低壓大變容比二極體的製造方法

2023-05-01 21:47:21

專利名稱：低壓大變容比二極體的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種變容二極體的製造方法，特別涉及一種低壓大變容比的二極體的製造方 法。本發明製造的二極體可應用的領域是低壓可攜式接收裝置。
背景技術：
在電子線路中需要使用調諧和調頻功能的領域， 一般要採用變容二極體。隨著電視、廣 播和通信的迅速發展，變容二極體的製造也逐漸發展，現已成為二極體家族中的一個重要分 支。目前，隨著大量可攜式通信裝置的出現，對變容二極體的電容變化比，即電容比，提出 了更高的要求，即要求在較小的工作電壓和電壓變化範圍下，具有更大的電容比，以滿足電 路中調諧和調頻的需求。
專利文獻l (美國專利，專利號N0.4 475 117，專利名稱Linear pn junction capacitance diode)公開了一種二極體製造技術，它通過雙擴散技術形成，當其反向電壓變化量約為25V 時，其電容變化約為20pF，且在低的反向電壓(0.2V~2.5 V)下，其變容比達到1.8。它的 缺點是形成的PN結較緩，變容比小、串聯電阻較大，不能滿足諸如MP3、 MP4等可攜式 等低壓電源接收裝置的要求。
專利文獻2 (公開號CN 1165586A，專利名稱變容二極體及製造變容二極體的方法) 公開了一種低壓變容二極體的製造方法，它是針對低壓可攜式接收裝置應用開發的製造技術， 只需較小的電壓變化就能達到較大的電容變化比，應用於電視接收器等低壓可攜式接收器件 中。它的結構特徵是在第二區上面澱積未摻雜多晶矽層，然後在多晶矽層中摻雜P+雜質，經 過850'C退火後，P+雜質通過多晶層擴散進入到外延層中形成第二區，該技術方案形成的PN 結結深為0.3fxm。但是，製備這種變容二極體需要採用LPCVD和多晶矽澱積工藝，工藝步驟 多。

發明內容
本發明的一種低壓大變容比二極體的製造方法，採用雙離子注入技術，通過調節PN結P 型區域和N型區域的注入劑量和退火時間，實現變容二極體的低壓大變容比。
為實現上述目的，本發明的一種低壓大變容比二極體的製造方法，其包括以下步驟-(1)在電阻率為0.001 Q cm 、重摻雜砷的N+、10O矽襯底片上，生長一 N型外延 層，外延層厚度為2.5 pm，電阻率為2.5Q cm，摻雜雜質為磷，形成所述低壓大變容比二 極管的1^++,1區域；(2) 對所述已生長了外延層的矽片進行常規氧化，生長一氧化層，厚度為1.2pm，常規 光刻，刻蝕出有源區窗口；
(3) 在所述已刻蝕出有源區窗口的矽片上進行常規氧化，生長一薄氧化層，厚度為180 nm,進行砷雜質注入，劑量為lX1014cm-2 ，能量為120KeV，在1150 。C下退火時間60分
鍾後，形成所述低壓大變容比二極體的N—2區域，漂光窗口上的薄氧化層；
(4) 在所述已形成N飛區域的矽片上，用常規方法生長一薄氧化層，厚度為180 nm， 進行硼雜質注入，劑量為lX1016cm—2，能量為60KeV，在900 'C下退火98分鐘後，形成所 述低壓大變容比二極體的P+區域，漂光窗口上的薄氧化層；
(5) 對已形成低壓大變容比二極體的N++/N"1/^^2/P+區的矽片，進行常規的金屬布線、 光刻、鈍化、合金，再對矽片的背面進行常規的減薄、背面金屬化，最終形成所述的低壓大 變容比二極體。
有益效果
本發明的低壓大變容比二極體的製造方法，是通過調節PN結P型區域和N型區域的注 入劑量和退火時間，通過雙離子注入技術，形成陡峭的PN結，提高二極體的變容比，使其 滿足低壓可攜式接收裝置對變容二極體的應用要求。
本發明製造的低壓大變容比二極體，在低的反向電壓和較小電壓變化範圍下，其相應的 電容變化比大，變容比能達到3.0。
本專利與專利1相比，提高了變容二極體在低電壓和較小電壓變化範圍下的變容比。與 專利文獻2相比，本發明的低壓大變容比二極體的製造方法，工藝步驟更少，在製造方法上 減輕了對設備和原材料的依賴和要求，能有效降低製造成本。


