[發明專利]PIN二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201110431871.5
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103178121A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 胡君;劉冬華;錢文生;段文婷;石晶
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種PIN二極管，在p型硅襯底中具有隔離結構；其特征是，在隔離結構底部的p型硅襯底中具有p型贗埋層，作為PIN二極管的p型半導體部分；在兩個隔離結構之間的p型硅襯底中具有第一n型摻雜區，該第一n型摻雜區作為PIN二極管的本征半導體部分，其與p型贗埋層相接觸；在兩個隔離結構之間且在第一n型摻雜區的表面具有摻雜濃度更高的第二n型摻雜區，在第二n型摻雜區之上具有n型多晶硅，該第二n型摻雜區與n型多晶硅一起作為PIN二極管的n型半導體部分；第一接觸孔電極穿越p型多晶硅和隔離結構與p型贗埋層相接觸；第二接觸孔電極與n型多晶硅相接觸。

2.根據權利要求1所述的PIN二極管，其特征是，所述PIN二極管的各部分結構的摻雜類型變為相反，即p型摻雜和n型摻雜互換。

3.根據權利要求1所述的PIN二極管，其特征是，所述PIN二極管的p型半導體部分的摻雜濃度為1×10¹⁹～1×10²¹原子每立方厘米，本征半導體部分的摻雜濃度為1×10¹⁵～1×10¹⁸原子每立方厘米，n型半導體部分的摻雜濃度為1×10¹⁹～1×10²¹原子每立方厘米。

4.根據權利要求1所述的PIN二極管，其特征是，所述PIN二極管的p型半導體部分、n型半導體部分在版圖上均為邊數≥8的正多邊形或圓形。

5.根據權利要求1所述的PIN二極管，其特征是，所述PIN二極管的電流從n型半導體部分流向p型半導體部分。

6.如權利要求1所述的PIN二極管的制造方法，其特征是，包括如下步驟：

第1步，在p型硅襯底上刻蝕溝槽，并在溝槽底部注入p型雜質以形成p型贗埋層，接著以介質材料填充溝槽以形成隔離結構；

第2步，在兩個隔離結構之間的p型硅襯底中注入n型雜質并退火，從而形成與p型贗埋層相接觸的第一n型摻雜區；

第3步，在硅片表面淀積一層多晶硅；

第4步，對兩個隔離結構之間的多晶硅和n型摻雜區注入n型雜質，從而形成n型多晶硅和摻雜濃度大于第一n型摻雜區的第二n型摻雜區；

第5步，在硅片表面淀積一層層間介質，采用光刻和刻蝕工藝在層間介質、p型多晶硅和隔離結構中刻蝕出底部與p型贗埋層相接觸的第一通孔，還在層間介質中刻蝕出底部與n型多晶硅相接觸的第二通孔，在通孔中填充金屬形成接觸孔電極。

7.根據權利要求6所述的PIN二極管的制造方法，其特征是，所述方法第1步中，離子注入的劑量為1×10¹⁴～1×10¹⁶原子每平方厘米，能量為＜30KeV。

8.根據權利要求6所述的PIN二極管的制造方法，其特征是，所述方法第2步中，離子注入的劑量為1×10¹²～5×10¹³原子每平方厘米，能量為100～2000KeV。

9.根據權利要求6所述的PIN二極管的制造方法，其特征是，所述方法第4步中，離子注入的劑量為1×10¹⁴～1×10¹⁶原子每平方厘米，能量為2～100KeV。