一种低漏电低压稳压二极管的制备方法技术

本发明专利技术公开一种低漏电低压稳压二极管的制备方法，属于半导体领域。提供N型衬底，在其表面依次形成N型外延层和场氧化层；在N型外延层中形成P+离子注入区，在整个表面淀积介质层；在P+离子注入区表面的介质层上开孔，形成欧姆接触区；在表面淀积金属，形成正面金属电极，在整个表面淀积钝化层并开孔，露出金属引线孔；研磨减薄N型衬底的背面，然后在N型衬底的背面淀积多层金属，形成背面金属电极。本发明专利技术减少了P

【技术实现步骤摘要】
一种低漏电低压稳压二极管的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种低漏电低压稳压二极管的制备方法。

技术介绍

[0002]稳压二极管是指利用PN结反向击穿状态下，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变，起到稳压作用的二极管。随着现代超大规模集成电路的快速发展，超深亚微米工艺已成为集成电路加工工艺的主流。为了降低集成电路的功耗，目前电路的工作电压越来越低，工作电流越来越小。在此背景下，作为低压稳压应用的低压稳压二极管的需求越来越多，同时对其性能要求也越来越高，除考虑稳压精度外，对低压稳压管的漏电流要求也越来越严苛。
[0003]低压稳压二极管的击穿机理主要是隧道击穿；隧道击穿是指在强电场下，由于隧道效应，使大量电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起的一种击穿现象。区别于雪崩击穿，隧道击穿的电压特性一般“较软”，即漏电流较大，因此在制备低压稳压二极管时控制其漏电水平更是重中之重。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低漏电低压稳压二极管的制备方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低漏电低压稳压二极管的制备方法，包括：
[0006]步骤一：提供N型衬底，在其表面依次形成N型外延层和场氧化层；
[0007]步骤二：在N型外延层中形成P+离子注入区，在整个表面淀积介质层；
[0008]步骤三：在P+离子注入区表面的介质层上开孔，形成欧姆接触区；
[0009]步骤四：在表面淀积金属，形成正面金属电极，在整个表面淀积钝化层并开孔，露出金属引线孔；
[0010]步骤五：研磨减薄N型衬底的背面，然后在N型衬底的背面淀积多层金属，形成背面金属电极。
[0011]在一种实施方式中，所述N型衬底为<100>晶向，掺As，电阻率为0.002ohm.cm～0.004ohm.cm，厚度为625μm。
[0012]在一种实施方式中，所述N型外延层的电阻率为0.010ohm.cm～0.017ohm.cm，厚度为3μm～5μm。
[0013]在一种实施方式中，所述P+离子注入区为离子BF2注入，掺杂浓度为1E16cm
‑3～8E16cm
‑3，离子注入能量在60KeV～80KeV。
[0014]在一种实施方式中，所述场氧化层FOX作为第一绝缘隔离层，其厚度为0.5μm～0.8μm；所述介质层作为第二绝缘隔离层，其厚度为0.3μm～0.5μm。
[0015]在一种实施方式中，在P+离子注入区表面的介质层上开孔，形成欧姆接触区包括：
[0016]利用光刻定义欧姆接触区，并通过湿法工艺腐蚀表层的介质层，使得后续的正面金属电极与P+离子注入区连接。
[0017]在一种实施方式中，所述正面金属电极为钛铝双层金属，钛在底层，厚度为0.1μm～0.2μm；铝在表层，属厚度为4μm～8μm。
[0018]在一种实施方式中，所述钝化层为SiO2和Si3N4双层膜质，且SiO2在内层，厚度为0.3μm～0.4μm；Si3N4在外层，厚度为0.4μm～0.6μm。
[0019]在一种实施方式中，研磨减薄N型衬底的背面，然后在N型衬底的背面淀积多层金属，形成背面金属电极包括：
[0020]将所述N型衬底减薄到180μm，通过蒸发工艺制作背面金属，形成背面金属电极；其中背面金属的材质为TiNiSnCuAu或TiNiSnSbAg。
[0021]本专利技术提供的一种低漏电低压稳压二极管的制备方法，具有以下有益效果：
[0022](1)在重掺杂的N型外延层上通过离子注入和RTA快速退火形成P+离子注入区，形成稳压二极管的PN结，与传统的低压稳压二极管相比减少了P