圖1是本發明的生長了外延層後的矽片剖面示意圖
圖2是圖1的矽片上生長氧化層後並形成有源區窗口後的剖面示意圖3是在圖2的矽片上進行磷雜質後，形成低壓大變容比二極體的N"2區後的剖面示意圖4是在圖3的矽片上漂光薄氧化層後的剖面示意圖5是對圖4的矽片上進行硼雜質後，形成低壓大變容比二極體的P+區後的剖面示意圖； 圖6是圖5的矽片上漂光薄氧化層後的剖面示意圖7是對圖6的矽片進行常規的金屬布線、鈍化、合金，再對矽片背面進行常規的減薄、金 屬化後形成的所述低壓大變容比二極體的剖面示意圖。
具體實施例方式
下面結合具體實例及附圖，對本發明作進一步詳細說明。
(1)在電阻率為0.001 Q 'cm ，重摻雜砷的N+、10O矽襯底片1上，常規方法生長一 N 型外延層2，外延層厚度為2.5nm，電阻率為2.5Q cm，摻雜雜質為磷，形成所述低壓大變 容比二極體的區域，如圖1所示。
(2)對所述已生長了外延層的矽片l進行常規氧化，生長一氧化層3，厚度為L2nm， 常規光刻，刻蝕出有源區窗口，窗口面積為220 pmX220pm，如圖2所示。
G)在所述已刻蝕出有源區窗口的矽片I上進行常規氧化，生長一薄氧化層A，厚度為 18nm，進行砷雜質注入，注入劑量為1X10"cm—2，注入能量為120KeV，在退火溫度為1150 'C下，退火60分鐘，退火後，形成所述低壓大變容比二極體的N"2區域4，如圖3所示。用 1: 50的HF溶液漂光窗口上的薄氧化層A，如圖4所示。
(4)在所述已形成『2區域4的矽片1上，用常規方法生長一層薄氧化層B，薄氧化層 厚度為180nm，進行硼雜質注入，注入劑量為1X10"cm'2，注入能量為60KeV,在900 °C 下，退火時間98分鐘，形成所述低壓大變容比二極體的P+區域5，如圖5所示。用l: 50的 HF溶液漂光窗口上的薄氧化層B，如圖6所示。
(5)對所述已形成所述低壓大變容比二極體的N++/^^1/N一2/P+區的矽片1，進行常規的 金屬布線，濺射矽鋁層6，厚度1.2pm，光刻，進行常規鈍化，形成鈍化層7，鈍化層厚度l pm，合金，合金溫度44(TC，時間3小時。再對矽片1的背面進行常規的減薄、背面金屬化， 形成背面金屬8，如圖7所示。最終形成所述低壓大變容比二極體。
本發明實施例的低壓大變容比二極體，在反向電壓0,2V時，電容值為30.3pF;在反向 電壓2.3V時，電容值為9.6pF。
上述所描述的加工工藝及其參數、化學溶液、加工設備等，除己描述的外，其餘的均為 本領域普通技術人員所知的常用技術，不再加以詳述。
權利要求
1. 一種低壓大變容比二極體的製造方法，其包括以下步驟(1)在電阻率為0. 001Ω·cm、重摻雜砷的N++矽襯底片上，生長一N型外延層，外延層厚度為2.5μm，電阻率為2.5Ω·cm，摻雜雜質為磷，形成所述低壓大變容比二極體的N++/N-1區域；(2)對所述已生長了外延層的矽片進行常規氧化，生長一氧化層，厚度為1.2μm，常規光刻，刻蝕出有源區窗口；(3)在所述已刻蝕出有源區窗口的矽片上進行常規氧化，生長一薄氧化層，厚度為180nm，進行砷雜質注入，劑量為1×1014cm-2，能量為120KeV，在1150℃下退火60分鐘後，形成所述低壓大變容比二極體的N-2區域，漂光窗口上的薄氧化層；(4)在所述已形成N-2區域的矽片上，用常規方法生長一薄氧化層，厚度為180nm，進行硼雜質注入，劑量為1×1016cm-2，能量為60KeV，在900℃下退火98分鐘後，形成所述低壓大變容比二極體的P+區域，漂光窗口上的薄氧化層；(5)對已形成所述低壓大變容比二極體的N++/N-1/N-2/P+區的矽片，進行常規的金屬布線、光刻、鈍化、合金，再對矽片的背面進行常規的減薄、背面金屬化，最終形成所述的低壓大變容比二極體。
全文摘要
本發明涉及一種低壓大變容比二極體的製造方法。本發明採用雙離子注入技術形成PN結二極體，通過調節PN結P型區域和N型區域的注入劑量和退火時間，形成陡峭的PN結，確保在低的反向電壓下保證二極體的變容比，使其滿足低壓可攜式接收裝置的應用要求。本發明的低壓大變容比二極體，在低的反向電壓和較小電壓變化範圍的情況下，其相應的電容比能達到3.0。本發明的低壓大變容比二極體可應用於低壓可攜式接收裝置。
文檔編號H01L21/329GK101383283SQ20081023288
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月17日 優先權日2008年10月17日
發明者歐紅旗, 稅國華, 胡明雨 申請人:中國電子科技集團公司第二十四研究所