本發(fā)明涉及瞬態(tài)抑制二極管技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種瞬態(tài)抑制二極管的制造方法和一種瞬態(tài)抑制二極管。

背景技術(shù)：

瞬態(tài)抑制二極管(TVS)是一種用來(lái)保護(hù)敏感半導(dǎo)體的器件，使敏感半導(dǎo)體免遭瞬態(tài)電壓浪涌破壞的一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，它具有箝位系數(shù)小、體積小、響應(yīng)快、漏電流小和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因而在電壓瞬變和浪涌防護(hù)上得到了廣泛的應(yīng)用。靜電放電(ESD)以及其他一些以電壓浪涌形式隨機(jī)出現(xiàn)的瞬態(tài)電壓，通常存在于各種電子器件中，且半導(dǎo)體器件日益小型化、高密度和多功能的特點(diǎn)，使得電子器件越來(lái)越容易受到電壓浪涌的影響，甚至導(dǎo)致致命的傷害。

因此，低電容TVS適用于高頻電路的保護(hù)器件，所以，減少瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性，成為必要解決的問題。但目前的瞬態(tài)抑制二極管(TVS)采用的是保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)和金屬層結(jié)構(gòu)，如圖1所示，但這兩種結(jié)構(gòu)引入的附加寄生電容大，增大了對(duì)電路的干擾和高頻電路信號(hào)的衰減，而且這種結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)抑制二極管器件的面積大，降低了器件性，提高了器件制造成本，其中，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的瞬態(tài)抑制二極管TVS的結(jié)構(gòu)示意圖，且圖1中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

10P型硅片，20氧化硅層，30保護(hù)環(huán)注入?yún)^(qū)域，40金屬層，50N型擴(kuò)散/注入?yún)^(qū)域。

因此，如何降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容、減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性并降低器件成本，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述問題，提出了一種新的技術(shù)方案，可以降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容、減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性并降低器件成本。

有鑒于此，本發(fā)明的一方面提出了一種瞬態(tài)抑制二極管的制造方法，包括：在襯底上生長(zhǎng)第一氧化層；在所述第一氧化層和所述襯底上刻蝕多個(gè)深溝槽；在多個(gè)深溝槽中的每個(gè)所述深溝槽中生長(zhǎng)第二氧化層；在所述第一氧化層和所述第二氧化層上生長(zhǎng)多晶硅層；刻蝕掉所述第一氧化層上的全部多晶硅層和所述第二氧化層上的部分多晶硅層；在所述第二氧化層上的剩余多晶硅層上生長(zhǎng)第三氧化層。

在該技術(shù)方案中，由于深溝槽結(jié)表面不存在電場(chǎng)集中，接近平行平面結(jié)，因此，通過(guò)在瞬態(tài)抑制二極管中刻蝕深溝槽代替現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)環(huán)注入?yún)^(qū)域，可以降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容，減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，大幅度地提高TVS的反向特性，降低高頻電路信號(hào)的衰減，另外，通過(guò)在瞬態(tài)抑制二極管中刻蝕深溝槽代替現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)環(huán)注入?yún)^(qū)域還可以降低瞬態(tài)抑制二極管器件的面積，降低器件的制造成本；同時(shí)，通過(guò)在深溝槽的第二氧化層內(nèi)填充多晶硅，并在多晶硅表面氧化形成氧化硅(即第三氧化層)，使得金屬層和多晶硅之間的電容較小，進(jìn)一步地降低了器件的寄生電容。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：在所述剩余多晶硅層上生長(zhǎng)所述第三氧化層后，進(jìn)行離子注入和/或擴(kuò)散，以形成P型區(qū)域或N型區(qū)域。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)以注入和/或擴(kuò)散的形式，在瞬態(tài)抑制二極管形成P型區(qū)域或N型區(qū)域，可以使瞬態(tài)抑制二極管正向?qū)щ姟?/p>

