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溝槽引出集成型低壓雙向瞬時電壓抑制器及其制造方法與流程

文檔序號:11869730閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種溝槽引出的集成型低壓雙向瞬時電壓抑制器,第一導(dǎo)電類型襯底、該導(dǎo)電類襯底的外延層,其特征在于,包括:

一個第一導(dǎo)電類型襯底;

一個形成在襯底上的第二導(dǎo)電類型的外延層;

一個形成在第二導(dǎo)電類型外延層上的第一導(dǎo)電類型外延層;

第一隔離溝槽,該溝槽自第一導(dǎo)電類型外延層進(jìn)入所述第一導(dǎo)電類型襯底,并形成第一區(qū)域和第二區(qū)域;

所述第一區(qū)域中形成第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)131、第二導(dǎo)電類型擴(kuò)散區(qū)141以及第一類型的外延121形成二極管Z1,第一區(qū)域中第一導(dǎo)電類型外延121和第二導(dǎo)電類型外延111形成二極管D1;

所述第二區(qū)域中形成第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)、第二導(dǎo)電類型擴(kuò)散區(qū)以及第一類型的外延形成二極管Z2,第二區(qū)域中第一導(dǎo)電類型外延和第二導(dǎo)電類型外延形成二極管D2;

第二引出溝槽,溝槽內(nèi)填充高濃度第二導(dǎo)電類型多晶硅,并進(jìn)入第二導(dǎo)電類型外延層,但不進(jìn)入第一導(dǎo)電類型襯底;

形成第一金屬線IO1和第二金屬線IO2,所述第一金屬線IO1連接所述二極管Z1和D2,所述第二金屬線IO2連接所述二極管Z2和D1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向瞬時電壓抑制器,其特征在于,所述第一導(dǎo)電類型為P型,所述第二導(dǎo)電類型為N型,所述的第一導(dǎo)電類型襯底為P型襯底101,在P型襯底上有N型外延層111,在N型外延層111上有P型外延層121,由第一溝槽隔離結(jié)構(gòu),自P型外延層121進(jìn)入P型襯底,并形成第一區(qū)域和第二區(qū)域;

所述第一區(qū)域中形成P型注入?yún)^(qū)131、第二導(dǎo)電類N型擴(kuò)散區(qū)141作為N型發(fā)射區(qū),與P型外延層121形成二極管Z1,第一區(qū)域中P型外延層121和第二導(dǎo)電類N型外延111形成二極管D1;

所述第二區(qū)域中形成P型注入?yún)^(qū)131、第二導(dǎo)電類N型擴(kuò)散區(qū)141作為N型發(fā)射區(qū),與P型外延層121形成二極管Z2,第一區(qū)域中P型外延層121和第二導(dǎo)電類N型外延111形成二極管D2;

第二溝槽引出結(jié)構(gòu),溝槽內(nèi)填充高濃度第二導(dǎo)電類N型多晶硅,并進(jìn)入第二導(dǎo)電類N型外延層,但不進(jìn)入第一導(dǎo)電類P型襯底;

第一區(qū)域的N型發(fā)射區(qū)上部的金屬連接第二區(qū)域的引出溝槽上部的金屬,形成第一電極IO1,第一區(qū)域的引出溝槽上部的金屬連接第二區(qū)域的N型發(fā)射區(qū)上部的金屬,形成第二電極IO2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向瞬時電壓抑制器,其特征在于,所述第一導(dǎo)電類型的襯底電阻率為0.01Ω.cm-0.1Ω.cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器,其特征在于,所述第二導(dǎo)電類型的外延層電阻率為0.01Ω.cm-0.04Ω.cm,厚度為3μm-10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器,其特征在于,所述第一導(dǎo)電類型外延層電阻率為50Ω.cm-150Ω.cm,厚度為4μm-10μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器,其特征在于,所述隔離溝槽穿過第一導(dǎo)電類型外延層和第二導(dǎo)電類型外延層進(jìn)入所述第一導(dǎo)電類型襯底,并在襯底中形成第一區(qū)域和第二區(qū)域,所述隔離溝槽寬度為0.8μm-2μm,其深度為10μm-21μm,在所述的隔離溝槽中填充介質(zhì)二氧化硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器,其特征在于,在所述的第一區(qū)域和第二區(qū)域采用離子注入方式進(jìn)行摻雜,形成第一導(dǎo)電類型的P型基區(qū),其注入劑量為1e14/cm2-1e15/cm2

