cm—2，注入的P型離子例如為硼離子;注入完成后，去除光刻膠層和氧化硅層；
[0077]最后，在氮氣(N2)氛圍下進行退火工藝，退火溫度例如是9000C?1000°C，退火時間例如是30?180分鐘，同時形成所述P型柵極區(qū)121、P環(huán)126、P型發(fā)射區(qū)124和P型隔離125。
[0078]需要說明的是，上述P型柵極區(qū)121、P環(huán)126、P型發(fā)射區(qū)124和P型隔離125可以同時退火形成，亦可是分別退火形成。應認識到，PNP三極管的P型發(fā)射區(qū)124與JFET結(jié)構(gòu)的P型柵極區(qū)121采用相同工藝、同時擴散形成，更有利于提高整個器件最終輸出的總輸出電流的穩(wěn)定性。
[0079]如圖4d所示，在所述N型基區(qū)111中形成N型源區(qū)122、N型漏區(qū)123，所述N型源區(qū)122、N型漏區(qū)123的深度小于P型柵極區(qū)121、P型發(fā)射區(qū)124的深度。
[0080]作為一個非限制性的例子，形成所述N型源區(qū)122、N型漏區(qū)123的具體步驟包括:首先，在N型基區(qū)111上形成氧化硅層，在氧化硅層上旋涂光刻膠層;對該光刻膠層進行曝光顯影，在光刻膠層上形成N型源區(qū)窗口圖案和N型漏區(qū)窗口圖案;再以光刻膠層為掩膜，將N型源區(qū)、N型漏區(qū)窗口圖案轉(zhuǎn)移到氧化硅層上，使N型基區(qū)111暴露在該N型源區(qū)、N型漏區(qū)窗口下;然后對該暴露的N型基區(qū)111部分進行N型離子注入，注入能量例如是100?160Kev，優(yōu)選是150Kev，注入劑量例如是5E14?2E16cm—2，注入的N型離子例如為砷離子;注入完成后，去除光刻膠層和氧化硅層；最后，在氮氣(N2)氛圍下進行退火工藝，退火溫度例如是850°C?1000°C，退火時間例如是30?60分鐘，同時形成所述N型源區(qū)122、N型漏區(qū)123。
[0081]接下來，參考圖2所示，在所述P型外延層110上形成絕緣層140，并通過光刻和刻蝕工藝在所述絕緣層140中形成引線孔，然后通過濺射工藝形成正面金屬層，再通過光刻和刻蝕工藝圖形化所述正面金屬層形成正面電極130，所述P型柵極區(qū)121、N型源區(qū)122通過所述正面電極130相連，最后，在P型襯底100的背面上形成背面電極150。所述絕緣層140的材質(zhì)例如是二氧化硅，所述正面電極130和背面電極150的材質(zhì)例如是金、銀、鋁等，在此并不做限制。
[0082]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: P型襯底； 形成于所述P型襯底正面上的P型外延層； 形成于所述P型外延層中的N型基區(qū)； 形成于所述N型基區(qū)中的P型柵極區(qū)、N型源區(qū)、N型漏區(qū)、P型發(fā)射區(qū)以及包圍所述N型基區(qū)的P型隔離； 形成于所述P型柵極區(qū)、N型源區(qū)以及P型發(fā)射區(qū)上的正面電極； 其中，所述P型襯底、P型外延層、N型基區(qū)和P型發(fā)射區(qū)組成PNP三極管，所述N型源區(qū)、P型柵極區(qū)、N型基區(qū)、N型漏區(qū)組成恒流二極管。2.如權(quán)利要求1所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括形成于所述N型基區(qū)中的P環(huán)，所述P環(huán)包圍所述N型漏區(qū)。3.如權(quán)利要求2所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P環(huán)的數(shù)量為一個或多個。4.如權(quán)利要求1所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型柵極區(qū)、N型源區(qū)、N型漏區(qū)、P型發(fā)射區(qū)以及P型隔離的摻雜濃度大于所述P型外延層的摻雜濃度。5.如權(quán)利要求4所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型柵極區(qū)、P型發(fā)射區(qū)、P型隔離和P型襯底均為P型重摻雜，所述N型源區(qū)和N型漏區(qū)均為N型重摻雜。6.如權(quán)利要求1所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N型源區(qū)和N型漏區(qū)的深度小于所述P型柵極區(qū)和P型發(fā)射區(qū)的深度。7.如權(quán)利要求1所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括形成于所述P型襯底背面上的背面電極。8.如權(quán)利要求1所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型發(fā)射區(qū)和P型柵極區(qū)同時擴散形成。9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型發(fā)射區(qū)為條形或工字型結(jié)構(gòu)，所述N型漏區(qū)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且所述N型漏區(qū)包圍所述P型發(fā)射區(qū)。10.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述恒流二極管結(jié)構(gòu)包括兩個P型柵極區(qū)和兩個N型源區(qū)，所述兩個P型柵極區(qū)和所述兩個N型源區(qū)均為條形結(jié)構(gòu)，且所述兩個P型柵極區(qū)位于所述N型漏區(qū)的兩側(cè)，所述兩個N型源區(qū)位于所述兩個P型柵極區(qū)的兩側(cè)。11.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型隔離為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且所述P型隔離包圍所述N型基區(qū)。12.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型襯底作為所述PNP三極管的集電極，所述N型基區(qū)作為所述PNP三極管的基極，所述P型發(fā)射區(qū)作為所述PNP三極管的發(fā)射極。13.