50mA;
[0104] 最高結(jié)溫Tv,m 125°C;
[0105] 反向恢復(fù)電荷化r 《 3200 yC;
[0106] 反向恢復(fù)時(shí)間trr 3-7ys;
[0107] 軟度因子S >1.0。
[0108] 本發(fā)明所述用語"重金屬滲雜"是指選擇深能級(jí)的重金屬雜質(zhì)擴(kuò)散到娃片中的技 術(shù)，該技術(shù)可W用來降低少子壽命。常用的重金屬有金、銷、鈕。
[0109] 本發(fā)明所述用語"質(zhì)子福照"是指將氨原子加速后射祀的技術(shù)，該樣可W控制娃片 局部少數(shù)載流子壽命。
[0110] 本發(fā)明所述用語"電子福照"是指娃片置于福照?qǐng)鲋?，通過電子轟擊，形成復(fù)合中 屯、，達(dá)到控制少子壽命的目的。
[0111] 本發(fā)明所述用語"正向電流"（I巧是指F畑在反向關(guān)斷前正向流過的電流值。
[0112] 本發(fā)明中，n%為取Irr值的百分?jǐn)?shù)，一般有10 %，25 %，50 %，該是一個(gè)設(shè)定值，其 目的是便于讀取trr值。圖2為本發(fā)明中FRD反向恢復(fù)特性參數(shù)示意圖，本發(fā)明所有文字 表述中n%取25%。
[0113] 本發(fā)明中所用"清洗"一詞，在沒有特別指定的情況下，是指半導(dǎo)體行業(yè)通用的標(biāo) 準(zhǔn)RCA清洗。
[0114] 本發(fā)明中，IGCT為IntegratedGateCommutatedThyristor的縮寫，即集成口極 換流晶閩管。
[0115]本發(fā)明中，F(xiàn)畑為化st Recove巧Diode的縮寫，即快恢復(fù)二極管。F畑反向恢復(fù) 特性參數(shù)包括Q"(反向恢復(fù)電荷）、1"(反向恢復(fù)電流）、t"(反向恢復(fù)時(shí)間）、S(軟度因 子）W及反向關(guān)斷di/dt，其中，軟度因子S按照式（II)進(jìn)行計(jì)算，反向恢復(fù)電荷9"按照 式（III)進(jìn)行計(jì)算。
[0116] S=tb/ta (II)
[0117]Qrr=/ ?化（即在trr時(shí)間內(nèi)，Irr的積分） （III)
[0118] 根據(jù)本發(fā)明方法，先選取N型娃單晶圓片，單面拋光，然后雙面?zhèn)H預(yù)沉積，然后在 拋光面的那一面進(jìn)行棚離子注入，然后一起推進(jìn)，形成P+/N-/P型（前一個(gè)P+層有侶棚兩種 雜質(zhì)，后一個(gè)P層只有侶一種雜質(zhì)），然后單面磨磨去后一個(gè)P層，并繼續(xù)磨到一個(gè)合適的厚 度，即獲得P7於吉構(gòu)。接著在P7於吉構(gòu)上的N面上擴(kuò)散磯雜質(zhì)W形成N+層（此時(shí)P+層 表面保留有棚侶推進(jìn)時(shí)留下的足夠厚度的Si化氧化層，可W阻擋磯雜質(zhì)擴(kuò)散到P+層中），形 成P7N7N+結(jié)構(gòu)。最后整個(gè)娃片進(jìn)行"質(zhì)子福照+電子福照"工藝，制成IGCT配套用F畑。
[0119] 采用本發(fā)明方法制得的集成口極換流晶閩管配套用快恢復(fù)二極管為P7N7N+型 結(jié)構(gòu)，能夠承受反向重復(fù)峰值電壓V?在4500-7000V之間，額定正向平均電流IWW在 400-2500A之間，反向關(guān)斷diMt在500-5000A/US之間，反向恢復(fù)時(shí)間為3-7yS，且軟度 因子S> 1。
[0120] 本發(fā)明采用侶預(yù)沉積和棚離子注入的配合工藝方法，克服了一般快速整流管在P+ 型層縱橫向雜質(zhì)分布不均勻的缺點(diǎn)，極大地改善了FRD承受反向關(guān)斷diMt的能力，一般都 能承受500A/ySW上的反向關(guān)斷di/化。
[0121] 侶預(yù)沉積和棚離子注入的配合工藝不僅克服了在P+型層縱橫向雜質(zhì)分布不均勻 的缺點(diǎn)，而且在下一步的棚侶推進(jìn)工藝時(shí)，因?yàn)橥奁韺油瑫r(shí)存在侶和棚離子，在高溫?cái)U(kuò)散 時(shí)，侶和棚不僅向娃片內(nèi)部擴(kuò)散，也向擴(kuò)散爐氣體中擴(kuò)散，但由于棚分壓和侶分壓相互制 衡，兩者含量都不高，比起只侶預(yù)沉積或者只棚離子注入就推進(jìn)相比，擴(kuò)散到擴(kuò)散爐中的侶 或者棚雜質(zhì)含量要低很多，進(jìn)而娃片中侶或者棚含量高很多，雜質(zhì)損失量較少進(jìn)而節(jié)約成 本和提高擴(kuò)散效率。
