[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體結(jié)型二極管器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010183446.4
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN102254818A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁擎擎;鐘匯才;朱慧瓏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/28;H01L29/861;H01L29/417
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所 11330
• 代理人: 馬佑平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，具體來說，涉及一種可集成于柵極替代工藝中的半導(dǎo)體結(jié)型二極管器件及其制造方法。

背景技術(shù)

在VLSI(Very?Large?Scale?Integrated?Circuits，超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì))以及模擬電路設(shè)計(jì)中，二極管器件的應(yīng)用是非常必要的，比如靜電放電(ESD，Electro?Static?Discharge)和肖特基二極管(Schottkey?diode)等應(yīng)用。目前，傳統(tǒng)的二極管器件主要是利用MOSFET的源極/漏極(101)來充當(dāng)二極管的陰極/陽極，如圖1所示，由于這種結(jié)構(gòu)的二極管的電學(xué)特性受到MOSFET器件離子注入條件的限制，若需要改變二極管的電學(xué)特性需要增加額外的掩膜來實(shí)現(xiàn)不同于MOSFET器件的源極/漏極注入條件，這樣會增加額外的工藝和預(yù)算，此外，這種結(jié)構(gòu)也需要較大的面積來實(shí)現(xiàn)。

因此，需要提出一種更利于工藝集成且面積小的二極管器件結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種制造半導(dǎo)體結(jié)型二極管器件結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成具有第一類型摻雜的第一摻雜區(qū)；直接覆蓋所述第一摻雜區(qū)所在的襯底以形成柵極，并在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成PN結(jié)；在所述柵極上形成第一接觸，以及在所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成第二接觸，所述第一和第二接觸分別定義為二極管器件的兩極。所述柵極由半導(dǎo)體或半導(dǎo)體化合物材料形成。

本發(fā)明還提供了一種由上述方法形成的半導(dǎo)體結(jié)型二極管器件結(jié)構(gòu)，所述器件結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；形成于半導(dǎo)體襯底內(nèi)的具有第一類型摻雜的第一摻雜區(qū)；直接覆蓋所述第一摻雜區(qū)所在的襯底形成的柵極，以及在所述襯底內(nèi)形成的PN結(jié)；形成于所述柵極上的第一接觸，以及形成于所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上的第二接觸，所述第一和第二接觸分別定義為二極管器件的兩極。所述柵極由半導(dǎo)體或半導(dǎo)體化合物材料形成。

通過采用本發(fā)明所述的二極管器件結(jié)構(gòu)，有效的減小了器件的面積，增加了工藝的自由度，此外，所述二極管器件的制造方法可以有效的集成于柵極替代工藝中，更便于工藝集成。

附圖說明

圖1示出了現(xiàn)有的二極管器件結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的二極管器件結(jié)構(gòu)一個(gè)制造階段的俯視圖；

圖2A示出了圖2中的AA’向視圖；

圖2B示出了圖2中的BB’向視圖

圖3示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的二極管器件結(jié)構(gòu)另一個(gè)制造階段的俯視圖；

圖3A示出了圖3中的AA’向視圖；

圖3C示出了圖3中的CC’向視圖；

圖4示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的二極管器件結(jié)構(gòu)一個(gè)制造階段的俯視圖；

圖4A示出了圖4中的AA’向視圖；

圖4B示出了圖4中的BB’向視圖；

圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的二極管器件結(jié)構(gòu)另一個(gè)制造階段的俯視圖；

圖5A示出了圖5中的AA’向視圖；

圖5C示出了圖5中的CC’向視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，具體來說，可集成于后柵工藝的半導(dǎo)體結(jié)型二極管器件結(jié)構(gòu)及其制造方法。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

以下將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)步驟以及由此得到的半導(dǎo)體器件予以詳細(xì)說明。

第一實(shí)施例

在步驟S01，提供半導(dǎo)體襯底200，參考圖2A。在本實(shí)施例中，襯底200包括位于晶體結(jié)構(gòu)中的硅襯底(例如晶片)，還可以包括其他基本半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體，例如Ge、GeSi、GaAs、InP、SiC或金剛石等。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知的設(shè)計(jì)要求(例如p型襯底或者n型襯底)，襯底200可以包括各種摻雜配置。此外，襯底200可以可選地包括外延層，可以被應(yīng)力改變以增強(qiáng)性能，以及可以包括絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。