稳流管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种稳流管，包括：形成于P+硅衬底正面表面的第一P型外延层和第二P型外延层；在第一P型外延层中形成有两个第一N型区、在第二P型外延层中形成有两个第二N型区，第二N型区位于对应的第一N型区的顶部，两个第一N型区之间的间距小于第二N型区之间的间距，第一N型区之间和第二N型区之间的外延层组成纵向导电通道，在纵向导电通道顶部表面形成有P+区。本发明专利技术通过第一N型区的位置定义出器件的纵向导电通道的夹断发生的初始位置，从而能将器件的纵向导电通道的夹断发生的初始位置设置在外延层的内部，能够避免外延层的表面缺陷导致器件失效，提高器件的稳定性和良率。本发明专利技术还公开了一种稳流管的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种稳流管。本专利技术还涉及一种稳流管的制造方法。
技术介绍
稳流管作为分立器件，由于可提高电路稳定性及保护电路而被广泛采用。如图1所示，是现有稳流管的结构图；现有稳流管包括：P型重掺杂的硅衬底101。在硅衬底101的正面表面形成有P型外延层102，P型外延层102的厚度越大，稳流管的纵向耐压越大。两个形成于P型外延层102表面的N型区103，两个N型区103之间的所述P型外延层102组成所述稳流管的纵向导电通道，两个所述第一N型区103之间的间距越大，所述稳流管的纵向导电通道越宽,稳流管的导通电流越大。P+区104，形成于两个N型区103之间的所述P型外延层102表面的部分区域中。由P+区104组成纵向导电通道的源区，由硅衬底101组成所述纵向导电通道的漏区。在各N型区103、P+区104的顶部分别形成有金属接触孔105，各N型区103都通过对应的金属接触孔105连接到由正面金属层106组成的栅极，P+区104通过对应的金属接触孔105连接到由正面金属层106组成的源极；硅衬底101的背面形成有由背面金属层组成的漏极。稳流管工作时，通过N型区103实现对纵向导电通道中的P型外延层102的完全耗尽从而实现纵向导电通道的夹断，在夹断状态下稳流管实现稳定的导通电流。但是如图1所示稳流管的纵向导电通道的夹断位置是位于P型外延层102的表面，通常会因P型外延层102的表面缺陷导致器件失效，良率下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种稳流管，能将器件的夹断位置设置在外延层内部，能够避免外延层的表面缺陷导致器件失效，提高器件的稳定性和良率。为此，本专利技术还提供一种稳流管的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的稳流管包括：P型重掺杂的硅衬底。第一P型外延层，形成于所述硅衬底的正面表面，所述第一P型外延层为耐压层，所述第一P型外延层的厚度越大，稳流管的纵向耐压越大。在所述第一P型外延层表面形成有两个第一N型区，两个所述第一N型区相隔一定距离。在所述第一P型外延层表面形成有第二P型外延层，在两个所述第一N型区的顶部上方的所述第二P型外延层中分别形成有一个第二N型区，各所述第二N型区贯穿整个所述第二P型外延层并和底部对应的所述第一N型区相接触，两个所述第一N型区之间的间距小于两个所述第二N型区之间的间距，由位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层以及位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层组成所述稳流管的纵向导电通道。第一P+区，形成于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层表面的部分区域中；由所述第一P+区组成所述纵向导电通道的源区，由所述硅衬底组成所述纵向导电通道的漏区。在各所述第二N型区顶部分别形成有金属接触孔并都通过对应的所述金属接触孔连接到由正面金属层组成的栅极，在所述第一P+区的顶部形成有金属接触孔并该金属接触孔连接到由正面金属层组成的源极；所述硅衬底的背面形成有由背面金属层组成的漏极。所述稳流管工作时，位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层完全耗尽所需电压小于位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层完全耗尽所需电压，所述纵向导电通道的夹断从所述第一N型区之间的所述第一P型外延层开始，并由所述第一N型区定义出所述纵向导电通道的夹断发生的初始位置。进一步的改进是，在所述第二N型区的表面形成有第三N+区，所述第三N+区和对应的所述金属接触孔形成欧姆接触。为解决上述技术问题，本专利技术提供的稳流管的制造方法包括如下步骤：步骤一、在P型重掺杂的硅衬底的正面表面形成第一P型外延层，所述第一P型外延层为耐压层，所述第一P型外延层的厚度越大，稳流管的纵向耐压越大。步骤二、采用正面N型离子注入工艺在在所述第一P型外延层表面形成两个第一N型区，两个所述第一N型区相隔一定距离。步骤三、在所述第一P型外延层表面形成第二P型外延层。步骤四、采用正面N型离子注入工艺在两个所述第一N型区的顶部上方的所述第二P型外延层中分别形成一个第二N型区，各所述第二N型区贯穿整个所述第二P型外延层并和底部对应的所述第一N型区相接触，两个所述第一N型区之间的间距小于两个所述第二N型区之间的间距，由位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层以及位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层组成所述稳流管的纵向导电通道。步骤五、采样正面P+离子注入工艺在两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层表面的部分区域中形成第一P+区；由所述第一P+区组成所述纵向导电通道的源区，由所述硅衬底组成所述纵向导电通道的漏区。步骤六、在各所述第二N型区和所述第一P+区的顶部分别形成金属接触孔，形成正面金属层并对所述正面金属层进行光刻刻蚀形成栅极和源极图形，各所述第二N型区都通过对应的所述金属接触孔连接到栅极，所述第一P+区通过对应的所述金属接触孔连接到源极。