稳压二极管制造技术

本发明专利技术涉及稳压二极管，包括P型衬底；形成于P型衬底一侧表面的N型外延；在N型外延内具有层叠接触的P+型离子掺杂区以及N阱，P+型离子掺杂区延及N型外延的表面以与外电路电性连接，P+型离子掺杂区于N型外延的厚度方向的投影完全覆盖N阱，P+型离子掺杂区与N阱之间的接触面形成用于稳压的PN结；在N型外延内还形成有N+型离子掺杂区，N+型离子掺杂区与P+型离子掺杂区、N阱均不接触，N+型离子掺杂区延及N型外延的表面以与外电路电性连接。该纵向结构的稳压二极管在保证器件的稳压精度，降低器件反向工作时的动态电阻，扩大器件的过流能力的同时，可以提供小于现有技术的器件面积，从而提高半导体器件的设计密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，具体涉及一种稳压二极管。

技术介绍

1、稳压二极管(zener diode)，亦作齐纳二极管。其利用pn结在反向击穿状态下电流可以在很大范围内变化而电压可以维持基本不变的特性在电路中反偏起到稳压的作用。

2、参考图1，是现有双极(bipolar)工艺中提供的一种横向稳压二极管的器件剖面示意图。如图1所示，p型衬底11上形成有n型外延13。p-型基区15和n+型离子掺杂区17形成于n型外延13内。其中p-型基区15和n+型离子掺杂区17在n型外延13的横向方向上相互交叠形成稳压二极管的关键组成部分，起稳压作用的pn结a。该横向稳压二极管的反向工作电流主要由n+型离子掺杂区17与p-型基区15的交叠面的纵切面面积决定，即n+型离子掺杂区17的结深和n+型离子掺杂区17的宽度的乘积，纵切面面积越大，稳压管二极管能承受的工作电流越大。

3、上述稳压二极管，因为是横向结构，其pn结a面积受n+型离子掺杂区17的结深和其宽度影响较大。n+型离子掺杂区17通常为高浓度低结深，所以为了提高其结面积一般的做法是提高其宽度，这样就导致横向稳压二极管的器件面积增大。同时由于n+型离子掺杂区17的浓度较大，使得该横向稳压二极管的pn结a为近似的突变结，其反向耐压的主要由p-型基区15的长度决定。耐压越高，要求p-型基区15的长度越长，进一步导致了该横向稳压二极管的器件面积增加。

技术实现思路

1、为了缩小现有技术中稳压二极管的器件面积，本申请提供一种稳压二极管。

2、本专利技术的技术方案提供一种稳压二极管，包括：p型衬底；形成于所述p型衬底一侧表面的n型外延；

3、在所述n型外延内具有层叠接触的p+型离子掺杂区以及n阱，p+型离子掺杂区延及n型外延的表面以与外电路电性连接，p+型离子掺杂区于所述n型外延的厚度方向的投影完全覆盖所述n阱，所述p+型离子掺杂区与所述n阱之间的接触面形成用于稳压的pn结；

4、在所述n型外延内还形成有n+型离子掺杂区，所述n+型离子掺杂区与所述p+型离子掺杂区不接触，所述n+型离子掺杂区延及所述n型外延的表面以与外电路电性连接。

5、优选地，在所述n型外延内，于所述p+型离子掺杂区与所述n型外延的接触界面处形成有p型离子掺杂区，所述p型离子掺杂区的掺杂浓度低于所述p+型离子掺杂区的掺杂浓度。