[0122] 采用質(zhì)子福照和電子福照的配合工藝方法，使F畑的反向恢復(fù)時(shí)間trr在7ySW下時(shí)，反向恢復(fù)特性中的軟度S> 1。該2個(gè)特點(diǎn)使之FRD能較好地滿足IGCT應(yīng)用的要求。
[0123] 本發(fā)明方法工藝新穎，流程簡(jiǎn)單明了流暢，使用獨(dú)特的工藝技術(shù)使之能承受較高 的反向關(guān)斷di/化，同時(shí)反向恢復(fù)時(shí)，軟特性良好，實(shí)際應(yīng)用證明與IGCT器件配套使用的可 靠性高，使FRD產(chǎn)品的產(chǎn)量和成品率都得到了保證。
[0124] 實(shí)施例
[0125] 實(shí)施例1;
[0126] F畑制備工藝流程圖見圖1。
[0127] 1.預(yù)處理（單面拋光）；
[0128] 選取電阻率為200Q.m的N型娃單晶片作為原始娃片，并對(duì)該娃片進(jìn)行單面拋光 處理獲得預(yù)處理娃片。
[0129] 2.P型滲雜處理（形成陽極）：
[0130] (1)侶預(yù)沉積：
[0131] 娃片先進(jìn)行半導(dǎo)體行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗、甩干裝舟，然后推入真空侶預(yù)沉積 擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散爐內(nèi)是預(yù)先形成的飽和侶滲雜的娃舟和擴(kuò)散爐內(nèi)壁，放入純度99. 9999 %侶 源，恒溫900°C擴(kuò)散，表面?zhèn)H濃度為IQis/cm3。
[0132] (2)棚離子注入：
[0133] 先將娃片預(yù)氧化形成一層Si化保護(hù)層為棚離子注入作準(zhǔn)備；對(duì)娃片進(jìn)行RCA清 洗、甩干裝舟，然后推入氧化擴(kuò)散爐中，通入氧氣恒溫80(TC擴(kuò)散，娃片雙表面形成厚度 22nm的Si化保護(hù)膜。然后從拋光面注入B+11，注入偏轉(zhuǎn)角為7°。
[0134] (3)棚侶推進(jìn)：
[01巧]娃片清洗干凈后，甩干裝舟，然后推入氧化擴(kuò)散爐中，通入氧氣恒溫1200°C擴(kuò)散， 表面濃度為l〇i6/cm3。
[0136] 3.單面磨處理
[0137] 用磨片機(jī)磨掉娃片的非拋光面的P層，單面磨后，巧片厚度為0.7mm，此時(shí)娃片為 P7N-結(jié)構(gòu)。
[0138] 4.擴(kuò)磯處理（形成陰極）
[0139] 娃片清洗干凈后，甩干裝舟，然后推入擴(kuò)散爐中恒溫1000°C擴(kuò)散，采用液態(tài)源 POCI3擴(kuò)散，出爐后用HF酸泡娃片，去掉娃片表面的SiO2層，陰極r表面濃度> 102Vcm3; 然后娃片再次RCA清洗、甩干裝舟，然后推入擴(kuò)散爐中，通入氧氣恒溫115(TC推進(jìn)，出爐后 用HF酸泡娃片，去掉娃片表面的Si〇2層，陰極N+表面濃度> 1027cm3,此時(shí)娃片為P7N7N+ 結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱PIN結(jié)構(gòu)。
[0140] 5.后處理（后工序）
[0141] (1)割圓：
[0142] 用激光割圓機(jī)將娃片切割成0 38mm的圓片。
[0143] 似蒸侶和合金：
[0144] 將娃片清洗干凈后，放入真空蒸發(fā)機(jī)中進(jìn)行雙面蒸發(fā)侶層，再放進(jìn)合金爐中堅(jiān)膜 形成合金層。
[0145] (3)臺(tái)面造型和保護(hù)：
[0146] 將蒸發(fā)堅(jiān)膜后的娃片進(jìn)行磨角造型，然后在腐蝕機(jī)中進(jìn)行臺(tái)面腐蝕，之后進(jìn)行涂 膠保護(hù)，高溫固化，形成完整的巧片。
[0147]6.少子壽命控制；
[0148](1)質(zhì)子福照：
[0149] 在質(zhì)子福照設(shè)備上進(jìn)行質(zhì)子福照。
[0150] (2)電子福照；
[0151] 在電子福照設(shè)備上進(jìn)行電子福照，最終少子壽命控制在2-10yS。
[0152] 7.封裝：
