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120V超快软恢复二极管用大尺寸硅外延材料工艺研究
导言：
随着信息化和自动化程度的不断提高，电力电子装置在现代工业和社会生活中发挥着越来越重要的作用。电力电子装置的使用需要相应的电力半导体器件，其中二极管作为一种最基础的器件被广泛使用。超快软恢复二极管是一种新型的电力二极管，其特点是具有快速恢复时间和低反向损耗，可以应用在高电压、高电流的电力电子装置中，如工业短路软启动器、UPS逆变电源等。本文主要探讨120V超快软恢复二极管用大尺寸硅外延材料工艺研究。
一、120V超快软恢复二极管基本原理
超快软恢复二极管是一种新型电力二极管，其结构原理和常规硅整流二极管类似，只是加入了快恢复二极管的“反压缩层”技术。具体地说，超快软恢复二极管的N型区域与快恢复二极管的N型区域都采用了p+埋沟结构来消除排开电流过程中PN结反向恢复时间的影响，同时在p+埋沟上方加上了反压缩层，使得在二极管PN结中反向电场分布更均匀，从而可以在更短的时间内完成恢复过程，提高了二极管的反向响应速度和降低了反向损耗。与此同时，反压缩层还能够有效地抑制恢复峰，降低芯片中的杂散噪声。
二、大尺寸硅外延材料工艺研究
超快软恢复二极管是一种高端电力二极管，其制造过程较为复杂，需要采用大尺寸硅外延材料，以保证器件特性的稳定和加工精度的高。大尺寸外延材料的制造主要涉及到两个方面的工艺问题：单晶硅外延及完整性修复，其中对单晶硅外延制备技术和硅基材料完整性修复技术的研究较为重要。
1.单晶硅外延制备技术
单晶硅外延制备技术是制造超快软恢复二极管的关键技术，其制备过程中需要尽量避免杂质的混入和晶体缺陷的产生，以免影响器件的工作特性。在此背景下，熔融区域外延（czochralski）和气相外延（CVD）是目前应用较广泛的两种技术。czochralski的特点在于产品层数较少，而且产生的杂质较不易排除，所以CVD更为适用于大尺寸外延制备。同时为增加外延层数增加单晶硅的应用范围，还可采用保护层降低杂质混入和氧化带的污染。
2.硅基材料完整性修复技术
硅基材料完整性修复技术是指在制备和加工过程中可能产生的硅基材料损坏或缺陷进行修复的技术。其主要应用于外延材料的修复和晶圆加工过程中的修复，以保证整个流程中的硅基材料的完整性。在加工过程中，常见的硅基材料损坏或缺陷包括划痕、孔隙、碎片和晶界等。目前，在硅基材料完整性修复技术方面尚缺乏系统研究，这也是未来研究的方向之一。
三、结论
120V超快软恢复二极管是一种新型电力二极管，具有快速恢复时间和低反向损耗的特点，广泛应用于高电压、高电流的电力电子装置中。在其制备过程中，大尺寸硅外延材料是保证器件特性稳定和加工精度的高的基础，因此对单晶硅外延制备技术和硅基材料完整性修复技术的研究是制备高质量超快软恢复二极管的重要保证和研究方向。