專利名稱：制造可變電容二極管的方法及可變電容二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造可變電容二極管的方法以及一種可變電容二極管，更具體地，涉及具有MOS(金屬氧化物半導體)或雙極晶體管并制成集成電路的可變電容二極管。
背景技術：
隨著例如移動電話的移動通信設備尺寸的減小，單芯片技術已經用于包括外圍部件的電路，例如頻率合成器(PLL)和壓控振蕩器。組成半導體襯底上的VCO的可變電容二極管，用于利用pn結的耗盡層電容，通過施加反向偏壓，來控制電容值。需要集成可變電容二極管，以便得到相對于給定電壓變化的較大電容變化率。
參考示出了傳統(tǒng)可變電容二極管示例的圖10中的參考數(shù)字，41表示n型半導體襯底，42表示n-區(qū)域，43表示n區(qū)域，44表示n’區(qū)域，45表示陰極層，46表示pn結，47表示陽極層(p+區(qū)域)，以及48表示層間絕緣膜。向pn結46施加反向偏壓，以便利用主要分布在陰極層45中的耗盡層組成可變電容二極管。圖11是示出了沿圖10的D-D線得到的剖面中的雜質濃度分布的曲線圖。
作為跟上電路元件小型化的結構方面的要求，需要以大于陰極層45的尺寸形成陽極層47。在可變電容二極管具有大電容變化率的情況下，pn結部分的n’區(qū)域的濃度梯度非常陡。因此，與制造過程中的波動有關的濃度變化趨向于變大。結果，可變電容率導致了顯著的波動。
獲得大電容變化率的關鍵因素是使pn結形成區(qū)域的表面雜質濃度和雜質濃度分布圖等最優(yōu)化。
參考示出了另一可變電容二極管示例的圖12中的參考數(shù)字，51表示n型半導體襯底，52表示p-區(qū)域，53表示p區(qū)域，54表示陽極層，55表示pn結，56表示陰極層(n+區(qū)域)，57表示層間絕緣膜，58表示陽極接觸層，59表示陽極電極，以及60表示陰極電極。向pn結55施加反向偏壓，以便使用主要分布在陽極層54中的耗盡層組成可變電容二極管。圖13是示出了沿圖12的E-E線得到的剖面中的雜質濃度分布的曲線圖。電路元件的小型化導致陽極層54(p區(qū)域)和陰極層56之間的不對準的產生，這使得提高精度非常困難。因為pn結部分的p區(qū)域中的濃度梯度非常陡，所以可變電容率導致了顯著的波動。
參考示出了另一傳統(tǒng)可變電容二極管示例的圖14中的參考數(shù)字，61表示p型半導體襯底，62表示陽極層(p-型層)，63表示陰極層(n+型層)，64表示陽極接觸層(p+型層)，以及65表示分隔絕緣膜。因為分隔絕緣膜65出現(xiàn)在n+型層(陰極層63)與p+型層(陽極接觸層64)之間，當施加反向偏壓時，無法有效地利用水平方向的電容分量。結果，可變電容二極管的集成絕對電容值導致了低電容，尤其是在低電壓范圍內，因此無法得到足夠的電容變化率。相反地，需要努力增加可變電容二極管的面積以得到希望的絕對電容，這使得電路元件的小型化非常困難。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的主要目的是減少用于構成可變電容二極管的附加步驟，并提供制造承受減少的波動和實現(xiàn)高精度的可變電容二極管的方法。參考下文所述的半導體的傳導類型，第一傳導類型和第二傳導類型分別涉及半導體的p和n型之一。當?shù)谝粋鲗ь愋褪莗型時，第二傳導類型是n型。相反地，當?shù)谝粋鲗ь愋褪莕型時，則第二傳導類型是p型。
根據(jù)本發(fā)明的制造可變電容二極管的方法包括步驟，形成掩模以便于開口以下區(qū)域，在所述區(qū)域處，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體襯底上形成可變電容二極管；步驟，通過掩模的開口部分，利用離子注入，在半導體襯底上形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域；步驟，通過掩模的開口部分，在相對于具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的表面?zhèn)鹊陌雽w襯底中，形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域；以及步驟，通過對半導體襯底進行熱處理，激發(fā)具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。
