[发明专利]PIN二极管阵列结构及其制造方法

权利要求书

1.一种PIN二极管阵列结构，其特征在于，

所述阵列结构由多个PIN二极管单管并联组成；

每个PIN二极管单管包括基板、N型阴极、本征半导体、P型阳极、隔离区、N型外基区阴极；

所述基板上方形成有圆片状N型阴极，圆片状N型阴极的中间部分上方生长有厚度为1.2μm～3μm的本征半导体，圆片状N型阴极的周边部分上方形成有与圆片状N型阴极同轴的圆环状N型外基区阴极，所述本征半导体靠近所述N型阴极端的周边同圆环状N型外基区阴极相贴，所述本征半导体远离N型阴极端的中央区域上方形成有与圆片状N型阴极同轴的圆片状P型阳极，所述本征半导体远离N型阴极端的周边及圆片状P型阳极周边同圆环状N型外基区阴极之间通过与圆片状N型阴极同轴的圆环状隔离区隔离。

2.根据权利要求1所述的PIN二极管阵列结构，其特征在于，所述阵列结构呈正方形，相邻的PIN二极管单管共用N型外基区阴极。

3.根据权利要求1所述的PIN二极管阵列结构，其特征在于，所述N型阴极为正八边形圆片状，所述N型外基区阴极为正八边形圆环状，所述隔离区为正八边形圆环状，所述P型阳极为正八边形圆片状。

4.根据权利要求1所述的PIN二极管阵列结构，其特征在于，所述P型阳极和N型外基区阴极之间的隔离区下方形成有P型隔离区，所述本征半导体远离N型阴极端的周边和N型外基区阴极之间的隔离区下方形成有P型隔离区。

5.根据权利要求4所述的PIN二极管阵列结构，其特征在于，所述隔离区为场氧隔离，或浅沟槽隔离，或者场氧隔离或浅沟槽隔离的中间增加深沟槽。

6.一种PIN二极管阵列结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在P型基板上进行N型离子注入，形成一个圆片状N型阴极；

步骤二，在包括圆片状N型阴极的整个基板上表面进行外延层生长，形成厚度为1.2μm～3μm的本征半导体；

步骤三，在圆环状隔离区外缘外的外延层，沿圆环状隔离区的外缘进行N离子注入直达圆片状N型阴极，形成与圆片状N型阴极同轴且连接圆片状N型阴极的圆环状N型外基区阴极；

步骤四，在圆片状N型阴极上方的外延层上形成与圆片状N型阴极同轴的圆环状隔离区；

步骤五，在圆环状隔离区内缘内的外延层上方，进行高剂量的硼离子注入形成高掺杂的与圆片状N型阴极同轴的圆片状P型阳极，形成PIN二极管单管；

步骤六，将多个PIN二极管单管进行并联，相邻的PIN二极管单管共用圆环状N型外基区阴极，形成阵列结构。

7.根据权利要求6所述的PIN二极管阵列结构的制造方法，其特征在于，在步骤三之后，在圆片状P型阳极和圆环状N型外基区阴极之间的圆环状隔离区下方进行P型离子注入，形成圆环状P型隔离区，同时在外延层远离圆片状N型阴极端的周边和圆环状N型外基区阴极之间的圆环状隔离区下方进行P型离子注入，形成圆环状P型隔离区，然后再进行步骤四。

8.根据权利要求6所述的PIN二极管阵列结构的制造方法，其特征在于，所述圆片状N型阴极的注入离子为砷，注入剂量为10¹⁵cm^-2～10¹⁶cm^-2，注入能量为50keV～100keV；所述外延层为无掺杂或N型低掺杂，掺杂浓度在10¹⁴cm^-3～1016cm^-3；所述圆环状N型外基区阴极的注入离子为磷，注入剂量为10¹⁵cm^-2～10¹⁶cm^-2，注入能量为50keV～100keV；圆片状P型阳极的注入离子为硼，注入剂量为10¹⁵cm^-2～10¹⁶cm^-2，注入能量为5keV～50keV。

9.根据权利要求7所述的PIN二极管阵列结构的制造方法，其特征在于，所述圆环状P型隔离区的离子注入剂量为10¹⁴cm^-2～5x10¹⁵cm^-2，注入能量为50keV～200keV。

10.根据权利要求6所述的PIN二极管阵列结构的制造方法，其特征在于，所述N型阴极为正八边形圆片状，所述N型外基区阴极为正八边形圆环状，所述隔离区为正八边形圆环状，所述P型阳极为正八边形圆片状。