本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管及其制作方法。

背景技術(shù)：

瞬態(tài)電壓抑制二極管(transientvoltagesuppressordiode，簡(jiǎn)稱tvs)是由硅通過(guò)擴(kuò)散工藝形成的pn結(jié)半導(dǎo)體二極管器件。當(dāng)tvs的兩極收到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10s～12s量級(jí)的時(shí)間將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗晕崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)了電子線路中的精密元器件免受各種浪涌脈沖和靜電的損壞。tvs有單向型(unidirectional)tvs和雙向型(bi-directional)tvs兩種。雙向型tvs等同于由兩只單向tvs反向串接而成，使用時(shí)無(wú)論浪涌脈沖和靜電從正向或反向沖擊都可以很好的保護(hù)器件。

如圖1所示，傳統(tǒng)的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管包括：通過(guò)注入第一摻雜類型的離子形成的第一摻雜類型的硅襯底10、位于所述第一摻雜類型的硅襯底10正面的第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11、位于所述第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11表面的氧化層(未示出)，所述氧化層內(nèi)形成有暴露出所述第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11的開口；位于所述開口內(nèi)的所述第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11表面的陽(yáng)極電極13、位于所述第一摻雜類型的硅襯底10背面的第二摻雜類型的第二注入擴(kuò)散層12及位于所述第二摻雜類型的第二注入擴(kuò)散層表面的陰極電極14。結(jié)合圖1，傳統(tǒng)的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制備方法包括如下步驟：1)制備第一摻雜類型的硅襯底10；2)分別在所述第一摻雜類型的硅襯底10的正面及背面注入第二摻雜類型的離子，并通過(guò)擴(kuò)散工藝形成第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11及第二摻雜類型的第二注入擴(kuò)散層12；3)在所述第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11表面形成氧化層，并在所述氧化層內(nèi)形成開口，所述開口暴露出所述第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11；4)在所述開口內(nèi)的所述第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層11表面形成陽(yáng)極電極13；5)在所述第一摻雜類型的硅襯底10的背面形成陰極電極14。

然而，傳統(tǒng)的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管通過(guò)對(duì)硅襯底正面及背面同時(shí)加工制作而成，制備工藝比較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管需要通過(guò)對(duì)硅襯底正面及背面同時(shí)加工制作而成而導(dǎo)致的制備工藝復(fù)雜的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管制作方法至少包括以下步驟：

1)提供一第一摻雜類型的襯底，所述第一摻雜類型的襯底包括第一表面及第二表面；

2)在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面形成第一摻雜類型的第一外延層；

3)在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面形成第二摻雜類型的外延層；

4)在所述第二摻雜類型的外延層的表面形成第一摻雜類型的第二外延層；

5)在所述第一摻雜類型的第二外延層的表面形成第一電極；

6)在所述第一摻雜類型的襯底的第二表面形成第二電極。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟1)中，所述第一摻雜類型的襯底為通過(guò)在襯底內(nèi)注入第一摻雜類型的離子而得到。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟2)中，在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面形成第一摻雜類型的第一外延層的方法為：在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面直接外延生長(zhǎng)所述第一摻雜類型的第一外延層，外延生長(zhǎng)的次數(shù)大于或等于一次。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟2)中，在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面形成第一摻雜類型的第一外延層包括以下步驟：

2-1)在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面外延生長(zhǎng)第一未摻雜外延層；

2-2)向所述第一未摻雜外延層內(nèi)注入第一摻雜類型的離子。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟2-2)之后還包括：

2-3)重復(fù)步驟2-1)～2-2)n次，其中，n為大于或等于1的整數(shù)。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟3)中，在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面形成第二摻雜類型的外延層的方法為：在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面直接外延生長(zhǎng)所述第二摻雜類型的外延層，外延生長(zhǎng)的次數(shù)大于或等于一次。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟3)中，在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面形成第二摻雜類型的外延層包括以下步驟：

3-1)在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面外延生長(zhǎng)第二未摻雜外延層；

3-2)向所述第二未摻雜外延層內(nèi)注入第二摻雜類型的離子。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟3-2)之后還包括：

