CN101908504B - 一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管，在N型衬底抛光片上，先制作一个PN结保护环，在该PN结保护环内的N型衬底抛光片上的表面和该PN结保护环的内半边处均淀积一层多晶硅，形成一种普通PN结二极管和一个突变结二极管并联的结构的稳压二极管；其制造工艺：①在N型衬底抛光片表面制作氧化层；②光刻PN结保护环；③使用硼纸扩散方法使所述PN结保护环成为方块电阻2.5±0.5Ω/□的P型掺杂区；④淀积多晶硅层；⑤最后去除表面多余的多晶硅。本发明的稳压二极管达到了反向击穿漏电流较小，击穿后的阻抗也较小，即在较大反向电流变化范围内电压波动较小，稳压的效果更好，能够满足高标准用户的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种稳压二极管，尤其涉及一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管及其制造工艺。
背景技术
稳压二极管又称齐纳二极管，此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。
稳压管的最主要的用途是稳定电压。在要求精度不高、电流变化范围不大的情况下，可选与需要的稳压值最为接近的稳压管直接同负载并联。在稳压、稳流电源系统中一般做基准电源，也有在集成运放中作为直流电平平移。
目前，市场上可见的稳压二极管产品均采用扩散工艺或外延工艺生产制造的，由于这两种常规工艺得到的PN结并不是稳压二极管要求的理想突变结，反向击穿漏电流较大，因此这两种工艺制作的稳压二极管不能满足高标准用户的要求。
发明内容
本发明提供一种反向击穿漏电流较小，反向击穿后的阻抗也较小，即在较大反向电流变化范围内电压波动较小，稳压效果更好而能够满足高标准用户要求的用多晶硅制作突变结的稳压二极管。
本发明的另一目的在于提供一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管的制造工艺。
本发明的技术方案为：一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管，在N型衬底抛光片上，先制作一个PN结保护环，在该PN结保护环内的N型衬底抛光片上的表面和该PN结保护环的内半边处淀积同一层多晶硅，形成一种普通PN结二极管和一个突变结二极管并联的结构的稳压二极管。
一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管的制造工艺，所述制造工艺的具体步骤为：
①在N型衬底抛光片表面，采用热氧化的方法制作1.6±0.05um的氧化层；
②使用半导体工艺中常用的光刻腐蚀技术在所述N型衬底抛光片上，光刻PN结保护环；
③使用硼纸扩散方法使所述PN结保护环成为方块电阻2.5±0.5Ω/□的P型掺杂区；
④在550℃～700℃的温度下，在所述PN结保护环(6)内的N型衬底抛光片(3)上的表面和该PN结保护环(6)的内半边处淀积厚度为2.0～3.0um和掺杂后方块电阻为23±3Ω/□的同一层多晶硅(1)；
⑤最后用光刻或干法刻蚀工艺去除表面多余的多晶硅。
本发明中普通PN结二极管环绕在突变结二极管周围，使突变结二极管侧向漏电流降至最低。由于淀积温度低，衬底中的杂质极少扩散到淀积的多晶硅材料中，所以得到的PN结是较理想的突变结，该突变结与稳压二极管设计要求十分接近，故采用本发明制作的稳压二极管的电性也是非常理想的。
本发明有效的解决了现有工艺生产的稳压二极管击穿漏电流大、反向阻抗大的问题，达到了反向击穿漏电流较小，击穿后的阻抗也较小，即在较大反向电流变化范围内电压波动较小，稳压的效果更好，能够满足高标准用户的要求。
附图说明
图1为本发明沉积多晶硅后形成的稳压二极管剖面图；
图2是本发明的稳压二极管的剖面图；
图3是本发明的稳压二极管中多晶硅-衬底杂质分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参照图1、图2，一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管，在N型衬底抛光片3上，先制作一个PN结保护环6，在该PN结保护环6内的N型衬底抛光片3上的表面和该PN结保护环6的内半边处淀积同一层多晶硅1，形成一种普通PN结二极管和一个突变结二极管并联的结构的稳压二极管。
一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管的制造工艺，所述制造工艺的具体步骤为：
①在电阻率为1～300mΩ·cm的N型衬底抛光片3表面，采用热氧化的方法制作1.6±0.05um的氧化层2；热氧化法的工艺条件是：温度1100℃，时间7小时，氢氧合成氧化。
②使用半导体工艺中常用的光刻腐蚀技术在所述N型衬底抛光片3上，光刻PN结保护环6；
③使用硼纸扩散方法使所述PN结保护环6成为方块电阻2.5±0.5Ω/□的P型掺杂区；硼纸扩散法的工艺条件是：温度985℃，时间40分钟，氮气环境下。
④在550℃～700℃的温度下，在所述PN结保护环6内的N型衬底抛光片3上的表面和该PN结保护环6的内半边处淀积厚度为2.0～3.0um和掺杂后方块电阻为23±3Ω/□的同一层多晶硅1；
⑤最后用光刻或干法刻蚀工艺去除表面多余的多晶硅1。
图3为本发明的稳压二极管，在CV测试仪上使用高频CV法测试得到的P型(多晶硅)和N型杂质浓度分布图。4为P型杂质浓度分布，5为N型杂质浓度分布。
Claims (3)
1.一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管，其特征在于：在N型衬底抛光片(3)上，先制作一个PN结保护环(6)，在该PN结保护环(6)内的N型衬底抛光片(3)上的表面和该PN结保护环(6)的内半边处淀积同一层多晶硅(1)，形成一种普通PN结二极管和一个突变结二极管并联的结构的稳压二极管。
2.一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管的制造工艺，其特征在于：所述制造工艺的具体步骤为：
①在N型衬底抛光片(3)表面，采用热氧化的方法制作1.6±0.05um的氧化层(2)；
②使用半导体工艺中常用的光刻腐蚀技术在所述N型衬底抛光片(3)上，光刻PN结保护环(6)；
③使用硼纸扩散方法使所述PN结保护环(6)成为方块电阻2.5±0.5Ω/□的P型掺杂区；
④在550℃～700℃的温度下，在所述PN结保护环(6)内的N型衬底抛光片(3)上的表面和该PN结保护环(6)的内半边处淀积厚度为2.0～3.0um和掺杂后方块电阻为23±3Ω/□的同一层多晶硅(1)；
⑤最后用光刻或干法刻蚀工艺去除表面多余的多晶硅(1)。
3.根据权利要求2所述的一种用多晶硅制作突变结的稳压二极管的制造工艺，其特征在于：所述N型衬底抛光片(3)的电阻率为1～300mΩ·cm。
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