一種制作二極管的方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種制作二極管的方法。本發(fā)明的上述實(shí)施例中，在外延層上生長氧化層；對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層；生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側(cè)墻；對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽；去掉所述氧化層的側(cè)墻，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。本發(fā)明實(shí)施例通過在形成氧化層的側(cè)墻，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導(dǎo)致環(huán)區(qū)結(jié)形貌變化，耗盡區(qū)不均勻，器件耐壓下降的技術(shù)問題。
【專利說明】
一種制作二極管的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制作二極管的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]恒流二極管是半導(dǎo)體恒流器件，它能在很寬的電壓范圍內(nèi)輸出恒定的電流，并具有很高的動態(tài)阻抗。由于它們的恒流性能好、價格較低、使用簡便，因此目前已被廣泛用于LED器件中。恒流二極管和LED有很好的匹配性，而且可以保護(hù)LED免受由于過電流，過電壓，周波數(shù)的變動所造成的外圍破壞。因此，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前，恒流二極管一般采用場限環(huán)以及添加金屬場板的方式來提高耐壓，此種方式環(huán)區(qū)耗盡區(qū)受P阱注入(包括P阱光刻，P阱注入等)影響非常大。很難得到具有均勻耗盡區(qū)的場限環(huán)。制作恒流二極管主要流程如下:如圖1所示，在N型外延層上形成溝槽；如圖2所示，完成P阱光刻及顯影。為了保證器件有足夠的耐壓，在環(huán)區(qū)表面，溝槽側(cè)壁位置，顯影后留下的光刻膠必須要向內(nèi)縮，保證P阱有足夠的注入空間。然而，由于此步為深槽光刻，深槽為顯開區(qū)，因此曝光時必須添加足夠的曝光量，但過高的曝光量將會導(dǎo)致環(huán)區(qū)表面光刻膠形貌發(fā)生變化(膠側(cè)壁形貌較差)，這將直接影響P阱注入，最終導(dǎo)致環(huán)區(qū)結(jié)形貌變化，耗盡區(qū)不均勻，器件耐壓下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供根據(jù)一種制作二極管的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導(dǎo)致環(huán)區(qū)結(jié)形貌變化，耗盡區(qū)不均勻，器件耐壓下降的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種制作二極管的方法，包括:
[0006]在外延層上生長氧化層；
[0007]對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層；
[0008]生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側(cè)墻；
[0009]對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽；
[0010]去掉所述氧化層的側(cè)墻，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；
[0011]在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層；
[0012]在襯底背面制作背面金屬層。
[0013]較佳地，對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層，還包括:
[0014]刻蝕掉有源區(qū)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層；
[0015]對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，還包括:
[0016]形成所述有源區(qū)對應(yīng)的溝槽。
[0017]較佳地，對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層，還包括:
[0018]刻蝕掉有源區(qū)區(qū)域的氧化層；
[0019]生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，還包括:
[0020]亥1」蝕掉有源區(qū)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的掩膜層，形成所述有源區(qū)的掩膜層；
[0021]在相鄰的所述有源區(qū)的掩膜層間進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述有源區(qū)對應(yīng)的溝槽。
[0022]較佳地，所述掩膜層為氮化硅，采用濕法去掉所述氧化層的側(cè)墻。
[0023]較佳地，去掉所述氧化層的側(cè)墻之前，用光刻膠覆蓋所述有源區(qū)的掩膜層。
[0024]較佳地，所述外延層為N型外延層，所述離子為P型離子；或者
[0025]所述外延層為P型外延層，所述離子為N型離子。