如權(quán)利要求12所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述PNP三極管的基極電流經(jīng)過所述P型發(fā)射區(qū)后，依次流經(jīng)所述N型漏區(qū)、N型基區(qū)、N型源區(qū)，最后經(jīng)由所述P型隔離、P型外延層從所述P型襯底的背面流出；所述PNP三極管的集電極電流經(jīng)過所述P型發(fā)射區(qū)后，流經(jīng)所述N型基區(qū)4型外延層從所述P型襯底的背面流出。14.一種恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括: 提供一 P型襯底； 在所述P型襯底正面上形成P型外延層； 在所述P型外延層中形成N型基區(qū)； 在所述N型基區(qū)中形成P型柵極區(qū)、N型源區(qū)、N型漏區(qū)和P型發(fā)射區(qū)，并形成包圍所述N型基區(qū)的P型隔離；以及 在所述P型柵極區(qū)、N型源區(qū)以及P型發(fā)射區(qū)上形成正面電極； 其中，所述P型襯底、P型外延層、N型基區(qū)和P型發(fā)射區(qū)組成PNP三極管，所述N型源區(qū)、P型柵極區(qū)、N型基區(qū)、N型漏區(qū)組成恒流二極管。15.如權(quán)利要求14所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述P型發(fā)射區(qū)和P型柵極區(qū)同時擴散形成。16.如權(quán)利要求14所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述P型柵極區(qū)、N型源區(qū)、N型漏區(qū)、P型發(fā)射區(qū)以及P型隔離的摻雜濃度大于所述P型外延層的摻雜濃度。17.如權(quán)利要求16所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述P型柵極區(qū)、P型發(fā)射區(qū)、P型隔離和P型襯底均為P型重摻雜，所述N型源區(qū)和N型漏區(qū)均為N型重摻雜。18.如權(quán)利要求14所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述N型源區(qū)和N型漏區(qū)的深度小于所述P型柵極區(qū)和P型發(fā)射區(qū)的深度。19.如權(quán)利要求14所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括: 在所述N型基區(qū)中形成P環(huán)，所述P環(huán)包圍所述N型漏區(qū)。20.如權(quán)利要求14所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述P型柵極區(qū)、N型源區(qū)以及P型發(fā)射區(qū)上形成正面電極的步驟包括: 在所述P型外延層上形成絕緣層； 通過光刻和刻蝕工藝在所述絕緣層中形成引線孔； 通過濺射工藝形成正面金屬層； 通過光刻和刻蝕工藝圖形化所述正面金屬層形成所述正面電極。21.如權(quán)利要求14所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述P型柵極區(qū)、N型源區(qū)以及P型發(fā)射區(qū)上形成正面電極之后，還包括: 在所述P型襯底的背面上形成背面電極。22.如權(quán)利要求14至21中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述P型發(fā)射區(qū)為條形或工字型結(jié)構(gòu)，所述N型漏區(qū)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且所述N型漏區(qū)包圍所述P型發(fā)射區(qū)。23.如權(quán)利要求14至21中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述恒流二極管結(jié)構(gòu)包括兩個P型柵極區(qū)和兩個N型源區(qū)，所述兩個P型柵極區(qū)和所述兩個N型源區(qū)均為條形結(jié)構(gòu)，且所述兩個P型柵極區(qū)位于所述N型漏區(qū)的兩側(cè)，所述兩個N型源區(qū)位于所述兩個P型柵極區(qū)的兩側(cè)。24.如權(quán)利要求14至21中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述P型隔離為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且所述P型隔離包圍所述N型源區(qū)。25.如權(quán)利要求14至21中任一項所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述P型襯底作為所述PNP三極管的集電極，所述N型基區(qū)作為所述PNP三極管的基極，所述P型發(fā)射區(qū)作為所述PNP三極管的發(fā)射極。26.如權(quán)利要求25所述的恒流二極管結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述PNP三極管的基極電流經(jīng)過所述P型發(fā)射區(qū)后，依次流經(jīng)所述N型漏區(qū)、N型基區(qū)、N型源區(qū)，最后經(jīng)由所述P型隔離、P型外延層從所述P型襯底的背面流出；所述PNP三極管的集電極電流經(jīng)過所述P型發(fā)射區(qū)后，流經(jīng)所述N型基區(qū)、P型外延層從所述P型襯底的背面流出。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種恒流二極管結(jié)構(gòu)及其形成方法，在P型襯底正面上形成P型外延層，在P型外延層中形成N型基區(qū)，在N型基區(qū)中形成P型柵極區(qū)、N型源區(qū)、N型漏區(qū)、P型發(fā)射區(qū)，并形成包圍N型基區(qū)的P型隔離。本發(fā)明通過在P型外延層中增設(shè)P型發(fā)射區(qū)，所述P型襯底、P型外延層、N型基區(qū)和P型發(fā)射區(qū)組成PNP三極管，所述N型源區(qū)、P型柵極區(qū)、N型基區(qū)、N型漏區(qū)組成恒流二極管，使得其單位面積電流大幅提高，器件的溫度穩(wěn)定性和均勻性較好。并且，所述恒流二極管結(jié)構(gòu)增加了P型外延層，有利于提高其耐壓性能。
【IPC分類】H01L21/329, H01L29/06, H01L29/861
【公開號】CN105609569
【申請?zhí)枴緾N201610082313
【發(fā)明人】王英杰
【申請人】杭州士蘭集成電路有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月5日