本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，具體而言，涉及一種齊納二極管的制備方法和一種齊納二極管。

背景技術：

在相關技術中，如圖1所示，齊納二極管利用PN結單向導電的特定，根據(jù)齊納擊穿原理進行工作，其結構通常包括：在襯底1上依次形成的第一肼區(qū)2、第二肼區(qū)3和齊納肼區(qū)4、場氧化層5、隔離層7、第一離子區(qū)域8A、第二離子區(qū)域8B和金屬電極9。

具體地，齊納二極管作為一種重要的穩(wěn)壓器件，其擊穿值通常在5-7V之間，其中，第一肼區(qū)2和第二肼區(qū)3水平長度與擊穿電流的大小成正比，而第一肼區(qū)2和第二肼區(qū)3之間的水平距離X決定了擊穿電壓的范圍，另外，在設計第一肼區(qū)2和第二肼區(qū)3之間的水平距離時，需要考慮到半導體加工過程中的套刻偏差，以避免第一肼區(qū)2和第二肼區(qū)3直接接觸而造成擊穿電壓低，甚至導致器件在齊納擊穿時損壞等情況。

因此，如何設計一種齊納二極管的制備方法以保證器件尺寸準確和避免套準偏差成為亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述技術問題至少之一，提出了一種新的齊納二極管的制備方法和一種齊納二極管。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種齊納二極管的制備方法，包括：在襯底上形成第一肼區(qū)、第二肼區(qū)和齊納肼區(qū)后，在所述第一肼區(qū)和所述第二肼區(qū)的兩個公共區(qū)域以及所述第二肼區(qū)和所述齊納肼區(qū)的兩個公共區(qū)域形成場氧化層；在所述齊納肼區(qū)的內部形成兩個多晶硅掩膜結構；在形成所述 多晶硅掩膜結構的襯底上依次形成第一離子區(qū)域、第二離子區(qū)域、圖形化的隔離層和金屬電極以完成所述齊納二極管的制備。

在該技術方案中，通過在形成齊納肼區(qū)和場氧化層后，制備多晶硅掩膜結構，有效地保證了源區(qū)之間的間距X和源區(qū)尺寸的準確，進而準確地控制了齊納二極管的擊穿特性，提高了理論設計和實際器件的性能的匹配度，進而滿足了用戶的使用需求。

具體地，在形成場LOCOS(Local Oxide，選擇性氧化層)后，需要進行多次光刻和刻蝕步驟以形成場氧化區(qū)，但是，工藝步驟的復雜就要求光刻套準精度高，且容易造成較大地尺寸誤差，而通過多晶硅掩膜結構取代部分場氧化層掩膜，避免了上述復雜的工藝加工步驟，同時，保證了源區(qū)間距X的準確性，另外，由于多晶硅不受氫氟酸腐蝕，多晶硅掩膜結構的制備提高了器件的可靠性和工藝兼容性。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，在形成場氧化層前，包括以下具體步驟：在所述襯底上形成所述第一肼區(qū)；在所述第一肼區(qū)的內部形成所述第二肼區(qū)；在所述第二肼區(qū)的內部形成所述齊納肼區(qū)，其中，所述第一肼區(qū)和所述第二肼區(qū)的離子類型相反，所述第一肼區(qū)和所述齊納肼區(qū)的離子類型相同。

在該技術方案中，通過形成第一肼區(qū)、第二肼區(qū)和齊納肼區(qū)，構成了齊納二極管的導電溝道，進而為實現(xiàn)齊納二極管的電學功能奠定了最重要的結構基礎。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述場氧化層包括在所述第一肼區(qū)和所述第二肼區(qū)的兩個公共區(qū)域形成第一場氧化層，以及在所述第二肼區(qū)和所述齊納肼區(qū)的兩個公共區(qū)域形成第二場氧化層。

在該技術方案中，通過形成包括第一場氧化層和第二場氧化層的場氧化區(qū)，有效地形成了齊納二極管的各個源區(qū)間的絕緣結構，上述絕緣結構作為多個金屬電極之間的隔離結構，可以有效地實現(xiàn)齊納二極管的各個電極的獨立工作。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成第二離子區(qū)域，包括以下具體步驟：在相鄰的所述第一場氧化層和所述第二場氧化層之間的所述第二肼 區(qū)，以及所述第二注入區(qū)域形成所述第二離子區(qū)域。

在該技術方案中，通過形成第二離子區(qū)域，制備形成了齊納二極管的源極基區(qū)，也為后續(xù)制備金屬電極奠定了結構基礎。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，在所述齊納肼區(qū)的內部形成兩個多晶硅掩膜結構，包括以下具體步驟：在形成所述場氧化層的所述襯底上形成多晶硅層；根據(jù)待制備的所述齊納二極管的設計標準，對所述多晶硅層進行光刻和刻蝕處理，以形成多晶硅掩膜結構，以及暴露出用于形成所述齊納肼區(qū)的源區(qū)的待注入區(qū)域，其中，所述待注入區(qū)域包括串聯(lián)的第一注入區(qū)域、第二注入區(qū)域和第三注入區(qū)域。

