穩流管及制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種穩流管。本發明還涉及一種穩流管的制造方法。
【背景技術】
[0002]穩流管作為分立器件，由于可提高電路穩定性及保護電路而被廣泛采用。如圖1所示，是現有穩流管的結構圖；現有穩流管包括:
[0003]P型重摻雜的硅襯底101。在硅襯底101的正面表面形成有P型外延層102，P型外延層102的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0004]兩個形成于P型外延層102表面的N型區103，兩個N型區103之間的所述P型外延層102組成所述穩流管的縱向導電通道，兩個所述第一 N型區103之間的間距越大，所述穩流管的縱向導電通道越寬，穩流管的導通電流越大。
[0005]在兩個N型區103中分別形成有一個N+區104，各N+區104用于實現對應的N型區103的電極引出。
[0006]P+區105，形成于兩個N型區103之間的所述P型外延層102表面的部分區域中。由P+區105組成縱向導電通道的源區，由硅襯底101組成所述縱向導電通道的漏區。
[0007]在各N+區104、P+區105的頂部分別形成有金屬接觸孔106并都通過對應的金屬接觸孔106連接到由正面金屬層107組成的源極；硅襯底101的背面形成有由背面金屬層組成的漏極。
[0008]穩流管工作時，源極接地，漏極連接大于等于夾斷電壓的偏置電壓，兩個N型區103同時對縱向導電通道底部區域的P型外延層102進行完全耗盡，這樣穩壓管能提供一個穩定的導通電流。
[0009]由圖1可知，現有技術中是通過調節P型外延層102的厚度實現較高縱向耐壓；而若要實現較大的導通電流，則通常需要增大縱向導電通道的寬度，也即需要增加兩個N型區103之間的間距，當N型區103之間的間距增加時，穩壓管在工作時漏極需要加更高的偏置電壓使縱向導電通道底部區域的P型外延層102進行完全耗盡，也即夾斷電壓會增加，而夾斷電壓的增加會使可靠性下降，電路被燒壞的可能性增加。也即現有結構在導通電流和夾斷電壓之間存在一個矛盾，當需要增加導通電流時，夾斷電壓也勢必會增加，無法同時實現大的導通電流和小的夾斷電壓。
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的技術問題是提供一種穩流管，能在夾斷電壓不變或減小的條件下增加器件的導通電流，實現大電流輸出。為此，本發明還提供一種穩流管的制造方法。
[0011]為解決上述技術問題，本發明提供的穩流管包括:
[0012]P型重摻雜的硅襯底。
[0013]P型外延層，形成于所述硅襯底的正面表面，所述P型外延層的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0014]兩個形成于所述P型外延層表面的第一 N型區，兩個所述第一 N型區相隔一定距離，由位于兩個所述第一 N型區之間的所述P型外延層組成所述穩流管的縱向導電通道，兩個所述第一 N型區之間的間距越大，所述穩流管的縱向導電通道越寬，所述穩流管的導通電流越大；兩個所述第一 N型區的底部都分別和所述硅襯底相隔一定距離。
[0015]第一 P+區，形成于兩個所述第一 N型區之間的所述P型外延層表面的部分區域中；由所述第一 P+區組成所述縱向導電通道的源區，由所述硅襯底組成所述縱向導電通道的漏區。
[0016]在兩個所述第一 N型區中分別形成有一個第二 N+區，各所述第二 N+區用于實現對應的所述第一 N型區的引出，各所述第二 N+區、所述第一 P+區的頂部分別形成有金屬接觸孔并都通過對應的所述金屬接觸孔連接到由正面金屬層組成的源極；所述硅襯底的背面形成有由背面金屬層組成的漏極。
[0017]第三N型區，形成于兩個所述第一 N型區之間的所述P型外延層的底部區域，所述第三N型區和所述硅襯底相隔一段距離，所述第三N型區和兩個所述第一 N型區也分別相隔一段距離。
[0018]所述穩流管工作時，所述源極接地，所述漏極連接大于等于夾斷電壓的偏置電壓，兩個所述第一N型區和所述第三N型區同時對所述縱向導電通道底部區域的所述P型外延層進行完全耗盡，通過所述第三N型區調節所述夾斷電壓，所述第三N型區的區域越大，所述夾斷電壓越小。
