本发明属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种快速软恢复二极管芯片的制造方法。
背景技术：
现代电力电子技术广泛使用igbt、功率mosfet等开关器件，对与之配套使用的快恢复二极管提出了更高的要求，不仅要求其反向阻断电压高、正向瞬态压降小、反向恢复时间短，还要求其具有软恢复特性（即软度因子要大），对具备这种特性的快恢复二极管称为快速软恢复二极管（fastsoftrecoverydiode，简称fsrd）。目前的制造工艺中，更多的是采用局部寿命控制与发射极注入效率相结合的方法，在载流子寿命控制方面，虽然人们也做出了大量的研究工作，但无外乎采用重金属掺杂、电子、质子辐照中的一种或几种组合的方法。
这些方法需要很高能量的离子注入机设备或者高能粒子加速器设备，由于设备的造价太高，造成产品成本极大的提升，生产的工艺难度也极大。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速软恢复二极管芯片的制造方法，该制造方法成本低，工艺简单可靠，也更易于形成局域少子寿命控制区。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种快速软恢复二极管芯片的制造方法，包括以下步骤：
（1）采用n-型硅单晶片为原材料，n-型硅单晶片的电阻率范围为15~150ω·cm、厚度为300~800μm、直径为50~200mm；
（2）对n-型硅单晶片的正面和背面实施高浓度磷予沉积扩散形成n+予沉积层，扩散源采用三氯氧磷，予沉积扩散温度为1210±50℃，予沉积扩散时间为2.5~10.0h，予沉积扩散后的r□≤0.4ω/□；
（3）继续推结扩散形成n+型衬底层，推结扩散温度为1280±20℃，推结扩散时间为100~240h，推结扩散后的r□≤0.1ω/□、深度为100~220μm；
（4）采用机械磨削方式去除正面的n+型衬底层，用磨削量控制n-型硅单晶片的厚度为50~130μm；
（5）对n-型硅单晶片的正面实施化学机械抛光，用抛光量控制n-型硅单晶片的剩余厚度为20~100μm，得到抛光基片；
（6）在抛光基片的抛光面上外延生长n-型外延层，n-型外延层的厚度为15~40μm，得到由n-型外延层、n-型硅单晶片和n+型衬底层构成的双基区硅片，并在n-型外延层与n-型硅单晶片之间形成局域少子寿命控制区；
（7）在双基区硅片的正面扩散形成p型发射区，p型发射区的扩散深度为5~35μm，扩散后的r□为30~150ω/□；
（8）在p型发射区的正面溅射0.2~0.5μm厚的铂或金，在300±50℃的温度下退火处理60-65min，形成合金层，然后进行重金属扩散，扩散温度为700±50℃，扩散时间为0.3~1.0h，使铂或金沉积在局域少子寿命控制区内；
（9）用腐蚀法除去多余的铂或金；
（10）正面生长氧化硅膜，用光刻法蚀刻出沟槽；
（11）采用混酸对沟槽进行腐蚀，形成台面；
（12）在台面涂覆玻璃粉并烧结钝化，形成钝化膜；
（13）正面光刻出蒸镀铝所需的窗口；
（14）在光刻出的窗口处蒸镀铝，反刻后形成阳极金属膜，在n+型衬底层的背面蒸镀ti-ni-ag，形成阴极金属膜；
（15）真空合金。
优选的，所述步骤（6）中形成局域少子寿命控制区的具体方法为：在n-型外延层初始生长0.5~3μm的厚度时，掺杂浓度为n-型硅单晶片杂质浓度的2~5倍，形成一个掺杂高峰，然后降低掺杂浓度至n-型硅单晶片杂质浓度的0.8~1.25倍继续外延生长到规定厚度，n-型外延层初始生长部分与n-型硅单晶片之间形成的损伤层作为局域少子寿命控制区。
优选的，所述步骤（6）中形成局域少子寿命控制区的具体方法为：在n-型硅单晶片的表面、设定p-n结的正下方区域内采用等离子刻蚀出一组损伤孔，然后外延生长n-型外延层，掺杂浓度是n-型硅单晶片杂质浓度的0.8~1.25倍，由该组损伤孔作为局域少子寿命控制区。
优选的，所述损伤孔的形状为圆形、椭圆形、方形、菱形、平行四边形或六边形，所述损伤孔的面积为1.0~15nm²、深度为5~1000nm，损伤孔之间的中心距为5-80μm。
本发明的优点是：本发明的制造方法采用外延生长形成掺杂高峰区或刻蚀损伤孔的技术形成二极管的铂富集中心，从而成为局域少子寿命控制区，无需使用昂贵的设备进行高能量辐照，极大地降低了成本，且工艺更加简单，参数的一致性也更好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的结构示意图。
其中，1、n-型硅单晶片，2、n+型衬底层，3、钝化膜，4、局域少子寿命控制区，5、n-型外延层，6、p型发射区，7、阳极金属膜，8、阴极金属膜，9、氧化硅膜。
具体实施方式：
实施例一
一种快速软恢复二极管芯片的制造方法，包括以下步骤：
