整合于垂直栅鳍式场效二极管的静电放电及被动结构制造技术

本发明专利技术涉及整合于垂直栅鳍式场效二极管的静电放电及被动结构。具体涉及场效二极管结构利用具有L形截面的接面结构(自平面部分延展的鳍片)。阳极置于鳍片的顶面，而阴极置于平面部分的端面。鳍片与平面部分的垂直性造成阳极与阴极彼此垂直。第一栅极绝缘体接触介于顶面与平面部分之间的鳍片。第一栅极导体接触第一栅极绝缘体，而第一栅极绝缘体介于第一栅极导体与鳍片的表面之间。另外，第二栅极绝缘体接触介于端面与鳍片之间的平面部分。第二栅极导体接触第二栅极绝缘体，而第二栅极绝缘体系介于第二栅极导体与平面部分的表面之间。

【技术实现步骤摘要】

本揭露大体上关于二极管，并且更具体地说，关于鳍式集成电路结构中的垂直二极管。
技术介绍
鳍式场效晶体管(FinFET)利用鳍形半导体本体作为主要的晶体管元件。鳍片的中心(通道)乃是半导体，且鳍片的端部乃是导体，而上覆栅极供应电压场以改变鳍片中心的导电性。二极管包含容许电流在阳极与阴极之间沿着指定方向流动的p-n接面。二极管有许多类型；然而，二极管在可让电流通过之前，大体上需要先超过初始临限值。一些二极管可利用一或多个栅极来控制，用以判定让电流可通过二极管的轻易程度。晶体管具有单一通道以及导电性源极与漏极结构，一旦上覆栅极或栅极氧化物在鳍形结构上方形成，导电性源极与漏极结构便可轻易地掺有杂质，然而，与晶体管不同的是，二极管不容易受鳍形结构控制，因为二极管利用多个相隔紧密的杂质，而这些相隔紧密的杂质不易对准(双栅极场效二极管尤其如此)。因此，二极管不易使用鳍式晶体管结构来形成。
技术实现思路
本文中场效二极管结构的例示性具体实施例利用具有L形截面的接面结构。接面结构包含平面部分及鳍片部分。更具体地说，鳍片部分自平面部分(沿着第一方向)延展。平面部分沿着垂直于第一方向的第二方向延展。鳍片部分具有沿着第一方向远离平面部分的顶面。顶面与平面部分共面，但顶面横置于有别于平面部分的平面中。平面部分具有沿着第二方向远离鳍片部分的端面。端面与鳍片部分共面，但端面横置于有别于鳍片部分的平面中。阳极置于鳍片部分的顶面，而阴极置于平面部分的端面。鳍片部分与平面部分的垂直性造成阳极与阴极彼此垂直。第一栅极绝缘体接触沿着第一方向延展的鳍片部分的表面。具体而言，第一栅极绝缘体接触介于顶面与平面部分之间的鳍片部分的表面。第一栅极导体接触第一栅极绝缘体，而第一栅极绝缘体置于第一栅极导体与鳍片部分的表面之间。第一栅极导体可包含环绕栅极导体，此环绕栅极导体围绕沿着第一方向延展的矩形鳍片部分的全部四个侧面。此外，第一栅极绝缘体介于矩形鳍片部分的四个侧面与环绕栅极导体之间。另外，第二栅极绝缘体接触沿着第二方向延展的平面部分的表面。第二栅极绝缘体接触介于端面与鳍片部分之间的平面部分的表面。第二栅极导体接触第二栅极绝缘体，而第二栅极绝缘体置于第二栅极导体与平面部分的表面之间。按照这种方式，第二栅极导体包含静电放电保护装置。由于多个栅极的关系，接面结构包含介于阳极与阴极之间的多个p-n接面。举例而言，接面结构包含介于阳极与第一栅极导体之间的第一暂时p-n接面、介于鳍片部分与第二栅极导体之间的第二暂时p-n接面、以及介于阴极与第二栅极导体之间的第三永久p-n接面。在一些结构中，接面结构包含半导体。阳极包含具有第一类型杂质的导体，而阴极包含具有第二类型杂质的导体(其中第一类型杂质具有与第二类型杂质相反的极性)。因此，接面结构包含基于第一栅极导体与第二栅极导体之间的电压差的介于阳极与阴极之间的导体。本文中的附加场效二极管结构具体实施例包含亦具有L形截面的接面结构，其中接面结构包含平面部分及鳍片部分。此外，鳍片部分自平面部分沿着第一方向延展，而平面部分沿着垂直于第一方向的第二方向延展。鳍片部分具有沿着第一方向远离平面部分的顶面，其中顶面与平面部分共面。顶面横置于有别于平面部分的平面中。平面部分具有沿着第二方向远离鳍片部分的端面。端面与鳍片部分共面，并且端面横置于有别于鳍片部分的平面中。类似的是，阳极置于鳍片部分的顶面，而阴极置于平面部分的端面。第一栅极绝缘体接触沿着第一方向延展的鳍片部分的表面。具体而言，第一栅极绝缘体接触介于顶面与平面部分之间的鳍片部分的表面。第一栅极导体接触第一栅极绝缘体。