[发明专利]二极管结构的制造方法

说明书

一种二极管结构的制造方法，包含形成第一堆叠在基板上的硅层上。形成相对的多个第一侧壁间隔物，沿着且覆盖第一堆叠的两侧壁。选择性蚀刻硅层至第一预定深度，从而形成第二堆叠，剩余的硅层包含硅底板。形成相对的多个第二侧壁间隔物，沿着且覆盖第二堆叠的两侧壁。选择性蚀刻硅底板，从而形成第三堆叠在基板上。以第二侧壁间隔物为罩幕，进行侧向电浆离子植入。所述制造方法可以减少两相邻半导体层之间界面上的缺陷的形成。

技术领域

本发明是有关于一种二极管结构的制造方法，特别有关于一种使用侧向电浆离子植入来制造二极管结构的方法。

背景技术

二极管为一种熟悉的半导体元件，通常使用于电子应用中，例如电源电路或电压转换器。一般而言，二极管的结构至少包含第一半导体层、第二半导体层以及位于上述二者之间的其他层。第一半导体层及第二半导体层常掺有三价或五价元素掺质以维持电性，例如P型或N型掺质。

一般而言，使用沉积法直接形成P型或N型半导体层，然而，在不同沉积层之间会形成界面，例如P-I-N(第一半导体层-本质硅层-第二半导体层)的界面，此种界面容易引起杂质原子(离子)偏聚，再者，界面上原子排列混乱，存在着许多空位、位错和键变形等缺陷。因此，界面上的缺陷将影响二极管的性能。为了解决此问题，此亦将增加二极管的制作过程的复杂性。

因此，目前需要一种可以在二极管结构中减少两相邻半导体层之间界面上的缺陷的形成的制造方法。

发明内容

根据本发明的多个实施例，提供一种二极管结构的制造方法包含：形成第一堆叠在基板上的硅层上，其中第一堆叠自硅层按递升次序包含第一半导体层、上电极层及相变化材料层；形成相对的多个第一侧壁间隔物，沿着且覆盖第一堆叠的两侧壁，其中相变化材料层的顶表面曝露出；以第一侧壁间隔物及相变化材料层做为遮罩，选择性蚀刻硅层至第一预定深度，从而形成第二堆叠，其中剩余的硅层包含硅底板，第二堆叠包含：自硅底板凸起的第一硅部、以及第一堆叠；形成相对的多个第二侧壁间隔物，沿着且覆盖第二堆叠的两侧壁，其中顶表面曝露出；以第二侧壁间隔物及相变化材料层做为遮罩，选择性蚀刻硅底板，从而形成第三堆叠在基板上，其中第三堆叠包含：位于第一硅部下方的第二硅部、以及第二堆叠；以及以第二侧壁间隔物为罩幕，进行侧向电浆离子植入，以在第二硅部中形成掺杂区，其中掺杂区与第一半导体层的电性不同。

根据本发明的一些实施例，第一硅部的多个侧壁分别与第一侧壁间隔物的多个侧壁在垂直方向上对齐。

根据本发明的一些实施例，第二硅部的多个侧壁分别与第二侧壁间隔物的多个侧壁在垂直方向上对齐。

根据本发明的一些实施例，形成第一堆叠在基板上的硅层上包含：形成母硅层在基板上；执行离子植入制程于母硅层的顶面，以在母硅层的顶面至深度之间形成第一半导体层，且余留的母硅层是为硅层；形成上电极层于第一半导体层上；形成相变化材料层于上电极层上；以及图案化第一半导体层、上电极层及相变化材料层为第一堆叠。

根据本发明的一些实施例，所述的制造方法还包含：在形成该第一堆叠之前，先形成下电极在基板上，以致下电极位于基板与硅层之间。

根据本发明的一些实施例，所述的制造方法还包含：进行侧向电浆离子植入之后，移除未被第三堆叠覆盖的下电极。

根据本发明的一些实施例，第一侧壁间隔物的顶表面曝露出。

根据本发明的一些实施例，相变化材料层可为包含相变化材料层的单层或复层。

根据本发明的一些实施例，第一半导体层具有剂量介于10E16 atom/cm²至10E20atom/cm²之间。

根据本发明的一些实施例，掺杂区具有剂量介于10E16 atom/cm²至10E20 atom/cm²之间。