作為前述制造方法的第一優(yōu)點，利用相同的掩模形成可變電容二極管的陽極層和陰極層，以便按照自對準的方式形成陽極和陰極層。結果，陽極和陰極層不會遭到任何不對準，這防止了由于電路元件的小型化而造成的精度降低。作為另一個優(yōu)點，因為僅執(zhí)行了一個關于掩模的步驟，可以減少LSI工藝中為了形成可變電容二極管而增加的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的制造可變電容二極管的另一個方法包括步驟，在具有低雜質濃度的第二傳導類型的半導體襯底中，形成具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域；步驟，形成掩模以便于開口以下區(qū)域，在所述區(qū)域處，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域上形成可變電容二極管；步驟，通過掩模的開口部分，利用離子注入，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域中，形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域；步驟，通過掩模的開口部分，在相對于形成在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域中的、具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的表面?zhèn)鹊陌雽w襯底中，形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的；以及步驟，通過對半導體襯底進行熱處理，激發(fā)具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。
前述構造的技術特征在于不在半導體襯底自身上、而是在形成在半導體襯底中的另一半導體區(qū)域中形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。更具體地，在具有低雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域中形成具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域，并且在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域中形成陽極和陰極層。
在前述方法中，除了前面所描述的操作效果，還可以隨意設置陽極和陰極電位，半導體襯底的電位對其沒有任何限制，這是因為陽極和陰極層相對于半導體襯底處于電浮置狀態(tài)。
在制造可變電容二極管的兩種方法中的任何一種中，在形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟和形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的步驟中，具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的形成可以先于具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的形成，或者可以先形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域，之后形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域。
在安裝CMOS晶體管的LSI工藝中，形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟和形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的步驟可以與CMOS晶體管中的源極和漏極區(qū)域的形成同時進行。當同時形成這些區(qū)域與源極和漏極區(qū)域時，不需要添加任何關于掩模的步驟?？梢詢H用一個附加步驟形成可變電容二極管，即針對陽極和陰極層的離子注入步驟。
此外，參考形成具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟，前述半導體區(qū)域的形成可以與CMOS晶體管的阱區(qū)的形成同時進行。
此外，優(yōu)選地，利用離子注入來完成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的形成，從而在熱處理后，前述半導體區(qū)域的峰值濃度的位置下降到位于前述半導體區(qū)域與具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域之間的pn結的位置。因此，pn結部分中具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的濃度梯度開始適度地減小由于制造波動的影響而引起的pn結部分中的濃度變化。結果可以抑制可變電容率的波動。
此外，根據(jù)本發(fā)明，可以通過有效地利用水平方向的可變電容二極管的電容分量以及定義組成可變電容二極管的各擴散層來提供具有相對于希望的絕對電容充分大的電容變化率、并且可以控制其面積增長的高性能可變電容二極管。
在根據(jù)本發(fā)明的可變電容中，如上所述，在陣列中設置單元，每一單元都具有以下結構在具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域周圍形成具有環(huán)形形狀的第一傳導類型的接觸層。
