一种SOI横向恒流二极管制造技术

本实用新型专利技术提供了一种SOI横向恒流二极管，属于半导体功率器件技术领域。所述横向恒流二极管由多个结构相同的元胞叉指连接形成，所述元胞包括衬底、埋氧层、第一导电类型轻掺杂硅、第二导电类型扩散阱区、第一导电类型沟道注入区、第二导电类型重掺杂区、第一重掺杂区、第二重掺杂区、氧化介质层、金属阳极和金属阴极，所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区均为第一导电类型。本实用新型专利技术恒流二极管采用SOI技术，可有效防止集成系统中衬底漏电流带来的不利影响。

A SOI transverse constant current diode

【技术实现步骤摘要】
一种SOI横向恒流二极管
本技术属于半导体功率器件
，具体涉及一种SOI横向恒流二极管。
技术介绍
恒流源作为稳定电源的一个分支，在近年来得到了迅速的发展。构成恒流源的核心器件已经由早期的电真空结构的镇流管跨入到半导体集成电路阶段。恒流源的应用已从传统的稳定电磁场、校准电流表等扩展到传感技术等新兴科技领域。由于LED行业的影响和对恒流源的需求应用领域的高性能电压稳定的电源和设备限流保护，研究高性能、低成本的恒流驱动技术已成为行业竞争的焦点。恒流二极管(CRD，CurrentRegulativeDiode)是一种半导体恒流器件，其用两端结型场效应管作为恒流源代替普通的由晶体管、稳压管和电阻等多个元件组成的恒流源，可以在一定的工作范围内保持一个恒定的电流值，其正向工作时为恒流输出，输出电流在几毫安到几十毫安之间，可直接驱动负载，实现了电路结构简单、器件体积小、器件可靠性高等目的。另外恒流器件的外围电路非常简单，使用方便，经济可靠，已广泛应用于自动控制、仪表仪器、保护电路等领域。然而，目前的恒流器件在集成系统中，存在衬底漏电流带来的不利影响。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种SOI横向恒流二极管。为解决上述技术问题，本技术实施例提供一种SOI横向恒流二极管，由多个结构相同的元胞叉指连接形成，所述元胞包括衬底、埋氧层、第一导电类型轻掺杂硅、第二导电类型扩散阱区、第一导电类型沟道注入区、第二导电类型重掺杂区、第一重掺杂区、第二重掺杂区、氧化介质层、金属阳极和金属阴极，所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区均为第一导电类型；所述埋氧层位于衬底上，所述第一导电类型轻掺杂硅位于埋氧层上；所述第二导电类型扩散阱区和第二重掺杂区间隔的位于第一导电类型轻掺杂硅中，所述第二导电类型重掺杂区和第一重掺杂区侧面相互接触的位于第二导电类型扩散阱区内；所述第一导电类型沟道注入区位于第一重掺杂区和第一导电类型轻掺杂硅之间的所述第二导电类型扩散阱区的上层；所述第二导电类型重掺杂区和第一重掺杂区与金属阴极欧姆接触，所述第二重掺杂区与金属阳极欧姆接触。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步的，所述金属阳极和所述金属阴极沿氧化介质层上表面延伸形成场板。进一步的，所述第二导电类型重掺杂区的掺杂浓度小于第一重掺杂区的掺杂浓度。为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种SOI横向恒流二极管，由多个结构相同的元胞叉指连接形成，所述元胞包括衬底、埋氧层、第一导电类型轻掺杂硅、第二导电类型扩散阱区、第二导电类型重掺杂区、第一重掺杂区、第二重掺杂区、氧化介质层、金属阳极和金属阴极，所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区均为第一导电类型；所述埋氧层位于衬底上，所述第一导电类型轻掺杂硅位于埋氧层上；所述第一重掺杂区位于所述第一导电类型轻掺杂硅中，所述第二重掺杂区位于所述第一重掺杂区的两侧，且位于所述第一导电类型轻掺杂硅中，所述第二导电类型扩散阱区位于第一重掺杂区和第二重掺杂硅之间；所述第二导电类型重掺杂区位于第二导电类型扩散阱区中，且与金属阴极欧姆接触，所述第二重掺杂区与金属阳极欧姆接触。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步的，所述横向恒流二极管所采用的半导体材料为硅或碳化硅。进一步的，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型；或者第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。本技术的有益效果是：本技术采用SOI技术，可有效防止集成系统中衬底漏电流带来的不利影响。另外，本技术的恒流二极管在第一重掺杂区和第一导电类型轻掺杂硅之间的第二导电类型扩散阱区的上层形成第一导电类型沟道注入区，引入沟道与JFET夹断控制电流，使得恒流二极管具有动态阻抗高、恒流特性好的特点。附图说明图1为本技术实施例1的一种SOI横向恒流二极管的结构示意图；图2为本技术实施例1的一种SOI横向恒流二极管的元胞结构示意图；图3为本技术实施例2的一种SOI横向恒流二极管的结构示意图；图4为本技术实施例1的正向IV特性曲线图；图5(a)-5(g)为本技术实施例1的一种SOI横向恒流二极管的制造方法的工艺流程示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：c(1)、c(2)…c(n)为元胞结构，n为正整数，表示元胞个数，0、衬底，1、埋氧层，2、第一导电类型轻掺杂硅，3、第二导电类型扩散阱区，4、第一导电类型沟道注入区，5、第二导电类型重掺杂区，6、第一重掺杂区，7、第二重掺杂区，8、氧化介质层，9、金属阳极，10、金属阴极。