[发明专利]双向ESD二极管结构及其形成方法

权利要求书

1.一种二极管结构，其包括：

第一导电性类型的衬底区域，所述衬底区域具有一掺杂剂浓度；

第二导电性类型的第一半导体层，所述第一半导体层具有一掺杂剂浓度，并触及所述衬底区域且位于其上方；

所述第一导电性类型的第二半导体层，所述第二半导体层触及所述第一半导体层且位于其上方，所述第二半导体层具有实质上小于所述衬底区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度；

所述第二导电性类型的第三半导体层，所述第三半导体层触及所述第二半导体层且位于其上方；及

所述第一导电性类型的第四半导体层，所述第四半导体触及所述第三半导体层且位于其上方。

2.根据权利要求1所述的二极管结构，其中所述第三半导体层具有实质上等于所述第一半导体层的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度。

3.根据权利要求2所述的二极管结构，其中所述第四半导体层具有实质上等于所述衬底区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度。

4.根据权利要求3所述的二极管结构，且其进一步包括触及所述第四半导体层且位于其上方的金属触点。

5.根据权利要求4所述的二极管结构，其中所述第二半导体层完全位于所述第一半导体层与所述第三半导体层之间。

6.根据权利要求5所述的二极管结构，其中所述第三半导体层完全位于所述第二半导体层与所述第四半导体层之间。

7.根据权利要求6所述的二极管结构，且其进一步包括触及所述衬底区域、所述第一半导体层、所述第二半导体层、所述第三半导体层及所述第四半导体层的一部分且横向环绕所述部分的沟槽隔离结构。

8.根据权利要求7所述的二极管结构，其中所述沟槽隔离结构包含多晶硅芯及位于所述多晶硅芯与所述衬底区域之间的隔离结构。

9.根据权利要求7所述的二极管结构，且其进一步包括：

第一不导电层，其触及所述第四半导体层且位于其上方；及

第二不导电层，其触及所述第一不导电层且位于其上方。

10.根据权利要求9所述的二极管结构，其中所述金属触点触及所述第一不导电层的一部分且位于所述部分上方。

11.一种形成二极管结构的方法，其包括：

在衬底区域上外延生长第一半导体层，所述衬底区域具有第一导电性类型及一掺杂剂浓度，所述第一半导体层具有第二导电性类型及一掺杂剂浓度；

在所述第一半导体层上外延生长第二半导体层，所述第二半导体层具有所述第一导电性类型及实质上小于所述衬底区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度；及

在所述第二半导体层上外延生长第三半导体层，所述第三半导体层具有所述第二导电性类型。

12.根据权利要求11所述的方法，且其进一步包括将所述第一导电性类型的掺杂剂植入到所述第三半导体层中以形成触及所述第三半导体层且位于其上方的第四半导体层，所述第四半导体层具有所述第一导电性类型。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第三半导体层具有实质上等于所述第一半导体层的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第四半导体层具有实质上等于所述衬底区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二半导体层完全位于所述第一半导体层与所述第三半导体层之间。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第三半导体层完全位于所述第二半导体层与所述第四半导体层之间。

17.根据权利要求16所述的方法，且其进一步包括形成触及所述衬底区域、所述第一半导体层、所述第二半导体层、所述第三半导体层及所述第四半导体层的一部分且横向环绕所述部分的沟槽隔离结构。

18.根据权利要求17所述的方法，且其进一步包括：

形成触及所述第四半导体层且位于其上方的第一不导电层；及

形成延伸穿过所述第一不导电层以暴露所述第四半导体层的金属开口。