铂扩散快恢复二极管特性的研究_孙树梅

高压铂扩散快恢复二极管的研究孙树梅1曾祥斌1袁德成2 梁湛深2 肖敏11)华中科技大学电子科学与技术系，武汉 4300742)上海美高森美半导体有限公司，上海 2100181)Email：smsun@摘要本文对高压快恢复二极管的结构设计和制造工艺进行了深入分析，确定了合理的结构参数和先进的工艺流程。

选用合适的电阻率和厚度的N型直拉硅单晶片，采用磷硼纸源扩散，精确控制基区宽度形成P+NN+结构；采用铂液态源扩散降低少数载流子寿命τ从而缩短反向恢复时间t rr；化学腐蚀形成台面提高反向击穿电压；玻璃钝化保护PN结减小表面污染从而降低表面漏电流提高耐压；双面镀镍金进行金属化等技术。

得到较为理想的反向击穿电压V BR，正向压降V F，反向恢复时间t rr三参数之间的折衷。

器件性能优良，可靠性高，样品通过150°C/ 168小时的高温反偏实验。

关键词铂扩散， P+NN+结构， 反向恢复时间TrrStudy of High V oltage Pt Diffused DiodeSUN Shu-mei1, ZENG Xiang-bin1, YUAN De-cheng2, XIAO min11) Department of Electronic science and technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074,China; 2)Microsemi Semiconductor Shanghai, Shanghai, 210018, China)1) Email：smsun@Abstract: This article analyzed the device structure and manufacture process of high voltage fast recovery diode. Reasonable structure and advanced process were settled by a series of experiments. The N type CZ wafers were chosen as the main material. Boron and phosphor paper dopant were used for PN junction diffusion in order to form P+NN+ structure. Spin-on platinum diffusion was used to control lifetime of minority carrier to reduce the reverse recovery time t rr. Using chemical mesa etching to increase the breakdown voltage. Glass passvation was used to protect PN junction in order to reduce the surface contamination and surface leakage. Nickel and aurum were plated in double side for metalization. The excellent selections of breakdown voltage, forward voltage and reverse recovery time were obtained and the reliability of the device was pretty good.Keywords: Pt diffusion, P+NN+ structure, reverse recovery time t rr1．引言快恢复二极管具有反向恢复时间短、开关特性好、正向电流大等优点。

