本實用新型涉及一種新型的N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片，應用在集成電路或分立器件制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

快恢復二極管因具有反向恢復時間短、高溫特性好等特點，被廣泛用于各類高頻電路；目前國內(nèi)半導體生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的快恢復二極管芯片都是P⁺N^-結(jié)構(gòu)（見圖1）；該結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特點是陽極在芯片正面，陰極在芯片背面；而市場上用于快恢復二極管芯片封裝的主流封裝形式為TO-220（見圖2），這就造成了組裝后的產(chǎn)品僅可以作為共陰極產(chǎn)品使用。但整機應用上也有共陽極使用需求，于是就導致了目前國內(nèi)半導體廠商生產(chǎn)的快恢復二極管芯片無法滿足所有整機應用需求，存有弊端。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種新型的N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片，以滿足市場需要。

本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片，它包括位于底部的陽極金屬，在所述陽極金屬的正面設(shè)有半導體硅片P⁺襯底層，在所述半導體硅片P⁺襯底層的正面形成有P^-外延層，在所述P^-外延層的正面邊緣摻入雜質(zhì)硼形成P⁺溝道截止環(huán)，在所述P^-外延層的中部摻入雜質(zhì)磷形成N⁺陰極區(qū)，在所述P^-外延層的正面通過高溫氧化生長一層厚度的氧化層，在所述N⁺陰極區(qū)的正面通過蒸發(fā)或濺射的方式淀積一層一定厚度的陰極電極金屬形成陰極電極，所述陰極電極與N⁺陰極區(qū)直接接觸。

優(yōu)選地，所述半導體硅片P⁺襯底層的厚度為300-530μm，導電率≤0.02Ω.cm。

優(yōu)選地，所述P^-外延層的厚度為25-150um左右，電阻率為10-100Ω.cm。

優(yōu)選地，所述P⁺溝道截止環(huán)的深度為2μm-10μm。

優(yōu)選地，所述N⁺陰極區(qū)的深度為5μm-60μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

本實用新型通過將兩個芯片封裝在TO-220等封裝形式中，實現(xiàn)共陽極應用，豐富了快恢復二極管芯片市場，滿足了整機應用要求，降低了加工成本，彌補了N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片空白；同時還為整機設(shè)計提供了全新的思路。

附圖說明

圖1 為目前P⁺N^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為目前主流封裝形式TO-220的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型實施例中N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

參見圖3，本實用新型涉及一種N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片，包括位于底部的陽極金屬1，陽極金屬1的材質(zhì)為Ti/Ni/Ag或Cr/Ni/Ag或V/Ni/Ag，在所述陽極金屬1的正面設(shè)有半導體硅片P⁺襯底層2，所述半導體硅片P⁺襯底層2的厚度為300-530μm，導電率≤0.02Ω.cm，在所述半導體硅片P⁺襯底層2的正面形成有P^-外延層3，P^-外延層3的厚度為25-150um左右，電阻率為10-100Ω.cm左右，在所述P^-外延層3的正面邊緣摻入雜質(zhì)硼形成P⁺溝道截止環(huán)4，深度為2μm-10μm，在所述P^-外延層3的中部摻入雜質(zhì)磷形成N⁺陰極區(qū)6，N⁺陰極區(qū)6的深度為5μm-60μm，在所述P^-外延層3的正面通過高溫氧化生長一層厚度為0.8-1.5μm的氧化層5，在所述N⁺陰極區(qū)6的正面通過蒸發(fā)或濺射的方式淀積一層一定厚度（2.0-10.0μm）的陰極電極金屬（鋁或鋁硅或鋁硅銅合金）形成陰極電極7，所述陰極電極7與N⁺陰極區(qū)6直接接觸。

上述芯片的制造方法如下：

步驟一：在一定厚度（300-530μm）半導體硅片P⁺襯底層2（≤0.02Ω.cm）上外延具有一定電阻率（10-100Ω.cm左右）與厚度（25-150um左右）的P^-外延層3；

步驟二：通過高溫氧化，生長一定厚度（0.8-1.5μm）的氧化層5；

步驟三：通過光刻，去除N⁺陰極區(qū)6上的氧化層，利用離子注入方式注入一定劑量（1E14cm^-2-1E16cm^-2）的磷離子或者采用三氯氧磷液態(tài)源等摻雜方式摻入雜質(zhì)磷；再通過高溫氧化與擴散（1000℃-1250℃，50min-300min）方式，將雜質(zhì)磷擴散至一定深度（5μm-60μm），形成N⁺陰極區(qū)6，同時在N⁺陰極區(qū)6生長一層氧化層（0.5-1.5μm）；

步驟四：通過光刻，去除P⁺溝道截止環(huán)4上的氧化層，利用離子注入方式注入一定劑量（1E14cm^-2-1E16cm^-2）的硼離子或者采用CSD乳膠源涂覆等摻雜方式摻入雜質(zhì)硼；再通過高溫氧化與擴散（900℃-1250℃，50min-300min）方式，將雜質(zhì)硼擴散至一定深度（2μm-10μm），形成P⁺溝道截止環(huán)4，同時在P⁺溝道截止環(huán)4生長一層氧化層（0.5-1.5μm ）；

步驟五：通過減薄方式，將半導體硅片P⁺襯底層2無外延層一側(cè)（硅片背面）減去不少于5μm的一層，使硅片背面裸露出新鮮的硅；再通過濺射方式淀積一定厚度（50?-1000?）的重金屬，最后通過高溫（800-1100℃，20-200min）擴散方式將重金屬擴散分布在半導體硅片P⁺襯底層2、P⁺外延層3、P⁺溝道截止環(huán)4與N⁺陰極區(qū)6中；

步驟六：通過光刻，去除陰極電極7處的氧化層，通過蒸發(fā)或濺射的方式淀積一層一定厚度（2.0-10.0μm）的陰極電極金屬（鋁或鋁硅或鋁硅銅合金）；再通過光刻方式去除陰極電極7以外區(qū)域金屬；最后通過低溫（400-550℃，10-60min）處理方式，將陰極金屬與N⁺陰極區(qū)6相結(jié)合形成良好的歐姆接觸；

步驟七：再通過減薄方式，將半導體硅片P⁺襯底層2無外延層一側(cè)減去一層，使整個芯片減薄到一定厚度（200-350μm）；再通過蒸發(fā)或濺射方式淀積一定厚度（0.5-3.0μm）的陽極金屬1（Ti/Ni/Ag或Cr/Ni/Ag或V/Ni/Ag）；這樣，N⁺P^-結(jié)構(gòu)快恢復二極管芯片加工完成。

除上述實施例外，本實用新型還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。