3-3)重復(fù)步驟3-1)～3-2)n次，其中，n為大于或等于1的整數(shù)。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟4)中，在所述第二摻雜類型的外延層的表面形成第一摻雜類型的第二外延層的方法為：在所述第二摻雜類型的外延層的表面直接外延生長(zhǎng)所述第一摻雜類型的第二外延層，外延生長(zhǎng)的次數(shù)大于或等于一次。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟4)中，在所述第二摻雜類型的外延層的表面形成第一摻雜類型的第二外延層包括以下步驟：

4-1)在所述第二摻雜類型的外延層的表面外延生長(zhǎng)第三未摻雜外延層；

4-2)向所述第三未摻雜外延層內(nèi)注入第一摻雜類型的離子。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟4-2)之后還包括：

4-3)重復(fù)步驟4-1)～4-2)n次，其中，n為大于或等于1的整數(shù)。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟4)與步驟5)之間還包括在所述第一摻雜類型的第二外延層的表面形成鈍化保護(hù)層，并在所述鈍化保護(hù)層內(nèi)形成開口的步驟，所述開口暴露出所述第一摻雜類型的第二外延層。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，在步驟6)中，所述第一電極形成于所述開口內(nèi)的所述第一摻雜類型的第二外延層的表面。

本發(fā)明還提供一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管包括：

第一摻雜類型的襯底，所述第一摻雜類型的襯底包括第一表面及第二表面；

第一摻雜類型的第一外延層，位于所述第一摻雜類型的襯底的第一表面；

第二摻雜類型的外延層，位于所述第一摻雜類型的第一外延層的表面；

第一摻雜類型的第二外延層，位于所述第二摻雜類型的外延層的表面；

第一電極，位于所述第一摻雜類型的第二外延層的表面；

第二電極，位于所述第一摻雜類型的襯底的第二表面。

作為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的一種優(yōu)選方案，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管還包括鈍化保護(hù)層，所述鈍化保護(hù)層位于所述第一摻雜類型的第二外延層表面，且所述鈍化保護(hù)層內(nèi)形成有開口，所述開口暴露出所述第一摻雜類型的第二外延層；所述第一電極位于所述開口內(nèi)的所述第一摻雜類型的第二外延層的表面。

如上所述，本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管及其制作方法，具有以下有益效果：1)僅對(duì)第一摻雜類型的襯底正面進(jìn)行加工，制作工藝簡(jiǎn)單；2)根據(jù)二極管的耐壓等級(jí)，可以選擇各外延層的外延和注入次數(shù)，獲得均勻的濃度分布。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法的流程圖。

圖3至圖14顯示為本發(fā)明的雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法在各步驟中的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10第一摻雜類型的硅襯底

11第二摻雜類型的第一注入擴(kuò)散層

12第二摻雜類型的第二注入擴(kuò)散層

13陽(yáng)極電極

14陰極電極

21第一摻雜類型的襯底

211第一表面

212第二表面

22第一摻雜類型的第一外延層

23第二摻雜類型的外延層

24第一摻雜類型的第二外延層

25第一電極

26第二電極

27第一未摻雜外延層

28第二未摻雜外延層

29第三未摻雜外延層

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加 以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖請(qǐng)參閱圖2至圖14。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明提供一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法至少包括以下步驟：

1)提供一第一摻雜類型的襯底，所述第一摻雜類型的襯底包括第一表面及第二表面；

2)在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面形成第一摻雜類型的第一外延層；

3)在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面形成第二摻雜類型的外延層；

4)在所述第二摻雜類型的外延層的表面形成第一摻雜類型的第二外延層；

5)在所述第一摻雜類型的第二外延層的表面形成第一電極；

6)在所述第一摻雜類型的襯底的第二表面形成第二電極。

執(zhí)行步驟1)，請(qǐng)參閱圖2中的s1步驟及圖3，提供一第一摻雜類型的襯底2，所述第一摻雜類型的襯底21包括第一表面211及第二表面212。

作為示例，所述第一摻雜類型的襯底2為通過(guò)在襯底內(nèi)注入第一摻雜類型的離子而得到。所述第一摻雜類型的襯底2可以為但不僅限于硅襯底。

執(zhí)行步驟2)，請(qǐng)參閱圖2中的s2步驟及圖4至圖6，在所述第一摻雜類型的襯底21的第一表面211形成第一摻雜類型的第一外延層22。

作為示例，在所述第一摻雜類型的襯底21的第一表面211形成第一摻雜類型的第一外延層22的方法為：在所述第一摻雜類型的襯底21的第一表面211直接外延生長(zhǎng)所述第一摻雜類型的第一外延層22，如圖4所示。直接外延生長(zhǎng)的次數(shù)可以根據(jù)最終形成的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的耐壓等級(jí)進(jìn)行選擇，可以為一次、兩次或多次。

