【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)實施例涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種快速恢復(fù)二極管及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、絕緣柵雙極型晶體管（insulated?gate?bipolar?transistor，igbt）、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（metaloxide?semiconductor?field?effect?transistor，mosfet）等功率開關(guān)器件在應(yīng)用中通常需要與之并聯(lián)一個快速恢復(fù)二極管（fast?recovery?diode，frd），用來泄放電路負載中的過剩電流，減弱由負載電流反向所導(dǎo)致的寄生電感高感應(yīng)電壓。隨著功率器件開關(guān)速度不斷提高，對與之配套使用的快恢復(fù)二極管的性能要求也越來越高，要求其具有較短關(guān)斷時間（trr）的同時，還要具有較軟的反向恢復(fù)特性及可靠性。
2、為了同時實現(xiàn)低trr和高的軟度因子，需要對快恢復(fù)二極管的少數(shù)載流子壽命進行控制。少子壽命控制技術(shù)是指通過在器件內(nèi)部引入復(fù)合中心來減小少子壽命，使載流子分布得到優(yōu)化，從而改善器件的反向恢復(fù)特性。傳統(tǒng)的少子壽命控制技術(shù)為全域壽命控制技術(shù)，通常采用引入深能級雜質(zhì)和電子輻照的方法。深能級金屬雜質(zhì)具有很高的擴散系數(shù)，而電子輻照產(chǎn)生均勻分布的復(fù)合中心，均不能產(chǎn)生局域較窄的復(fù)合中心分布。局域壽命技術(shù)為器件性能優(yōu)化提供了更大的設(shè)計自由度，相對于傳統(tǒng)的壽命控制技術(shù)在整個器件中大范圍引入復(fù)合中心，局城壽命控制技術(shù)在半導(dǎo)體器件內(nèi)部有選擇性地引入深能級復(fù)合中心，即僅在減小關(guān)斷時間最有效的區(qū)域內(nèi)引入高濃度復(fù)合中心，形成局域低壽命區(qū)，而在其他區(qū)域不引入或引入非常少的復(fù)合中心，以進一步提高器
3、但是，不管是采用全局壽命控制還是局域壽命控制，都只調(diào)節(jié)了縱向（垂直于芯片的方向）上的少子壽命分布，而未考慮橫向上的少子壽命優(yōu)化，影響了快恢復(fù)二極管的性能和可靠性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)實施例提供了一種快速恢復(fù)二極管及其制備方法，以提升快恢復(fù)二極管的性能和可靠性。
2、根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，提供了一種快速恢復(fù)二極管，包括：
3、半導(dǎo)體本體，包括終端區(qū)和有源區(qū)；
4、其中，所述終端區(qū)中摻雜有第一復(fù)合中心雜質(zhì)，所述第一復(fù)合中心雜質(zhì)用于復(fù)合所述終端區(qū)中的少子，以調(diào)節(jié)所述終端區(qū)中少子的壽命；在所述終端區(qū)指向所述有源區(qū)的方向上，所述第一復(fù)合中心雜質(zhì)的摻雜濃度逐漸減??；
5、第一凹槽，位于所述半導(dǎo)體本體的第一表面，且位于所述終端區(qū)遠離所述有源區(qū)的區(qū)域；其中，所述半導(dǎo)體本體還包括相對設(shè)置的第一表面和第二表面；所述第一凹槽用于作為第一復(fù)合中心雜質(zhì)的擴散中心，所述第一復(fù)合中心雜質(zhì)從所述第一凹槽向所述終端區(qū)中擴散。
6、可選的，所述第一表面包括位于所述終端區(qū)的第一終端區(qū)表面和位于所述有源區(qū)的第一有源區(qū)表面；
7、其中，所述第一有源區(qū)表面包括第一導(dǎo)電類型第一摻雜區(qū)，所述第一導(dǎo)電類型第一摻雜區(qū)與所述第二表面之間的半導(dǎo)體本體的導(dǎo)電類型為第二導(dǎo)電類型；
8、所述第一終端區(qū)表面包括第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)，所述第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)與所述第二表面之間的半導(dǎo)體本體的導(dǎo)電類型為所述第二導(dǎo)電類型。
9、可選的，所述第一復(fù)合中心雜質(zhì)包括鉑和/或金。
10、可選的，所述快速恢復(fù)二極管還包括：
11、阻擋結(jié)構(gòu)，由所述第一表面延伸至所述半導(dǎo)體本體中；
12、所述阻擋結(jié)構(gòu)用于阻擋所述終端區(qū)中的第一復(fù)合中心雜質(zhì)向所述有源區(qū)擴散。
13、可選的，所述阻擋結(jié)構(gòu)包括：
14、第二凹槽，位于所述第一表面，且位于所述終端區(qū)靠經(jīng)所述有源區(qū)的區(qū)域。
15、可選的，所述阻擋結(jié)構(gòu)還包括：
16、阻擋層，位于所述第二凹槽中；其中，所述阻擋層遠離所述第一表面一側(cè)的表面到所述第一表面的距離，大于或等于所述第一導(dǎo)電類型第一摻雜區(qū)遠離所述第一表面一側(cè)的表面到所述第一表面的距離，以及大于或等于所述第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)遠離所述第一表面一側(cè)的表面到所述第一表面的距離。
17、可選的，所述半導(dǎo)體本體包括襯底和位于所述襯底一側(cè)的半導(dǎo)體外延層；所述第一表面為所述半導(dǎo)體外延層遠離襯底一側(cè)的表面，所述第二表面為所述襯底遠離所述半導(dǎo)體外延層一側(cè)的表面；
18、其中，所述半導(dǎo)體本體中還摻雜有第二復(fù)合中心雜質(zhì)；在垂直于所述襯底的方向上，所述第二復(fù)合中心雜質(zhì)的摻雜濃度從所述襯底與所述半導(dǎo)體外延層之間的界面到所述第一導(dǎo)電類型第一摻雜區(qū)逐漸減小，以及從所述襯底與所述半導(dǎo)體外延層之間的界面到所述第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)逐漸減小。
