[發明專利]一種橫向恒流二極管及其制造方法有效

申請號：	201510080605.0	申請日：	2015-02-15
公開（公告）號：	CN104638021B	公開（公告）日：	2017-11-17
發明（設計）人：	喬明;于亮亮;何逸濤;代剛;張波	申請（專利權）人：	電子科技大學
主分類號：	H01L29/861	分類號：	H01L29/861;H01L29/06;H01L21/329
代理公司：	電子科技大學專利中心51203	代理人：	李明光
地址：	611731 四川省成***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種橫向二極管及其制造方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于半導體功率器件技術領域，具體涉及一種橫向恒流二極管及其制造方法。

背景技術

恒流源是一種常用的電子設備和裝置，在電子線路中使用相當廣泛。恒流源用于保護整個電路，即使出現電壓不穩定或負載電阻變化很大的情況，都能確保供電電流的穩定。恒流二極管(CRD，Current Regulative Diode)是一種半導體恒流器件，即用二極管作為恒流源代替普通的由晶體管、穩壓管和電阻等多個元件組成的恒流源，目前恒流二極管的輸出電流在幾毫安到幾十毫安之間，可直接驅動負載，實現了電路結構簡單、器件體積小、器件可靠性高等目的。另外恒流二極管的外圍電路非常簡單，使用方便，已廣泛應用于自動控制、儀表儀器、保護電路等領域。但是，目前恒流二極管的擊穿電壓高位普遍為30～100V，因此存在擊穿電壓較低的問題，同時能提供的恒定電流也較低。

發明內容

本發明針對恒流二極管夾斷電壓高、擊穿電壓低、恒流能力差等問題，提出了一種橫向恒流二極管及其制造方法。本發明提供的橫向恒流二極管采用PN結短接的結構，可減小芯片面積，降低成本；同時在P型襯底上采用N阱工藝，襯底可輔助耗盡溝道，從而加快導電溝道的耗盡，實現較低的夾斷電壓。

本發明的技術方案如下：

一種橫向恒流二極管，由多個結構相同的元胞叉指連接形成，所述元胞包括P型輕摻雜襯底2、擴散N型阱區3、P型重摻雜區4、第一N型重摻雜區5、氧化介質層6、金屬陰極7、金屬陽極8、第二N型重摻雜區9；所述擴散N型阱區3形成于P型輕摻雜襯底2之中，所述P型重摻雜區4、第一N型重摻雜區5和第二N型重摻雜區9形成于擴散N型阱區3之中，P型重摻雜區4位于第一N型重摻雜區5和第二N型重摻雜區9之間，其特征在于，所述第一N型重摻雜區5部分包含于P型重摻雜區4之中，所述第一N型重摻雜區5與P型重摻雜區4短接并與金屬陰極7形成歐姆接觸，所述第二N型重摻雜區9與金屬陽極8形成歐姆接觸。

進一步地，元胞中所述第一N型重摻雜區5還可以全部包含于P型重摻雜區4之中。

進一步地，所述元胞中的金屬陰極7和金屬陽極8可沿氧化介質層6上表面延伸形成場板，場板的長度可調節，以使器件達到更好的恒流能力和更高的耐壓值。

進一步地，所述第一N型重摻雜區5和第二N型重摻雜區9的結深相同。

進一步地，所述第一N型重摻雜區5、第二N型重摻雜區9和P型重摻雜區4的結深均相同。

進一步地，所述橫向恒流二極管是由相同的元胞叉指連接形成，其中，相鄰的第二N型重摻雜區9和金屬陽極8共用，相鄰的第一N型重摻雜區5和金屬陰極7可以共用或者不共用。

進一步地，所述橫向恒流二極管所用半導體材料為硅或碳化硅等。

進一步地，所述橫向恒流二極管中各摻雜類型可相應變為相反的摻雜，即P型摻雜變為N型摻雜的同時，N型摻雜變為P型摻雜。

進一步地，所述橫向恒流二極管P型重摻雜區4的長度可以調節，以使器件的恒流能力和夾斷電壓得到優化；所述P型重摻雜區4與第二N型重摻雜區9之間的距離可以調節，以使器件得到不同的耐壓值。

對于深結P型重摻雜區4，上述橫向恒流二極管的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：采用P型硅片作為襯底，進行擴散N型阱區3注入前預氧，進行窗口刻蝕；

步驟2：進行擴散N型阱區3注入，然后進行擴散N型阱區3推結，刻蝕多余的氧化層；

步驟3：進行P型重摻雜區4注入前預氧，進行窗口刻蝕；