[发明专利]二极管结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路，特别涉及二极管结构及制造方法。

背景技术

随着半导体器件功能的日趋复杂及尺寸的日趋减小，其所能承受的静电放电(ESD，Electro Static Discharge)电压的上限值也不断减小。因而，静电放电对半导体器件产生的潜在损害也越来越严重。

在现有的静电防护实践中，常会采用以二极管触发静电防护的设计，例如中国专利01109198.3中披露的一种利用二极管触发的静电放电保护电路。该设计其实应用了二极管反向击穿电压的特性。

目前的二极管结构多为纵向结构，例如，参照图1所示，一种现有的二极管结构包括：对衬底轻掺杂形成的深阱10；深阱10中的隔离层20；对深阱10中由隔离层20分隔出的有源区进行重掺杂形成的重掺杂区31、32。若深阱10为经N型轻掺杂而构成的N阱，则所述重掺杂区31、32中之一为P型重掺杂区，另一为N型重掺杂区。假定重掺杂区31为N型重掺杂区，重掺杂区32为P型重掺杂区，则重掺杂区32和N阱就形成了PN结。P型重掺杂区32经由金属接触40及引线52引出，而N阱则经由N型重掺杂区31上的金属接触40及引线51引出。

然而，由于目前形成深阱的轻掺杂浓度较低，例如上述结构的二极管的反向击穿电压也较高。因此，不利于现今半导体器件功能的日趋复杂及尺寸的日趋减小情况下的静电防护。

发明内容

本发明解决现有技术二极管反向击穿电压较高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种二极管结构，包括：

衬底中的深阱；

深阱的有源区中的第一轻掺杂区，所述第一轻掺杂区的掺杂离子类型与深阱相同，且掺杂离子浓度大于深阱；

所述有源区中的第一轻掺杂区两侧的第一重掺杂区及第二重掺杂区，所述第一重掺杂区的掺杂离子类型与深阱相同，第二重掺杂区的掺杂离子类型与深阱不同；

衬底表面的隔离层，所述隔离层横跨整个第一轻掺杂区，部分横跨第一重掺杂区及第二重掺杂区；

第一重掺杂区及第二重掺杂区表面、隔离层区域外的引出线结构。

可选地，所述隔离层为绝缘层。

相应地，本发明还提供一种二极管结构的制造方法，包括：

在衬底中形成深阱；

在所述深阱中形成隔离层以定义有源区；

在所述有源区中进行第一轻掺杂形成第一轻掺杂区，第一轻掺杂的掺杂离子类型与深阱相同，且所形成的第一轻掺杂区的掺杂离子浓度大于深阱；

在所述有源区中的第一轻掺杂区两侧分别进行第一重掺杂和第二重掺杂区，形成第一重掺杂区和第二重掺杂区，所述第一重掺杂区的掺杂离子类型与深阱相同，第二重掺杂区的掺杂离子类型与深阱不同；

在衬底表面形成隔离层，所述隔离层横跨整个第一轻掺杂区，部分横跨第一重掺杂区及第二重掺杂区；

在第一重掺杂区及第二重掺杂区表面、隔离层区域外形成引出线结构。

与现有技术相比，上述二极管结构及制造方法具有以下优点：经上述制造方法形成的二极管结构，所述第二重掺杂区和深阱构成纵向二极管，所述第二重掺杂区和第一轻掺杂区构成横向二极管。由于第一轻掺杂区的掺杂离子浓度大于深阱，因而所述横向二极管的反向击穿电压也小于所述纵向二极管的反向击穿电压。因此，当面临较大电压时，所述横向二极管将先于所述纵向二极管被击穿，从而使得整个二极管结构被破坏。如此，整个二极管结构的反向击穿电压就较小。所述二极管结构可用于降低静电防护器件的触发电压或高压整压器电路设计中的参考电压。

附图说明

图1是现有的一种二极管结构的示意图；

图2是本发明二极管结构的一种实施例示意图；

图3是本发明二极管结构的制造方法的一种实施方式流程图；

图4a至图4f是本发明二极管结构的制造方法的实施例示意图。

具体实施方式

本发明二极管结构通过构建具有较小反向击穿电压的横向二极管，来降低整个二极管结构的反向击穿电压。

根据本发明二极管结构的一种实施方式，其包括：

衬底中的深阱；

深阱的有源区中的第一轻掺杂区，所述第一轻掺杂区的掺杂离子类型与深阱相同，且掺杂离子浓度大于深阱；

所述有源区中的第一轻掺杂区两侧的第一重掺杂区及第二重掺杂区，所述第一重掺杂区的掺杂离子类型与深阱相同，第二重掺杂区的掺杂离子类型与深阱不同；

衬底表面的隔离层，所述隔离层横跨整个第一轻掺杂区，部分横跨第一重掺杂区及第二重掺杂区；

第一重掺杂区及第二重掺杂区表面、隔离层区域外的引出线结构。