[0019]為解決上述技術問題，本發明提供的穩流管的制造方法包括如下步驟:
[0020]步驟一、在P型重摻雜的硅襯底的正面表面形成P型外延層，所述P型外延層的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0021]步驟二、采用正面N型離子注入工藝在所述P型外延層表面形成兩個第一 N型區，兩個所述第一 N型區相隔一定距離，由位于兩個所述第一 N型區之間的所述P型外延層組成所述穩流管的縱向導電通道，兩個所述第一 N型區之間的間距越大，所述穩流管的縱向導電通道越寬，所述穩流管的導通電流越大；兩個所述第一 N型區的底部都分別和所述硅襯底相隔一定距離。
[0022]步驟三、采用正面N型離子注入工藝在兩個所述第一 N型區之間的所述P型外延層的底部區域形成第三N型區，所述第三N型區和所述硅襯底相隔一段距離，所述第三N型區和兩個所述第一 N型區也分別相隔一段距離。
[0023]步驟四、采樣正面N+離子注入工藝在兩個所述第一 N型區中分別形成一個第二 N+區，各所述第二 N+區用于實現對應的所述第一 N型區的引出。
[0024]步驟五、采樣正面P+離子注入工藝在兩個所述第一 N型區之間的所述P型外延層表面的部分區域中形成第一P+區；由所述第一P+區組成所述縱向導電通道的源區，由所述硅襯底組成所述縱向導電通道的漏區。
[0025]步驟六、在各所述第二 N+區和所述第一 P+區的頂部分別形成金屬接觸孔，形成正面金屬層并對所述正面金屬層進行光刻刻蝕形成源極圖形，各所述第二 N+區和所述第一P+區都通過對應的所述金屬接觸孔連接到源極。
[0026]步驟七、在所述硅襯底的背面形成背面金屬層并由所述背面金屬層組成的漏極，所述穩流管工作時，所述源極接地，所述漏極連接大于等于夾斷電壓的偏置電壓，兩個所述第一N型區和所述第三N型區同時對所述縱向導電通道底部區域的所述P型外延層進行完全耗盡，通過所述第三N型區調節所述夾斷電壓，所述第三N型區的區域越大，所述夾斷電壓越小。
[0027]本發明通過在縱向導電通道底部區域的P型外延層中設置第三N型區，能夠在穩流管工作時增加對縱向導電通道底部區域的P型外延層的耗盡能力，從而能降低器件的夾斷電壓，本發明還能夠通過增加縱向導電通道的寬度增加導通電流，通過第三N型區對器件的夾斷電壓的調節，本發明能夠在導通電流的增加條件下，使夾斷電壓保持不變或降低，從而提高器件的可靠性。
【附圖說明】
[0028]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
[0029]圖1是現有穩流管的結構圖；
[0030]圖2是本發明實施例穩流管的結構圖；
[0031]圖3是本發明實施例穩流管和現有穩流管的夾斷電壓比較曲線；
[0032]圖4A-圖4E是本發明實施例方法的各步驟中的器件結構圖。
【具體實施方式】
[0033]如圖2所示，是本發明實施例穩流管的結構圖；本發明實施例穩流管包括:
[0034]P型重摻雜的硅襯底I。
[0035]P型外延層2，形成于所述硅襯底I的正面表面，所述P型外延層2的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0036]兩個形成于所述P型外延層2表面的第一 N型區3，兩個所述第一 N型區3相隔一定距離，由位于兩個所述第一 N型區3之間的所述P型外延層2組成所述穩流管的縱向導電通道，兩個所述第一 N型區3之間的間距越大，所述穩流管的縱向導電通道越寬，所述穩流管的導通電流越大；兩個所述第一N型區3的底部都分別和所述硅襯底I相隔一定距離。
[0037]第一 P+區6，形成于兩個所述第一 N型區3之間的所述P型外延層2表面的部分區域中；由所述第一 P+區6組成所述縱向導電通道的源區，由所述硅襯底I組成所述縱向導電通道的漏區。
[0038]在兩個所述第一 N型區3中分別形成有一個第二 N+區5，各所述第二 N+區5用于實現對應的所述第一 N型區3的引出，各所述第二 N+區5、所述第一 P+區6的頂部分別形成有金屬接觸孔7并都通過對應的所述金屬接觸孔7連接到由正面金