（1）采用n-型硅单晶片1为原材料，n-型硅单晶片1的电阻率范围为15~150ω·cm、厚度为300~800μm、直径为50~200mm；
（2）对n-型硅单晶片1的正面和背面实施高浓度磷予沉积扩散形成n+予沉积层，扩散源采用三氯氧磷，予沉积扩散温度为1210±50℃，予沉积扩散时间为2.5~10.0h，予沉积扩散后的r□≤0.4ω/□；
（3）继续推结扩散形成n+型衬底层2，推结扩散温度为1280±20℃，推结扩散时间为100~240h，推结扩散后的r□≤0.1ω/□、深度为100~220μm；
（4）采用机械磨削方式去除正面的n+型衬底层2，用磨削量控制n-型硅单晶片1的厚度为50~130μm；
（5）对n-型硅单晶片1的正面实施化学机械抛光，用抛光量控制n-型硅单晶片1的剩余厚度为20~100μm，得到抛光基片；
（6）在抛光基片的抛光面上外延生长n-型外延层5，n-型外延层5的厚度为15~40μm，在n-型外延层5初始生长0.5~3μm的厚度时，掺杂浓度为n-型硅单晶片1杂质浓度的2~5倍，形成一个掺杂高峰，以达到较好的损伤效果，然后降低掺杂浓度至n-型硅单晶片1杂质浓度的0.8~1.25倍继续外延生长到规定厚度，得到由n-型外延层5、n-型硅单晶片1和n+型衬底层2构成的双基区硅片，并在n-型外延层5初始生长部分与n-型硅单晶片1之间形成的损伤层作为局域少子寿命控制区4；
（7）在双基区硅片的正面扩散形成p型发射区6，p型发射区6的扩散深度为5~35μm，扩散后的r□为30~150ω/□；
（8）在p型发射区6的正面溅射0.2~0.5μm厚的铂或金，在300±50℃的温度下退火处理60-65min，形成合金层，然后进行重金属扩散，扩散温度为700±50℃，扩散时间为0.3~1.0h，使铂或金沉积在局域少子寿命控制区4内；
（9）用腐蚀法除去多余的铂或金；
（10）正面生长氧化硅膜9，用光刻法蚀刻出沟槽；
（11）采用混酸对沟槽进行腐蚀，形成台面；
（12）在台面涂覆玻璃粉并烧结钝化，形成钝化膜3；
（13）正面光刻出蒸镀铝所需的窗口；
（14）在光刻出的窗口处蒸镀铝，反刻后形成阳极金属膜7，在n+型衬底层2的背面蒸镀ti-ni-ag，形成阴极金属膜8，如图1所示；
（15）真空合金。
实施例二
一种快速软恢复二极管芯片的制造方法，包括以下步骤：
（1）采用n-型硅单晶片1为原材料，n-型硅单晶片1的电阻率范围为15~150ω·cm、厚度为300~800μm、直径为50~200mm；
（2）对n-型硅单晶片1的正面和背面实施高浓度磷予沉积扩散形成n+予沉积层，扩散源采用三氯氧磷，予沉积扩散温度为1210±50℃，予沉积扩散时间为2.5~10.0h，予沉积扩散后的r□≤0.4ω/□；
（3）继续推结扩散形成n+型衬底层2，推结扩散温度为1280±20℃，推结扩散时间为100~240h，推结扩散后的r□≤0.1ω/□、深度为100~220μm；
（4）采用机械磨削方式去除正面的n+型衬底层2，用磨削量控制n-型硅单晶片1的厚度为50~130μm；
（5）对n-型硅单晶片1的正面实施化学机械抛光，用抛光量控制n-型硅单晶片1的剩余厚度为20~100μm，得到抛光基片；
（6）在抛光基片的抛光面上外延生长n-型外延层5，n-型外延层5的厚度为15~40μm，掺杂浓度是n-型硅单晶片1杂质浓度的0.8~1.25倍，得到由n-型外延层5、n-型硅单晶片1和n+型衬底层2构成的双基区硅片，但在外延之前先采用等离子刻蚀在n-型硅单晶片1的表面、设定p-n结的正下方区域内刻蚀出一组损伤孔，由该组损伤孔作为局域少子寿命控制区4，损伤孔的形状为圆形、椭圆形、方形、菱形、平行四边形或六边形，损伤孔的面积为1.0~15nm²、深度为5~1000nm，损伤孔之间的中心距为5-80μm；
（7）在双基区硅片的正面扩散形成p型发射区6，p型发射区6的扩散深度为5~35μm，扩散后的r□为30~150ω/□；
（8）在p型发射区6的正面溅射0.2~0.5μm厚的铂或金，在300±50℃的温度下退火处理60-65min，形成合金层，然后进行重金属扩散，扩散温度为700±50℃，扩散时间为0.3~1.0h，使铂或金沉积在局域少子寿命控制区4内；
（9）用腐蚀法除去多余的铂或金；
（10）正面生长氧化硅膜9，用光刻法蚀刻出沟槽；
（11）采用混酸对沟槽进行腐蚀，形成台面；
（12）在台面涂覆玻璃粉并烧结钝化，形成钝化膜3；
（13）正面光刻出蒸镀铝所需的窗口；
（14）在光刻出的窗口处蒸镀铝，反刻后形成阳极金属膜7，在n+型衬底层2的背面蒸镀ti-ni-ag，形成阴极金属膜8，如图1所示；
（15）真空合金。
此外，还可直接采用n++衬底的n型外延片作为原材料，在其n型外延层表面、设定p-n结正下方的区域内同样等离子刻蚀出一组损伤孔，然后二次外延生长出n-型外延层，后续工艺同实施例二。本发明中形成局域少子寿命控制区的方法也同样适用于平面结构二极管芯片的制造工艺。