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器,其特征在于,在所述的第一區(qū)域和第二區(qū)域采用擴(kuò)散方式進(jìn)行摻雜,形成高濃度的第二導(dǎo)電類型的N型發(fā)射區(qū)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器,其特征在于,所述第二引出溝槽穿過第一導(dǎo)電類型外延層,進(jìn)入所述第二導(dǎo)電類型外延層,但不穿透第二導(dǎo)電類型外延層,所述的溝槽寬度為0.8μm-2μm,其深度為5μm-15μm,在所述的溝槽中填充高濃度自摻雜多晶硅。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)所述的一種溝槽引出的集成型低壓雙向的瞬時電壓抑制器的制造方法,按下述步驟:

1),在第一導(dǎo)電類型襯底上形成第二導(dǎo)電類型外延層,襯底摻雜雜質(zhì)為硼離子,電阻率為0.01Ω.cm-0.1Ω.cm ,第二導(dǎo)電類型外延摻雜雜質(zhì)為砷離子或者磷離子,電阻率為0.01Ω.cm-0.04Ω.cm,外延厚度3μm-10μm;其后在第二導(dǎo)電類型外延層上生長第一導(dǎo)電類型外延層,其摻雜雜質(zhì)為硼離子,電阻率為50Ω.cm-150Ω.cm,厚度為4μm-8μm;

2),在二次外延后的硅片表面的生長一層二氧化硅,使用離子注入工藝,進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的注入摻雜,形成Z1和Z2的基區(qū),其注入雜質(zhì)為硼離子,注入劑量為1e14/cm2-1e15/cm2;

3),把硅片表面的二氧化硅全剝,使用擴(kuò)散工藝,進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的擴(kuò)散摻雜,形成Z1和Z2的發(fā)射區(qū),擴(kuò)散源的電阻率為4Ω.cm-10Ω.cm;

4),使用光刻及刻蝕工藝在外延層上形成第一隔離溝槽,溝槽寬度為00.8μm-2μm,深度為10μm-21μm,該溝槽穿過第二導(dǎo)電類型外延層和第一導(dǎo)電類型外延層進(jìn)入襯底,使用化學(xué)氣相淀積工藝在所述的隔離溝槽中填充介質(zhì)二氧化硅,將襯底外延材料區(qū)分為第一區(qū)域和第二區(qū)域;

5),使用光刻及刻蝕工藝在外延材料上形成第二引出溝槽結(jié)構(gòu),溝槽寬度為0.8μm-2μm,其深度為5μm-15μm,該溝槽穿過第一導(dǎo)電類型外延層,進(jìn)入所述第二導(dǎo)電類型外延層,但不穿透第二導(dǎo)電類型外延層,使用化學(xué)氣相淀積工藝在所述的溝槽中填充高濃度自摻雜多晶硅,并進(jìn)行高溫退火;

6),使用刻蝕工藝刻蝕多晶和孔,使用化學(xué)氣相淀積工藝形成引出溝槽和第二導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)的金屬連接,第一區(qū)域的N型發(fā)射區(qū)上部的金屬連接第二區(qū)域的引出溝槽上部的金屬,形成第一電極IO1,第一區(qū)域的引出溝槽上部的金屬連接第二區(qū)域的N型發(fā)射區(qū)上部的金屬,形成第二電極IO2。

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