[實用新型]一種垂直溝道恒流二極管

有效

• 申請號: 201420380488.0
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN204577402U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 肖步文
• 申請（專利權）人: 無錫信榮電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/861
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體的說是涉及一種垂直溝道恒流二極管。

背景技術

恒流二極管是近年來問世的半導體恒流器件，在很寬的電壓范圍內輸出恒定的電流，并具有很高的動態阻抗。由于它的恒流性能好、價格較低、使用簡便，因此目前已被廣泛用于恒流源、穩壓源、放大器以及電子儀器的保護電路中，尤其對于LED(Light?Emitting?Diode)驅動，采用恒流二極管是目前比較普遍的方式。

現階段垂直溝道恒流二極管采用的是P型襯底片上生長N型外延層作為襯底材料，進行二極管的制備。外延片跟單晶片比較，價格較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用硅單晶襯底制備垂直溝道恒流二極管的制造方法。

本發明的技術方案是：采用了低摻雜濃度N-型硅單晶片作為襯底材料，通過光刻、擴散等工藝方法，在襯底材料正面形成兩個P+擴散區，以及兩個P+擴散區之間夾著一個N+擴散區。芯片表面有絕緣氧化層覆蓋，通過光刻工藝在P+擴散區和N+擴散區處開有窗口，通過金屬化工藝，使得P+擴散區和N+擴散區通過窗口與負電極金屬相連接。

在完成恒流二極管正面負電極結構制備后，對襯底材料背面通過減薄工藝進行背面減薄處理，降低恒流二極管芯片厚度，并通過高劑量注入工藝對背面注硼，退火后使N-型硅單晶襯底背面形成高濃度P+注入層，再采用背面金屬化工藝，使背面P+注入層與正電極金屬連接。

本發明的優點和積極效果是：采用N型硅單晶片作為襯底材料，比較傳統的外延片襯底,可以降低恒流二極管芯片制造成本。另外本發明采用的背面減薄加注入退火的方法，大大降低了整個二極管芯片的厚度，使得恒流二極管的熱阻性能得到改善，電流溫度系數（α?T，單位溫度變化引起恒定電流相對變化的百分比）變小。

附圖說明

圖1為P+注入窗口刻開后結構示意圖

圖2為P+擴散區形成同時N+注入窗口刻開后結構示意圖

圖3為P+擴散區及N+擴散區接觸孔刻開后結構示意圖

圖4為正面負電極制備完成后結構示意圖

圖5為背面減薄后結構示意圖

圖6為垂直溝道二極管芯片結構示意圖

附圖標注為：1—?N-型硅單晶襯底，2—?P+擴散區，3—?N+擴散區，4—?絕緣氧化層，5—?負電極金屬，6—?P+注入層，7—?正電極金屬

具體實施方式

下面結合附圖，詳細描述本發明的技術方案

第一步：采用低摻雜濃度的N-型硅單晶襯底1，首先生長絕緣氧化層4后，通過光刻工藝刻開P+注入窗口，如圖1所示。

第二步：P+注入后，通過高溫擴散氧化工藝，推結形成P+擴散區2同時生成絕緣氧化層4，再次通過光刻工藝在絕緣氧化層4上刻開N+注入窗口，如圖2所示。

第三步：N+注入后，通過高溫擴散氧化工藝，推結形成N+擴散區3以及絕緣氧化層4，再次通過光刻工藝，將P+擴散區2以及N+擴散區3上面的絕緣氧化層4上刻開電極接觸孔，如圖3所示。

第四步：通過蒸發或者濺射金屬方式，形成二極管負電極，該負電極與P+擴散區2以及N+擴散區3短接，如圖4所示。

第五步：將N-型硅單晶襯底1背面減薄，減薄后進行背面的高濃度P+注入，如圖5所示。

第六步：背面P+注入退火后，形成P+注入層6，接下來背面蒸發正電極金屬7形成正電極，與P+注入層6相連，整個恒流二極管結構示意圖如圖6所示。