第42卷　第1期吉林大学学报(信息科学版)Vol.42　No.12024年1月Journal of Jilin University (Information Science Edition)Jan.2024文章编号:1671⁃5896(2024)01⁃0074⁃07高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器收稿日期:2023⁃01⁃12基金项目:上海市自然科学基金资助项目(15ZR1627300)作者简介:潘生生(1995 ),男,合肥人,上海理工大学硕士研究生,主要从事二维光电材料研究,(Tel)86⁃187****3664(E⁃mail)2351948787@;通讯作者:袁涛(1983 ),女,上海人,上海理工大学教授,博士,主要从事新能源材料研究,(Tel)86⁃181****3228(E⁃mail)4673250167@㊂潘生生1,袁　涛1,周孝好2,王　振2(1.上海理工大学理学院,上海200093;2.中国科学院上海技术物理研究所,上海200092)摘要:由于光电探测器的工作性能直接关系到系统数据采集质量,为此,对高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器进行了研究㊂通过选取材料㊁试剂和设备制作了PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器㊂搭建探测器性能测试环境,并利用光响应度㊁探测率㊁响应时间和光电导增益4个指标,分析探测器性能㊂结果表明,随着测试时间的推移,PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的光响应度数值始终处于5A /W 限值以上;无论对采集何种材质反射的红外光,探测器探测率均大于10cm㊃Hz1/2W -1;无论光生电流是处于上升还是下降时间,其响应时间始终在限值150μs 以下;光电导增益值保持在80%以上㊂关键词:PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器;光响应度;探测率;光电导增益中图分类号:TP365.66文献标志码:AHigh Performance PtS 2/MoTe 2Heterojunction Infrared PhotodetectorPAN Shengsheng 1,YUAN Tao 1,ZHOU Xiaohao 2,WANG Zhen 2(1.College of Science,Shanghai University of Technology,Shanghai 200093,China;2.Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200092,China)Abstract :As one of the important components of the detection system,the performance of photoelectric detector is directly related to the quality of system data acquisition.In order not to affect the final detection result,it is essential to ensure the detector performance.The performance of high performance PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector is studied.First,the materials,reagents and equipment are prepared to make PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetectors.The detector performance test environment,the four indicators of light response,detection rate,response time and photoconductivity gain are set up,and the detector performance is analyzed.The results show that the optical responsivity of PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector is always above the 5A /W limit with the passage of test time.The detection rate of the detector is greater than 10cm㊃Hz1/2W -1regardless of the infrared light reflected from any material.Whether the photocurrent is in the rising time or the falling time,its response time is always below the limit of 150μs;The photoconductivity gain value has been kept above 80%.Key words :PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector;optical responsivity;detection rate;photoconductivity gain0　引　言目标检测是一个确定目标缺陷㊁故障㊁属性㊁类型的过程,其是很多领域的研究重点课题㊂在目标检测过程中,基础数据采集是首要环节,其质量直接关系到目标检测结果的准确性[1]㊂针对目标的不同,基础数据的采集手段也各不相同,如振动传感㊁雷达㊁光电探测系统等㊂其中,光电探测系统根据发射光的颜色不同,又分为紫外光㊁可见光及红外光等[2]㊂而其中红外光由于探测范围较为广泛,使其成为光电探测系统中的重要组成部分㊂其工作原理是反射光照射到半导体材料上后,会吸收光能量,则会触发光电导效应,从而将红外光转换为电信号[3]㊂红外光电探测器是整个探测系统的 