【技術開發單位】中國航天科技集團公司九院北京微電子技術研究所　　
　　
　　【技術簡介】針對快恢復二極管高可靠應用要求，航天七七二所從結構設計和制造工藝上進行了創新開發，針對芯片結構設計、制造工藝、封裝工藝等技術進行了一系列技術研究，可提高產品的整體性能。目前相關技術已經開發并應用在其它高可靠快恢復二極管產品中。
　　適應冶金焊接的芯片臺面結構設計：保證器件滿足擊穿電壓指標要求，同時有利于減小各種寄生效應，提高器件可靠性
　　高濃度多層復合外延：降低器件正向壓降，避免大劑量離子注入以及長時間的高溫擴散工藝，簡化工藝步驟、縮短工藝加工周期
　　平滑臺面高可靠多層復合介質膜鈍化保護：提高擊穿電壓，降低反向漏電流
　　穩定的鉑擴散載流子壽命控制：使器件的鉑雜質分布達到最優，實現器件快恢復
　　多層金屬化電極系統和背面金屬化：抗惡劣使用環境，提高可靠性
　　多級場限環和場板復合平面結終端：實現器件高耐壓，保證器件具有較小的漏電流
　　真空高溫芯片冶金焊接：降低芯片應力，減小器件的正向壓降，提高抗熱疲勞性
　　玻璃金屬密封工藝技術：形成對芯片良好的保護層
　　
　　【技術特點】經過多年研發，我單位形成了兩套標準的快恢復二極管制造技術：一套是平面工藝、高壓、大電流、外延超快恢復二極管制造技術，一套是新型臺面結構、超低正向、極快恢復二極管的制造技術。下面就兩套工藝的主要工藝技術特點分別介紹：
　　平面工藝、高壓、外延型超快恢復二極管制造技術：
　　帶緩沖層外延材料結構設計，降低正向壓降，實現軟恢復特性；
　　先進的場限環和場板復合平面結終端技術，實現高耐壓要求；
　　先進的微電子平面制造工藝技術，保證結面均勻一致，減小漏電流；
　　淺結、低陽極摻雜濃度設計技術，保證良好的熱穩定性；
　　獨特的擴鉑壽命控制技術，實現超快恢復特性。
　　新型臺面結構、超低正向、極快恢復二極管的制造技術：
　　采用多層復合外延材料，實現超低正向壓降和軟恢復特性；
　　新型平滑臺面制造技術，滿足高反壓、低漏電要求；
　　獨特的鉑擴散壽命控制技術，保證極快的恢復時間和較低的正向壓降；
　　先進的鈍化保護技術，減小反向漏電流，提高器件可靠性；
　　三次光刻、不需要離子注入和擴散，大大縮短工藝周期，降低生產成本。
　　玻璃金屬表貼封裝技術：
　　為了滿足總體系統小型化、輕型化的要求，在快恢復二極管封裝方面，航天七七二所具備國際宇航領域廣泛使用的玻璃表面貼裝封裝技術。芯片焊接是通過對工件施加熱或施加壓的方法，使工件達到原子間的結合而形成永久性的連接過程而被宇航級器件所采用；玻璃與金屬封接是通過玻璃液與金屬氧化層互相浸潤，形成混合穩固的化學鍵，具有足夠的抗拉和抗扭強度，可以更有效的對芯片進行保護。表貼封裝器件相對目前國內廣泛使用的同軸封裝器件，具有更小的體積和重量，也是目前各宇航型號所要求的。此項技術屬于國內首次采用，所以具有極高的技術創新性。

　　【技術指標】代表產品主要技術指標：
　　 （1）低壓、小電流快恢復二極管產品：


VBR(V)：≥160@IR=100uA 

 Io(A)：  6A@RT

 VF(mV)：≤875@IF=4A

 VF(mV)：≤925@IF=6A 

 IR(uA)：≤5@ VBR =150V

 trr(ns)：≤30@IF=1A

 封裝型式：玻封表貼
 儲存溫度：-65℃～+175℃
 最高結溫：175℃
 （2）高壓平面快恢復二極管產品：
VBR(V)：≥1200@IR=100uA 

 Io(A)：30A@RT

 VF(V)：≤1.6@IF=30A

IR(uA)：≤10@ VBR =1200V

 trr(ns)：≤45@IF=1A

 封裝型式：金屬封裝
 儲存溫度：-40℃～+125℃


　　【技術水平】國際先進

　　【可應用領域和范圍】電動汽車，高速列車，開關電源，不間斷電源（UPS），風機及水泵調整系統，交、直流電力交通系統，電解爐、高頻加熱裝置，逆變焊機等。

　　【專利狀態】已取得專利1項，已申請專利1項。

　　【技術狀態】批量生產階段

　　【合作方式】技術轉讓、產品銷售

　　【投入需求】2000萬

　　【轉化周期】6個月

　　【預期效益】快恢復二極管擁有較好的經濟效益。以1200V/15A外延快恢復二極管芯片為例，采用非外延（FZ）單晶，4英寸硅單晶原材料成本大約為100元，圓片加工費以7層計算，每層加工成本按100元計算，這樣合計圓片加工費用為800元，再加上測試及人力成本，每圓片成本大約為900元，以每圓片成品600只計算，則每只芯片的成本大約900/600=1.5元，相比市場上進口芯片2.5元左右的單價，有相當大的利潤空間。
　　通過本項目的實施，開展軍用快恢復二極管技術向民用應用領域的推廣和轉移，可有效促進軍用技術和民用技術有效共享和互動轉移。該項目的實施，是對國家電子行業內國產化工作的大力推動，可防止國外對先進產品進行封鎖禁運造成的國家重點工程后延，可解決國家電子行業內進口高額費用。由此看出具有非常重大的社會效益。

　　【聯系方式】郭  威  010-67968115-7130/15811385445