此外，在具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域與第一傳導類型的接觸層之間的間距等于或大于以所使用的反向偏壓的最小電壓所形成的耗盡層的寬度，并且等于或小于以其最大電壓所形成的耗盡層的寬度。
將可變電容二極管的電容分量分解為水平方向的分量和垂直方向的分量。對于水平分量，當施加反向偏壓時，耗盡層的寬度受到具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域和第一傳導類型的環(huán)形接觸層之間的間距的限制。因此，當電路元件小型化時，水平分量產生相對較高的絕對電容值。相反地，相對于水平分量，當向垂直分量施加反向偏壓時，其不受耗盡層寬度的任何限制，因此產生相對較低的絕對電容值。
在水平分量占過多比例的情況下，由于絕對電容值在高電壓范圍內增加，電容變化率變差。在水平分量占過小比例的情況下，由于絕對電容值在低電壓范圍內下降，電容變化率變差。存在高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的面積比(側面積/底面積之比)以及具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域和第一傳導類型的環(huán)形接觸層之間的間距，使電容變化率達到其最大值。因此，將按照這種方式組成、以便提高電容變化率的每一個單元設置在陣列中。因此，可以得到實現(xiàn)了相對于所希望的絕對電容值充分大的電容變化率的可變電容二極管。結果，可以不修改擴散層和形成步驟來提供具有所希望的特征的可變電容二極管。
通過以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，可以清楚地了解本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點，參考附圖可以更好地理解。


圖1A-1F是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的制造可變電容二極管的方法的主要步驟的剖面圖。
圖2是示出了沿圖1F的A-A線得到的剖面中的雜質濃度分布的曲線圖。
圖3A-3F是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例2的制造可變電容二極管的方法的主要步驟的剖面圖。
圖4是示出了沿圖3F的B-B線得到的剖面中的雜質濃度分布的曲線圖。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明實施例3的可變電容二極管的單一單元部分的平面圖。
圖5B是沿圖5A的C-C線得到的剖面圖。
圖6是示出了根據(jù)實施例3的可變電容二極管的整體結構的平面圖。
圖7是可變電容二極管的電容與反向偏壓的相關性曲線圖。
圖8是可變電容二極管的電容變化率與側面積/底面積之比的相關性曲線圖。
圖9是可變電容二極管的電容變化率與陽極和陰極接觸層之間的距離的相關性曲線圖。
圖10是根據(jù)第一傳統(tǒng)示例的可變電容二極管的結構的示意圖。
圖11是示出了沿圖10的D-D線得到的剖面中的雜質濃度分布的曲線圖。
圖12是根據(jù)第二傳統(tǒng)示例的可變電容二極管的結構的示意圖。
圖13是示出了沿圖12的E-E線得到的剖面中的雜質濃度分布的曲線圖。
圖14是根據(jù)第三傳統(tǒng)示例的可變電容二極管的結構的示意圖。
具體實施例方式
實施例1
在下文中，參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明實施例1的制造可變電容二極管的方法進行描述。
參考圖1A-1F中的參考數(shù)字，3表示p-型半導體襯底，4表示掩模材料，5表示B+離子注入層，6表示p區(qū)域，7表示陽極層，8表示pn結，9表示As+離子注入層，10表示陰極層(n+區(qū)域)，11表示陽極接觸層，12表示層間絕緣薄膜，13表示陰極電極，以及14表示陽極電極。
以下將描述制造具有前述結構的、根據(jù)實施例1的可變電容二極管的方法。
首先，如圖1A所示，在半導體襯底3上形成掩模材料4，以便于開口在其中形成可變電容二極管的區(qū)域。
接下來，如圖1B所示，在掩模材料4的開口部分注入B+離子，以便在襯底3中形成B+離子注入層5。B+離子注入層5的形成使得p區(qū)域6中的峰值濃度(將在以后描述)最終下降到位于p區(qū)域6與陰極層10之間的pn結8的位置。
接下來，如圖1C所示，如前所述，在掩模材料4的開口部分注入As+離子，以便在襯底3中的B+離子注入層5上形成As+離子注入層9。As+離子注入層9的形成使得陰極層10中的峰值濃度(將在以后描述)下降到襯底3的表面附近。
接下來，如圖1D所示，去除掩模材料4，從而得到襯底3中的B+離子注入層5和As+離子注入層9。
