[發明專利]橋式二極管整流器及其制造方法

在審

• 申請號: 201410842244.4
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104538397A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 顏樹范
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/08
• 分類號: H01L27/08;H01L23/485;H01L21/77;H02M7/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種橋式二極管整流器，本發明還涉及一種橋式二極管整流器的制造方法。

背景技術

如圖1所示，是橋式二極管整流器電路簡化示意圖；橋式二極管整流器由四個二極管端D101、D102、D103和D104連接形成。輸入輸出信號曲線如圖2所示，可知，當輸入信號Vin為正時，二極管D101和D104導通、D102和D103截止，此時輸出信號Vout也為正；當輸入信號Vin為負時，二極管D101和D104截止、D102和D103導通，此時輸出信號Vout也為正，這就實現了對輸入信號Vin的整流。

現有技術中，各二極管都是采用平面PN結形成，且都分立結構；這種平面PN結的擊穿電壓低；而分立PN結需要通過模塊封裝，封裝成本較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種橋式二極管整流器，具有較高的擊穿電壓，能夠實現工藝集成節省芯片面積，以及能節省后續模塊封裝成本。為此，本發明還提供一種橋式二極管整流器的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的橋式二極管整流器包括：

第一導電類型外延層，在所述第一導電類型外延層中形成有多個深溝槽，在所述深溝槽中填充有隔離介質層，所述深溝槽穿過整個所述第一導電類型外延層的厚度并交替排列隔離出多個由所述第一導電類型外延層組成的第一導電類型柱。

橋式二極管整流器的單元結構包括四個所述第一導電類型柱，其中兩個所述第一導電類型柱的正面形成有第二導電類型阱，另外兩個所述第一導電類型柱的背面形成有第二導電類型阱，各所述第一導電類型柱分別和對應的第二導電類型阱形成縱向PN結構二極管，通過調節所述第一導電類型外延層的摻雜濃度和所述第一導電類型柱的厚度調節各所述縱向PN結構二極管的擊穿電壓。

在所述第一導電類型外延層的正面形成有正面金屬圖形，所述第一導電類型外延層的背面形成有背面金屬圖形，通過所述正面金屬圖形和所述背面金屬圖形將各所述縱向PN結構二極管連接形成所述橋式二極管整流器的單元結構。

進一步的改進是，所述第一導電類型外延層的電阻率為5歐姆·厘米～10歐姆·厘，厚度為60微米～150微米。

進一步的改進是，所述深溝槽的寬度為大于1微米。

進一步的改進是，所述第一導電類型柱的正面或背面形成的第二導電類型阱的注入條件為：注入能量大于100kev，注入劑量為1E14cm^-2～5E14cm^-2。

進一步的改進是，所述橋式二極管整流器的單元結構所對應的四個所述第一導電類型柱為四個相鄰的所述第一導電類型柱。

進一步的改進是，所述正面金屬圖形形成有所述橋式二極管整流器的單元結構的兩個正面電極、所述背面金屬圖形形成有所述橋式二極管整流器的單元結構的兩個背面電極。

進一步的改進是，一個所述正面電極連接一個背面形成有所述第二導電類型阱的所述第一導電類型柱以及連接一個正面的所述第二導電類型阱，另一個所述正面電極連接另一個背面形成有所述第二導電類型阱的所述第一導電類型柱以及連接另一個正面的所述第二導電類型阱；一個所述背面電極連接兩個背面的所述第二導電類型阱，另一個所述背面電極連接兩個正面形成有所述第二導電類型阱的所述第一導電類型柱。

進一步的改進是，一個所述背面電極連接一個正面形成有所述第二導電類型阱的所述第一導電類型柱以及連接一個背面的所述第二導電類型阱，另一個所述背面電極連接另一個正面形成有所述第二導電類型阱的所述第一導電類型柱以及連接另一個背面的所述第二導電類型阱；一個所述正面電極連接兩個正面的所述第二導電類型阱，另一個所述正面電極連接兩個背面形成有所述第二導電類型阱的所述第一導電類型柱。

進一步的改進是，所述正面金屬圖形和所述背面金屬圖形分別通過接觸孔和各所述縱向PN結構二極管形成連接，在各所述接觸孔和各所述縱向PN結構二極管形成連接位置處形成有接觸孔注入區，各所述接觸孔注入區和對應的所述接觸孔形成歐姆接觸。

進一步的改進是，所述接觸孔注入區的注入能量小于80kev，注入劑量大于5E15cm^-2；所述接觸孔注入區的摻雜類型所接觸的區域的摻雜類型相同，當所述接觸接觸孔注入區的摻雜類型為N型時注入雜質為砷，當所述接觸接觸孔注入區的摻雜類型為P型時注入雜質為二氟化硼。

進一步的改進是，所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型；或者，所述第一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。