[0153] 將巧片、鋼片、定位銷組裝到陶瓷管殼里，用專用冷焊封裝機(jī)將管殼上下殼焊好。
[0巧4] 8.測(cè)試；
[0155] 封裝好的器件，利用伏安特性測(cè)試設(shè)備、通態(tài)壓降測(cè)試設(shè)備、FRD反向恢復(fù)參數(shù)測(cè) 試設(shè)備分別測(cè)試伏安特性、正向壓降、反向恢復(fù)參數(shù)。
[0156] F畑狂而400-扣）的性能參數(shù)如下：
[0157] 額定正向平均電流Iww 400A ；
[0158] 反向關(guān)斷電流變化率diMt 500-5000A/ys；
[0159] 反向重復(fù)峰值電壓Vkkm 4500-5000V；
[0160] 反向不重復(fù)峰值電壓Vksm 4600-5100V；
[OW]正向壓降Vfm 《2. 5-2. 9V;
[01創(chuàng)反向重復(fù)峰值電流1? 《50mA;
[016引最高結(jié)溫Tv,M 125°C；
[0164] 反向恢復(fù)電荷Qrr《930yC;
[0165] 反向恢復(fù)時(shí)間trr 3-7ys;
[0166] 軟度因子S >1.0。
[0167] 實(shí)施例2;
[0168] 實(shí)施例2的FRD制備工藝流程與實(shí)施例1相同。
[0169] 1.預(yù)處理（單面拋光）；
[0170] 選取電阻率為400Q.m的N型娃單晶片作為原始娃片，并對(duì)該娃片進(jìn)行單面拋光 處理獲得預(yù)處理娃片。
[0171]2.P型滲雜處理（形成陽極）：
[0172] (1)侶預(yù)沉積：
[0173] 娃片先進(jìn)行半導(dǎo)體行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗、甩干裝舟，然后推入真空侶預(yù)沉積 擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散爐內(nèi)是預(yù)先形成的飽和侶滲雜的娃舟和擴(kuò)散爐內(nèi)壁，放入純度99. 9999%侶 源，恒溫950°C擴(kuò)散，表面濃度為l〇i7cm3。
[0174] 0)棚離子注入：
[01巧]先將娃片預(yù)氧化形成一層Si〇2保護(hù)層為棚離子注入作準(zhǔn)備：娃片RCA清洗、甩干 裝舟，然后推入氧化擴(kuò)散爐中，通入氧氣恒溫850°C擴(kuò)散，娃片雙表面形成厚度52nm的Si〇2 保護(hù)膜。然后從拋光面注入B+11，注入偏轉(zhuǎn)角為7°。
[0176](3)棚侶推進(jìn)：
[0177] 娃片清洗干凈后，甩干裝舟，然后推入氧化擴(kuò)散爐中，通入氧氣恒溫1250°C擴(kuò)散， 表面濃度為l〇"/cm3。
[017引 3.單面磨處理；
[0179] 用磨片機(jī)磨掉娃片的非拋光面的P層，單面磨后，巧片厚度為1. 0mm，此時(shí)娃片為 P7N-結(jié)構(gòu)。
[0180] 4.擴(kuò)磯處理（形成陰極）；
[0181] 娃片清洗干凈后，甩干裝舟，然后推入擴(kuò)散爐中恒溫1100°C擴(kuò)散，采用液態(tài)源 POCI3擴(kuò)散，出爐后用HF酸泡娃片，去掉娃片表面的SiO2層，陰極r表面濃度> 102Vcm3; 然后娃片再次RCA清洗、甩干裝舟，然后推入擴(kuò)散爐中，通入氧氣恒溫1200°C推進(jìn)，出爐后 用HF酸泡娃片，去掉娃片表面的Si〇2層，陰極N+表面濃度> 102Vcm3,此時(shí)娃片為P7N7N+ 結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱PIN結(jié)構(gòu)。
[0182] 5.后處理（后工序）；
[0183] (1)割圓：
[0184] 用激光割圓機(jī)將娃片切割成0 96mm的圓片。
[0185] 似蒸侶及合金：
[0186] 將娃片清洗干凈后，放入真空蒸發(fā)機(jī)中進(jìn)行雙面蒸發(fā)侶層，再放進(jìn)合金爐中堅(jiān)膜 形成合金層。
[0187] (3)臺(tái)面造型及保護(hù)：
[0188] 將蒸發(fā)堅(jiān)膜后的娃片進(jìn)行磨角造型，然后在腐蝕機(jī)中進(jìn)行臺(tái)面腐蝕，之后進(jìn)行涂 膠保護(hù)，高溫固化，形成完整的巧片。
[0189] 6.少子壽命控制；
[0190] (1)質(zhì)子