接下來，如圖1E所示，利用熱處理，激發(fā)B+離子注入層5和As+離子注入層9，從而形成陽極層7和陰極層(n+區(qū)域)10中的相應層。
最后，如圖1F所示，按順序形成陽極接觸層11，層間絕緣薄膜12，陰極電極13，以及陽極電極14。因此，可以得到在其中形成了可變電容二極管的半導體器件。
本實施例具有以下優(yōu)點。
首先，利用離子注入方法，使用相同的掩模形成陽極層和陰極層，這使其能夠按照自對準的方式形成陽極層和陰極層。
此外，在其中安裝了COMS晶體管的LSI工藝中，可以同時形成可變電容二極管的陰極層與nMOS晶體管的源極和漏極區(qū)域，并且還可以同時形成可變電容二極管的陽極接觸層與pMOS晶體管的源極和漏極區(qū)域。于是，不需要增加關于掩模的步驟?？勺冸娙荻O管可以僅用一個附加步驟形成，其中實現(xiàn)了對于陽極層的p區(qū)域的離子注入。
接下來，如圖2所示，B+離子注入層的形成使得p區(qū)域的峰值濃度最終下降到位于p區(qū)域和區(qū)域n+之間的pn結部分。按照這種方式，pn結部分中的p區(qū)域的濃度梯度變得適中。因此，可以減小由于制造波動而引起的pn結部分中的濃度變化，其結果是可以對可變電容率的波動進行控制。
在上述工藝中，優(yōu)選地，襯底3中的濃度最大等于1×1017cm-3，優(yōu)選地，p區(qū)域6中的峰值濃度最小等于5×1016cm-3且最大等于1×1018cm-3，并且優(yōu)選地，陰極層(n+區(qū)域)10中的峰值濃度最小等于1×1020cm-3。
實施例2接下來，參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明實施例2的制造可變電容二極管的方法進行描述。
參考圖3A-3F中的參考數(shù)字，1表示n型半導體襯底，而2表示p-區(qū)域。其他組成部分與實施例1中的相同，而且兩個實施例之間的任何相同部分具有相同的參考數(shù)字。
使用n型半導體襯底1代替實施例1中的p-型半導體襯底3。在半導體襯底1上形成p-區(qū)域2，從而與實施例1相同，設置了在其上形成可變電容二極管的基底。
下面描述具有前述結構的、根據(jù)實施例2的制造可變電容二極管的方法。
首先，如圖3A所述，在半導體襯底1上形成p-區(qū)域2，然后，形成掩模材料4，以便開口形成可變電容二極管的區(qū)域。
接下來，如圖3B所示，在掩模材料4的開口部分注入B+離子，以便在p-區(qū)域2中形成B+離子注入層5。B+離子注入層5的形成使得p區(qū)域6中峰值濃度(將在以后描述)最終下降到位于p區(qū)域6與陰極層10之間的pn結的位置。
接下來，如圖3C所示，如前述，在掩模材料4的開口部分注入As+離子，從而在p-區(qū)域2中的B+離子注入層5上形成As+離子注入層9。As+離子注入層9的形成使得陰極層10中的峰值濃度(將在以后描述)下降到p-區(qū)域2的表面附近。
接下來，如圖3D所示，去除掩模材料4，以便得到p-區(qū)域2中的B+離子注入層5和As+離子注入層9。
接下來，如圖3E所示，利用熱處理，激發(fā)B+離子注入層5和As+離子注入層9，從而形成陽極層7和陰極層(n+區(qū)域)10中的相應層。
最后，如圖3F所示，按順序形成陽極接觸層11，層間絕緣薄膜12，陰極電極13，以及陽極電極14。因此，可以得到在其中形成了可變電容二極管的半導體器件。
除了實施例1中描述的優(yōu)點，本實施例還提供了以下優(yōu)點。
首先，p-區(qū)域形成于n型半導體襯底上，而其后在p-區(qū)域中形成可變電容二極管。按照該方式，陽極和陰極層相對于襯底處于電浮置狀態(tài)。更具體地，雖然根據(jù)實施例1所述的結構受到陽極電極一直具有與襯底相同的電位的限制，根據(jù)實施例2，當使用陽極和陰極層時，可以將陽極和陰極電位設置為可選的電位，因為這些層相對于襯底電位都處于電浮置狀態(tài)。
此外，在安裝CMOS晶體管的LSI工藝的情況下，可以同時形成可變電容二極管的陽極層的p-區(qū)域和nMOS晶體管的p阱區(qū)，這使得可變電容二極管的形成不需增加額外的步驟。
接下來，如圖4所示，B+離子注入層的形成使得p區(qū)域的峰值濃度最終下降到位于p區(qū)域和n+區(qū)域之間的pn結部分。按照這種方式，pn結部分中的p區(qū)域的濃度梯度變得適中。因此，可以減小由于制造波動而引起的pn結中的濃度變化，其結果是可以控制可變電容率的波動。
在前述的示例中，優(yōu)選地，p-區(qū)域2中的峰值濃度最小等于1×1016cm-3且最大等于1×1017cm-3，而p區(qū)域6和陰極層(n+區(qū)域)10中的峰值濃度與實施例1中相同。
與實施例1和2相比，以下的修改示例也是有效的。
在形成陰極層10的方法中，采用使用As+離子的離子注入方法，但是，也可以使用氣相沉積擴散方法或類似方法。本發(fā)明對于陰極層10的形成方法不加以任何限制。
此外，可以按相反順序形成B+離子注入層5和As+離子注入層9，這意味著在B+離子注入層5形成之前形成As+離子注入層9，這樣也可以得到相同效果。
