一种1200v搭配igbt模块的续流二极管及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种1200v搭配igbt模块的续流二极管及其制备方法。
背景技术：
2.传统的1200v搭配igbt模块做续流使用的快恢复二极管与普通的续流二极管主要区别在于反向恢复时间的长短主要与非平衡载流子寿命有关。常用掺金或电子辐照的方法使少子寿命降低，以获得较短的反向恢复时间。随着电力电子技术的发展，传统的1200v搭配igbt模块的做续流使用的快恢复二极管远不能满足新器件应用的要求，现有的快恢复二极管不是简单地缩短反向恢复时间，还要求有较软的反省恢复特性及较好的温度系数，特别是在大功率开关电路中，由于负载往往是感性的，在开关过程中会产生较大的感应电压。为了保护主开关器件不被损坏，需要并联一只续流二极管，使其产生的高电压在回路以电流方式消耗，因此要求续流二极管有快而软的反向恢复特性以及较好的温度系数。为此，如何使续流二极管达到上述技术要求，是本领域技术人员致力于改进的方向。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种s1200v搭配igbt模块的续流二极管的其制备方法。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤1）在n型衬底的正面，采用环版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在预设温度ⅰ下退火形成高掺杂p 环区；步骤2）在n型衬底的正面主结区，采用有源区版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在预设温度ⅱ下退火激活形成轻掺杂p-区；步骤3）在轻掺杂p-区，采用n-buffer版光刻腐蚀，通过高能离子注入磷并退火激活，在轻掺杂p-区的下表面设置n-buffer区。
5.作为一种具体的实施方式，步骤1）中高能离子注入硼采用的剂量为1e13~5e13，能量为50-60kev，注入的平均深度为12-15μm。
6.作为一种具体的实施方式，步骤1）中所采用的预设温度ⅰ为1250℃，退火时间控制在400-500min之间。
7.作为一种具体的实施方式，步骤2）中高能离子注入硼采用的剂量为5e11~1e12，能量为50-60kev，注入的平均深度为2-4μm。
8.作为一种具体的实施方式，步骤2）中所采用的预设温度ⅱ为1100℃，退火时间控制在60-90min之间。
9.作为一种具体的实施方式，步骤3）中所采用的高能离子注入磷采用的剂量为3e15~5e15，能量为80-120kevv，注入的平均深度为8-10μm。
10.作为一种具体的实施方式，步骤3）中退火所采用的温度为1100℃，退火时间控制
在60-90min之间。
11.本发明的另一个目的是提供一种1200v搭配igbt模块的续流二极管，其采用了上述制备方法制得。
12.与传统的1200v搭配igbt模块做续流使用的快恢复二极管相比，本发明的续流二极管具有以下优点：（1）在主结区通过高掺杂p 环区和轻掺杂p-区，形成了ssd静电屏蔽二极管，从而改善了传统产品反向恢复特性不足的问题；（2）在主结区轻掺杂p-区下设置n-buffer层，实现局部少子寿命控制，从而有效的改善了传统产品的温度系数。
附图说明
13.图1是本发明所述的1200v搭配igbt模块的续流二极管的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
15.本发明提供一种1200v搭配igbt模块的续流二极管，其在n型衬底的上表面设置了环区和主结区，环区为高掺杂p 环区，主结区采用了轻掺杂p-区，并在轻掺杂p-区的下表面设置了n-buffer区。
16.其具体的制备方法包括以下步骤：步骤1）在n型衬底的正面，采用环版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在1250℃的温度条件下退火400-500min，形成高掺杂p 环区，这里高能离子注入硼采用的剂量为1e13~5e13，能量为50-60kev，注入的平均深度为12-15μm；步骤2）在n型衬底的正面主结区，采用有源区版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼，并在1100℃的温度条件下时间为60-90min内退火激活，形成轻掺杂p-区，这里高能离子注入硼采用的剂量为5e11~1e12，能量为50-60kev，注入的平均深度为2-4μm；步骤3）在轻掺杂p-区，采用n-buffer版光刻腐蚀，通过高能离子注入磷，并在1100℃的温度条件下时间为60-90min内退火激活，在轻掺杂p-区的下表面设置n-buffer区，这里高能离子注入磷采用的剂量为3e15~5e15，能量为80-120kevv，注入的平均深度为8-10μm。
17.本发明的续流二极管，由于轻掺杂p-区有较低的注入效率，导致存储电荷减小，从而形成静电屏蔽二极管(static shielding diode,ssd)结构，该结构可以改善二极管反向恢复特性；在轻掺杂p-区，采用n-buffer版光刻腐蚀，通过高能离子注入磷及退火激活在轻掺杂p-区下设置n-buffer，实现局部少子寿命控制，从而改善产品温度系数。本发明与传统的1200v搭配igbt模块做续流使用的快恢复二极管相比，在主结区设置ssd静电屏蔽二极管，改善了二极管反向恢复特性；在轻掺杂p-区下设置n-buffer，实现局部少子寿命控制，从而改善产品温度系数。
18.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
技术特征：
1.一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1）在n型衬底的正面，采用环版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在预设温度ⅰ下退火形成高掺杂p 环区；步骤2）在n型衬底的正面主结区，采用有源区版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在预设温度ⅱ下退火激活形成轻掺杂p-区；步骤3）在轻掺杂p-区，采用n-buffer版光刻腐蚀，通过高能离子注入磷并退火激活，在轻掺杂p-区的下表面设置n-buffer区。2.根据权利要求1所述的一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，步骤1）中高能离子注入硼采用的剂量为1e13~5e13，能量为50-60kev，注入的平均深度为12-15μm。3.根据权利要求1所述的一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，步骤1）中所采用的预设温度ⅰ为1250℃，退火时间控制在400-500min之间。4.根据权利要求1所述的一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，步骤2）中高能离子注入硼采用的剂量为5e11~1e12，能量为50-60kev，注入的平均深度为2-4μm。5.根据权利要求1所述的一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，步骤2）中所采用的预设温度ⅱ为1100℃，退火时间控制在60-90min之间。6.根据权利要求1所述的一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，步骤3）中所采用的高能离子注入磷采用的剂量为3e15~5e15，能量为80-120kev，注入的平均深度为8-10μm。7.根据权利要求1所述的一种1200v搭配igbt模块的续流二极管的制备方法，其特征在于，步骤3）中退火所采用的温度为1100℃，退火时间控制在60-90min之间。8.一种1200v搭配igbt模块的续流二极管，其特征在于，所述续流二极管采用了如权利要求1至7中任一权利要求所述的制备方法制得。
技术总结
本发明公开了一种1200V搭配IGBT模块的续流二极管及其制备方法，其制备方法包括：步骤1）在N型衬底的正面，采用环版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在预设温度Ⅰ下退火形成高掺杂P 环区；步骤2）在N型衬底的正面主结区，采用有源区版光刻腐蚀，通过高能离子注入硼并在预设温度Ⅱ下退火激活形成轻掺杂P-区；步骤3）在轻掺杂P-区，采用N-buffer版光刻腐蚀，通过高能离子注入磷并退火激活，在轻掺杂P-区的下表面设置N-buffer区。采用该制备方法得到的二极管具有快而软的反向恢复特性以及较好的温度系数。数。数。
技术研发人员：付国振 周炳 赵承杰
受保护的技术使用者：张家港意发功率半导体有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/2/3
再多了解一些
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