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在進(jìn)行離子注入或擴(kuò)散后，在所述第一氧化層，和所述P型區(qū)域或N型區(qū)域的表面制備金屬層。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)在第一氧化層，和P型區(qū)域或N型區(qū)域的表面制備金屬層，可以使瞬態(tài)抑制二極管正向?qū)щ姟?/p>

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在制備所述金屬層后，刻蝕掉所述第一 氧化層上的部分金屬層。

在該技術(shù)方案中，在制備完金屬層后，通過(guò)刻蝕掉第一氧化層上的部分金屬層，可以防止第一氧化層上的整個(gè)金屬層相互連通而導(dǎo)電，從而防止瞬態(tài)抑制二極管短路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述襯底為P型襯底或N型襯底。

在該技術(shù)方案中，當(dāng)襯底為P型襯底時(shí)，瞬態(tài)抑制二極管在離子注入和/或擴(kuò)散時(shí)，應(yīng)該形成N型區(qū)域；反之，當(dāng)襯底為N型襯底時(shí)，瞬態(tài)抑制二極管在離子注入和/或擴(kuò)散時(shí)，應(yīng)該形成P型區(qū)域。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一氧化層、所述第二氧化層和所述第三氧化層均為氧化硅層。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述溝槽采用干法刻蝕或濕法刻蝕形成。

在該技術(shù)方案中，所述刻蝕方法(包括氧化物刻蝕和溝槽刻蝕)可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中，干法刻蝕包括光輝發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等，且干法刻蝕易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、處理過(guò)程未引入污染、清潔度高；濕法刻蝕是一個(gè)純粹的化學(xué)反應(yīng)，是利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分進(jìn)而達(dá)到刻蝕的目的，且濕法刻蝕的重復(fù)性好、成本低、使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，因此溝槽的刻蝕可以根據(jù)實(shí)際情況采用干法刻蝕或濕法刻蝕。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采用干法刻蝕去除所述第一氧化層上的全部多晶硅層和所述第二氧化層上的部分多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)干法刻蝕可以快速去除第一氧化層上的全部多晶硅層和第二氧化層上的部分多晶硅層。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在刻蝕掉所述部分多晶硅層后，控制所述第二氧化層上的剩余多晶硅層的上表面低于所述第一氧化層的下表面。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)控制第二氧化層上的剩余多晶硅層的上表面低于第一氧化層的下表面，可以防止第三氧化層的量比較小時(shí)，在第一氧化層上制備金屬層后，第二氧化層下的剩余多晶硅層與金屬層直接接觸而導(dǎo)致瞬態(tài)抑制二極管短路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在刻蝕多個(gè)所述深溝槽時(shí)，控制任意兩 個(gè)相鄰的所述深溝槽的間距小于或等于10μm。

在該技術(shù)方案中，在刻蝕多個(gè)深溝槽時(shí)，通過(guò)控制任意兩個(gè)相鄰的深溝槽的間距小于或等于10μm，可以確保在襯底的長(zhǎng)度一定的情況下，襯底上的深溝槽盡可能的多，進(jìn)而使得制造出的瞬態(tài)抑制二極管為多個(gè)并聯(lián)的二極管，這可以進(jìn)一步降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容，進(jìn)而提高TVS的反向特性，當(dāng)然，深溝槽的間距越小，制造出的并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管就越多，寄生電容就越小，優(yōu)選地，一個(gè)襯底上的深溝槽的數(shù)目為4個(gè)。

本發(fā)明的另一方面提出了一種瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管由如上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法制作而成。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)采用如上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法，可以制造出寄生電容較小的瞬態(tài)抑制二極管，以減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性并降低器件成本。

通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容、減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性并降低器件成本。

附圖說(shuō)明

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的瞬態(tài)抑制二極管TVS的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法的流程示意圖；