只要滿足各自的傳導類型，對B+離子注入層5和As+離子注入層9中的離子種類沒有限制。
此外，假設第一傳導類型是p型并且第二傳導類型是n型來對本實施例進行描述。但是，也可以將n型和p型分別用作第一傳導類型和第二傳導類型，這樣可以得到相同的效果。
此外，對離子注入時有或沒有表面保護薄膜以及掩模材料和層間絕緣薄膜的類型、厚度等沒有限制。
實施例3在下文中，參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明實施例3的制造可變電容二極管的方法進行描述。
圖5A是圖6中單一單元的平面圖。圖5B是沿圖5A的C-C線得到的剖面圖。
參考圖5和圖6中的參考數(shù)字，21表示由具有高雜質濃度的第二傳導區(qū)域的半導體區(qū)域組成的陰極層，22表示具有環(huán)形形狀的第一傳導類型的陽極接觸層，23表示陽極層(第一傳導類型的擴散層)，24表示p區(qū)域，25表示p-區(qū)域，26表示層間絕緣薄膜，27表示陰極接觸，28表示陽極接觸，29表示陰極電極，30表示陽極電極，31表示陰極層的側表面部分(面積S1)，32表示陰極層的底表面部分(面積Sv)，d表示陰極層21和環(huán)形陽極接觸層22之間的間距。
下面描述根據(jù)本實施例的可變電容二極管的操作。
將可變電容二極管的電容分量分解為水平方向的分量和垂直方向的分量。
首先，因為當施加反向偏壓時，耗盡層的寬度受到陰極層21與環(huán)形陽極接觸層22之間的間距d的限制，水平分量產生相對較高的絕對電容值。相反地，相對于水平分量，當施加反向偏壓時，垂直分量不受耗盡層的任何限制，因此，產生相對較低的絕對電容值。
在水平分量占過多比例的情況下，因為絕對電容值在圖7的高電壓范圍V2內增長，電容變化率下降。當所包括的水平分量占太小比例時，因為絕對電容值在低電壓范圍V1內降低，電容變化率下降。存在陰極層21的面積比(側面積/底面積之比S1/Sv)(見圖8)以及陰極層21與環(huán)形陽極接觸層22之間的間距d(見圖9)，使電容變化率達到其最大值。根據(jù)本實施例，將單元排列在陣列中，在所述單元中，環(huán)形陽極接觸層22形成于陰極層21的周圍。因此，可以得到實現(xiàn)了相對于希望的絕對電容值充分大的電容變化率的可變電容二極管。結果，不需要修改擴散層和步驟即可提供具有希望特征的可變電容二極管。
接下來，將陰極層21與環(huán)形陽極接觸層22之間的間距設置為相等。因此，可以得到實現(xiàn)了相對于希望的絕對電容值充分大的電容變化率的可變電容二極管。結果，可以提供控制其面積增長且能夠發(fā)揮高性能的可變電容二極管。
接下來，形成了其中陰極層21和環(huán)形陽極接觸層22之間的間距各不相同多個單元，從而當將可變電容二極管的使用電壓設置在不同的范圍內時，在使用電壓的各個范圍內，可以得到具有相對于希望的絕對電容值的所需電容變化率的可變電容二極管。結果，可以提供多個可變電容二極管，而不需增加另外的擴散層或步驟。
此外，當將陰極層21的面積比設置在側面積/底面積＝0.08-0.18的范圍內時，可以得到具有相對于希望的絕對電容值的大電容變化率的可變電容二極管。結果，可以提供具有希望特征的可變電容二極管，而不必增加另外的擴散層或步驟。
此外，當將陰極層21的面積比設置為側面積/底面積0.13(0.13是0.08-0.18范圍內的中間值)時，可以得到具有相對于希望的絕對電容值充分大的電容變化率的可變電容二極管。結果，可以提供控制其面積增長且能夠發(fā)揮高性能的可變電容二極管。
此外，當陰極層21和環(huán)形陽極接觸層22之間的間距等于或大于所使用的反向偏壓的最小電壓所形成的耗盡層的寬度，且等于或小于以其最大電壓所形成的耗盡層的寬度時，可以有效地利用可變電容二極管的水平方向的電容分量。結果，可以提供控制其面積增長且能夠發(fā)揮高性能的可變電容二極管。
利用包括組成了陽極層23的p區(qū)域24和p-區(qū)域25的所謂的超突變結(super abrupt junction)結構，對本實施例進行了描述。但是，只要可變電容二極管使用pn結，可變電容二極管在其深度方向的結構沒有限制。
此外，假設第一傳導類型是p型且第二傳導類型是n型來描述本實施例。然而，可以將p型和n型分別用作第一傳導類型和第二傳導類型，可以得到相同的效果。
此外，僅在平行于環(huán)形陽極接觸層22的y方向的方向上形成陽極接觸層28，然而，也可以在平行于其x方向的方向上形成。陽極接觸層28的位置、形狀和形成方法沒有限制。當與本實施例一樣，僅在平行于y方向的方向上形成陽極接觸層28時，可以通過相同的布線層形成陰極電極29和陽極電極30。結果，優(yōu)點在于無需增加針對新布線層的額外步驟。
此外，按照陣列形成陰極接觸27和陽極接觸28，然而，只要分別連接到陰極層21和環(huán)形陽極接觸層22，則對接觸的位置、形狀以及形成方法不加以任何限制。
此外，為方便描述本實施例，使用了層間絕緣薄膜26、陰極接觸27、陽極接觸28、陰極電極29和陽極電極30。明顯地，這些元件不受薄膜類型、薄膜厚度、位置、形狀、形成方法、形成條件等任何限制。