核心”,因此其性能会直接影响数据采集质量,进而影响整个探测工作质量㊂基于上述分析,人们对红外光电探测器性能进行了大量分析研究㊂周国方等[4]以石墨烯材料为基础并利用碱刻蚀法合成金字塔状硅,形成异质结,制备近红外光探测器,并针对其响应速度㊁比探测率㊁光电流等性能进行了检测㊂秦铭聪等[5]首先选取探测器制备所需要的材料并制备了各个组成元件,然后将这些元件组合,构成了高性能近红外有机光探测器件,最后针对响应度和比探测率㊁线性动态范围LDR(Low Dynamic Range)㊁光开关特性和响应时间等性能进行了分析㊂皇甫路遥等[6]以二硫化钼和二硒化钨为基础,利用蒸镀机热蒸镀法制备成异质结光电探测器,然后针对该设备进行了拉曼荧光㊁输出㊁光电特性的分析㊂在上述研究基础上,笔者制备高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器并对其性能进行研究,以期为红外光电探测器设计和应用提供参考㊂1　高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器设计1.1　材料制备二硫化铂(PtS 2)是一种过渡金属硫族层间化合物,其光响应特性优秀,因此广泛用于光电探测器的设计中;二碲化钼(MoTe 2)是一种N 型半导体材料,具有良好的光吸收性㊁半导体特性以及同质结效率,可保证电子在其中迅速运动[7]㊂这两种材料是形成探测器光电导效应的主要原料㊂其基础性质如表1所示㊂表1　PtS 2和MoTe 2的性质　2和MoTe 2两种主要材料外,还需要衬底材料,以承载PtS 2和MoTe 2氧化硅,来自浙江精功科技股份有限公司,该硅片基础参数如下:氧化层厚度:50~200μm;晶向:〈100〉;掺杂类型:P;电阻率:1~3Ω㊃cm㊂1.2　试剂制备PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器制备所需试剂如表2所示㊂表2　探测器制备所需试剂57第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器1.3　设备选取PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器制备所需设备如表3所示㊂表3　探测器制备所需设备Tab.3　Equipment required for detector preparation设备名称型号生产厂家旋涂仪SPIN200i⁃NPP 北京汉达森机械技术有限公司电子束蒸发系统FC /BCD⁃2800上海耀他科技有限公司扫描电子显微镜WF10X /23上海锦玟仪器设备有限公司鼓风干燥箱xud 东莞市新远大机械设备有限公司超声清洗机SB⁃50江门市先泰机械制造有限公司无掩模光刻机Micro⁃Writer ML3英国DMO 公司氮气枪沈阳广泰气体有限公司双温区管式炉MY⁃G3洛阳美优实验设备有限公司紫外曝光系统UVSF81T007356复坦希(上海)电子科技有限公司三维转移平台SmartCART北京昊诺斯科技有限公司1.4　红外光电探测器制作工艺基于表1~表3给出的制备材料㊁试剂和设备,制备出高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器用于性能测试[9]㊂具体过程如下㊂步骤1)　制作衬底㊂①氧化硅片切割成直径为1cm 的圆形硅片;②将圆形硅片放入准备好的烧杯容器中;③在其中加入丙酮溶液,浸泡10min;④取出硅片后,放入乙醇溶液中,再次浸泡10min;⑤将硅片放入去离子水中并同时利用超声清洗机清洗5min,用氮气枪吹干表面的水分,完全去除附着在硅片表面的有机物和杂质;⑥利用氢氟酸溶液去除氧化层;⑦通过外延生长技术得到p 型硅;⑧进行紫外臭氧处理20min,得到衬底[10]㊂步骤2)　利用热辅助硒化法制备PtS 2和MoTe 2薄膜㊂步骤3)　将PtS 2薄膜贴到衬底上,得到薄层PtS 2样品㊂步骤4)　在薄层PtS 2样品上均匀旋涂上聚甲基丙烯酸甲酯㊂步骤5)　在显微镜和三维转移平台下将MoTe 2薄膜进行精确定位,然后对准并贴合在一起㊂步骤6)　利用鼓风干燥箱干燥处理㊂步骤7)　浸泡氢氟酸溶液㊁捞取㊁烘烤㊁去胶和退火,完成PtS 2/MoTe 2异质结制备[11]㊂图1　PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器示意图Fig.1　Schematic diagram of PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector步骤8)　在PtS 2/MoTe 2异质结上光刻出图形,形成微结构㊂步骤9)　利用紫外曝光和湿法刻蚀工艺制备出晶体管栅极㊂步骤10)　利用电子束曝光结合电子束蒸发系统制备出源漏电极㊂步骤11)　完成高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的制作如图1所示㊂67吉林大学学报(信息科学版)第42卷2　光电探测器性能测试对制备好的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器进行性能测试㊂其测试工作分为两部分,一是设定测试环境,二是确定测试指标[12]㊂2.1　设定测试环境图2　红外光电探测器测试环境Fig.2　Test environment of infrared photodetector 红外光电探测器是光电探测系统中的重要组成部分,光电探测系统主要用于目标检测,因此为测试所制备的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器性能,需要搭配其他系统构成测试环境,如图2所示[13]㊂应用所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器采集反射信号,测试持续10min㊂记录期间内探测器的相关工作参数,以便性能指标的计算[14]㊂2.2　性能测试指标针对所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器,选用以下4个指标进行性能评定,即光响应度㊁探测率㊁响应时间和光电导增益[15]㊂1)光响应度㊂描述探测器光电转换能力的指标,该指标越大,说明探测器的光电转换能力越好㊂计算如下:A =a 1/B ,(1)其中A 表示光响应度,a 1表示光照射下产生的光生电流,B 表示入射光功率㊂光响应度大于5A /W 为高性能标准㊂2)探测率㊂反射的光信号中部分信号是十分微弱的,并不容易被采集到,因此要求探测器具有良好的针对微弱信号的探测能力,探测率就是描述该能力的最直观指标,该指标越大,说明探测器的针对微弱信号的探测能力越好[16]㊂计算如下:C =a 2L /D ,(2)其中D =G 1/A ,(3)其中C 