‑
区，可以相应的减少一次光刻，缩短生产流通周期，降低制造成本；
[0023](2)对N型外延层材料规格选型及P+离子注入区注入离子和退火工艺的特殊设计，通过两者的合理设计搭配，可以保证器件在较低的击穿电压时具备很低的漏电水平，提升了器件的整体性能；
[0024](3)正面金属电极为钛铝双层金属，钛在底层，形成良好的欧姆接触，减小接触电阻，同时可以有效避免铝穿刺现象。
附图说明
[0025]图1是在N型衬底表面形成N型外延层和场氧化层的示意图；
[0026]图2是P+离子注入区的示意图；
[0027]图3是在表面淀积LPTEOS介质层的示意图；
[0028]图4是光刻刻蚀开孔形成欧姆接触区的示意图；
[0029]图5是器件的正面进行金属淀积形成正面金属电极的示意图；
[0030]图6是在正面金属电极上淀积钝化层并开孔的示意图；
[0031]图7是在N型衬底的背面形成背面金属电极的示意图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种低漏电低压稳压二极管的制备方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0033]本专利技术提供一种低漏电低压稳压二极管的制备方法，包括如下步骤：
[0034]提供N型衬底N
‑
sub，在其表面形成N型外延层N
‑
epi，所述N型外延层N
‑
epi上生长一层场氧化层FOX，其厚度为0.5μm～0.8μm，为器件提供耐压需求，结构如图1所示；其中所述N型衬底N
‑
sub为<100>晶向，掺As，电阻率为0.002ohm.cm～0.004ohm.cm，厚度为625μm；所述N型外延层N
‑
epi的电阻率不能太高，厚度也不能偏厚，因此取其电阻率为0.010ohm.cm
～0.017ohm.cm，厚度为3μm～5μm。
[0035]通过光刻和湿法刻蚀在N型外延层N
‑
epi中定义出P+物理区域，再通过粒子质量较大的离子BF2注入掺杂及RTA快速退火形成具有一定杂质分布的P+离子注入区，结构如图2所示；离子BF2的掺杂浓度为1E16cm
‑3～8E16cm
‑3，离子注入能量在60KeV～80KeV，RTA快速退火对注入的离子进行激活，RTA快速温度在700℃～1200℃，时间在15S～60S。
[0036]通过LP炉管工艺在场氧化层FOX和P+离子注入区表面淀积一层绝缘的LPTEOS介质层，结构如图3所示；所述LPTEOS介质层的厚度为0.3μm～0.5μm，对其下面的P+离子注入区的边缘形成物理保护，防止金属与N型外延层接触，形成PN结穿通漏电。
[0037]通过光刻和湿法刻蚀在P+离子注入区表面的LPTEOS介质层上开孔，形成欧姆接触区，使得后续的正面金属电极与P+离子注入区连接，结构如图4所示。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低漏电低压稳压二极管的制备方法，其特征在于，包括：步骤一：提供N型衬底，在其表面依次形成N型外延层和场氧化层；步骤二：在N型外延层中形成P+离子注入区，在整个表面淀积介质层；步骤三：在P+离子注入区表面的介质层上开孔，形成欧姆接触区；步骤四：在表面淀积金属，形成正面金属电极，在整个表面淀积钝化层并开孔，露出金属引线孔；步骤五：研磨减薄N型衬底的背面，然后在N型衬底的背面淀积多层金属，形成背面金属电极。2.如权利要求1所述的低漏电低压稳压二极管的制备方法，其特征在于，所述N型衬底为<100>晶向，掺As，电阻率为0.002ohm.cm～0.004ohm.cm，厚度为625μm。3.如权利要求1所述的低漏电低压稳压二极管的制备方法，其特征在于，所述N型外延层的电阻率为0.010ohm.cm～0.017ohm.cm，厚度为3μm～5μm。4.如权利要求1所述的低漏电低压稳压二极管的制备方法，其特征在于，所述P+离子注入区为离子BF2注入，掺杂浓度为1E16cm
‑3～8E16cm
‑3，离子注入能量在60KeV～80KeV。5.如权利要求1所述的低漏电低压稳压二极管的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭时秋，胡高康，王涛，黄龙，吴建伟，张世权，
申请(专利权)人：无锡中微晶园电子有限公司，
类型：发明
国别省市：