權利要求
1.一種制造可變電容二極管的方法，包括步驟，形成掩模以便于開口以下區(qū)域，在所述區(qū)域處，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體襯底上形成可變電容二極管；步驟，通過掩模的開口部分，利用離子注入，在半導體襯底上形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域；步驟，通過掩模的開口部分，在相對于具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的表面?zhèn)鹊陌雽w襯底中，形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域；以及步驟，通過對半導體襯底進行熱處理，激發(fā)具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。
2.一種制造可變電容二極管的方法，包括步驟，在具有低雜質濃度的第二傳導類型的半導體襯底中，形成具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域；步驟，形成掩模以便于開口以下區(qū)域，在所述區(qū)域處，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域上形成可變電容二極管；步驟，通過掩模的開口部分，利用離子注入，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域中，形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域；步驟，通過掩模的開口部分，在相對于形成在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域中的、具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的表面?zhèn)鹊陌雽w襯底中，形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的；以及步驟，通過對半導體襯底進行熱處理，激發(fā)具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求1所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于在形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟以及形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的步驟中，首先形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域，之后形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求2所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于在形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟以及形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的步驟中，首先形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域，之后形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域。
5.根據(jù)權利要求1所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于對于形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟以及形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的步驟，在形成CMOS晶體管的源極和漏極區(qū)域的同時，形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。
6.根據(jù)權利要求2所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于對于形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟以及形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域的步驟，在形成CMOS晶體管的源極和漏極區(qū)域的同時，形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。