作為示例，在所述第一摻雜類型的襯底21的第一表面211形成第一摻雜類型的第一外延層22包括以下步驟：

2-1)在所述第一摻雜類型的襯底21的第一表面211外延生長(zhǎng)第一未摻雜外延層27，如圖5所示；

2-2)采用離子注入工藝向所述第一未摻雜外延層27內(nèi)注入第一摻雜類型的離子，以形成所述第一摻雜類型的外延層22，如圖6所示。

作為示例，在步驟2-2)之后還可以包括：

2-3)重復(fù)步驟2-1)～2-2)n次，其中，n為大于或等于1的整數(shù)。n的具體數(shù)值可以根據(jù)最終形成的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的耐壓等級(jí)進(jìn)行選擇，n可以為任意大于或等于1的整數(shù)。

執(zhí)行步驟3)，請(qǐng)參閱圖2中的s3步驟及圖7至圖9，在所述第一摻雜類型的第一外延層22的表面形成第二摻雜類型的外延層23。

作為示例，在所述第一摻雜類型的第一外延層22的表面形成第二摻雜類型的外延層23的方法為：在所述第一摻雜類型的第一外延層22的表面直接外延生長(zhǎng)所述第二摻雜類型的外延層23，如圖7所示。直接外延生長(zhǎng)的次數(shù)可以根據(jù)最終形成的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的耐壓等級(jí)進(jìn)行選擇，可以為一次、兩次或多次。

作為示例，在所述第一摻雜類型的第一外延層22的表面形成第二摻雜類型的外延層23包括以下步驟：

3-1)在所述第一摻雜類型的第一外延層22的表面外延生長(zhǎng)第二未摻雜外延層28，如圖8所示；

3-2)采用離子注入工藝向所述第二未摻雜外延層28內(nèi)注入第二摻雜類型的離子，以形成所述第二摻雜類型的外延層23，如圖9所示。

作為示例，在步驟3-2)之后還包括：

3-3)重復(fù)步驟3-1)～3-2)n次，其中，n為大于或等于1的整數(shù)。n的具體數(shù)值可以根據(jù)最終形成的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的耐壓等級(jí)進(jìn)行選擇，n可以為任意大于或等于1的整數(shù)。

執(zhí)行步驟4)，請(qǐng)參閱圖2中的s4步驟及圖10至圖12，在所述第二摻雜類型的外延層23的表面形成第一摻雜類型的第二外延層24。

作為示例，在所述第二摻雜類型的外延層23的表面形成第一摻雜類型的第二外延層24的方法為：在所述第二摻雜類型的外延層23的表面直接外延生長(zhǎng)所述第一摻雜類型的第二外延層24，如圖10所示。外延生長(zhǎng)的次數(shù)大于或等于一次。直接外延生長(zhǎng)的次數(shù)可以根據(jù)最終形成的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的耐壓等級(jí)進(jìn)行選擇，可以為一次、兩次或多次。

作為示例，在所述第二摻雜類型的外延層23的表面形成第一摻雜類型的第二外延層24包括以下步驟：

4-1)在所述第二摻雜類型的外延層23的表面外延生長(zhǎng)第三未摻雜外延層29，如圖11所示；

4-2)向所述第三未摻雜外延層29內(nèi)注入第一摻雜類型的離子，以形成所述第一摻雜類 型的第二外延層24，如圖12所示。

作為示例，在步驟4-2)之后還包括：

4-3)重復(fù)步驟4-1)～4-2)n次，其中，n為大于或等于1的整數(shù)。n的具體數(shù)值可以根據(jù)最終形成的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的耐壓等級(jí)進(jìn)行選擇，n可以為任意大于或等于1的整數(shù)。

