技术摘要：
本发明公开了一种提高二极管开关速度的方法，属于微电子制作领域。本发明的提高二极管开关速度的方法，在硅片背面进行铂扩散，即在800～1100℃、惰性气体下退火30～120min，二极管的反向恢复时间在IF＝1.0A、VR＝30V时，可控制在20～80ns，在IF＝25A、VR＝160V时，可控 全部
背景技术：
目前，半导体分立器件为提高开关速度需要降低少子寿命，主要方法有电子辐照、 轻离子注入和重金属掺杂等。寿命控制技术的原理是向器件内部引入空间分布适当的复合 中心，以有效减小少子寿命，提高器件开关速度。对复合寿命的研究主要集中在复合中心的 能级位置，电子俘获系数，空穴俘获系数，退火温度等方面。 重金属掺杂、电子辐照、轻离子注入在硅禁带中形成不止一个能带，其中一个能带 起主要作用，四种少子寿命控制的复合中心能带图如图1所示，金在硅禁带中EC-0.54eV能 级起主要少子复合作用，铂在硅禁带中EV 0.42eV起主要少子复合作用，电子辐照、轻离子 辐照在硅禁带中的EC-0.42eV能级起主要少子复合作用。其中，扩金器件拥有最好的VF-trr 特性曲线，扩铂器件次之，电子辐照器件最差；但是扩金器件的漏电流远大于扩铂和电子辐 照器件。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有二极管开关速度与正向导通压降不能兼顾的缺点，提 供一种提高二极管开关速度的方法。 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现： 一种提高二极管开关速度的方法，在PN结或PIN结周围进行铂扩散； 其中，铂扩散处理的条件为：在惰性气体的环境下，在800～1100℃退火30～ 120min。 进一步的，包括以下步骤： 1)将硅片进行氧化，按照设计方案在氧化后的硅片上进行基区光刻； 2)采用注入杂质的方法对基区进行掺杂； 3)在1100～1200℃的温度下进行杂质再分布，形成PN结； 4)在硅片背面进行蒸铂，在惰性气体下进行退火处理。 进一步的，基区的掺杂浓度为1×1015～1×1016cm-3。 进一步的，步骤4)中，在硅片背面蒸铂形成的铂层厚度为10～200nm。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明的提高二极管开关速度的方法，在硅片背面进行铂扩散，即在800～1100 ℃、惰性气体下退火30～120min，二极管的反向恢复时间在IF＝1.0A、VR＝30V时，可控制在 20～80ns，在IF＝25A、VR＝160V时，可控制在25～100ns，本发明通过掺铂控制少子寿命，铂 在硅中为快扩散杂质，在800～1100℃的氮气气氛中扩散让铂原子快速扩入整个硅片，此 时，铂在硅中有两种状态，即间铂原子和替位铂原子，其中，替位铂原子才能起到复合中心 的作用；扩散初期替位铂原子的比例较低，在设定温度中退火30～120min，能够使更多的铂 3 CN 111613531 A 说 明 书 2/3 页 原子进入硅晶格中，形成替位铂原子，成为复合中心降低少子寿命；铂在硅禁带中有4个能 级，两个施主能级和两个受主能级，其中，受主能级EV 0.42ev靠近禁带中心起主要少子复 合作用；PN结或PIN结掺铂后，铂复合中心会对快恢复二极管基区进行杂质补偿导致基区有 效浓度降低，因此，器件的反向击穿电压会较大幅度提高，正向压降略有提升；同时，由于铂 复合能级距离硅禁带中心较远，因此，高温下PN结或PIN结漏电流小，稳定性高；本发明的方 法制造的硅基半导体分立器件具有开关速度快、漏电流小、可靠性高的特点。 附图说明 图1为硅中复合中心的能带图； 图2为实施例1的PN结在铂扩散前后的结构示意图，其中，图2(a)为扩散前的PN结， 图2(b)为扩散后的PN结； 图3为实施例2的PIN结的结构示意图，其中，图3(a)为快恢复二极管结构图，图3 (b)为快恢复二极管浓度分布图。
