[發(fā)明專利]二極管結(jié)構(gòu)及制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910194448.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN101996992A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/082
• 分類號(hào): H01L27/082;H01L29/861;H01L29/36;H01L21/82;H01L21/329
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路，特別涉及二極管結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體器件功能的日趨復(fù)雜及尺寸的日趨減小，其所能承受的靜電放電(ESD，Electro?Static?Discharge)電壓的上限值也不斷減小。因而，靜電放電對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的潛在損害也越來(lái)越嚴(yán)重。

在現(xiàn)有的靜電防護(hù)實(shí)踐中，常會(huì)采用以二極管觸發(fā)靜電防護(hù)的設(shè)計(jì)，例如中國(guó)專利01109198.3中披露的一種利用二極管觸發(fā)的靜電放電保護(hù)電路。該設(shè)計(jì)其實(shí)應(yīng)用了二極管反向擊穿電壓的特性。

目前的二極管結(jié)構(gòu)多為縱向結(jié)構(gòu)，例如，參照?qǐng)D1所示，一種現(xiàn)有的二極管結(jié)構(gòu)包括：對(duì)襯底輕摻雜形成的深阱10；深阱10中的隔離層20；對(duì)深阱10中由隔離層20分隔出的有源區(qū)進(jìn)行重?fù)诫s形成的重?fù)诫s區(qū)31、32。若深阱10為經(jīng)N型輕摻雜而構(gòu)成的N阱，則所述重?fù)诫s區(qū)31、32中之一為P型重?fù)诫s區(qū)，另一為N型重?fù)诫s區(qū)。假定重?fù)诫s區(qū)31為N型重?fù)诫s區(qū)，重?fù)诫s區(qū)32為P型重?fù)诫s區(qū)，則重?fù)诫s區(qū)32和N阱就形成了PN結(jié)。P型重?fù)诫s區(qū)32經(jīng)由金屬接觸40及引線52引出，而N阱則經(jīng)由N型重?fù)诫s區(qū)31上的金屬接觸40及引線51引出。

然而，由于目前形成深阱的輕摻雜濃度較低，例如上述結(jié)構(gòu)的二極管的反向擊穿電壓也較高。因此，不利于現(xiàn)今半導(dǎo)體器件功能的日趨復(fù)雜及尺寸的日趨減小情況下的靜電防護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)二極管反向擊穿電壓較高的問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種二極管結(jié)構(gòu)，包括：

襯底中的深阱；

深阱的有源區(qū)中的第一輕摻雜區(qū)，所述第一輕摻雜區(qū)的摻雜離子類型與深阱相同，且摻雜離子濃度大于深阱；

所述有源區(qū)中的第一輕摻雜區(qū)兩側(cè)的第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)，所述第一重?fù)诫s區(qū)的摻雜離子類型與深阱相同，第二重?fù)诫s區(qū)的摻雜離子類型與深阱不同；

襯底表面的隔離層，所述隔離層橫跨整個(gè)第一輕摻雜區(qū)，部分橫跨第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)；

第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)表面、隔離層區(qū)域外的引出線結(jié)構(gòu)。

可選地，所述隔離層為絕緣層。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：

在襯底中形成深阱；

在所述深阱中形成隔離層以定義有源區(qū)；

在所述有源區(qū)中進(jìn)行第一輕摻雜形成第一輕摻雜區(qū)，第一輕摻雜的摻雜離子類型與深阱相同，且所形成的第一輕摻雜區(qū)的摻雜離子濃度大于深阱；

在所述有源區(qū)中的第一輕摻雜區(qū)兩側(cè)分別進(jìn)行第一重?fù)诫s和第二重?fù)诫s區(qū)，形成第一重?fù)诫s區(qū)和第二重?fù)诫s區(qū)，所述第一重?fù)诫s區(qū)的摻雜離子類型與深阱相同，第二重?fù)诫s區(qū)的摻雜離子類型與深阱不同；

在襯底表面形成隔離層，所述隔離層橫跨整個(gè)第一輕摻雜區(qū)，部分橫跨第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)；

在第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)表面、隔離層區(qū)域外形成引出線結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述二極管結(jié)構(gòu)及制造方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)上述制造方法形成的二極管結(jié)構(gòu)，所述第二重?fù)诫s區(qū)和深阱構(gòu)成縱向二極管，所述第二重?fù)诫s區(qū)和第一輕摻雜區(qū)構(gòu)成橫向二極管。由于第一輕摻雜區(qū)的摻雜離子濃度大于深阱，因而所述橫向二極管的反向擊穿電壓也小于所述縱向二極管的反向擊穿電壓。因此，當(dāng)面臨較大電壓時(shí)，所述橫向二極管將先于所述縱向二極管被擊穿，從而使得整個(gè)二極管結(jié)構(gòu)被破壞。如此，整個(gè)二極管結(jié)構(gòu)的反向擊穿電壓就較小。所述二極管結(jié)構(gòu)可用于降低靜電防護(hù)器件的觸發(fā)電壓或高壓整壓器電路設(shè)計(jì)中的參考電壓。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的一種二極管結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施例示意圖；

圖3是本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種實(shí)施方式流程圖；

圖4a至圖4f是本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)通過(guò)構(gòu)建具有較小反向擊穿電壓的橫向二極管，來(lái)降低整個(gè)二極管結(jié)構(gòu)的反向擊穿電壓。

根據(jù)本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式，其包括：

襯底中的深阱；

深阱的有源區(qū)中的第一輕摻雜區(qū)，所述第一輕摻雜區(qū)的摻雜離子類型與深阱相同，且摻雜離子濃度大于深阱；

所述有源區(qū)中的第一輕摻雜區(qū)兩側(cè)的第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)，所述第一重?fù)诫s區(qū)的摻雜離子類型與深阱相同，第二重?fù)诫s區(qū)的摻雜離子類型與深阱不同；

襯底表面的隔離層，所述隔離層橫跨整個(gè)第一輕摻雜區(qū)，部分橫跨第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)；

第一重?fù)诫s區(qū)及第二重?fù)诫s區(qū)表面、隔離層區(qū)域外的引出線結(jié)構(gòu)。