第一栅极绝缘体置于第一栅极导体与鳍片部分的表面之间。第二栅极绝缘体接触沿着第二方向延展的平面部分的表面。第二栅极绝缘体接触介于端面与鳍片部分之间的平面部分的表面。镇流电阻器接触第二栅极绝缘体，而第二栅极绝缘体置于镇流电阻器与平面部分的表面之间。本文中的其它场效二极管结构包含位在L形鳍片的垂直部分上的多晶硅接面结构。正如先前论述的结构，L形鳍片包含平面部分及鳍片部分。鳍片部分还自平面部分沿着第一方向延展，而平面部分沿着垂直于第一方向的第二方向延展。鳍片部分具有沿着第一方向远离平面部分的顶面。顶面与平面部分共面，但顶面横置于有别于平面部分的平面中。平面部分具有沿着第二方向远离鳍片部分的端面。端面与鳍片部分共面，但端面横置于有别于鳍片部分的平面中。阳极置于鳍片部分的顶面，而阴极置于平面部分的端面。栅极绝缘体接触沿着第一方向延展的鳍片部分的表面。栅极绝缘体接触介于顶面与平面部分之间的鳍片部分的表面。栅极导体接触栅极绝缘体，而栅极绝缘体置于栅极导体与鳍片部分的表面之间。附图说明本文中的具体实施例将会参照图式经由以下详细说明而更加让人了解，这些图式不必然按照比例绘制，其中：图1是以透视图绘示场效二极管的示意图；图2是以透视图绘示图1所示场效二极管的示意图，以透明图展示出环绕栅极；图3是以截面图绘示图1所示场效二极管的示意图；图4是以平面图或俯视图绘示图1所示场效二极管的示意图；图5是以透视图绘示场效二极管的示意图；图6是以透视图绘示图5所示场效二极管的示意图，以透明图展示出环绕栅极；图7是以截面图绘示图5所示场效二极管的示意图；图8是以平面图或俯视图绘示图5所示场效二极管的示意图；图9是以透视图绘示场效二极管的示意图；图10是以透视图绘示图9所示场效二极管的示意图，以透明图展示出环绕栅极；图11是以截面图绘示图9所示场效二极管的示意图；图12是以平面图或俯视图绘示图9所示场效二极管的示意图；图13是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图；图14是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图；图15是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图1至4所示的场效二极管；图16是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图1至4所示的场效二极管；图17是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图5至8所示的场效二极管；图18是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图5至8所示的场效二极管；图19是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图9至12所示的场效二极管；图20是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图9至12所示的场效二极管；图21是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图9至12所示的场效二极管；以及图22是绘示部分形成的场效二极管的示意性透视图，该部分形成的场效二极管将会导致图9至12所示的场效二极管。具体实施方式如上所述，二极管不易使用鳍式晶体管结构来形成。因此，本揭露以鳍形结构呈现栅控二极管；然而，本揭露使用垂直鳍形结构(有时在本文中称为L形鳍形结构)，并且在鳍片的顶端上形成阳极、并在垂直于鳍片的平面结构的端部形成阴极，而不是尝试在鳍片内形成多个、相隔紧密的植入物及栅极的困难工作。这容许鳍式场效二极管(FinFED)具有一个或两个栅极，并且容许杂质与栅极更加容易在阴极与阳极区内形成并对准。