在該技術方案中，通過形成多晶硅掩膜結構，可以與場氧化層協(xié)同作為多次離子注入的掩膜，由于多晶硅不受氫氟酸的腐蝕，在對場氧化層的形貌進行調控的同時，多晶硅掩膜結構不會受到影響，因此，多晶硅掩膜結構的制備避免了因場氧化層的套刻偏差而造成的器件結構偏差。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成第一離子區(qū)域，包括以下具體步驟：對形成所述多晶硅掩膜結構的襯底進行光刻處理以形成注入掩膜；通過所述注入掩膜和所述多晶硅掩膜結構對所述第一注入區(qū)域和所述第三注入區(qū)域形成所述第一離子區(qū)域。

在該技術方案中，通過注入掩膜(如Photo resist，光刻膠)和多晶硅掩膜結構，形成第一離子區(qū)域，避免了因場氧化層的套刻偏差而造成的器件結構偏差，保證了器件可靠性與工藝兼容性。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成金屬電極，包括以下具體步驟：所述金屬電極包括所述齊納二極管的陰極和陽極，在所述第二肼區(qū)的第二離子區(qū)域和其相鄰的所述齊納肼區(qū)的第一離子區(qū)域之間形成第一金屬電極，所述第一金屬電極即為所述陽極。

在該技術方案中，通過形成陽極，完成了齊納二極管應用于電路的第一步準備工作，具體地，由于齊納二極管的尺寸較小，需要通過鍵合的方式在金屬電極和應用電路之間形成金屬連線(通常為鉑、金和銅)，工藝方法簡單且成熟，能夠提高齊納二極管的準備成本和合格率。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成金屬電極，還包括以下具體步驟： 在所述第二注入區(qū)域的上方形成第二金屬電極，所述第二金屬電極即為所述陰極。

在該技術方案中，通過形成陽極，完成了齊納二極管應用于電路的第二步準備工作，具體地，由于齊納二極管的尺寸較小，需要通過鍵合的方式在金屬電極和應用電路之間形成金屬連線(通常為鉑、金和銅)，工藝方法簡單且成熟，能夠提高齊納二極管的準備成本和合格率。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成圖形化的隔離層，包括以下具體步驟：依次采用化學氣相淀積工藝、光刻工藝和刻蝕工藝在所述場氧化層和所述多晶硅掩膜結構上方形成隔離層。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種齊納二極管，采用如上述任一項技術方案所述的齊納二極管的制備方法制備而成。

通過以上技術方案，通過在形成齊納肼區(qū)和場氧化層后，制備多晶硅掩膜結構，有效地保證了源區(qū)之間的間距X和源區(qū)尺寸的準確，進而準確地控制了齊納二極管的擊穿特性，提高了理論設計和實際器件的性能的匹配度，進而滿足了用戶的使用需求。

附圖說明

圖1示出了相關技術中的齊納二極管的剖面示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的齊納二極管的制備方法的示意流程圖；

圖3至圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的齊納二極管的制備過程的剖面示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明 的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

下面結合圖2至圖9，對根據(jù)本發(fā)明的齊納二極管的制備方案和齊納二極管進行具體說明。

如圖2至圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的齊納二極管的制備方法，包括：步驟202，在襯底1上形成第一肼區(qū)2、第二肼區(qū)3和齊納肼區(qū)4后，在所述第一肼區(qū)2和所述第二肼區(qū)3的兩個公共區(qū)域以及所述第二肼區(qū)3和所述齊納肼區(qū)4的兩個公共區(qū)域形成場氧化層5；步驟204，在所述齊納肼區(qū)4的內部形成兩個多晶硅掩膜結構6；步驟206，在形成所述多晶硅掩膜結構6的襯底1上依次形成第一離子區(qū)域7A、第二離子區(qū)域7B、圖形化的隔離層8和金屬電極9以完成所述齊納二極管的制備。

在該技術方案中，通過在形成齊納肼區(qū)4和場氧化層5后，制備多晶硅掩膜結構6，有效地保證了源區(qū)之間的間距X和源區(qū)尺寸的準確，進而準確地控制了齊納二極管的擊穿特性，提高了理論設計和實際器件的性能的匹配度，進而滿足了用戶的使用需求。

具體地，在形成場LOCOS(Local Oxide，選擇性氧化層)后，需要進行多次光刻和刻蝕步驟以形成場氧化區(qū)，但是，工藝步驟的復雜就要求光刻套準精度高，且容易造成較大地尺寸誤差，而通過多晶硅掩膜結構6取代部分場氧化層5掩膜，避免了上述復雜的工藝加工步驟，同時，保證了源區(qū)間距X的準確性，另外，由于多晶硅不受氫氟酸腐蝕，多晶硅掩膜結構6的制備提高了器件的可靠性和工藝兼容性。

如圖3至圖6所示，在上述技術方案中，優(yōu)選地，在形成場氧化層5前，包括以下具體步驟：在所述襯底1上形成所述第一肼區(qū)2；在所述第一肼區(qū)2的內部形成所述第二肼區(qū)3；在所述第二肼區(qū)3的內部形成所述齊納肼區(qū)4，其中，所述第一肼區(qū)2和所述第二肼區(qū)3的離子類型相反，所述第一肼區(qū)2和所述齊納肼區(qū)4的離子類型相同。