步骤七、在所述硅衬底的背面形成背面金属层并由所述背面金属层组成的漏极；所述稳流管工作时，位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层完全耗尽所需电压小于位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层完全耗尽所需电压，所述纵向导电通道的夹断从所述第一N型区之间的所述第一P型外延层开始，并由所述第一N型区定义出所述纵向导电通道的夹断发生的初始位置。进一步的改进是，在步骤四中形成所述第二N型区之后，还包括采样正面N+离子注入工艺在两个所述第二N型区中分别形成一个第三N+区的步骤，所述第三N+区和对应的所述金属接触孔形成欧姆接触。本专利技术器件通过两层外延层的设置，将形成于底部的第一P外延层中形成的第一N型区之间的间距设定为小于形成于顶部的第二P型外延层中形成的第二N型区之间的间距，能够通过第一N型区的位置定义出器件的纵向导电通道的夹断发生的初始位置，从而能将器件的纵向导电通道的夹断发生的初始位置设置在外延层的内部，能够避免外延层的表面缺陷导致器件失效，提高器件的稳定性和良率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是现有稳流管的结构图；图2是本专利技术实施例稳流管的结构图；图3A-图3D是本专利技术实施例方法的各步骤中的器件结构图。具体实施方式如图2所示，是本专利技术实施例稳流管的结构图；本专利技术实施例稳流管包括：P型重掺杂的硅衬底1。第一P型外延层2，形成于所述硅衬底1的正面表面，所述第一P型外延层2为耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳流管，其特征在于，包括：P型重掺杂的硅衬底；第一P型外延层，形成于所述硅衬底的正面表面，所述第一P型外延层为耐压层，所述第一P型外延层的厚度越大，稳流管的纵向耐压越大；在所述第一P型外延层表面形成有两个第一N型区，两个所述第一N型区相隔一定距离；在所述第一P型外延层表面形成有第二P型外延层，在两个所述第一N型区的顶部上方的所述第二P型外延层中分别形成有一个第二N型区，各所述第二N型区贯穿整个所述第二P型外延层并和底部对应的所述第一N型区相接触，两个所述第一N型区之间的间距小于两个所述第二N型区之间的间距，由位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层以及位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层组成所述稳流管的纵向导电通道；第一P+区，形成于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层表面的部分区域中；由所述第一P+区组成所述纵向导电通道的源区，由所述硅衬底组成所述纵向导电通道的漏区；在各所述第二N型区顶部分别形成有金属接触孔并都通过对应的所述金属接触孔连接到由正面金属层组成的栅极，在所述第一P+区的顶部形成有金属接触孔并该金属接触孔连接到由正面金属层组成的源极；所述硅衬底的背面形成有由背面金属层组成的漏极；所述稳流管工作时，位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层完全耗尽所需电压小于位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层完全耗尽所需电压，所述纵向导电通道的夹断从所述第一N型区之间的所述第一P型外延层开始，并由所述第一N型区定义出所述纵向导电通道的夹断发生的初始位置。...

【技术特征摘要】
1.一种稳流管，其特征在于，包括：
P型重掺杂的硅衬底；
第一P型外延层，形成于所述硅衬底的正面表面，所述第一P型外延层为耐压层，
所述第一P型外延层的厚度越大，稳流管的纵向耐压越大；
在所述第一P型外延层表面形成有两个第一N型区，两个所述第一N型区相隔一
定距离；
在所述第一P型外延层表面形成有第二P型外延层，在两个所述第一N型区的顶
部上方的所述第二P型外延层中分别形成有一个第二N型区，各所述第二N型区贯穿
整个所述第二P型外延层并和底部对应的所述第一N型区相接触，两个所述第一N型
区之间的间距小于两个所述第二N型区之间的间距，由位于两个所述第二N型区之间
的所述第二P型外延层以及位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层组成
所述稳流管的纵向导电通道；
第一P+区，形成于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层表面的部分区
域中；由所述第一P+区组成所述纵向导电通道的源区，由所述硅衬底组成所述纵向导
电通道的漏区；
在各所述第二N型区顶部分别形成有金属接触孔并都通过对应的所述金属接触孔
连接到由正面金属层组成的栅极，在所述第一P+区的顶部形成有金属接触孔并该金属
接触孔连接到由正面金属层组成的源极；所述硅衬底的背面形成有由背面金属层组成
的漏极；
所述稳流管工作时，位于两个所述第一N型区之间的所述第一P型外延层完全耗
尽所需电压小于位于两个所述第二N型区之间的所述第二P型外延层完全耗尽所需电
压，所述纵向导电通道的夹断从所述第一N型区之间的所述第一P型外延层开始，并
由所述第一N型区定义出所述纵向导电通道的夹断发生的初始位置。
2.如权利要求1所述的稳流管，其特征在于：在所述第二N型区的表面形成有
第三N+区，所述第三N+区和对应的所述金属接触孔形成欧姆接触。
3.一种稳流管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在P型重掺杂的硅衬底的正面表面形成第一P型外延层，所述第一P型
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱文生，刘冬华，段文婷，胡君，石晶，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31