表示探测率,大于10cm㊃Hz1/2W -1为高性能标准,a 2表示器件有效面积,L 表示带宽,D 表示噪声等效功率,G 1表示1Hz 带宽的噪声电流㊂红外光电探测器常用于不同材质目标的检测,因此保证其适用性是非常重要的㊂为此,在文中设置3种材质或属性的探测目标,即混凝土材质㊁金属材质以及人体㊂针对这3种材质或属性的探测目标,测试其探测率变化情况㊂3)响应时间㊂其反映了光电探测器对入射光信号响应的快慢,包括上升和下降时间㊂上升时间是指光生电流从10%上升到90%的这段时间,而下降时间则相反㊂实际应用中对光照快速响应的需求为小于等于150μs,且时间越短,表示器件响应越快㊂计算如下:E =~A[1+(2πeg )2]1/2T ,(4)其中E 表示响应时间,~A表示静态光照下的光响应度,e 表示电子电荷的数值,T 表示时间长度㊂4)光电导增益㊂其指标描述了光作用下外电路电流的增强能力㊂计算如下:H =(a 1/N )MP×100%,(5)其中H 表示光电导增益,该值越大,说明探测器工作越稳定,以80%为标准,大于该值认为探测器达到高性能标准;N 表示光电子的电荷量,P 表示探测器的电子转移效率,M 表示光电子数目㊂77第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器3　性能测试结果与分析3.1　光响应度图3为光响应度测试结果㊂从图3可看出,随着测试时间的推移,光响应度波动较小,基本保持稳定㊂并且光响应度数值始终处于5A /W 限值以上,说明所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器达到了高性能标准㊂3.2　探测率图4为探测率测试结果㊂从图4可看出,无论是采集何种材质反射的红外光,所设计的探测器探测率均大于10cm㊃Hz1/2W -1,说明该探测器针对微弱信号具有较强的检测能力,达到高性能标准㊂ 图3　光响应度测试结果 图4　探测率测试结果 Fig.3　Optical responsivity test results Fig.4　Detection rate test results3.3　响应时间图5为响应时间测试结果㊂从图5可看出,无论光生电流处于上升还是下降时间,其响应时间始终在限值150μs 以下,说明所设计的探测器能快速检测入射光信号,完成信号采集工作㊂图5　响应时间测试结果Fig.5　Response time test results图6　光电导增益测试结果Fig.6　Photo conductivity gain test results3.4　光电导增益图6为光电导增益测试结果㊂从图6可看出,随着时间的推移,光电导增益值并没有随之下降,虽然有所波动,但也一直保持在80%以上,证明了所设计探测器的性能㊂4　结　语红外探测器是光电探测系统中的最重要组成部分,起到数据收集的重要作用,而收集的数据质量越高,探测结果越准确㊂因此,保证探测器的工作性能87吉林大学学报(信息科学版)第42卷对于数据收集工作具有重要作用㊂为此,进行了高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器性能研究㊂并以PtS 2/MoTe 2为基础设计一款探测器,同时测定了探测器的4个指标,分析了其探测性能㊂实验结果表明,tS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的光响应度㊁探测率㊁光电导增益均较高,响应时间在限值150μs以下㊂通过本研究以期为PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的研究和应用提供参考㊂参考文献:[1]林亚楠,吴亚东,程海洋,等.PdSe 2纳米线薄膜/Si 异质结近红外集成光电探测器[J].光学学报,2021,41(21):184⁃192.LIN Y N,WU Y D,CHENG H Y,et al.Near⁃Infrared Integrated Photodetector Based on PdSe 2Nanowires Film /Si Heterojunction [J].Acta Optica Sinica,2021,41(21):184⁃192.[2]支鹏伟,容萍,任帅,等.g⁃C 3N 4/CdS 异质结紫外⁃可见光电探测器的制备及其性能研究[J].光子学报,2021,50(9):252⁃259.ZHI P W,RONG P,REN S,et al.Preparation and Performance Study of g⁃C 3N 4/CdS Heterojunction Ultraviolet⁃Visible Photodetector [J].Acta Photonica Sinica,2021,50(9):252⁃259.[3]翁思远,蒋大勇,赵曼.P3HT ∶PC(61)BM 作为活性层制备无机/有机异质结光电探测器的研究[J].光学学报,2022,42(13):17⁃24.WENG S Y,JIANG D Y,ZHAO M.P3HT ∶PC(61)BM as Active Layer for Preparation of Inorganic /Organic Heterojunction Photodetector [J].Acta Optica Sinica,2022,42(13):17⁃24.[4]周国方,蓝镇立,余浪,等.高性能石墨烯/金字塔硅异质结近红外光探测器[J].激光与红外,2022,52(4):552⁃558.ZHOU G F,LAN Z L,YU L,et al.High⁃Performance Graphene /Pyramid Silicon Heterojunction near Infrared Photoelectric Detector [J].Laser &Infrared,2022,52(4):552⁃558.[5]秦铭聪,李清源,张帆,等.基于窄带系DPP 类聚合物的高性能近红外有机光探测器件[J].高分子学报,2022,53(4):405⁃413.QIN M C,LI Q Y,ZHANG F,et al.High Performance Near⁃Infrared Organic Photodetectors Based on Narrow⁃Bandgap Diketopyrrolopyrrole⁃Based Polymer [J].Acta Polymerica Sinica,2022,53(4):405⁃413.[6]皇甫路遥,戴梦德,南海燕,等.二维MoS 2/WSe 2异质结的光电性能研究[J].