再者，二极管的多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效二极管，其包含：具有L形截面的接面结构，该接面结构包含平面部分及鳍片部分，该鳍片部分自该平面部分沿着第一方向延展，该平面部分沿着垂直于该第一方向的第二方向延展，该鳍片部分具有沿着该第一方向远离该平面部分的顶面，该顶面与该平面部分共面，该顶面横置于有别于该平面部分的平面中，该平面部分具有沿着该第二方向远离该鳍片部分的端面，该端面与该鳍片部分共面，并且该端面横置于有别于该鳍片部分的平面中；阳极，其置于该鳍片部分的该顶面；阴极，其置于该平面部分的该端面；第一栅极绝缘体，其接触沿着该第一方向延展的该鳍片部分的表面，该第一栅极绝缘体接触介于该顶面与该平面部分之间的该鳍片部分的该表面；第一栅极导体，其接触该第一栅极绝缘体，该第一栅极绝缘体置于该第一栅极导体与该鳍片部分的该表面之间；第二栅极绝缘体，其接触沿着该第二方向延展的该平面部分的表面，该第二栅极绝缘体接触介于该端面与该鳍片部分之间的该平面部分的该表面；以及二栅极导体，其接触该第二栅极绝缘体，该第二栅极绝缘体置于该第二栅极导体与该平面部分的该表面之间。

【技术特征摘要】
2015.06.29 US 14/753,6281.一种场效二极管，其包含：具有L形截面的接面结构，该接面结构包含平面部分及鳍片部分，该鳍片部分自该平面部分沿着第一方向延展，该平面部分沿着垂直于该第一方向的第二方向延展，该鳍片部分具有沿着该第一方向远离该平面部分的顶面，该顶面与该平面部分共面，该顶面横置于有别于该平面部分的平面中，该平面部分具有沿着该第二方向远离该鳍片部分的端面，该端面与该鳍片部分共面，并且该端面横置于有别于该鳍片部分的平面中；阳极，其置于该鳍片部分的该顶面；阴极，其置于该平面部分的该端面；第一栅极绝缘体，其接触沿着该第一方向延展的该鳍片部分的表面，该第一栅极绝缘体接触介于该顶面与该平面部分之间的该鳍片部分的该表面；第一栅极导体，其接触该第一栅极绝缘体，该第一栅极绝缘体置于该第一栅极导体与该鳍片部分的该表面之间；第二栅极绝缘体，其接触沿着该第二方向延展的该平面部分的表面，该第二栅极绝缘体接触介于该端面与该鳍片部分之间的该平面部分的该表面；以及二栅极导体，其接触该第二栅极绝缘体，该第二栅极绝缘体置于该第二栅极导体与该平面部分的该表面之间。2.根据权利要求1所述的场效二极管，该接面结构包含介于该阳极与该阴极之间的多个p-n接面。3.根据权利要求1所述的场效二极管，该接面结构包含：第一暂时p-n接面，其介于该阳极与该第一栅极导体之间；第二暂时p-n接面，其介于该鳍片部分与该第二栅极导体之间；以及第三永久p-n接面，其介于该阴极与该第二栅极导体之间。4.根据权利要求1所述的场效二极管，该接面结构包含半导体，该阳极包含具有第一类型杂质的导体，该阴极包含具有第二类型杂质的导体，并且该第一类型杂质具有与该第二类型杂质相反的极性。5.根据权利要求1所述的场效二极管，该第一栅极导体包含环绕栅极导体，该环绕栅极导体围绕沿着该第一方向延展的该鳍片部分的侧面，并且该第一栅极绝缘体介于该鳍片部分的所述侧面与该环绕栅极导体之间。6.根据权利要求1所述的场效二极管，该第二栅极导体包含静电放电保护装置。7.根据权利要求1所述的场效二极管，该接面结构包含基于该第一栅极导体与该第二栅极导体之间的电压差的介于该阳极与该阴极之间的导体。8.一种场效二极管，其包含：具有L形截面的接面结构，该接面结构包含平面部分及鳍片部分，该鳍片部分自该平面部分沿着第一方向延展，该平面部分沿着垂直于该第一方向的第二方向延展，该鳍片部分具有沿着该第一方向远离该平面部分的顶面，该顶面与该平面部分共面，该顶面横置于有别于该平面部分的平面中，该平面部分具有沿着该第二方向远离该鳍片部分的端面，该端面与该鳍片部分共面，并且该端面横置于有别于该鳍片部分的平面中；阳极，其置于该鳍片部分的该顶面；阴极，其置于该平面部分的该端面；第一栅极绝缘体，其接触沿着该第一方向延展的该鳍片部分的表面，该第一栅极绝缘体接触介于该顶面与该平面部分之间的该鳍片部分的该表面；第一栅极导体，其接触该第一栅极绝缘体，该第一栅极绝缘体置
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·小戈捷，T·C·李，Y·李，R·米什拉，S·米特拉，A·朔尔策，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY