一种快恢复二极管的结构和背面的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种快恢复二极管的结构和背面的制备方法，器件的有源区的单元结构包括以下特征：含有至少一个沟槽，沟槽与沟槽之间有部份区域为p型区，有部份区域为n型区，沟槽与沟槽之间的表面有部份为p型区的表面，有部份区域为薄层p+区，沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的p型区和薄层p+区连接至表面电极，沟槽也被连接至表面电极；背面制备方法包括在硅片的背面注入氢离子，然后用溅射或沉积方法来进行背面金属化，接着用退火激活之前注入的氢离子。
【专利说明】一种快恢复二极管的结构和背面的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体功率器件的设计与制造工艺，更具体地说是涉及一种半导体功率快恢复二极管(简称FRD)器件的设计与背面加工工艺的新方法。
【背景技术】
[0002]晶闸管的商品化是由美国通用电气公司(GE)于1956年实现的。自此，晶闸管迅速成为电力电子领域的主要核心开关。由晶闸管结构派生出很多不同的器件结构。器件性能越来越好，功率水平越来越高。早期的晶闸管功率在几百瓦左右，到80年代初期，已经发展至兆瓦级。然而，晶闸管本身的结构限制了它的工作频率。晶闸管的工作频率一般低于5KHz，这大大限制了它的应用。80年代初期，出现了多种高频栅控功率器件，并得到了迅速发展。这些器件包括(i)功率MOS管，(ii) IGBT (绝缘栅双极型晶体管Insulated GateBipolar Transistor), (iii)SIT，(iv)MCT (MOS 控制闸流体 MOS Controlled Thyristor)
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[0003]1980年，美国RCA公司申请了第一个IGBT专利，1985年日本东芝公司做出了第一个工业用IGBT。从器件的物理结构上来说，它是非透明集电极穿通型IGBT，简称为穿通型IGBT (Punchthrough IGBT-缩写为 PT-1GBT)。
[0004]早期的PT-1GBT的关断时间相对很长，约有数微秒，为了减短关断时间，提高开关速度，于90年代后，一般都引用高能粒子辐照技术(如电子辐照，氢离子或氦离子辐照等)减小器件中过剩载流子寿命。这种方法能提高PT-1GBT的开关速度，但会使通态电压降为负温度系数，负温度系数是PT-1GBT的一个性能缺陷。
[0005]于1996年，Motorola公司发表了一篇文章描述有关制造非穿通IGBT的研究,侧重如何在薄娃片上制造集电极的工艺，所用的FZ η型娃片最薄只约有170um厚。翌年，Infineon公司也发表了用10um厚的FZ η型硅片做出600V的NPT-1GBT。99年左右，工业用新一代的IGBT开始投产，这种新一代的IGBT是一种高速开关器件，它的电压降为正温度系数，它不需要用重金属或辐照来减短器件中少子寿命，主要用的技术是超薄硅片工艺加上弱集电结(或称为透明集电结)。Infineon公司称之为场截止IGBT，接下来几年，各主要生产IGBT的公司都相继推出类似的产品。从那时起，IGBT在电学性能上得到了质的飞跃，发展迅速并主导了中等功率范围的市场。
[0006]随着功率器件IGBT技术的发展，IGBT的开关速度越来越快，在应用系统里，具有快速开关的IGBT需要求采用快速的二极管作为续流二极管。开关器件IGBT每一次从开通至关断过程中，续流二极管会由导通状态变为截止状态。而这一过程要求二极管具有快又软的恢复特性。在应用过程中，希望系统的功耗小，可靠性高和较小的电磁噪声，这对IGBT和FRD都有很高要求，然而，在很长一段时间里，业界忽视了快速二极管的开发，因为FRD的性能跟不上，成为限制整个系统的效能，雕然IGBT的性能很好，也无法发挥出来，快速二极管的作用受到了高度的重视。快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、不间断电源(UPS)、交流电动机变频调速器等电子电路中。作为高频、大电流的续流二极管、高频整流二极管或阻尼二极管使用，是极有发展前途的电力、电子半导体器件。快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同，它属于PIN结型二极管，即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I，构成PIN结构。基区的厚度和掺杂浓度决定了 FRD的反向击穿电压值(耐压值)。
[0007]FRD主要的技术和性能(即电学参数)有(I)击穿电压，(2)正向压降和(3)开通关断特性等。开通特性指的是当电压由正向变为反向时出现的瞬态正向峰值电压，关断特性主要关注的是反向恢复特性。反向恢复特性(参考图1):当电压由正向变为反向时，电流并不立刻成为(-U，而是在一段时间ts内，反向电流始终很大，二极管并不关断。经过ts后，反向电流才逐渐变小，再经过tf时间，二极管的电流才成为(-1tl),如图1所示。ts称为储存时间，tf称为下降时间。Trr=ts+tf称为反向恢复时间，s=tf/ts称为软性因子，I?为最大反向恢复电流，以上过程称为反向恢复过程。
[0008]一般来说，正向压降是与反向恢复特性相互矛盾的，即改良了正向压降便会伤害了反向恢复特性，如增加了 η-扩展层的空穴电子对密度，正向压降会变好，但贮存了更多的电荷会使关断时最大反向恢复电流增大和反向恢复时间变长，从而使关断功耗增大。
[0009]在应用中有时FRD会处于雪崩击穿狀态，並有相当的电流流经器件，在这情况下，倘若器件结槽的设计不好，器件会很容易被打坏，分析发现被打坏的地方很多时发生在有源区与终端区的交接处附近。
[0010]自2000年以来，用薄硅片工艺来制作IGBT的工艺发展迅速，处理50um厚或更厚的硅片已经很成熟。随着薄硅片IGBT制作的发展，自然地相应的技术也被用来制作FRD.用FZ η型硅片制造400V至1200V FRD的工艺，主要分为两大部分，即前道工序和后道工序。前道工序主要是把器件的前面结构造在FZ η型硅片的表面上。前道工序完成后便把FZ硅片磨薄至所需厚度，如耐压为1200V，则所需厚度约为120um左右。然后进入后道工序，后道工序中需要在背面注入η型掺杂剂作为电子发射极，一般注入磷或砷，若果只注入一次，硅片背面会形成一高低结，这会使软性因子变硬，关断时会产生较大的电磁噪声或振荡，这是不能接受的，一般解决方法是在背面注入兩次η型杂质，如以下方案:
[0011]方案一:
[0012](i)在完成磨薄工艺后的FZ η型硅片的背面，用离子注入法，分两次注入η型掺杂剂(磷离子或砷离子)至所需注入的不同深度，相对较深而浓度较低的为缓冲层，注入相对较浅而浓度较高的为发射层，一般缓冲层注入剂量范围为5Χ 11Vcm2至5Χ 11Vcm2，注入能量为500KeV至2MeV，发射层注入剂量范围为I X 11Vcm2至I X 11Vcm2,注入能量为30KeV 至 10KeV ；
[0013](ii)然后用溅射或沉积方法来进行背面金属化，金属层可为铝/镍/银或钛/镍/银或其它；
[0014](iii)对之前注入的磷离子或砷离子，都需要退火激活，典型的退火条件是在温度范围为300°C至450°C，退火30分钟至100分钟，退火步骤可以在形成背面电极之前，或之后或在形成背面电极步骤当中进行。
[0015]方案二:
[0016]为了更进一步增大软性因子，随了注入兩次η型掺杂质外，还会注入P型掺杂剂，注入η型掺杂剂时不用掩膜版，注入P型掺杂质时需要掩膜版，透过掩膜版的作用，使硅片背面有部份区域被P型掺杂剂注入，有部份没有被P型掺杂剂注入，那些P型区域是彼此被η型区分隔开如图2所示，这P型区会与包围它的η型区形成ρη结，一般结深不超过0.5um。注入P型掺杂剂为硼离子，剂量范围为5X 11Vcm2至5X 11Vcm2，注入能量为30KeV至10KeV0
【发明内容】
[0017]本发明是兼顾了器件前部的设计和使用简单有效和较低成本的背面注入工艺，前部的器件设计使得器件正向时，FRD前面的陽极不会注入太多空穴，关断时载流子较易从表面流走，击穿时会先均匀地发生在有源区处，而且有源区处有足够的接触窗口吸收击穿时产生大量的载流子，使得FRD处于雪崩击穿狀态不易被打坏，背面注入只需用一次η型掺杂剂注入便可形成η形缓冲层和高浓度的η型发射层，具体的实行方法介绍如下:
[0018]实施例(I)是有关背面注入工艺的，方法如下:
[0019](i)在完成磨薄工艺后的FZ η型硅片的背面，用离子注入法，注入氢离子，把硅片相对离子的注入方向倾斜小于10度，注入剂量范围为I X 11Vcm2至I X 11Vcm2,注入能量为 20KeV 至 100V ；
[0020](ii)然后用溅射或沉积方法来进行背面金属化，金属层可为铝/镍/银或钛/镍/银或其它；