19、可選的，所述第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)包括多個第一導(dǎo)電類型第二摻雜子區(qū)；
20、多個第一導(dǎo)電類型第二摻雜子區(qū)在所述終端區(qū)指向所述有源區(qū)的方向上依次間隔排布。
21、根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種快速恢復(fù)二極管的制備方法，用于制備本專利技術(shù)任意實施例所述的快速恢復(fù)二極管，包括：
22、形成半導(dǎo)體本體；所述半導(dǎo)體本體包括終端區(qū)和有源區(qū)；
23、在所述終端區(qū)中摻雜第一復(fù)合中心雜質(zhì)；所述復(fù)合中心雜質(zhì)用于復(fù)合所述終端區(qū)中的少子，以調(diào)節(jié)所述終端區(qū)中少子的壽命；在所述終端區(qū)指向所述有源區(qū)的方向上，所述復(fù)合中心雜質(zhì)的摻雜濃度逐漸減小；所述半導(dǎo)體本體的第一表面包括第一凹槽，且位于所述終端區(qū)遠離所述有源區(qū)的區(qū)域；所述第一凹槽用于作為第一復(fù)合中心雜質(zhì)的擴散中心，所述第一復(fù)合中心雜質(zhì)從所述第一凹槽向所述終端區(qū)中擴散。
24、可選的，所述形成半導(dǎo)體本體，包括：
25、提供襯底；
26、在所述襯底的一側(cè)形成半導(dǎo)體外延層；其中，所述半導(dǎo)體本體包括相對設(shè)置的第一表面和第二表面，所述第一表面為所述半導(dǎo)體外延層遠離襯底一側(cè)的表面，所述第二表面為所述襯底遠離所述半導(dǎo)體外延層一側(cè)的表面；所述第一表面包括位于所述終端區(qū)的第一終端區(qū)表面和位于所述有源區(qū)的第一有源區(qū)表面；
27、在所述第一有源區(qū)表面形成第一導(dǎo)電類型第一摻雜區(qū)以及在所述第一終端區(qū)表面包括第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)；其中，所述第一導(dǎo)電類型第一摻雜區(qū)與所述第二表面之間的半導(dǎo)體本體，以及所述第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)與所述第二表面之間的半導(dǎo)體本體的導(dǎo)電類型為第二導(dǎo)電類型；
28、在所述終端區(qū)中摻雜第一復(fù)合中心雜質(zhì)，包括：
29、在所述第一表面形成第一凹槽；所述第一凹槽位于所述終端區(qū)遠離所述有源區(qū)的區(qū)域；
30、于所述第一凹槽中填充第一復(fù)合中心雜質(zhì)，并加熱所述半導(dǎo)體本體，以使所述第一復(fù)合中心雜質(zhì)向所述終端區(qū)擴散；
31、于所述第一凹槽中填充第一復(fù)合中心雜質(zhì)之前，還包括：
32、在所述半導(dǎo)體本體中形成阻擋結(jié)構(gòu)；所述阻擋結(jié)構(gòu)由所述第一表面延伸至所述半導(dǎo)體本體中，所述阻擋結(jié)構(gòu)用于阻擋所述終端區(qū)中的第一復(fù)合中心雜質(zhì)向所述有源區(qū)擴散。
33、本專利技術(shù)實施例提供了一種快速恢復(fù)二極管及其制備方法，其中快速恢復(fù)二極管包括：半導(dǎo)體本體，包括終端區(qū)和有源區(qū)；終端區(qū)中摻雜有第一復(fù)合中心本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種快速恢復(fù)二極管，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述第一表面包括位于所述終端區(qū)的第一終端區(qū)表面和位于所述有源區(qū)的第一有源區(qū)表面；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述阻擋結(jié)構(gòu)包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述阻擋結(jié)構(gòu)還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述半導(dǎo)體本體包括襯底和位于所述襯底一側(cè)的半導(dǎo)體外延層；所述第一表面為所述半導(dǎo)體外延層遠離襯底一側(cè)的表面，所述第二表面為所述襯底遠離所述半導(dǎo)體外延層一側(cè)的表面；
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型第二摻雜區(qū)包括多個第一導(dǎo)電類型第二摻雜子區(qū)；
9.一種快速恢復(fù)二極管的制備方法，其特征在于，用于制備權(quán)利要求1~8任一所述的快速恢復(fù)二極管，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種快速恢復(fù)二極管，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述第一表面包括位于所述終端區(qū)的第一終端區(qū)表面和位于所述有源區(qū)的第一有源區(qū)表面；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述阻擋結(jié)構(gòu)包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速恢復(fù)二極管，其特征在于，所述阻擋結(jié)構(gòu)還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅志云，潘夢渝，王飛，
申請(專利權(quán))人：恒泰柯半導(dǎo)體上海有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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