低开启电压二极管的制备方法

摘要

本发明公开了一种低开启电压二极管及其制备方法，要解决的技术问题是降低正向压降，提高击穿电压，并降低低开启电压二极管的成本。本发明的低开启电压二极管，采用以下方法制备得到：单晶硅准备，制备Pring，高温推结，制备多晶硅栅，制备Pbody，高温推结，制备NSD，高温推结制备PSD，高温氧化，正面金属化，背面减薄及金属化，再进行初测、划片、烧结、引线键合、中测、封装和总测，得到低开启电压二极管。本发明与现有技术相比，低开启电压二极管具有击穿电压超过100V，在1A时具有低于0.54V的开启电压，在单晶衬底上制备低开启电压二极管，不采用外延工艺，仅使用四张光刻版，芯片具有较低的制造成本。

主权项

1.一种低开启电压二极管的制备方法，采用以下方法制备得到：一、单晶硅准备，采用N型单晶硅衬底(1)，电阻率为20Ω·cm，其晶向为<100>，按现有技术预氧化形成厚度为的二氧化硅保护层(2)；二、制备P型终端保护环，以光刻胶(3)作为掩模层进行硼(201)注入，剂量为3×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV，形成P型终端保护环：厚为0.5μm的P型杂质一区(21)、厚为4μm的P型杂质二区(22)、厚为4μm的P型杂质三区(23)；三、高温推结，去除光刻胶后按现有技术的方法淀积厚度为的第一氧化层(31)，在氮气环境下，温度为1100℃，时间为100min，得到P型杂质一区(21)浓度为1×10¹⁷cm^-3，P型杂质二区(22)浓度为1×10¹⁷cm^-3，P型杂质三区(23)浓度为1×10¹⁷cm^-3；四、制备多晶硅栅，在需要制作器件的区域采用有源区光刻版按现有技术进行有源区刻蚀，按现有技术生长8nm栅氧化层(41)，然后通过低压化学汽相淀积厚度为的多晶硅(42)，再一次氧化形成厚度为的第二氧化层(43)，最后采用化学汽相淀积厚度为的Si₃N₄(43)，并采用多晶硅区光刻版进行刻蚀形成MOS管的P型掺杂体区窗口；五、制备P型掺杂体区，将Si₃N₄作为离子注入的掩模层进行硼(501)注入，剂量为3×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV，形成厚度为的P型掺杂体区：P型杂质区(51)；六、高温推结，对P型掺杂体区中的杂质进行推结，形成沟道区，高温推结在在氮气环境下，温度为1000℃，时间为20min，得到P型杂质区(51)浓度为1×10¹⁵cm^-3；七、制备N型杂质重掺杂，将Si₃N₄作为离子注入的掩模层进行砷(701)注入，剂量为1×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV，形成N型杂质重掺杂区：N型杂质重掺杂一区(71)；八、高温推结，对N型杂质重掺杂区进行杂质激活，形成导电的通路，N型杂质重掺杂区激活和推结在氮气环境下，温度为950℃，时间为10min，得到N型杂质重掺杂一区(71)，浓度为1×10¹⁹cm^-3；九、制备P型杂质重掺杂，将Si₃N₄作为掩模层刻蚀一层厚度为0.15μm的硅，并进行硼(901)和BF₂(902)注入，形成P型杂质重掺杂重掺杂区：位于刻蚀槽侧壁的厚度为1.0μm的N型杂质重掺杂二区(72)和位于刻蚀槽下方的厚度为0.8μm的P型杂质重掺杂区(91)，硼分四次注入，总剂量为6×10¹⁴cm^-2，能量为100KeV，每次量为1.5×10¹⁴cm^-2，能量为100KeV，BF₂注入，剂量为8×10¹⁵cm^-2，能量为30KeV；十、高温氧化，对P型杂质重掺杂区进行杂质激活和推结，同时在整个硅片表面形成厚度为的第三氧化层(101)，P型杂质重掺杂高温推结在氮气环境下，温度为950℃，时间为60min，得到N型杂质重掺杂二区(72)浓度为1×10¹⁹cm^-3，得到P型杂质重掺杂区(91)浓度为1×10¹⁸cm^-3；十一、正面金属化，按现有技术在整个器件表面先刻蚀氧化层，再溅射金属铝(121)，并采用金属光刻版刻蚀金属，形成金属引线；十二、背面减薄及金属化，对器件背面进行机械减薄处理，将器件减薄至200μm，之后按现有技术在器件背面溅射金属形成金属引线；再进行初测、划片、烧结、引线键合、中测、封装和总测，得到低开启电压二极管；所述P型终端保护环光刻、有源区光刻、多晶硅区光刻和金属光刻的分辨率为0.25um。