本发明公开了一种提高二极管开关速度的方法，属于微电子制作领域。本发明的提高二极管开关速度的方法，在硅片背面进行铂扩散，即在800～1100℃、惰性气体下退火30～120min，二极管的反向恢复时间在IF＝1.0A、VR＝30V时，可控制在20～80ns，在IF＝25A、VR＝160V时，可控 全部
背景技术：
目前，半导体分立器件为提高开关速度需要降低少子寿命，主要方法有电子辐照、 轻离子注入和重金属掺杂等。寿命控制技术的原理是向器件内部引入空间分布适当的复合 中心，以有效减小少子寿命，提高器件开关速度。对复合寿命的研究主要集中在复合中心的 能级位置，电子俘获系数，空穴俘获系数，退火温度等方面。 重金属掺杂、电子辐照、轻离子注入在硅禁带中形成不止一个能带，其中一个能带 起主要作用，四种少子寿命控制的复合中心能带图如图1所示，金在硅禁带中EC-0.54eV能 级起主要少子复合作用，铂在硅禁带中EV 0.42eV起主要少子复合作用，电子辐照、轻离子 辐照在硅禁带中的EC-0.42eV能级起主要少子复合作用。其中，扩金器件拥有最好的VF-trr 特性曲线，扩铂器件次之，电子辐照器件最差；但是扩金器件的漏电流远大于扩铂和电子辐 照器件。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有二极管开关速度与正向导通压降不能兼顾的缺点，提 供一种提高二极管开关速度的方法。 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现： 一种提高二极管开关速度的方法，在PN结或PIN结周围进行铂扩散； 其中，铂扩散处理的条件为：在惰性气体的环境下，在800～1100℃退火30～ 120min。 进一步的，包括以下步骤： 1)将硅片进行氧化，按照设计方案在氧化后的硅片上进行基区光刻； 2)采用注入杂质的方法对基区进行掺杂； 3)在1100～1200℃的温度下进行杂质再分布，形成PN结； 4)在硅片背面进行蒸铂，在惰性气体下进行退火处理。 进一步的，基区的掺杂浓度为1×1015～1×1016cm-3。 进一步的，步骤4)中，在硅片背面蒸铂形成的铂层厚度为10～200nm。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明的提高二极管开关速度的方法，在硅片背面进行铂扩散，即在800～1100 ℃、惰性气体下退火30～120min，二极管的反向恢复时间在IF＝1.0A、VR＝30V时，可控制在 20～80ns，在IF＝25A、VR＝160V时，可控制在25～100ns，本发明通过掺铂控制少子寿命，铂 在硅中为快扩散杂质，在800～1100℃的氮气气氛中扩散让铂原子快速扩入整个硅片，此 时，铂在硅中有两种状态，即间铂原子和替位铂原子，其中，替位铂原子才能起到复合中心 的作用；扩散初期替位铂原子的比例较低，在设定温度中退火30～120min，能够使更多的铂 3 CN 111613531 A 说 明 书 2/3 页 原子进入硅晶格中，形成替位铂原子，成为复合中心降低少子寿命；铂在硅禁带中有4个能 级，两个施主能级和两个受主能级，其中，受主能级EV 0.42ev靠近禁带中心起主要少子复 合作用；PN结或PIN结掺铂后，铂复合中心会对快恢复二极管基区进行杂质补偿导致基区有 效浓度降低，因此，器件的反向击穿电压会较大幅度提高，正向压降略有提升；同时，由于铂 复合能级距离硅禁带中心较远，因此，高温下PN结或PIN结漏电流小，稳定性高；本发明的方 法制造的硅基半导体分立器件具有开关速度快、漏电流小、可靠性高的特点。 附图说明 图1为硅中复合中心的能带图； 图2为实施例1的PN结在铂扩散前后的结构示意图，其中，图2(a)为扩散前的PN结， 图2(b)为扩散后的PN结； 图3为实施例2的PIN结的结构示意图，其中，图3(a)为快恢复二极管结构图，图3 (b)为快恢复二极管浓度分布图。
