压，获得浓度梯度因子与反向击穿电压的关系曲线图；

S3：从浓度梯度因子与反向击穿电压的关系曲线图中获取最大反向击穿电压对应的浓度梯度因子范围；

S4：制定并模拟二极管的制作流程，获得使二极管的有源区的受主离子的浓度梯度因子落入浓度梯度因子范围内的工艺参数；

S5：按照二极管的制作流程及获得工艺参数制造二极管。

进一步的，所述S4和S5步骤中的二极管的制作流程包括：

生长外延层：在单晶衬底上淀积一层轻掺杂的外延层；

生长氧化层：在外延层正面高温生长氧化层；

形成离子注入窗口：在氧化层表面涂覆一层均匀的光刻胶，再经过曝光、显影、刻蚀及去胶形成离子注入窗口；

形成PN结：通过离子注入窗口注入一定量的硼离子，并进行高温退火推进结深，控制硼离子的浓度梯度因子在浓度梯度因子范围内，并修复离子注入带来的离子损伤，形成掺杂的P区；

淀积氮化物：在硅片正面淀积一层氮化硅，形成氮化层；

形成引线孔：通过在氮化层表面涂覆一层均匀的光刻胶，再经过曝光、显影、刻蚀及去胶形成引线孔；

形成P+区：通过离子注入窗口再次注入一定量的硼离子，并进行高温退火，退火温度和时间低于形成PN结步骤中的退火温度和时间；

形成正面金属电极：在硅片正面蒸发或者溅射金属，再经过匀胶、曝光、显影、刻蚀及去胶形成正面金属电极；

形成背面金属电极：在硅片背面蒸发金属，形成背面金属电极。