人工晶体学报,2021,50(11):2075⁃2080.HUANGFU L Y,DAI M D,NAN H Y,et al.Optoelectronic Properties of Two⁃Dimensional MoS 2/WSe 2Heterojunction [J].Journal of Synthetic Crystals,2021,50(11):2075⁃2080.[7]陶泽军,霍婷婷,尹欢,等.基于碳管/石墨烯/GaAs 双异质结自驱动的近红外光电探测器[J].半导体光电,2020,41(2):164⁃168,172.TAO Z J,HUO T T,YIN H,et al.Self⁃Powered Near⁃Infrared Photodetector Based on Single⁃Walled Carbon Nanotube /Graphene /GaAs Double Heterojunctions [J].Semiconductor Optoelectronics,2020,41(2):164⁃168,172.[8]高诗佳,王鑫,张育林,等.光敏层厚度与退火温度调控对聚3⁃己基噻吩光电探测器性能的影响[J].高分子学报,2020,51(4):338⁃345.GAO S J,WANG X,ZHANG Y L,et al.Effects of Annealing Temperature and Active Layer Thickness on the Photovoltaic Performance of Poly (3⁃Hexylthiophene)Photodetector [J].Acta Polymerica Sinica,2020,51(4):338⁃345.[9]郭越,孙一鸣,宋伟东.多孔GaN /CuZnS 异质结窄带近紫外光电探测器[J].物理学报,2022,71(21):382⁃390.GUO Y,SUN Y M,SONG W D.Narrowband Near⁃Ultraviolet Photodetector Fabricated from Porous GaN /CuZnSHeterojunction [J].Acta Physica Sinica,2022,71(21):382⁃390.[10]王月晖,张清怡,申佳颖,等.ε⁃Ga 2O 3/SiC 异质结自驱动型日盲光电探测器[J].北京邮电大学学报,2022,45(3):44⁃49.WANG Y H,ZHANG Q Y,SHEN J Y,et al.Self⁃Driven Solar⁃Blind Photodetector Based on ε⁃Ga 2O 3/SiC Heterojunction [J].Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications,2022,45(3):44⁃49.[11]何峰,徐波,蓝镇立,等.基于石墨烯/硅微米孔阵列异质结的高性能近红外光探测器[J].红外技术,2022,44(11):1236⁃1242.HE F,XU B,LAN Z L,et al.High⁃Performance Near⁃Infrared Photodetector Based on a Graphene /Silicon Microholes Array97第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器08吉林大学学报(信息科学版)第42卷Heterojunction[J].Infrared Technology,2022,44(11):1236⁃1242.[12]张翔宇,陈雨田,曾值,等.自供能Bi2O2Se/TiO2异质结紫外探测器的制备与光电探测性能[J].激光与光电子学进展,2022,59(11):177⁃182.ZHANG X Y,CHEN Y T,ZENG Z,et al.Preparation and Photodetection Performance of Self⁃Powered Bi2O2Se/TiO2 Heterojunction Ultraviolet Detectors[J].Laser&Optoelectronics Progress,2022,59(11):177⁃182.[13]朱建华,容萍,任帅,等.ZnO纳米棒/Bi2S3量子点异质结的制备及光电探测性能研究[J].光学精密工程,2022,30 (16):1915⁃1923.ZHU J H,RONG P,REN S,et al.Preparation and Photodetection Performance of ZnO Nanorods/Bi2S3Quantum Dots Heterojunction[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(16):1915⁃1923.[14]何登洋,李丹阳,韩旭,等.垂直型g⁃C3N4/p++⁃Si异质结器件的光电性能[J].半导体技术,2021,46(3):203⁃209. HE D Y,LI D Y,HAN X,et al.Photoelectric Property of Vertical g⁃C3N4/p++⁃Si Heterojunction Device[J].Semiconductor Technology,2021,46(3):203⁃209.[15]陈荣鹏,冯仕亮,郑天旭,等.Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能[J].发光学报,2022,43(8): 1273⁃1280.CHEN R P,FENG S L,ZHENG T X,et al.Ag Nanowires Enhance Performance of Self⁃Powered Photodetector Based on Selenium Microtube/Polythiophene[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(8):1273⁃1280.[16]梁雪静,赵付来,王宇,等.硫硒化亚锗光电探测器的制备及光电性能[J].高等学校化学学报,2021,42(8): 2661⁃2667.LIANG X J,ZHAO F L,WANG Y,et al.Preparation and Photoelectric Properties of Germanium Sulphoselenide Photodetector [J].Chemical Journal of Chinese Universities,2021,42(8):2661⁃2667.(责任编辑:刘东亮)。