[0026]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，在外延層上生長氧化層；對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層；生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側(cè)墻；對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽；去掉所述氧化層的側(cè)墻，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。本發(fā)明實(shí)施例通過在形成氧化層的側(cè)墻，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導(dǎo)致環(huán)區(qū)結(jié)形貌變化，耗盡區(qū)不均勻，器件耐壓下降的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1-圖2為現(xiàn)有技術(shù)二極管的制作方法流程圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種二極管的制作方法流程圖；
[0030]圖4-圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種二極管的制作過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種二極管的制作方法，該方法包括以下步驟:
[0033]步驟301，在外延層上生長氧化層；
[0034]步驟302，對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層；
[0035]步驟303，生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側(cè)墻；其中，掩膜層可以為氮化硅、氧化硅。
[0036]步驟304，對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽；
[0037]步驟305，去掉所述氧化層的側(cè)墻，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；
[0038]步驟306，在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。
[0039]在本實(shí)施例中，襯底為N型襯底，則外延層為生長在N型襯底上的N型硅片，襯底為P型襯底，則外延層為生長在P型襯底上的P型硅片，具體根據(jù)器件的設(shè)計來決定。若外延層為N型外延層，則注入的離子類型為P型；若外延層為P型外延層，則注入的離子類型為N型。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例中的二極管包括終端區(qū)和有源區(qū)，其中終端區(qū)包括場限環(huán)。
[0041 ] 為了更清楚地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0042]實(shí)施例一
[0043]以外延層為N型外延層，注入的離子類型為P型為例進(jìn)行介紹。
[0044]上述步驟301中，在襯底上生長外延層，在外延層上生成氧化層的結(jié)構(gòu)如圖4所示。本步驟中，氧化層可為常規(guī)的氧化硅。
[0045]上述步驟302，在氧化層上鋪設(shè)光刻膠，對氧化層進(jìn)行光刻和刻蝕，形成的結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0046]上述步驟303，在氧化層上生長淀積一層氮化硅，形成的結(jié)構(gòu)如圖6所示；對所述氮化硅層進(jìn)行光刻和刻蝕，形成氧化層的側(cè)墻的結(jié)構(gòu)如圖7所示。
[0047]上述步驟304，對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽的結(jié)構(gòu)如圖8所示。
[0048]上述步驟305，用光刻膠覆蓋所述有源區(qū)的掩膜層，采用濕法去掉所述氧化層的側(cè)墻，形成的結(jié)構(gòu)如圖9所示，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；本步驟中進(jìn)行離子注入時，注入的高能離子可為硼離子，具體實(shí)施過程中的工藝參數(shù)可根據(jù)具體的二極管結(jié)構(gòu)進(jìn)行選用，本發(fā)明實(shí)施例提供一種常用的工藝參數(shù):注入劑量通常為1E15-5E15個/cm2，注入能量可分別為注入能量應(yīng)該為200KEV-500KEV之間。優(yōu)選的，第一次為450KEV，第二次為350KEV，第三次為250KEV。具體的注入能量和產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)。驅(qū)入溫度約為1150°C。
[0049]上述步驟306，在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層，形成的結(jié)構(gòu)如圖10所示；介質(zhì)層為二氧化娃和磷娃玻璃，形成介質(zhì)層的溫度通常為880-950°C，厚度約為Ιμπι;正面金屬通常為鋁、硅、銅合金，厚度為3-4um左右。在襯底背面制作背面金屬層，在本步驟中的背面工藝包括襯底減薄、背面注入P離子、背面金屬層制作三種工藝，通常采用機(jī)械研磨的方式進(jìn)行襯底減?。灰r底背面注入P離子，使襯底和背面金屬層形成歐姆接觸，背面金屬層通常為鈦、鎳、銀三層金屬薄膜，可以采用蒸鍍或?yàn)R射的方法制作，其中，第一層鈦的厚度通常為1000A，金屬薄膜鈦和硅襯底形成硅化物保證接觸特性良好，第二層鎳為粘附層，其厚度通常為2000A，第三層為銀金屬薄膜，其厚度約lum，保證后續(xù)打線等步驟不出問題。
[0050]實(shí)施例二
[0051]以外延層為N型外延層，注入的離子類型為P型為例進(jìn)行介紹。
[0052]上述步驟301中，在襯底上生長外延層，在外延層上生成氧化層。本步驟中，氧化層可為常規(guī)的氧化硅。
[0053]上述步驟302，在氧化層上鋪設(shè)光刻膠，對氧化層進(jìn)行光刻和刻蝕，并且刻蝕掉有源區(qū)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層。
[0054]上述步驟303，在氧化層上生長淀積一層氮化硅，對所述氮化硅層進(jìn)行光刻和刻蝕，形成氧化層的側(cè)墻。
