本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體涉及一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管。

背景技術(shù)：

軟快恢復(fù)二極管的制造改進(jìn)，目前主要采用的技術(shù)是降低發(fā)射區(qū)注入效率和耐壓漂移區(qū)少子壽命的控制，其他如場終止技術(shù)、背面空穴注入等技術(shù)，主要針對二極管的發(fā)射區(qū)注入效率和耐壓漂移區(qū)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行。

軟快恢復(fù)二極管尤其是高壓軟快恢復(fù)二極管，為了使電流加大，降低壓降，在單位面積耐壓漂移區(qū)電阻不變的情況下，只能增加芯片面積。PN結(jié)的電容包括勢壘電容和擴(kuò)散電容，軟快恢復(fù)二極管在正向?qū)〞r，由于擴(kuò)散電容的作用，在耗盡區(qū)附近存儲了大量的少數(shù)載流子，使反向恢復(fù)時間變長，同時使軟度變差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管，該二極管減少發(fā)射區(qū)面積，更準(zhǔn)確的說，是減少少數(shù)載流子注入的PN結(jié)的面積。將發(fā)射區(qū)做成島形、網(wǎng)狀、條形等發(fā)射區(qū)圖形，使發(fā)射區(qū)的總面積與有源區(qū)的面積比降低。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管，在所述二極管的發(fā)射區(qū)等間距制作凹槽，所述凹槽的深度大于發(fā)射區(qū)的深度；在所述凹槽內(nèi)制作絕緣層，使耐壓漂移區(qū)與金屬電極隔離。

一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管，在通過選擇性摻雜擴(kuò)散形成的發(fā)射區(qū)之間制作絕緣層，使耐壓漂移區(qū)與金屬電極隔離。

本發(fā)明的有益效果是：

減少發(fā)射區(qū)面積，進(jìn)而減少了發(fā)射結(jié)電容，減小了發(fā)射結(jié)在恢復(fù)過程中的放電時間，提高了開關(guān)速度。通過一定深度的腐蝕，形成溝槽或孔，不僅減少了發(fā)射區(qū)的面積，同時將靠近發(fā)射區(qū)側(cè)邊部分N-型硅去掉，進(jìn)一步減少了少子的存儲空間，提高開關(guān)速度；發(fā)射區(qū)面積減少可以減少注入到耐壓漂移區(qū)的少數(shù)載流子數(shù)量，調(diào)整漂移區(qū)的少數(shù)載流子注入水平，實現(xiàn)了降低發(fā)射區(qū)注入效率的效果。采用溝槽或浮空發(fā)射區(qū)島結(jié)構(gòu)，使注入到漂移區(qū)的少數(shù)載流子出現(xiàn)疏密相間的分布結(jié)果，可以改善軟快恢復(fù)二極管的溫度穩(wěn)定性。由于PN結(jié)上電容的放電速度變小，減少了PN結(jié)區(qū)的恢復(fù)時間，同時減緩了漂移區(qū)的少數(shù)載流子消失的強(qiáng)度，改善了二極管恢復(fù)軟度。

對于高壓軟快恢復(fù)二極管，影響壓降主要是耐壓漂移區(qū)的厚度和面積，發(fā)射區(qū)面積對壓降的影響不大。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管通過腐蝕形成的溝槽結(jié)構(gòu)。

圖2本發(fā)明一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管通過離子刻蝕形成的溝槽結(jié)構(gòu)。

圖3本發(fā)明一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管通過選擇性摻雜擴(kuò)散形成發(fā)射區(qū)。

圖4本發(fā)明一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管通過選擇性摻雜擴(kuò)散形成發(fā)射區(qū)，在發(fā)射區(qū)之間增加浮空發(fā)射區(qū)島。

圖5本發(fā)明一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管JTE或VLD終端部分浮空，不與發(fā)射區(qū)相連，通過金屬場板進(jìn)行耦合。

圖中：1、金屬電極，2、發(fā)射區(qū)，3、絕緣層，4、耐壓漂浮區(qū)，5、浮空發(fā)射區(qū)島，和6、浮空VLD終端。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種改善恢復(fù)時間和軟度的快恢復(fù)二極管，在二極管的發(fā)射區(qū)等間距通過濕法腐蝕或者干法刻蝕制作凹槽，通過濕法腐蝕制作的凹槽為U型結(jié)構(gòu)，如圖1所示；通過干法刻蝕的制作的凹槽為垂直結(jié)構(gòu)，如圖2所示。所述凹槽的深度大于發(fā)射區(qū)的深度，小于相鄰兩個凹槽間距的4倍；通過一定深度的腐蝕，形成溝槽或孔，不僅減少了發(fā)射區(qū)的面積，同時將靠近發(fā)射區(qū)側(cè)邊部分N-型硅去掉，進(jìn)一步減少了少子的存儲空間，提高開關(guān)速度；在凹槽內(nèi)制作絕緣層，絕緣層為氧化層、半絕緣摻氧多晶硅或者熔凝玻璃等材料。絕緣層使耐壓漂移區(qū)與金屬電極隔離，不通過電流。發(fā)射區(qū)的結(jié)構(gòu)可以制作成條狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或者島狀結(jié)構(gòu)。通過減小有源區(qū)的面積，實現(xiàn)減小恢復(fù)時間。

另一種減小發(fā)射區(qū)面積的手段，即在通過選擇性摻雜擴(kuò)散形成的發(fā)射區(qū)之間制作絕緣層，使耐壓漂移區(qū)與金屬電極隔離。如圖3所示，其中發(fā)射區(qū)的間距大于2倍發(fā)射區(qū)的深度。另一種形式，如圖4所示，絕緣層覆蓋一個或多個發(fā)射區(qū)，形成浮空發(fā)射區(qū)島；通過浮空發(fā)射區(qū)島，不僅減少了發(fā)射區(qū)的面積，同時進(jìn)一步減少了少子的存儲空間，提高開關(guān)速度。如圖5所示，對于平面工藝的軟快恢復(fù)二極管，芯片若采用JTE或VLD終端技術(shù)，終端部分也會產(chǎn)生發(fā)射區(qū)少數(shù)載流子注入，為了減少這類終端結(jié)構(gòu)對發(fā)射區(qū)面積的影響，將終端部分進(jìn)行浮空，通過金屬電極延伸到終端結(jié)構(gòu)之上，形成金屬場板耦合結(jié)構(gòu)，這時有源的發(fā)射區(qū)與浮空終端的P型區(qū)的間隔距離可以適當(dāng)縮小，使耐壓水平不降低。