低压降二极管及其制造方法技术

本发明专利技术的实施方式提供了一种低压降二极管及其制造方法，属于半导体技术领域，在N+型掺杂类型的衬底上，光刻出注入孔内疏外密且内小外大的注入图形，并注入第二设定浓度的掺杂离子，进行去胶和清洗，在去胶和清洗结束后，外延生长N型漂移区，随后进行高温扩散，以使注入的掺杂离子在N型漂移区的底部四周形成N型补偿区，并在N型漂移区上形成主结和场限环，以制造出低压降二极管，使二极管的N型漂移区的底部四周存在越靠近边缘浓度越高的N型补偿区，从而使主结的耗尽层刚好截止在N型补偿区边界，不影响击穿电压，并提高N型漂移区四周及场限环下方的载流子浓度，以降低N型漂移区的电阻，进而极大地减小二极管的导通压降。进而极大地减小二极管的导通压降。进而极大地减小二极管的导通压降。

【技术实现步骤摘要】
低压降二极管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种低压降二极管及其制造方法。

技术介绍

[0002]二极管作为基础功率器件，有着广泛的应用。如交流到直流变换，都要用到二极管。二极管的功率损耗直接影响着电路的电能转换效率。二极管作为开关器件，其功率损耗主要来自于导通损耗、关断损耗和开关过程损耗。功率损耗中导通损耗占比最高，二极管的导通损耗P=Vf
·
If，因此，降低二极管导通时的压降至关重要。二极管的耐压越高，导通压降越大，导通损耗也越大。
[0003]目前，常规二极管的结构如图1所示，其主要由主结、场限环、漂移区和场截止区构成。由高浓度N+构成场截止区，再通过外延方式形成N
‑
漂移区，然后在漂移区内通过光刻和扩散等方式形成主结和场限环。对于高压应用，二极管需要较高的击穿电压，而其耐压主要由漂移区提供，因此需要漂移区电阻率较高，且具有一定的厚度，如1200V的二极管，其漂移区电阻率典型值为70
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80Ωcm，厚度为90
‑
100um。这导致二极管具有较大的导通压降，即较大的导通损耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的包括，提供了一种低压降二极管及其制造方法，其能够目前的二极管所存在的导通压降大（即导通损耗大）的问题。
[0005]本专利技术的实施方式可以这样实现：第一方面，本专利技术实施方式提供一种低压降二极管的制造方法，所述方法包括：在第一设定浓度的N+型掺杂类型的衬底上，光刻出注入图形；其中，所述注入图形包括多个沿所述N型漂移区周向开设的注入区，每个所述注入区包括多个注入孔，按照从所述N型漂移区边缘到所述N型漂移区中心的顺序，多个所述注入区的注入孔的密集度和孔径减小；基于所述注入图形，往多个所述注入孔注入第二设定浓度的掺杂离子；在所述掺杂离子注入结束后，进行去胶和清洗；在去胶和清洗结束后，以外延的方式，生长N型漂移区；以预设温度加热预设时长，进行高温扩散，以使注入的掺杂离子在所述N型漂移区的底部四周形成N型补偿区；基于所述注入图形，往多个所述注入孔注入第二设定浓度的掺杂离子在所述N型漂移区上形成主结和场限环，以制造出低压降二极管。
[0006]进一步的，所述第一设定浓度大于所述N型漂移区的浓度，且所述第二设定浓度等于所述第一设定浓度。
[0007]进一步的，所述掺杂离子为磷离子。
[0008]进一步的，所述预设温度的范围为1230
±
30℃。
[0009]进一步的，所述预设时长为20
±
5h。
[0010]进一步的，所述掺杂离子的注入剂量为，注入能量为。
[0011]进一步的，所述衬底的电阻率为。
[0012]进一步的，所述N型漂移区的厚度为。
[0013]进一步的，所述N型漂移区的外延电阻率为。
[0014]进一步的，所述主结和所述场限环的掺杂类型为P型掺杂。
[0015]第二方面，本专利技术实施方式提供一种低压降二极管，采用如第一方面所述的低压降二极管的制造方法制造得到，所述低压降二极管包括N+型衬底、N型漂移区、N型补偿区、主结和场限环；所述N型漂移区位于所述N+型衬底上；所述N型补偿区位于所述N+型衬底上，所述N型漂移区位于所述N型补偿区内，且所述N型补偿区的掺杂离子的浓度沿远离所述N型漂移区的方向增高；所述主结和所述场限环均位于所述N型漂移区上。
[0016]本专利技术实施方式提供的低压降二极管及其制造方法，在一定设定浓度的N+型掺杂类型的衬底上，光刻出注入孔内疏外密且内小外大的注入图形，并在注入图形的注入区注入第二设定浓度的掺杂离子，在掺杂离子注入结束后，进行去胶和清洗，在去胶和清洗结束后，外延生长N型漂移区，进而以预设温度加热预设时长来进行高温扩散，以使注入的掺杂离子在N型漂移区的底部四周形成N型补偿区，在N型漂移区上形成主结和场限环，得到低压降二极管，二极管的N型漂移区的底部四周的N型补偿区越靠近边缘浓度越高，从而能够使主结的耗尽层刚好截止在N型补偿区边界，不影响击穿电压，N型补偿层的引入，提高了N型漂移区四周尤其是场限环下方的载流子浓度，从而能够降低N型漂移区的电阻，进而能够极大地减小二极管的导通压降。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为目前的常规二极管的横截面的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术实施方式提供的低压降二极管的横截面的结构示意图。
[0020]图3为本专利技术实施方式提供的低压降二极管的制造方法的流程示意图之一。
[0021]图4为本专利技术实施方式提供的注入图形或光刻版的表面结构示意图。
[0022]图5为本专利技术实施例提供的掩膜版的形状示意图。
[0023]图标：100
‑
低压降二极管；10
‑
衬底；20
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N型补偿区；30
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N型漂移区；40
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主结；50
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场限环；60
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光刻版；61
‑
注入孔。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0025]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施方式中的特征可以相互结合。
[0030]目前的二极管，在提供高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压降二极管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：在第一设定浓度的N+型掺杂类型的衬底上，光刻出注入图形；其中，所述注入图形包括多个沿所述N型漂移区周向开设的注入区，每个所述注入区包括多个注入孔，按照从所述N型漂移区边缘到所述N型漂移区中心的顺序，多个所述注入区的注入孔的密集度和孔径减小；基于所述注入图形，往多个所述注入孔注入第二设定浓度的掺杂离子；在所述掺杂离子注入结束后，进行去胶和清洗；在去胶和清洗结束后，以外延的方式，生长N型漂移区；以预设温度加热预设时长，进行高温扩散，以使注入的掺杂离子在所述N型漂移区的底部四周形成N型补偿区；基于所述注入图形，往多个所述注入孔注入第二设定浓度的掺杂离子在所述N型漂移区上形成主结和场限环，以制造出低压降二极管。2.根据权利要求1所述的低压降二极管的制造方法，其特征在于，所述第一设定浓度大于所述N型漂移区的浓度，且所述第二设定浓度等于所述第一设定浓度。3.根据权利要求1或2所述的低压降二极管的制造方法，其特征在于，所述掺杂离子为磷离子。4.根据权利要求1或2所述的低压降二极管的制造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，黎重林，庄翔，胡潘婷，
申请(专利权)人：捷捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：