[0055]上述步驟304，對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽以及有源區(qū)對應(yīng)的溝槽。
[0056]上述步驟305，采用濕法去掉所述氧化層的側(cè)墻，形成的結(jié)構(gòu)如圖8所示，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；本步驟中進(jìn)行離子注入時，注入的高能離子可為硼離子，具體實(shí)施過程中的工藝參數(shù)可根據(jù)具體的二極管結(jié)構(gòu)進(jìn)行選用，本發(fā)明實(shí)施例提供一種常用的工藝參數(shù):注入劑量通常為1E15-5E15個/cm2，注入能量可分別為注入能量應(yīng)該為200KEV-500KEV之間。優(yōu)選的，第一次為450KEV，第二次為350KEV，第三次為250KEV。具體的注入能量和產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)。驅(qū)入溫度約為1150°C。
[0057]上述步驟306，在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層；介質(zhì)層為二氧化娃和磷硅玻璃，形成介質(zhì)層的溫度通常為880-950°C，厚度約為I ym ;正面金屬通常為鋁、硅、銅合金，厚度為3-4um左右。在襯底背面制作背面金屬層，在本步驟中的背面工藝包括襯底減薄、背面注入P離子、背面金屬層制作三種工藝，通常采用機(jī)械研磨的方式進(jìn)行襯底減?。灰r底背面注入P離子，使襯底和背面金屬層形成歐姆接觸，背面金屬層通常為鈦、鎳、銀三層金屬薄膜，可以采用蒸鍍或?yàn)R射的方法制作，其中，第一層鈦的厚度通常為1000A，金屬薄膜鈦和硅襯底形成硅化物保證接觸特性良好，第二層鎳為粘附層，其厚度通常為2000A，第三層為銀金屬薄膜，其厚度約lum，保證后續(xù)打線等步驟不出問題。
[0058]從上述內(nèi)容可以看出:本發(fā)明的上述實(shí)施例中，在外延層上生長氧化層；對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層；生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側(cè)墻；對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽；去掉所述氧化層的側(cè)墻，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入；在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。本發(fā)明實(shí)施例通過在形成氧化層的側(cè)墻，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導(dǎo)致環(huán)區(qū)結(jié)形貌變化，耗盡區(qū)不均勻，器件耐壓下降的技術(shù)問題。
[0059]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0060]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制作二極管的方法，其特征在于，包括: 在外延層上生長氧化層； 對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層； 生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側(cè)墻； 對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽； 去掉所述氧化層的側(cè)墻，對所述場限環(huán)對應(yīng)的溝槽進(jìn)行離子注入； 在所述外延層依次制作介質(zhì)層、正面金屬層； 在襯底背面制作背面金屬層。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層，還包括: 刻蝕掉有源區(qū)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層； 對相鄰的所述氧化層間的區(qū)域進(jìn)行溝槽刻蝕，還包括: 形成所述有源區(qū)對應(yīng)的溝槽。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述氧化層進(jìn)行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環(huán)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的氧化層，還包括: 刻蝕掉有源區(qū)區(qū)域的氧化層； 生長掩膜層，并對所述掩膜層進(jìn)行光刻刻蝕，還包括: 刻蝕掉有源區(qū)對應(yīng)的溝槽區(qū)域的掩膜層，形成所述有源區(qū)的掩膜層； 在相鄰的所述有源區(qū)的掩膜層間進(jìn)行溝槽刻蝕，形成所述有源區(qū)對應(yīng)的溝槽。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜層為氮化硅，采用濕法去掉所述氧化層的側(cè)墻。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，去掉所述氧化層的側(cè)墻之前，用光刻膠覆蓋所述有源區(qū)的掩膜層。6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述外延層為N型外延層，所述離子為P型離子；或者 所述外延層為P型外延層，所述離子為N型離子。
【文檔編號】H01L29/861GK105990134SQ201510041382
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】趙圣哲
【申請人】北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司