7.根據(jù)權利要求2所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于對于形成具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的步驟，在形成CMOS晶體管的阱區(qū)的同時，形成具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域。
8.根據(jù)權利要求1所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于利用離子注入形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域，從而在熱處理之后，半導體區(qū)域中的峰值濃度的位置下降到位于具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域與具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域之間的pn結位置以下。
9.根據(jù)權利要求2所述的制造可變電容二極管的方法，其特征在于利用離子注入形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域，從而在熱處理之后，半導體區(qū)域中的峰值濃度的位置下降到位于具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域與具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域之間的pn結位置以下。
10.一種可變電容二極管，其中第一傳導類型的環(huán)形接觸層形成于具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域周圍的結構組成了多個單元的每一個，將所述多個單元設置在陣列中。
11.根據(jù)權利要求10所述的可變電容二極管，其特征在于，按照以下方式組成多個單元具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域與在其平面方向上的第一傳導類型的接觸層之間的各個間距彼此相等。
12.根據(jù)權利要求10所述的可變電容二極管，其特征在于，按照以下方式組成多個單元具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域與在其平面方向上的第一傳導類型的接觸層之間的各個間距彼此不等。
13.根據(jù)權利要求10所述的可變電容二極管，其特征在于，在具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域中，將其側表面部分相對于底表面部分的面積比設置在0.08-0.18的范圍內。
14.根據(jù)權利要求10所述的可變電容二極管，其特征在于，在具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域中，實質上將其側表面部分相對于底表面部分的面積比設置為0.13。
15.根據(jù)權利要求10所述的可變電容二極管，其特征在于，具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域與第一傳導類型的接觸層之間的間距等于或大于以所使用的反向偏壓的最小電壓所形成的耗盡層的寬度，并且等于或小于以其最大電壓所形成的耗盡層的寬度。
全文摘要
在根據(jù)本發(fā)明的制造可變電容二極管的方法中，在具有低雜質濃度的第一傳導類型的半導體襯底上形成掩模，利用離子注入，通過掩模的開口部分，在半導體襯底上形成具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域，在相對于具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域的表面?zhèn)鹊陌雽w襯底中，通過掩模的相同開口部分，形成具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域，并且通過對半導體襯底進行熱處理，激發(fā)具有中間雜質濃度的第一傳導類型的半導體區(qū)域和具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域。在根據(jù)本發(fā)明的可變電容二極管中，其中第一傳導類型的環(huán)形接觸層形成于具有高雜質濃度的第二傳導類型的半導體區(qū)域周圍的結構組成了多個單元的每一個，所述多個單元排列在陣列中。
文檔編號H01L29/66GK1630102SQ200410101110
公開日2005年6月22日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權日2003年12月15日
發(fā)明者鍋島有 申請人:松下電器產業(yè)株式會社