6、优选地，所述p型离子掺杂区至少覆盖所述p+型离子掺杂区的拐角区域；

7、或，所述p型离子掺杂区覆盖所述p+型离子掺杂区与所述n型外延接触的全部界面区域。

8、优选地，所述p型衬底与所述n型外延之间具有n型埋层，所述n+型离子掺杂区与所述n型埋层电性连接。

9、优选地，所述n型埋层于所述n型外延的厚度方向的投影覆盖所述p+型离子掺杂区以及所述n+型离子掺杂区的部分区域。

10、优选地，所述p型衬底与所述n型外延之间具有n型埋层，所述n+型离子掺杂区与所述n型埋层电性连接。

11、优选地，所述n型外延形成电性连接所述n型埋层与所述n+型离子掺杂区的深n阱。

12、优选地，还包括围绕n型外延设置的p型隔离层，所述p型隔离层下部延伸至与所述p型衬底接触，上部延及n型外延表面。

13、优选地，所述p型隔离层包括层叠接触形成在所述n型外延内的p型埋层以及p型上隔离层；

14、所述p型埋层延及所述p型衬底，所述p型上隔离层延及n型外延表面。

15、本申请提供一种纵向结构的稳压二极管的结构方案，其起到关键的稳压作用的pn结沿器件的纵向形成，因而避免了器件长度、功能区深度对pn结的过流能力的影响，在保证器件的稳压精度，降低器件反向工作的动态电阻，扩大器件的过流能力的同时，可以提供小于现有技术的器件面积，从而提高半导体器件的设计密度。

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【技术保护点】

1.一种稳压二极管，其特征在于，包括：P型衬底(11)；形成于所述P型衬底(11)一侧表面的N型外延(13)；

2.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，所述N阱(23)的掺杂浓度从N阱底部到N阱顶部浓度逐渐降低；

3.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，在所述N型外延(13)内，于所述P+型离子掺杂区(21)与所述N型外延(13)的接触界面处形成有P型离子掺杂区(22)，所述P型离子掺杂区(22)的掺杂浓度低于所述P+型离子掺杂区(21)的掺杂浓度。

4.如权利要求3所述的稳压二极管，其特征在于，所述P型离子掺杂区(22)至少覆盖所述P+型离子掺杂区(21)的拐角区域；

5.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，所述P型衬底(11)与所述N型外延(13)之间具有N型埋层(29)，所述N+型离子掺杂区(25)与所述N型埋层(29)电性连接。

6. 如权利要求5所述的稳压二极管，其特征在于，所述N型埋层(29)于所述N型外延(13) 的厚度方向的投影覆盖所述P+型离子掺杂区(21)以及所述N+型离子掺杂区(25)的部分区域。

7.如权利要求5所述的稳压二极管，其特征在于，所述P型衬底(11)与所述N型外延(13)之间具有N型埋层(29)，所述N+型离子掺杂区(25)与所述N型埋层(29)电性连接。

8.如权利要求7所述的稳压二极管，其特征在于，所述N型外延(13)形成电性连接所述N型埋层(29)与所述N+型离子掺杂区(25)的深N阱(27)。

9.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，还包括围绕N型外延(13)设置的P型隔离层(3)，所述P型隔离层下部延伸至与所述P型衬底(11)接触，上部延及N型外延(13)表面。

10.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，所述P型隔离层(3)包括层叠接触形成在所述N型外延(13)内的P型埋层(31)以及P型上隔离层(32)；

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【技术特征摘要】

1.一种稳压二极管，其特征在于，包括：p型衬底(11)；形成于所述p型衬底(11)一侧表面的n型外延(13)；

2.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，所述n阱(23)的掺杂浓度从n阱底部到n阱顶部浓度逐渐降低；

3.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，在所述n型外延(13)内，于所述p+型离子掺杂区(21)与所述n型外延(13)的接触界面处形成有p型离子掺杂区(22)，所述p型离子掺杂区(22)的掺杂浓度低于所述p+型离子掺杂区(21)的掺杂浓度。

4.如权利要求3所述的稳压二极管，其特征在于，所述p型离子掺杂区(22)至少覆盖所述p+型离子掺杂区(21)的拐角区域；

5.如权利要求1所述的稳压二极管，其特征在于，所述p型衬底(11)与所述n型外延(13)之间具有n型埋层(29)，所述n+型离子掺杂区(25)与所述n型埋层(29)电性连接。

6. 如权利要求5所述的稳压二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海林，张胜源，朱宇鹏，潘俊，韩磊，王威，王巍巍，
申请(专利权)人：合肥艾创微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：