快速软恢复二极管的发展现状2005-1-19清华大学核能设计研究院张海涛张斌随着电力电子技术的发展，各种变频电路、斩波电路的应用不断扩大，这些电力电子电路中的主回路不论是采用换流关断的晶闸管，还是采用有自关断能力的新型电力电子器件，如GTO，MCT，IGBT等，都需要一个与之并联的快速二极管，以通过负载中的无功电流，减小电容的充电时间，同时抑制因负载电流瞬时反向而感应的高电压。

由于这些电力电子器件的频率和性能不断提高，为了与其关断过程相匹配，该二极管必须具有快速开通和高速关断能力，即具有短的反向恢复时间trr，较小的反向恢复电流IRRM和软恢复特性。

在高压、大电流的电路中，传统的PIN二极管具有较好的反向耐压性能，且正向时它可以在很低的电压下就会导通较大的电流，呈现低阻状态。

然而，正向大注入的少数载流子的存在使得少子寿命较长，二极管的开关速度相应较低，为提高其开关速度，可采用掺杂重金属杂质和通过电子辐照的办法减小少子寿命，但这又会不同程度的造成二极管的硬恢复特性，在电路中引起较高的感应电压，对整个电路的正常工作产生重要影响。

因而，开发高频高压快速软恢复大功率二极管已成为一个非常重要和迫切的任务，具有重要的现实意义。

1.快速软恢复二极管的现状 目前，国内快速二极管的水平已达到3000A/4500V，5　s，但是各整流器生产单位在减小二极管的反向恢复时间的同时，一般并不注意提高其软恢复性能。

现在这些二极管一般采用电子辐照控制少子寿命,其软度因子在0.35左右，特性很硬。

国内快速软恢复二极管的研制现状如表1所示。

国际上快速二级管的水平已达到2500A/3000V，300ns，软度因子较小。

采用外延工艺制作的快恢复二极管的软度因子较大（0.7），但它必须采用小方片串并联的方式使用，以达到大电流、高电压的目的。

这样做不仅增加了工艺的复杂性，而且使产品的可靠性变差。

我国的外延工艺水平较低，尚停留在研究阶段，成品率较低，相对成本较高；而采用电力半导体常规工艺制作的快恢复二极管的软度因子较小。

IR铂扩散二级管
佚名
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2004(000)09B
【总页数】1页(P44)
【正文语种】中文
【中图分类】TN31
【相关文献】
1.镀铂层的预扩散处理对铂铝涂层显微结构的影响 [J], 庞英
2.IR具备高阻断电压特性的铂扩散二极管 [J],
3.(1iR,1iiR,2iR,2iiR)-Ni,Nii-(1,3-亚苯基双(亚甲基))环己烷-1,2-二胺作为配体的双核铂配合物的合成及其抗癌活性 [J], 高传柱;陈骥;王天帅;张艳;钱韵旭;杨波;苟少华;董鹏;张英杰
4.二级工作用铂铑30-铂铑6热电偶测量不确定度评定 [J], 李洪卫;李博
5.IR推出具备高阻断电压特性的铂扩散二极管 [J],
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铂扩散工艺在硅快恢复二极管生产中的应用2012-09-01 08:36:28| 分类：| 标签：|字号大中小订阅铂扩散工艺在硅快恢复二极管生产中的应用在硅快恢复二极管器件制造工艺中，铂扩散的作用与金扩散一样，起到在硅中添加复合中心的作用，其目的是减少硅PN结体内的少数载流子寿命，缩短贮存时间，提高开关速度。

