[发明专利]基于横向多沟道结构的PiN二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于横向多沟道结构的PiN二极管的制备方法，其特征在于，包括：

(a)选取衬底材料；

(b)刻蚀所述衬底分别形成多层沟槽的第一沟槽区和第二沟槽区；步骤(b)

包括：

(b1)利用CVD工艺，在所述衬底表面淀积SiN层；

(b2)利用光刻工艺，在所述SiN层表面分别形成第一沟槽区图形和第二沟槽区图形；

(b3)利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiN层及所述衬底中的顶层Si层，以形成所述第一沟槽区和所述第二沟槽区，其中，所述第一沟槽区和所述第二沟槽区位于所述SiN层和所述顶层Si层构成的材料的两侧，所述第一沟槽区和所述第二沟槽区均为三层沟槽结构，且三层沟槽从上至下深度依次增加，使所述SiN层和所述顶层Si层构成的材料两侧边缘呈阶梯下降状；

(c)在所述第一沟槽区淀积P型Si形成P区；

(d)在所述第二沟槽区淀积N型Si形成N区；

(e)光刻引线以完成所述PiN二极管的制备，步骤(e)包括：

(e1)利用CVD工艺，在包括所述衬底、所述P区和所述N区的整个衬底表面生长保护层；

(e2)利用退火工艺激活所述P区和所述N区中的杂质；

(e3)在所述P区和所述N区对应的保护层上分别光刻引线孔，在引线孔溅射金属，合金化形成金属Si化物，刻蚀掉表面的金属；在整个材料表面溅射金属，光刻引线，并将引线连接；

(e4)钝化处理并光刻PAD以完成所述PiN二极管的制备。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：

(c1)利用CVD工艺，在包括所述衬底、所述第一沟槽区和所述第二沟槽区的整个衬底表面生长第一SiO₂层；

(c2)利用湿法刻蚀工艺，去除所述第一沟槽区表面的所述第一SiO₂层；

(c3)利用原位掺杂工艺，在所述第一沟槽区淀积P型Si形成多层沟道的P区；

(c4)利用干法刻蚀工艺，对所述P区表面进行平整化处理；

(c5)利用湿法刻蚀工艺，去除所述第一SiO₂层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(c)之前，还包括：

(x1)利用氧化工艺，对所述第一沟槽区和所述第二沟槽区的侧壁进行氧化以形成氧化层；

(x2)利用湿法刻蚀工艺，刻蚀所述氧化层以完成所述第一沟槽区和所述第二沟槽区侧壁的平坦化处理。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)利用CVD工艺，在包括所述衬底、所述P区和所述第二沟槽区的整个衬底表面生长第二SiO₂层；

(d2)利用湿法刻蚀工艺，去除所述第二沟槽区表面的所述第二SiO₂层；

(d3)利用原位掺杂工艺，在所述第二沟槽区淀积N型Si形成多层沟道的N区；

(d4)利用干法刻蚀工艺，对所述N区表面进行平整化处理；

(d5)利用湿法刻蚀工艺，去除所述第二SiO₂层。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为掺杂浓度为1×10¹⁴～9×10¹⁴cm^-3的P型SOI衬底，且其顶层Si材料的厚度为100μm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述P区为包含第一沟道、第二沟道和第三沟道的三层结构。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述N区为包含第一沟道、第二沟道和第三沟道的三层结构。

8.一种基于横向多沟道结构的PiN二极管，其特征在于，所述PiN二极管由权利要求1～7任一项所述的方法制备形成。