在該技術方案中，通過形成第一肼區(qū)2、第二肼區(qū)3和齊納肼區(qū)4，構成了齊納二極管的導電溝道，進而為實現(xiàn)齊納二極管的電學功能奠定了最重要的結構基礎。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述場氧化層5包括在所述第一肼區(qū)2 和所述第二肼區(qū)3的兩個公共區(qū)域形成第一場氧化層，以及在所述第二肼區(qū)3和所述齊納肼區(qū)4的兩個公共區(qū)域形成第二場氧化層。

在該技術方案中，通過形成包括第一場氧化層和第二場氧化層的場氧化區(qū)，有效地形成了齊納二極管的各個源區(qū)間的絕緣結構，上述絕緣結構作為多個金屬電極9之間的隔離結構，可以有效地實現(xiàn)齊納二極管的各個電極的獨立工作。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成第二離子區(qū)域7B，包括以下具體步驟：在相鄰的所述第一場氧化層和所述第二場氧化層之間的所述第二肼區(qū)3，以及所述第二注入區(qū)域形成所述第二離子區(qū)域7B。

如圖7至圖9所示，在該技術方案中，通過形成第二離子區(qū)域7B，制備形成了齊納二極管的源極基區(qū)，也為后續(xù)制備金屬電極9奠定了結構基礎。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，在所述齊納肼區(qū)4的內部形成兩個多晶硅掩膜結構6，包括以下具體步驟：在形成所述場氧化層5的所述襯底1上形成多晶硅層；根據(jù)待制備的所述齊納二極管的設計標準，對所述多晶硅層進行光刻和刻蝕處理，以形成多晶硅掩膜結構6，以及暴露出用于形成所述齊納肼區(qū)4的源區(qū)的待注入區(qū)域，其中，所述待注入區(qū)域包括串聯(lián)的第一注入區(qū)域、第二注入區(qū)域和第三注入區(qū)域。

在該技術方案中，通過形成多晶硅掩膜結構6，可以與場氧化層5協(xié)同作為多次離子注入的掩膜，由于多晶硅不受氫氟酸的腐蝕，在對場氧化層5的形貌進行調控的同時，多晶硅掩膜結構6不會受到影響，因此，多晶硅掩膜結構6的制備避免了因場氧化層5的套刻偏差而造成的器件結構偏差。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成第一離子區(qū)域7A，包括以下具體步驟：對形成所述多晶硅掩膜結構6的襯底1進行光刻處理以形成注入掩膜；通過所述注入掩膜和所述多晶硅掩膜結構6對所述第一注入區(qū)域和所述第三注入區(qū)域形成所述第一離子區(qū)域7A。

在該技術方案中，通過注入掩膜(如Photo resist，光刻膠)和多晶硅掩膜結構6，形成第一離子區(qū)域7A，避免了因場氧化層5的套刻偏差而造成的器件結構偏差，保證了器件可靠性與工藝兼容性。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成金屬電極9，包括以下具體步驟：所述金屬電極9包括所述齊納二極管的陰極和陽極，在所述第二肼區(qū)3的第二離子區(qū)域7B和其相鄰的所述齊納肼區(qū)4的第一離子區(qū)域7A之間形成第一金屬電極，所述第一金屬電極即為所述陽極。

在該技術方案中，通過形成陽極，完成了齊納二極管應用于電路的第一步準備工作，具體地，由于齊納二極管的尺寸較小，需要通過鍵合的方式在金屬電極9和應用電路之間形成金屬連線(通常為鉑、金和銅)，工藝方法簡單且成熟，能夠提高齊納二極管的準備成本和合格率。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成金屬電極9，還包括以下具體步驟：在所述第二注入區(qū)域的上方形成第二金屬電極，所述第二金屬電極即為所述陰極。

在該技術方案中，通過形成陽極，完成了齊納二極管應用于電路的第二步準備工作，具體地，由于齊納二極管的尺寸較小，需要通過鍵合的方式在金屬電極9和應用電路之間形成金屬連線(通常為鉑、金和銅)，工藝方法簡單且成熟，能夠提高齊納二極管的準備成本和合格率。

在上述技術方案中，優(yōu)選地，形成圖形化的隔離層8，包括以下具體步驟：依次采用化學氣相淀積工藝、光刻工藝和刻蝕工藝在所述場氧化層5和所述多晶硅掩膜結構6上方形成隔離層8。

以上結合附圖詳細說明了本發(fā)明的技術方案，考慮到如何設計一種齊納二極管的制備方法以保證器件尺寸準確和避免套準偏差的技術問題。因此，本發(fā)明提出了一種新的齊納二極管的制備方法和一種齊納二極管，通過在形成齊納肼區(qū)和場氧化層后，制備多晶硅掩膜結構，有效地保證了源區(qū)之間的間距X和源區(qū)尺寸的準確，進而準確地控制了齊納二極管的擊穿特性，提高了理論設計和實際器件的性能的匹配度，進而滿足了用戶的使用需求。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。