[发明专利]降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管结构和制造方法

权利要求书

1.一种降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管结构，其特征在于，包括：重掺杂第一导电类型衬底(1)，在重掺杂第一导电类型衬底(1)上生长有轻掺杂第一导电类型外延层(2)；在轻掺杂第一导电类型外延层(2)内顶部设有第二导电类型重掺杂区(3)；至少一圈隔离槽(4)挖穿轻掺杂第一导电类型外延层(2)，将转向二极管器件区隔离出来，隔离槽(4)内填充有绝缘材料；

在第二导电类型重掺杂区(3)表面沉积有介质层(5)，并在介质层(5)中形成有接触孔(501)；

在第二导电类型重掺杂区(3)内设有第二导电类型的表面注入区(6)；

在介质层(5)上生长有金属层(7)，所述金属层(7)填充接触孔(501)并与第二导电类型的表面注入区(6)接触。

2.如权利要求1所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管结构，其特征在于，

介质层(5)表面外圈多余的金属被刻蚀去除，介质层(5)和金属层(7)表面沉积有钝化层(8)；在钝化层(8)中刻蚀形成用于打线连接金属层的空腔(801)。

3.如权利要求1或2所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管结构，其特征在于，

重掺杂第一导电类型衬底(1)的电阻率为0.001-0.005ohm·cm。

4.如权利要求1或2所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管结构，其特征在于，

轻掺杂第一导电类型外延层(2)的电阻率为100-8000ohm·cm，厚度为10-50微米。

5.如权利要求1或2所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管结构，其特征在于，

第二导电类型的表面注入区(6)通过在第二导电类型重掺杂区(3)表面离子注入能量，并用快速热退火来激活注入的离子形成。

6.一种降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，提供重掺杂第一导电类型衬底(1)，在重掺杂第一导电类型衬底(1)上生长一层具有相同导电类型的轻掺杂第一导电类型外延层(2)；

步骤S2，在轻掺杂第一导电类型外延层(2)上通过离子注入形成和衬底及外延层导电类型相反的第二导电类型重掺杂区(3)；并用热退火来推结及激活注入离子；

步骤S3，在晶圆表面设置至少一圈隔离槽(4)，隔离槽(4)挖穿轻掺杂第一导电类型外延层(2)，将转向二极管器件区隔离出来，并在隔离槽(4)内填充绝缘材料；

步骤S4，在第二导电类型重掺杂区(3)表面沉积介质层(5)，刻蚀介质层(5)形成接触孔(501)，用离子注入能量形成第二导电类型的表面注入区(6)，并用快速热退火来激活注入的离子，这样使得注入的离子停留在表面；

步骤S5，在介质层(5)上生长金属层(7)，所述金属层(7)填充接触孔(501)并与第二导电类型的表面注入区(6)接触；金属层(7)会覆盖介质层(5)表面；

刻蚀介质层(5)表面外圈多余的金属，然后沉积钝化层(8)；在钝化层(8)中刻蚀形成用于打线连接金属层的空腔(801)。

7.如权利要求6所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管的制造方法，其特征在于，

步骤S1中，重掺杂第一导电类型衬底(1)的电阻率为0.001-0.005ohm·cm；轻掺杂第一导电类型外延层(2)的电阻率为100-8000ohm·cm，厚度为10-50微米。

8.如权利要求6所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管的制造方法，其特征在于，

步骤S2中，离子注入的剂量为1.0E15/cm²-5.0E16/cm²。

9.如权利要求6所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管的制造方法，其特征在于，

步骤S3中，隔离槽(4)的深度11-60微米。

10.如权利要求6所述的降低正向导通电压和导通电阻的转向二极管的制造方法，其特征在于，

步骤S4中，离子注入的能量为10-50KeV。