圖3至圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法的原理示意圖，其中，

圖3至圖10中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

1P型硅片(襯底)，2氧化硅層，3深溝槽，4多晶硅層，5N型區(qū)域，6金屬層。

具體實(shí)施方式

為了可以更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不 沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)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(xì)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(lái)實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法的流程示意圖。

如圖2所示，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法，包括：步驟202，在襯底上生長(zhǎng)第一氧化層；步驟204，在所述第一氧化層和所述襯底上刻蝕多個(gè)深溝槽；步驟206，在多個(gè)深溝槽中的每個(gè)所述深溝槽中生長(zhǎng)第二氧化層；步驟208，在所述第一氧化層和所述第二氧化層上生長(zhǎng)多晶硅層；步驟210，刻蝕掉所述第一氧化層上的全部多晶硅層和所述第二氧化層上的部分多晶硅層；步驟212，在所述第二氧化層上的剩余多晶硅層上生長(zhǎng)第三氧化層。

在該技術(shù)方案中，由于深溝槽結(jié)表面不存在電場(chǎng)集中，接近平行平面結(jié)，因此，通過(guò)在瞬態(tài)抑制二極管中刻蝕深溝槽代替現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)環(huán)注入?yún)^(qū)域，可以降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容，減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，大幅度地提高TVS的反向特性，降低高頻電路信號(hào)的衰減，另外，通過(guò)在瞬態(tài)抑制二極管中刻蝕深溝槽代替現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)環(huán)注入?yún)^(qū)域還可以降低瞬態(tài)抑制二極管器件的面積，降低器件的制造成本；同時(shí)，通過(guò)在深溝槽的第二氧化層內(nèi)填充多晶硅，并在多晶硅表面氧化形成氧化硅(即第三氧化層)，使得金屬層和多晶硅之間的電容較小，進(jìn)一步地降低了器件的寄生電容。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：在所述剩余多晶硅層上生長(zhǎng)所述第三氧化層后，進(jìn)行離子注入和/或擴(kuò)散，以形成P型區(qū)域或N型區(qū)域。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)以注入和/或擴(kuò)散的形式，在瞬態(tài)抑制二極管形成P型區(qū)域或N型區(qū)域，可以使瞬態(tài)抑制二極管正向?qū)щ姟?/p>

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在進(jìn)行離子注入或擴(kuò)散后，在所述第一氧化層，和所述P型區(qū)域或N型區(qū)域的表面制備金屬層。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)在第一氧化層，和P型區(qū)域或N型區(qū)域的表 面制備金屬層，可以使瞬態(tài)抑制二極管正向?qū)щ姟?/p>

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在制備所述金屬層后，刻蝕掉所述第一氧化層上的部分金屬層。

在該技術(shù)方案中，在制備完金屬層后，通過(guò)刻蝕掉第一氧化層上的部分金屬層，可以防止第一氧化層上的整個(gè)金屬層相互連通而導(dǎo)電，從而防止瞬態(tài)抑制二極管短路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述襯底為P型襯底或N型襯底。

在該技術(shù)方案中，當(dāng)襯底為P型襯底時(shí)，瞬態(tài)抑制二極管在離子注入和/或擴(kuò)散時(shí)，應(yīng)該形成N型區(qū)域；反之，當(dāng)襯底為N型襯底時(shí)，瞬態(tài)抑制二極管在離子注入和/或擴(kuò)散時(shí)，應(yīng)該形成P型區(qū)域。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一氧化層、所述第二氧化層和所述第三氧化層均為氧化硅層。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述溝槽采用干法刻蝕或濕法刻蝕形成。