由于金在硅中存在凝聚效应。

即金在硅中的原有溶解度随工艺扩散温度的降低而下降。

因为金原子在硅中扩散很快，随着温度的降低，过量的金或者扩散出硅片表面，或者一小团一小团地凝结在硅片内部。

凝聚成团的金原子其电性能不活泼，不能起复合中心的作用。

实验发现，铂在硅中不存在凝聚效应。

因此，铂扩散工艺广泛地应用于硅快恢复功率二极管器件制造中。

实验证明，合理的铂扩散对提高硅二极管的恢复时间是十分有效的。

此外，对于质量不太好的硅单晶片来说，铂扩散与金扩散一样也有改善PN结反向特性的作用。

同样，铂扩散也给硅二极管的性能带来一定的不利影响，例如致使PN结中轻掺杂区电阻率增大，引起PN结的正向压降增大，加大了二极管的正向耗散功率等。

目前，铂扩散在硅快恢复、超快恢复和高效整流等功率二极管生产中被普遍采用。

因此，铂扩散工艺是当前硅半导体功率器件生产中的一道重要工艺。

1、实验过程采用n型直拉单晶硅片，原始硅片厚度270±5μm，直径76mm。

试验所用的硅片有三种，电阻率分别为：15Ω·cm，30Ω·cm，40Ω·cm。

硅片经清洗后先进行磷预淀积扩散。

磷源采用美国Filmtronics公司P60纸质源，在每两片硅片中间放一张磷源纸，将硅片排列整齐并压紧在石英舟中。

在洁净的石英管内，经过1220℃高温2小时左右，使磷原子扩散到硅片内；接着喷砂去除未附磷纸那一面的扩散层，同时减薄硅片去除约15?m；再在1250℃下进行26小时的硼扩散和磷再分布掺杂。

磷源是在喷砂面涂覆一层溶有三氧化二硼和硝酸铝的混合溶剂，烘烤后再次排放在石英舟中并压紧进行硼扩散，形成P+NN+结构；接着在扩散片的磷面进行旋转涂敷铂源，铂源采用的是Pt920液态源。

本征缺陷对二维PtSe2电子结构和光电性质调控的研究本征缺陷对二维PtSe2电子结构和光电性质调控的研究引言：二维材料作为新型纳米材料，具有独特的电子结构和晶格缺陷效应，在光电器件、传感器、能源储存等领域展示了极大的应用潜力。

其中，二维过渡金属二硫化物和二硒化物（MX2，其中M为过渡金属，X为硫或硒）因其独特的能带结构和光学性质受到了广泛的关注。

作为二维MX2族中的一员，二硒化铂（PtSe2）是一种非常有前景的材料，它具有理想的光电性质和可调控的能带结构，因此受到了广泛的研究。

本文将介绍二维PtSe2 的电子结构及其在光电器件中的应用研究。

1. 二维PtSe2的基本性质二维PtSe2属于二硫族，具有六方晶格结构。

与其他二维材料相比，它具有一些特殊的性质，例如具有良好的热稳定性和光电性能，并且在某些方向上具有较高的导电性能。

此外，二维PtSe2的带隙可调控性非常好，可以通过压力、温度和化学修饰等手段来调节其能带结构，从而实现在光电器件中的高效应用。

2. 二维PtSe2的电子结构调控二维PtSe2的电子结构可以通过引入缺陷来调控。

本征缺陷是指在材料中原本就存在的缺陷，如单原子空位、杂质、斑点等。

实验证明，通过调控这些本征缺陷，可以有效地调节PtSe2的能带结构，改变其电子传输性质和光电响应。

例如，通过引入不同浓度的硫空位，可以使其带隙变窄，并显著提高其光吸收能力，从而增强光电转换效率。

3. 二维PtSe2的光电性质调控由于二维PtSe2的特殊电子结构和光学性质，它在光电器件中有着广泛的应用前景。

通过调节缺陷数量和类型，可以有效地改变其载流子浓度、迁移率和光学吸收性能，从而实现对器件性能的调控。

二维PtSe2的光电杂化结构也被广泛研究，例如与金属纳米颗粒结合形成带隙结构，可以实现可见光吸收和快速载流子转移，进一步提高光电转换效率。

此外，二维PtSe2还可以用作光电导体、光电探测器和光电催化剂等方面，具有重要的应用潜力。

软恢复二极管新进展——扩散型双基区二极管张海涛张斌（清华大学电力电子厂）（北京1021信箱402室，北京 102201）摘要：本文介绍了一种采用扩散型双基区结构的快速软恢复二极管。

