捷捷微電的此項(xiàng)發(fā)明提供的快速軟恢復(fù)二極管芯片的制造方法，成本低，工藝簡單可靠，也更易于形成局域少子壽命控制區(qū)。

集微網(wǎng)消息，捷捷微電自1995年創(chuàng)辦以來，歷經(jīng)了25年的發(fā)展，漸漸成長為國內(nèi)專門從事功率半導(dǎo)體器件的龍頭企業(yè)。近年來，捷捷微電的營業(yè)收入和凈利潤保持持續(xù)增長，領(lǐng)先同業(yè)其他公司。同時(shí)，捷捷微電的產(chǎn)品正在逐步實(shí)現(xiàn)以國產(chǎn)替代進(jìn)口，降低中國晶閘管、二極管等器件市場對進(jìn)口的依賴。

現(xiàn)代電力電子技術(shù)廣泛使用IGBT、功率MOSFET等開關(guān)器件，對與之配套使用的快恢復(fù)二極管提出了更高的要求，不僅要求其反向阻斷電壓高、正向瞬態(tài)壓降小、反向恢復(fù)時(shí)間短，還要求其具有軟恢復(fù)特性，對具備這種特性的快恢復(fù)二極管稱為快速軟恢復(fù)二極管（Fast Soft Recovery Diode，簡稱FSRD）。

目前的制造工藝中，更多的是采用局部壽命控制與發(fā)射極注入效率相結(jié)合的方法，在載流子壽命控制方面，雖然人們也做出了大量的研究工作，但無外乎采用重金屬摻雜、電子、質(zhì)子輻照中的一種或幾種組合的方法。這些方法需要很高能量的離子注入機(jī)設(shè)備或者高能粒子加速器設(shè)備，由于設(shè)備的造價(jià)太高，造成產(chǎn)品成本極大的提升，生產(chǎn)的工藝難度也極大。

為了解決上述問題，捷捷微電申請了一項(xiàng)名為“一種快速軟恢復(fù)二極管芯片的制造方法”（申請?zhí)枺?01711095076.7）的發(fā)明專利，申請人為江蘇捷捷微電子股份有限公司。

圖1 FSRD芯片的結(jié)構(gòu)示意圖

上圖是該專利提出的快速軟恢復(fù)二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。為了制造此FSRD芯片，需要執(zhí)行以下幾個步驟：

首先，我們選用電阻率在15~150Ω·cm 之間的N-型硅單晶片1作為原材料，通過三氯氧磷擴(kuò)散源，對其正面和背面實(shí)施高濃度磷予沉積擴(kuò)散。經(jīng)過2.5~10h的高溫處理后，可以得到N+予沉積層。繼續(xù)在高溫中進(jìn)行高達(dá)100~240h的推結(jié)擴(kuò)散，這樣就會形成深度為100~220μm的N+型襯底層2。

然后我們采用機(jī)械磨削方式，去除正面的N+型襯底層2，同時(shí)通過磨削量控制N-型硅單晶片1的厚度為50~130μm。接著再對N-型硅單晶片1的正面實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光，并通過拋光量來控制N-型硅單晶片1的剩余厚度為20~100μm，這樣就能得到拋光基片。

在拋光基片的拋光面上外延生長N-型外延層5，其厚度為15~40μm。這里需要注意的一點(diǎn)是，在N-型外延層5初始生長0 .5~3μm的厚度時(shí)，其摻雜濃度為N-型硅單晶片1雜質(zhì)濃度的2~5倍，形成一個摻雜高峰，以達(dá)到較好的損傷效果，然后降低摻雜濃度至N-型硅單晶片1雜質(zhì)濃度的0 .8~1 .25倍繼續(xù)外延生長到規(guī)定厚度，得到由N-型外延層5、N-型硅單晶片1和N+型襯底層2構(gòu)成的雙基區(qū)硅片，并在N-型外延層5初始生長部分與N-型硅單晶片1之間形成的損傷層作為局域少子壽命控制區(qū)4。

接下來，在雙基區(qū)硅片的正面擴(kuò)散形成P型發(fā)射區(qū)6， 并在P型發(fā)射區(qū)6的正面濺射0 .2~0 .5μm厚的鉑或金，經(jīng)過一小時(shí)的退火處理后，會形成合金層。然后進(jìn)行重金屬擴(kuò)散，使鉑或金沉積在局域少子壽命控制區(qū)4內(nèi)，并用腐蝕法除去多余的鉑或金。

然后在生成的氧化硅膜9中，用光刻法蝕刻出溝槽。再采用混酸對溝槽進(jìn)行腐蝕，形成臺面，之后經(jīng)過燒結(jié)鈍化，得到鈍化膜3。通過光刻可以得到蒸鍍鋁所需的窗口，再對其進(jìn)行反刻以生成陽極金屬膜7。同時(shí)，在N+型襯底層2的背面蒸鍍Ti-Ni-Ag，形成陰極金屬膜8。最后再經(jīng)過真空合金，即可得到圖1所示的FSRD芯片結(jié)構(gòu)。

捷捷微電此項(xiàng)發(fā)明提供了一種快速軟恢復(fù)二極管芯片的制造方法，該制造方法成本低，工藝簡單可靠，也更易于形成局域少子壽命控制區(qū)。此外，捷捷微電的產(chǎn)品已出口至韓國、日本、西班牙等國家和地區(qū)，公司的中高端產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口及對外出口上升的趨勢，打破了中國電子元器件領(lǐng)域受遏于國外技術(shù)制約局面。