在該技術(shù)方案中，所述刻蝕方法(包括氧化物刻蝕和溝槽刻蝕)可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中，干法刻蝕包括光輝發(fā)、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等，且干法刻蝕易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、處理過(guò)程未引入污染、清潔度高；濕法刻蝕是一個(gè)純粹的化學(xué)反應(yīng)，是利用溶液與預(yù)刻蝕材料之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分進(jìn)而達(dá)到刻蝕的目的，且濕法刻蝕的重復(fù)性好、成本低、使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，因此溝槽的刻蝕可以根據(jù)實(shí)際情況采用干法刻蝕或濕法刻蝕。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采用干法刻蝕去除所述第一氧化層上的全部多晶硅層和所述第二氧化層上的部分多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)干法刻蝕可以快速去除第一氧化層上的全部多晶硅層和第二氧化層上的部分多晶硅層。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在刻蝕掉所述部分多晶硅層后，控制所述第二氧化層上的剩余多晶硅層的上表面低于所述第一氧化層的下表面。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)控制第二氧化層上的剩余多晶硅層的上表面低于第一氧化層的下表面，可以防止第三氧化層的量比較小時(shí)，在第一氧化層上制備金屬層后，第二氧化層下的剩余多晶硅層與金屬層直接接觸而導(dǎo) 致瞬態(tài)抑制二極管短路。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在刻蝕多個(gè)所述深溝槽時(shí)，控制任意兩個(gè)相鄰的所述深溝槽的間距小于或等于10μm。

在該技術(shù)方案中，在刻蝕多個(gè)深溝槽時(shí)，通過(guò)控制任意兩個(gè)相鄰的深溝槽的間距小于或等于10μm，可以確保在襯底的長(zhǎng)度一定的情況下，襯底上的深溝槽盡可能的多，進(jìn)而使得制造出的瞬態(tài)抑制二極管為多個(gè)并聯(lián)的二極管，這可以進(jìn)一步降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容，進(jìn)而提高TVS的反向特性，當(dāng)然，深溝槽的間距越小，制造出的并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管就越多，寄生電容就越小，優(yōu)選地，一個(gè)襯底上的深溝槽的數(shù)目為4個(gè)。

本發(fā)明的另一方面提出了一種瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管由如上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法制作而成。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)采用如上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法，可以制造出寄生電容較小的瞬態(tài)抑制二極管，以減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性并降低器件成本。

圖3至圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法的原理示意圖。

下面將結(jié)合圖3至圖10詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的瞬態(tài)抑制二極管的制造方法，包括：

步驟一：在襯底(P型硅片)1上生長(zhǎng)第一氧化層即襯底上的氧化硅層2，并使用光刻膠作為掩膜，刻蝕形成深溝槽3，其結(jié)果如圖3所示。

步驟二：進(jìn)行熱氧化，在深溝槽3內(nèi)壁生長(zhǎng)第二氧化層即深溝槽3內(nèi)的氧化硅層2，其結(jié)果如圖4所示。

步驟三：在第一氧化層和第二氧化層即整個(gè)氧化硅層2上填充多晶硅4，其結(jié)果如圖5所示。

步驟四：干法刻蝕去除第一氧化層上的全部多晶硅4和第二氧化層上的部分多晶硅4(即深溝槽3中的部分多晶硅4)，其結(jié)果如圖6所示。

步驟五：進(jìn)行熱氧化，在多晶硅表面形成第三氧化層即深溝槽3中的剩余多晶硅4上的氧化硅層2，其結(jié)果如圖7所示。

步驟六：使用光刻膠作為掩膜，刻蝕去除部分第一氧化層，形成擴(kuò)散 /注入窗口，進(jìn)行擴(kuò)散/注入，形成N型區(qū)域，其結(jié)果如圖8所示。

步驟七：在第一氧化層和N型區(qū)域上制備金屬層6，其結(jié)果如圖9所示。

步驟八，刻蝕掉第一氧化層上的部分金屬層6，其結(jié)果如圖10所示。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以降低瞬態(tài)抑制二極管的寄生電容、減少瞬態(tài)抑制二極管對(duì)電路的干擾，降低高頻電路信號(hào)的衰減，提高TVS的反向特性，提高器件可靠性并降低器件成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。