二极管基区由传统的轻掺杂衬底基区N- 与扩散形成的较重掺杂的N区（缓冲基区）两部分组成。

实验结果表明，该二极管的反向恢复软度因子提高到了1.0左右，较传统的PIN二极管有了较大改善。

关键词：二极管快速软恢复New Development of Soft Recovery Diode：Diode with Double Base Regions by the DiffusionZhang Haitao, Zhang Bin(Power Electronics Factory of Tsinghua University)( P. O. Box. 1021, Beijing, China, Post Code: 102201)Abstract: This paper introduces a fast and soft recovery diode with double base regions by diffusion. The base design of the diode consists of two regions: conventional lightly doped substrate N－and a more heavily doped region N (buffering region) by the diffusion. The results of test indicate that the reverse recovery softness of the diodes is increased to about 1.0, and is more improved than the conventional PIN diode.Key words: diode, fast, soft recovery1 引言广泛应用于功率电路中的PIN二极管具有较高的反向耐压，而且在通过正向大电流密度的情况下，由于基区电导调制效应，正向压降较小。

高压FRD少子寿命控制技术研究
艾治州;李松岭;张帮会;王二俊;张小辛
【期刊名称】《固体电子学研究与进展》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】快恢复二极管(Fast recovery diode,FRD)常采用寿命控制技术来减小反向恢复时间,但也会改变其他电学性能。

本文研究了扩铂工艺、电子辐照工艺以及结合扩铂和电子辐照工艺对1 700 V FRD的导通压降温度特性、反向恢复特性以及反向漏电流的影响。

实验结果表面:采用扩铂与电子辐照工艺后,FRD的导通压降分别呈现出负温度系数与正温度系数;结合两种工艺后,FRD的导通压降趋于零温度系数。

此外,在导通压降近似为2 V时,扩铂后FRD的反向峰值电流为21.3 A,且反向漏电流最小;电子辐照后FRD的反向峰值电流为35.2 A,且反向漏电流最大;结合两种工艺后,发现反向漏电流介于两者之间,反向峰值电流为25.9 A,同时获得了较小的反向恢复电荷,大小为4148.9 nC。

【总页数】5页(P173-177)
【作者】艾治州;李松岭;张帮会;王二俊;张小辛
【作者单位】华润微电子(重庆)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN31
【相关文献】
1.直流输电用超大功率晶闸管少子寿命在线控制
2.FRD局域寿命控制技术的仿真研究
3.高性能场终止寿命控制FRD芯片工艺研究
4.双芯GCT局部少子寿命控制方法的研究
5.高压大功率开关晶体管少子寿命与诸电参数之间的关系及其控制技术的研究
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具有阴极短路点结构的快速软恢复整流管的研制
马树魁;田敬民
【期刊名称】《半导体技术》
【年(卷),期】1998(23)2
【摘要】分析了具有阴极短路点结构的快速软恢复整流管的反向恢复过程，讨论了ｎ区中设置ｐ＋短路点使反向恢复时间明显缩短的物理过程。

指出重金属铂在ｎ区中的优化分布使反向恢复电流呈现软特性，实现通态下的低压降、小的反向漏电流和快速软恢复特性。

【总页数】3页(P40-42)
【关键词】快速二极管;软恢复;短路点;整流二极管
【作者】马树魁;田敬民
【作者单位】铁道部科学研究院;西安理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN313.5
【相关文献】
1.双基区结构快速软恢复二极管特性研究 [J], 王建;梁琳;李有康;李晓明;余岳辉
2.阴级短路点结构的快速软恢复整流管 [J], 马树魁;田敬民
3.根据短路电流的大小快速准确查找短路故障点 [J], 刘克学
4.具有壁阴极和壁辅助阴极的高效DC—PDP单元结构 [J], 王亚萍
5.具有快速短路保护的1140V／90kW中频电源的研制 [J], 李瑞来; 韩文昭
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