作為示例，在步驟4)之后還包括在所述第一摻雜類型的第二外延層24的表面形成鈍化保護(hù)層(未示出)，并通過(guò)光刻刻蝕工藝在所述鈍化保護(hù)層內(nèi)形成開口的步驟，所述開口暴露出所述第一摻雜類型的第二外延層24。

作為示例，所述鈍化保護(hù)層可以為但不僅限于氧化硅層。所述開口對(duì)應(yīng)于所述第一摻雜類型的襯底21內(nèi)的有源區(qū)，即在對(duì)應(yīng)于所述第一摻雜類型的襯底21的有源區(qū)上方的所述鈍化保護(hù)層內(nèi)形成所述開口。

執(zhí)行步驟5)，請(qǐng)參閱圖2中的s5步驟及圖13，在所述第一摻雜類型的第二外延層24的表面形成第一電極25。

作為示例，通過(guò)在所述第一摻雜類型的第二外延層24的表面淀積金屬層形成所述第一電極25，更為具體的，通過(guò)在所述開口內(nèi)的所述第一摻雜類型的第二外延層24的表面淀積金屬層形成所述第一電極25。所述第一電極25作為所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的陽(yáng)極。

執(zhí)行步驟6)，請(qǐng)參閱圖2中的s6步驟及圖14，在所述第一摻雜類型的襯底21的第二表面212形成第二電極26。

作為示例，通過(guò)在所述第一摻雜類型的襯底21的第二表面212淀積金屬層形成所述第二電極26。所述第二電極26作為所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的陰極。

本實(shí)施例中的所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管的制作方法中，僅對(duì)所述第一摻雜類型的襯底21正面(即第一表面211)進(jìn)行加工，整個(gè)制作工藝比較簡(jiǎn)單；同時(shí)，在制作過(guò)程中，可以根據(jù)二極管的耐壓等級(jí)，選擇各外延層的外延和注入次數(shù)，以獲得均勻的濃度分布。

實(shí)施例二

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖14，本發(fā)明還提供一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管采用實(shí)施例一中所述的制作方法制作而得到，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管包括：第一摻雜類型的襯底21，所述第一摻雜類型的襯底21包括第一表面211及第二表面212；第一摻雜類型的第一外延層22，所述第一摻雜類型的第一外延層22位于所述第一摻雜類型的襯底21的第一表面211；第二摻雜類型的外延層23，所述第二摻雜類型的外延層23位于所述第一摻雜類型的第一外延層22的表面；第一摻雜類型的第二外延層24，所述第一摻雜類型的第二外延層24位于所述第二摻雜類型的外延層23的表面；第一電極25，所述第一電極25 位于所述第一摻雜類型的第二外延層24的表面；第二電極26，所述第二電極26位于所述第一摻雜類型的襯底21的第二表面212。

作為示例，所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管還包括鈍化保護(hù)層(未示出)，所述鈍化保護(hù)層位于所述第一摻雜類型的第二外延層24表面，且所述鈍化保護(hù)層內(nèi)形成有開口，所述開口暴露出所述第一摻雜類型的第二外延層24；所述第一電極25位于所述開口內(nèi)的所述第一摻雜類型的第二外延層24的表面。

綜上所述，本發(fā)明提供一種雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管及其制作方法，制作方法至少包括以下步驟：1)提供一第一摻雜類型的襯底，所述第一摻雜類型的襯底包括第一表面及第二表面；2)在所述第一摻雜類型的襯底的第一表面形成第一摻雜類型的第一外延層；3)在所述第一摻雜類型的第一外延層的表面形成第二摻雜類型的外延層；4)在所述第二摻雜類型的外延層的表面形成第一摻雜類型的第二外延層；5)在所述第一摻雜類型的第二外延層的表面形成第一電極；6)在所述第一摻雜類型的襯底的第二表面形成第二電極。本發(fā)明僅對(duì)第一摻雜類型的襯底正面進(jìn)行加工，制作工藝簡(jiǎn)單；同時(shí)，根據(jù)二極管的耐壓等級(jí)，可以選擇各外延層的外延和注入次數(shù)，獲得均勻的濃度分布。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。