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1-2所示，本技术实施例1提供的一种SOI横向恒流二极管，由多个结构相同的元胞叉指连接形成，所述元胞包括衬底0、埋氧层1、第一导电类型轻掺杂硅2、第二导电类型扩散阱区3、第一导电类型沟道注入区4、第二导电类型重掺杂区5、第一重掺杂区6、第二重掺杂区7、氧化介质层8、金属阳极9和金属阴极10，所述第一重掺杂区6和所述第二重掺杂区7均为第一导电类型；所述埋氧层1位于衬底0上，所述第一导电类型轻掺杂硅2位于埋氧层1上；所述第二导电类型扩散阱区3和第二重掺杂区7间隔的位于第一导电类型轻掺杂硅2中，所述第二导电类型重掺杂区5和第一重掺杂区6侧面相互接触的位于第二导电类型扩散阱区3内；所述第一导电类型沟道注入区4位于第一重掺杂区6和第一导电类型轻掺杂硅2之间的所述第二导电类型扩散阱区3的上层；所述第二导电类型重掺杂区5和第一重掺杂区6与金属阴极10欧姆接触，所述第二重掺杂区7与金属阳极9欧姆接触。可选地，所述金属阳极9和所述金属阴极10沿氧化介质层8上表面延伸形成场板。可选地，所述第二导电类型重掺杂区5的掺杂浓度小于第一重掺杂区6的掺杂浓度。下面以第一导电类型为N型，第二导电类型为P型来介绍本技术的工作原理，工作原理如下：本技术的所述SOI横向恒流二极管在P型扩散阱区表面进行调沟注入，注入磷离子，使表面补偿形成N型沟道注入区，提供电子导通路径。通过调节调沟注入磷离子的剂量及P型扩散阱区注入窗口之间的距离，可使沟道区实现较小的夹断电压，沟道夹断后，随着电压的增大，载流子速度达到饱和，电流不随电压增大而增大，可实现较好的恒流能力。本技术所述恒流器件的金属阳极9连接高电位，金属阴极10连接低电位，P型扩散阱区和N型轻掺杂硅形成耗尽层，元胞两端的耗尽区之间形成垂直沟道，随着外加电压变大，耗尽层厚度不断加厚，耗尽层的扩展导致导电沟道变窄。当沟道尚未夹断时，沟道电阻为半导体电阻，电流随着电压的增大而增大，此时器件工作在线性区；当外加电压继续增大到两侧的耗尽层相接触时，沟道夹断，此时的阳极电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SOI横向恒流二极管，由多个结构相同的元胞叉指连接形成，其特征在于，所述元胞包括衬底(0)、埋氧层(1)、第一导电类型轻掺杂硅(2)、第二导电类型扩散阱区(3)、第一导电类型沟道注入区(4)、第二导电类型重掺杂区(5)、第一重掺杂区(6)、第二重掺杂区(7)、氧化介质层(8)、金属阳极(9)和金属阴极(10)，所述第一重掺杂区(6)和所述第二重掺杂区(7)均为第一导电类型；/n所述埋氧层(1)位于衬底(0)上，所述第一导电类型轻掺杂硅(2)位于埋氧层(1)上；/n所述第二导电类型扩散阱区(3)和第二重掺杂区(7)间隔的位于第一导电类型轻掺杂硅(2)中，所述第二导电类型重掺杂区(5)和第一重掺杂区(6)侧面相互接触的位于第二导电类型扩散阱区(3)内；/n所述第一导电类型沟道注入区(4)位于第一重掺杂区(6)和第一导电类型轻掺杂硅(2)之间的所述第二导电类型扩散阱区(3)的上层；/n所述第二导电类型重掺杂区(5)和第一重掺杂区(6)与金属阴极(10)欧姆接触，所述第二重掺杂区(7)与金属阳极(9)欧姆接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种SOI横向恒流二极管，由多个结构相同的元胞叉指连接形成，其特征在于，所述元胞包括衬底(0)、埋氧层(1)、第一导电类型轻掺杂硅(2)、第二导电类型扩散阱区(3)、第一导电类型沟道注入区(4)、第二导电类型重掺杂区(5)、第一重掺杂区(6)、第二重掺杂区(7)、氧化介质层(8)、金属阳极(9)和金属阴极(10)，所述第一重掺杂区(6)和所述第二重掺杂区(7)均为第一导电类型；
所述埋氧层(1)位于衬底(0)上，所述第一导电类型轻掺杂硅(2)位于埋氧层(1)上；
所述第二导电类型扩散阱区(3)和第二重掺杂区(7)间隔的位于第一导电类型轻掺杂硅(2)中，所述第二导电类型重掺杂区(5)和第一重掺杂区(6)侧面相互接触的位于第二导电类型扩散阱区(3)内；
所述第一导电类型沟道注入区(4)位于第一重掺杂区(6)和第一导电类型轻掺杂硅(2)之间的所述第二导电类型扩散阱区(3)的上层；
所述第二导电类型重掺杂区(5)和第一重掺杂区(6)与金属阴极(10)欧姆接触，所述第二重掺杂区(7)与金属阳极(9)欧姆接触。


2.根据权利要求1所述的一种SOI横向恒流二极管，其特征在于，所述金属阳极(9)和所述金属阴极(10)沿氧化介质层(8)上表面延伸形成场板。


3.根据权利要求1所述的一种SOI横向恒流二极管，其特征在于，所述第二导电类型重掺杂区(5)的掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔明，何林蓉，邓琪，
申请(专利权)人：成都矽能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51