[0021](iii)对之前注入的氢离子，需要退火激活，典型的退火条件是在温度范围为3000C至450°C，退火30分钟至100分钟，退火步骤可以在形成背面电极之前，或之后或在形成背面电极步骤当中进行。
[0022]实施例(2)是有关背面注入工艺的，方法如下:
[0023](i)在完成磨薄工艺后的FZ η型硅片的背面，用离子注入法，注入氢离子，把硅片相对离子的注入方向倾斜小于10度，注入剂量范围为I X 11Vcm2至I X 11Vcm2,注入能量为 20KeV 至 100V ；
[0024](ii)在硅片的背面，用离子注入法注入P型掺杂剂，注入的P型掺杂剂的结深小于0.5um，注入掺杂质离子种类为硼离子，注入的P型掺杂剂和之前所述的η型掺杂剂的注入先后次序可随意，注入剂量范围为5 X 11Vcm2至5 X 1015/cm2，注入能量为20KeV至100V ；
[0025](iii)然后用溅射或沉积方法来进行背面金属化，金属层可为铝/镍/银或钛/镍/银或其它；
[0026](iv)对之前注入氢离子和硼离子，都需要退火激活，典型的退火条件是在温度范围为300°C至450°C，退火30分钟至100分钟，退火步骤可以在形成背面电极之前，或之后或在形成背面电极步骤当中进行。
[0027]实施例⑶:参考图3，
[0028]器件单元含有至少一个沟槽，深度为0.8um至6.0um,宽度为0.2um至2.0um,单元尺寸大少为1.0um至1um不等。沟槽内壁附有氧化层并填入导电材料如高掺杂的多晶硅，沟槽与沟槽之间有部份区域为P型区，有部份区域为η型区，沟槽与沟槽之间的表面有部份为P型区的表面，有部份区域为薄层P+区，沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的P型区和薄层P+区连接至表面电极(参考图3里的a)，或把表面的P型区，η型区和薄层P+区连接至表电极(参考图3里的b)，薄层p+区的结深少于0.5um，浓度少于IX 102°/cm3，与表面金属形成透明电极，电子可以穿过薄层p+区到达外部金属，沟槽也被连接至表电极，图3的背面只注入了氢离子，图4和图5的背面是注入了氢离子和P型离子，图6和图7的结构也属于实施例(3)的。
[0029]实施例⑷:参考图8，
[0030]器件的单元结构与实施例一所述的大致相同，只是在沟槽与沟槽之间有P型区，P型区之中没有η型区，沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的P型区和薄层P+区连接至表面电极，沟槽也被连接至表面电极，薄层P+区的结深少于0.5um，浓度少于I X 12Vcm3,与表面金属形成透明电极。
[0031]实施例(5):参考图9，
[0032]器件的单元结构与实施例(3)或实施例(4)所述的大致相同，只是在沟槽与沟槽之间的表面不单有P型区和薄层P+区还有η+区；或是有P型区，η型区，η+区和薄层ρ+区，沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的P型区，薄层P+区和η+区连接至表面电极，沟槽也被连接至表面电极，η+区的深度离表面小于0.6um，浓度少于lX102°/cm3，薄层P+区结深少于0.5um,浓度少于I X 12Vcm3,薄层ρ+区与表面金属形成透明电极。
[0033]实施例￠):参考图10至图15
[0034]器件的单元结构与之前各实施例所述的大致相同，只是在表面ρ型区底下有一 η型区，这η型区的浓度约为I X 11Vcm3至2 X 1lfVcm3,比原来η型FZ硅片的浓度为高，这η型区是经由注入沟槽底部的η型掺杂剂形成的，或由表面注入的η型掺杂剂经扩散形成，图10至图15是属于实施例(6)的一些器件的横截面结构示意图，图16是包含器件的单元和终端的横截面结构示意图。
[0035]以上所述各制备方法的方案可用于半导体功率器件如IGBT或MCT或GTO等或功率MOS管。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中:
[0037]图1是快恢复二极管在关断时的反向恢复特性示意图；
[0038]图2是本发明背表面有P+型区域和η+型区域的俯视图；
[0039]图3是本发明实施例(3)的器件的横截面结构示意图；
[0040]图4是本发明实施例(3)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0041]图5是本发明实施例(3)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0042]图6是本发明实施例(3)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0043]图7是本发明实施例(3)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0044]图8是本发明实施例⑷的器件的横截面结构示意图；
[0045]图9是本发明实施例(5)的器件的横截面结构示意图；
[0046]图10是本发明实施例(6)的器件的横截面结构示意图；
[0047]图11是本发明实施例(6)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0048]图12是本发明实施例(6)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0049]图13是本发明实施例(6)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0050]图14是本发明实施例(6)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0051]图15是本发明实施例(6)的器件的另一种横截面结构示意图；
[0052]图16是本发明实施例(6)的包含器件的单元和终端的横截面结构示意图；
[0053]图17是本发明优选实施例中暴露氧化层示意图；
[0054]图18是本发明优选实施例中对硅片表面注入P型掺杂剂的示意图；
[0055]图19是本发明优选实施例中沟槽示意图；
[0056]图20是本发明优选实施例中对沟槽底部注入η型掺杂剂示意图；
[0057]图21是本发明优选实施例中对进行表面平面处理后的示意图；
[0058]图22是本发明优选实施例中的表面η+区示意图；
[0059]图23是本发明优选实施例中对娃片表面注入表面薄层P+掺杂剂的不意图；
[0060]图24是本发明优选实施例中的表面招合金层电极不意图；
[0061]图25是本发明优选实施例中完成后道工序的横截面结构示意图。
[0062]参考符号表:
[0063]I 背面ρ+区
[0064]2 背面η缓冲区与η+区
[0065]3 η型基区
[0066]4 ρ型基区
[0067]5 P型区底部或沟槽底部的η型区(浮动电压)
[0068]6 P型区(浮动电压)
[0069]7 表面η+区
[0070]8 表面ρ+区
[0071]9 沟槽里的高掺杂多晶硅
[0072]10接触孔沟槽
[0073]11接触孔沟槽底部的ρ型高掺杂区
[0074]12平面的接触孔
[0075]13层间介质
[0076]14钛/氮化钛层
[0077]15 钨层
[0078]16铝合金层
[0079]17氧化层
[0080]18光刻涂层
[0081]19 沟槽
[0082]20表面薄层P+区
【具体实施方式】
[0083]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0084]本发明所述的一种半导体功率器件的制造工艺可分为前道工序和后道工序，前道工序把器件的表面单元制造在FZ硅片的前表面，其制备的方法包括以下步骤:利用沟槽掩模在FZ硅片的表面注入ρ型掺杂剂形成ρ型基区，之后对η型区FZ硅片的表面进行侵蚀而形成沟槽；然后对沟槽底部注入η型掺杂剂，接着注入η型掺杂剂形成η+区，在FZ硅片表面沉积层间介质，再利用接触孔掩模，对层间介质进行侵蚀，在层间介质中形成开孔，之后对表面注入P型掺杂剂，接着对接触孔进行金属插塞填充；最后，在器件的表面沉积金属层，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成金属垫层和连线，后道工序把FZ η型硅片的背面磨薄至所需厚度，接着在背面注入氢离子和硼离子，然后进行背面金属化和退火，采用本制备方法可以制造出所述的一种半导体功率器件的结构。
[0085]优选实施例:
[0086]本实施例不包括有关终端区步骤。
[0087]如图17所示，在η型区FZ硅片表面采用积淀或热生长方式形成氧化层17(厚度为0.3um至1.5um氧化物硬光罩)，在氧化层上再积淀一层光刻涂层18，然后通过沟槽掩模形成图案暴露出氧化层的一些部分，对沟槽掩模形成图案暴露出的氧化层进行干蚀后，暴露出FZ硅片表面，然后清除掉光刻涂层。
[0088]如图18所示，然后对硅片表面注入ρ型掺杂剂(B11，剂量为7el2/cm2至2el6/cm2)，接着通过高温扩散处理，温度为950至1200°C，时间为10分钟至300分钟，使ρ型掺杂剂推進扩散而形成P型区4，ρ型区深度为2.0um至5.5um。
[0089]如图19所示，通过蚀刻形成沟槽19，沟槽19 (深度为0.8um至6um，宽度为0.2um至2.0um)延伸至η型FZ硅片中。
[0090]如图20所示，在形成沟槽后，对沟槽进行牺牲性氧化(时间为10分钟至100分钟，温度为1000°C至1200°C )，以消除在开槽过程中被等离子破坏的硅层，之后对沟槽底部注入η型掺杂剂，杂剂剂量为IxlO12至I X 11Vcm2，通过高温扩散处理，温度为950至1200°C，时间为10分钟至100分钟，使η型掺杂剂在沟槽底部推進扩散形成η型区5。
[0091]如图21所示，然后清除掉所有氧化层，并通过热生长的方式，在沟槽暴露着的侧壁和底部和η型FZ硅片的上表面形成一层氧化层(厚度为0.0lum至0.4um)，并在沟槽中沉积η型高掺杂剂的多晶硅9，多晶硅掺杂浓度为Rs=5 Ω / □至100 Ω / □(方阻)，以填充沟槽并覆盖顶面，接着对在FZ硅片表面上的多晶硅层进行平面腐蚀处理。
[0092]如图22所示，在FZ硅片的表面积淀光刻涂层，利用η+掩模暴露出部分FZ硅片的表面，然后对硅片表面注入η型掺杂剂(Ρ31或As，剂量为lel5/cm2至2el6/cm2)，接着清除掉光刻涂层，通过高温扩散处理，温度为950至1200°C，时间为10分钟至100分钟，使η型区推進扩散到P型基区形成η+区7 (η+区深度为0.2um至0.6um)。
[0093]如图23所示，在外延层最表面上先沉积无掺杂二氧化硅层(厚度为0.1um至0.5um),然后沉积硼磷玻璃(厚度为0.1um至0.8um)形成层间介质13,在层间介质表面积淀光刻涂层，利用接触孔掩模暴露出部分层间介质，然后对暴露出的部分层间介质进行干蚀，直至暴露出FZ η型硅片的上表面，在层间介质中形成多个接触孔掩模开孔，然后清除掉光刻涂层，接着对硅片表面注入P型掺杂剂(Β11，剂量为lel5/cm2至lel6/cm2)，没有通过高温扩散处理，使P型掺杂剂与接触孔沟槽中表面金属形成透明电极。
[0094]如图24所示，在接触孔中和层间介质上表面沉积一层钛/氮化钛层，接着对接触孔进行钨15填充以形成金属插塞，再在该器件的上面沉积一层铝合金16(厚度为0.Sum至1um)，然后通过金属掩模进行金属浸蚀，形成表面金属垫层和终端区场板。
[0095]如图25所示，完成前道工序后便磨薄FZ η型硅片的背面至所需厚度，接着在背面注入氢离子和硼离子，然后进行背面金属化和退火。
[0096]最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，本发明可用于涉及制造沟槽半导体功率分立器件(例如，沟槽绝缘栅双极晶体管(TrenchIGBT)或二极管)，本发明可用于制备400V至6500V的沟槽半导体功率分立器件，本发明的实施例是以η型器件作出说明，本发明亦可用于ρ型器件，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种快恢复二极管的背面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (i)在完成磨薄工艺后的FZn型硅片的背面，用离子注入法，注入氢离子，把硅片相对离子的注入方向倾斜小于10度，注入剂量范围为I X 11Vcm3至I X 11Vcm3,注入能量为20KeV 至 100V ； (?)然后用溅射或沉积方法来进行背面金属化，金属层可为铝/镍/银或钛/镍/银或其它； (iii)对之前注入的氢离子，需要退火激活，典型的退火条件是在温度范围为300°C至450°C，退火30分钟至100分钟，退火步骤可以在形成背面电极之前，或之后或在形成背面电极步骤当中进行。
2.一种快恢复二极管的背面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (i)在完成磨薄工艺后的FZ η型硅片的背面，用离子注入法，注入氢离子，把硅片相对离子的注入方向倾斜小于10度，注入剂量范围为IX 11Vcm3至IX 1lfVcm3，注入能量为20KeV 至 100V ； (?)在硅片的背面，用离子注入法注入P型掺杂剂，注入的P型掺杂剂的结深小于0.5um，注入掺杂质离子种类为硼离子，注入的P型掺杂剂和之前所述的η型掺杂剂的注入先后次序可随意，注入剂量范围为5Χ 11Vcm3至5X1015/cm3，注入能量为20KeV至100V ; (iii)然后用溅射或沉积方法来进行背面金属化，金属层可为铝/镍/银或钛/镍/银或其它； (iv)对之前注入的氢离子和硼离子，都需要退火激活，典型的退火条件是在温度范围为300°C至450°C，退火30分钟至100分钟，退火步骤可以在形成背面电极之前，或之后或在形成背面电极步骤当中进行。
3.一种快恢复二极管的结构包括以下部分: (1)有源区和终端区； (2)有源区基本单元包含有: (i)至少一个沟槽，深度为0.8um至6.0um,宽度为0.2um至2.0um,单元尺寸大少为1.0um至1um不等，沟槽内壁附有氧化层并填入导电材料如高掺杂的多晶硅； (?)沟槽与沟槽之间有部份区域为P型区，有部份区域为η型区； (iii)沟槽与沟槽之间的表面有部份为P型区的表面，有部份为薄层P+区； (iv)沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的P型区和薄层P+区连至表面电极，薄层P+区的结深少于0.5um,浓度少于I X 12Vcm3,与表面金属形成透明电极； (V)沟槽也被连接至表面电极； (vi)表电有层间介质，表面金属和钝化层等。
4.根据权利要求3所述在部分(2)之(i)中的沟槽，其特征在于在沟槽底部有一η型区，这η型区的浓度约为5 X 11Vcm3至I X 11Vcm3,这η型区比原来η型FZ硅片的浓度为闻。
5.根据权利要求3所述在部分(2)之(iii)中沟槽与沟槽之间的表面，其特征在于表面有部份为P型区的表面，有部份为η+型区的表面，有部份区域为薄层P+区，其中P型区，η+型区和薄层P+区被接触孔连被至表面电极。
6.一种快恢复二极管的结构包括以下部分: (1)有源区和终端区； (2)有源区基本单元包含有: (i)至少一个沟槽，深度为0.8um至6.0um,宽度为0.2um至2.0um,单元尺寸大少为1.0um至1um不等，沟槽内壁附有氧化层并填入导电材料如高掺杂的多晶硅； (?)沟槽与沟槽之间有部份区域为P型区，有部份区域为η型区； (iii)沟槽与沟槽之间的表面有部份为P型区的表面，有部份区域为η型区，有部份区域为薄层P+区； (iv)沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的P型区，η型区和薄层ρ+区连接至表面电极，薄层P+区的结深少于0.5um,浓度少于I X 12Vcm3,与表面金属形成透明电极； (V)沟槽也被连接至表面电极； (vi)表电有层间介质，表面金属和钝化层等。
7.根据权利要求6所述在部分(2)之(i)中的沟槽，其特征在于在沟槽底部有一η型区，这η型区的浓度约为5 X 11Vcm3至I X 11Vcm3,这η型区比原来η型FZ硅片的浓度为闻。
8.根据权利要求6所述在部分(2)之(iii)中沟槽与沟槽之间的表面，其特征在于表面有部份为P型区的表面，有部份为η型区的表面，有部份为η+型区的表面，有部份区域为薄层P+区，其中P型区，η型区，η+型区和薄层ρ+区被接触孔连接至表面电极。
9.一种快恢复二极管的结构包括以下部分: (1)有源区和终端区； (2)有源区基本单元包含有: (i)至少一个沟槽，深度为0.8um至6.0um,宽度为0.2um至2.0um,单元尺寸大少为1.0um至1um不等，沟槽内壁附有氧化层并填入导电材料如高掺杂的多晶硅； (?)沟槽与沟槽之间有部份区域为P型区，在P型区中没有η型区； (iii)沟槽与沟槽之间的表面有部份为P型区的表面，有部份区域为薄层P+区； (iv)沟槽与沟槽之间的表面有接触孔，接触孔把表面的P型区和薄层P+区连接至表面电极，薄层P+区的结深少于0.5um,浓度少于I X 12Vcm3,与表面金属形成透明电极； (V)沟槽也被连接至表面电极； (vi)表电有层间介质，表面金属和钝化层等。
10.根据权利要求9所述在部分(2)之(i)中的沟槽，其特征在于在沟槽底部有一η型区，这η型区的浓度约为5 X 11Vcm3至I X 11Vcm3,这η型区比原来η型FZ硅片的浓度为闻。
11.根据权利要求9所述在部分(2)之(iii)中沟槽与沟槽之间的表面，其特征在于表面有部份为P型区的表面，在P型区中没有η型区，表面有部份为η+型区，表面有部份区域为薄层P+区，其中P型区，η+型区和薄层ρ+区的表面被接触孔连接至表面电极。
12.根据权利要求9所述在部分(2)之(iv)中的接触孔，其特征在于接触孔可为沟槽接触孔。
【文档编号】H01L29/739GK104465791SQ201310441203
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】苏冠创 申请人:深圳市力振半导体有限公司