一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管制造技术

一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管涉及半导体器件领域，该二极管减少发射区面积，即减少少数载流子注入的PN结的面积。在所述二极管的发射区等间距制作凹槽，所述凹槽的深度大于发射区的深度；在所述凹槽内制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。在通过选择性掺杂扩散形成的发射区之间制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。减少发射区面积，可以减少注入到耐压漂移区的少数载流子数量，调整漂移区的少数载流子注入水平。使注入到漂移区的少数载流子出现疏密相间的分布结果，可以改善快恢复二极管的温度稳定性。加快了PN结上电容的放电速度，减少了PN结区的恢复时间，减缓了漂移区的少数载流子消失的速度，改善了二极管恢复软度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件领域，具体涉及一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管。
技术介绍
软快恢复二极管的制造改进，目前主要采用的技术是降低发射区注入效率和耐压漂移区少子寿命的控制，其他如场终止技术、背面空穴注入等技术，主要针对二极管的发射区注入效率和耐压漂移区的结构优化进行。软快恢复二极管尤其是高压软快恢复二极管，为了使电流加大，降低压降，在单位面积耐压漂移区电阻不变的情况下，只能增加芯片面积。PN结的电容包括势垒电容和扩散电容，软快恢复二极管在正向导通时，由于扩散电容的作用，在耗尽区附近存储了大量的少数载流子，使反向恢复时间变长，同时使软度变差。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，该二极管减少发射区面积，更准确的说，是减少少数载流子注入的PN结的面积。将发射区做成岛形、网状、条形等发射区图形，使发射区的总面积与有源区的面积比降低。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，在所述二极管的发射区等间距制作凹槽，所述凹槽的深度大于发射区的深度；在所述凹槽内制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，在通过选择性掺杂扩散形成的发射区之间制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。本专利技术的有益效果是：减少发射区面积，进而减少了发射结电容，减小了发射结在恢复过程中的放电时间，提高了开关速度。通过一定深度的腐蚀，形成沟槽或孔，不仅减少了发射区的面积，同时将靠近发射区侧边部分N-型硅去掉，进一步减少了少子的存储空间，提高开关速度；发射区面积减少可以减少注入到耐压漂移区的少数载流子数量，调整漂移区的少数载流子注入水平，实现了降低发射区注入效率的效果。采用沟槽或浮空发射区岛结构，使注入到漂移区的少数载流子出现疏密相间的分布结果，可以改善软快恢复二极管的温度稳定性。由于PN结上电容的放电速度变小，减少了PN结区的恢复时间，同时减缓了漂移区的少数载流子消失的强度，改善了二极管恢复软度。对于高压软快恢复二极管，影响压降主要是耐压漂移区的厚度和面积，发射区面积对压降的影响不大。附图说明图1本专利技术一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管通过腐蚀形成的沟槽结构。图2本专利技术一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管通过离子刻蚀形成的沟槽结构。图3本专利技术一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管通过选择性掺杂扩散形成发射区。图4本专利技术一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管通过选择性掺杂扩散形成发射区，在发射区之间增加浮空发射区岛。图5本专利技术一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管JTE或VLD终端部分浮空，不与发射区相连，通过金属场板进行耦合。图中：1、金属电极，2、发射区，3、绝缘层，4、耐压漂浮区，5、浮空发射区岛，和6、浮空VLD终端。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，在二极管的发射区等间距通过湿法腐蚀或者干法刻蚀制作凹槽，通过湿法腐蚀制作的凹槽为U型结构，如图1所示；通过干法刻蚀的制作的凹槽为垂直结构，如图2所示。所述凹槽的深度大于发射区的深度，小于相邻两个凹槽间距的4倍；通过一定深度的腐蚀，形成沟槽或孔，不仅减少了发射区的面积，同时将靠近发射区侧边部分N-型硅去掉，进一步减少了少子的存储空间，提高开关速度；在凹槽内制作绝缘层，绝缘层为氧化层、半绝缘掺氧多晶硅或者熔凝玻璃等材料。绝缘层使耐压漂移区与金属电极隔离，不通过电流。发射区的结构可以制作成条状结构、网状结构或者岛状结构。通过减小有源区的面积，实现减小恢复时间。另一种减小发射区面积的手段，即在通过选择性掺杂扩散形成的发射区之间制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。如图3所示，其中发射区的间距大于2倍发射区的深度。另一种形式，如图4所示，绝缘层覆盖一个或多个发射区，形成浮空发射区岛；通过浮空发射区岛，不仅减少了发射区的面积，同时进一步减少了少子的存储空间，提高开关速度。如图5所示，对于平面工艺的软快恢复二极管，芯片若采用JTE或VLD终端技术，终端部分也会产生发射区少数载流子注入，为了减少这类终端结构对发射区面积的影响，将终端部分进行浮空，通过金属电极延伸到终端结构之上，形成金属场板耦合结构，这时有源的发射区与浮空终端的P型区的间隔距离可以适当缩小，使耐压水平不降低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，其特征在于，在所述二极管的发射区等间距制作凹槽，所述凹槽的深度大于发射区的深度；在所述凹槽内制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。

【技术特征摘要】
1.一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，其特征在于，在所述二极管的发射区等间距制作凹槽，所述凹槽的深度大于发射区的深度；在所述凹槽内制作绝缘层，使耐压漂移区与金属电极隔离。2.根据权利要求1所述的一种改善恢复时间和软度的快恢复二极管，其特征在于，所述耐压漂移区内的凹槽深度小于相邻两个凹槽间距的4倍。3.根据权利要求1或2所述的一种改善恢复时间和软度的软快恢复二极管，其特征在于，所述凹槽的结构为U型槽、沟槽或者孔结构。4.根据权利要求1或2所述的一种改善恢...

【专利技术属性】
技术研发人员：左义忠，薛云峰，孙俊波，于博伟，
申请(专利权)人：吉林华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22