穩流管及其制造方法
【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]P+區104，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104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。
[0006]在各N型區103、P+區104的頂部分別形成有金屬接觸孔105，各N型區103都通過對應的金屬接觸孔105連接到由正面金屬層106組成的柵極，P+區104通過對應的金屬接觸孔105連接到由正面金屬層106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。
[0007]穩流管工作時，通過N型區103實現對縱向導電通道中的P型外延層102的完全耗盡從而實現縱向導電通道的夾斷，在夾斷狀態下穩流管實現穩定的導通電流。但是如圖1所示穩流管的縱向導電通道的夾斷位置是位于P型外延層102的表面，通常會因P型外延層102的表面缺陷導致器件失效，良率下降。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是提供一種穩流管，能將器件的夾斷位置設置在外延層內部，能夠避免外延層的表面缺陷導致器件失效，提高器件的穩定性和良率。為此，本發明還提供一種穩流管的制造方法。
[0009]為解決上述技術問題，本發明提供的穩流管包括:
[0010]P型重摻雜的硅襯底。
[0011]第一 P型外延層，形成于所述硅襯底的正面表面，所述第一 P型外延層為耐壓層，所述第一 P型外延層的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0012]在所述第一 P型外延層表面形成有兩個第一 N型區，兩個所述第一 N型區相隔一定距離。
[0013]在所述第一 P型外延層表面形成有第二 P型外延層，在兩個所述第一 N型區的頂部上方的所述第二 P型外延層中分別形成有一個第二 N型區，各所述第二 N型區貫穿整個所述第二 P型外延層并和底部對應的所述第一 N型區相接觸，兩個所述第一 N型區之間的間距小于兩個所述第二 N型區之間的間距，由位于兩個所述第二 N型區之間的所述第二 P型外延層以及位于兩個所述第一N型區之間的所述第一P型外延層組成所述穩流管的縱向導電通道。
[0014]第一 P+區，形成于兩個所述第二 N型區之間的所述第二 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。
[0015]在各所述第二 N型區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柵極，在所述第一 P+區的頂部形成有金屬接觸孔并該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。
[0016]所述穩流管工作時，位于兩個所述第一 N型區之間的所述第一 P型外延層完全耗盡所需電壓小于位于兩個所述第二N型區之間的所述第二P型外延層完全耗盡所需電壓，所述縱向導電通道的夾斷從所述第一N型區之間的所述第一P型外延層開始，并由所述第一N型區定義出所述縱向導電通道的夾斷發生的初始位置。
[0017]進一步的改進是，在所述第二 N型區的表面形成有第三N+區，所述第三N+區和對應的所述金屬接觸孔形成歐姆接觸。
[0018]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:
[0019]步驟一、在P型重摻雜的硅襯底的正面表面形成第一 P型外延層，所述第一 P型外延層為耐壓層，所述第一 P型外延層的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0020]步驟二、采用正面N型離子注入工藝在在所述第一 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。
[0021]步驟三、在所述第一 P型外延層表面形成第二 P型外延層。
[0022]步驟四、采用正面N型離子注入工藝在兩個所述第一 N型區的頂部上方的所述第二P型外延層中分別形成一個第二 N型區，各所述第二 N型區貫穿整個所述第二 P型外延層并和底部對應的所述第一 N型區相接觸，兩個所述第一 N型區之間的間距小于兩個所述第二 N型區之間的間距，由位于兩個所述第二 N型區之間的所述第二 P型外延層以及位于兩個所述第一 N型區之間的所述第一 P型外延層組成所述穩流管的縱向導電通道。
[0023]步驟五、采樣正面P+離子注入工藝在兩個所述第二 N型區之間的所述第二 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。
[0024]步驟六、在各所述第二 N型區和所述第一 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柵極和源極圖形，各所述第二 N型區都通過對應的所述金屬接觸孔連接到柵極，所述第一 P+區通過對應的所述金屬接觸孔連接到源極。
[0025]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，位于兩個所述第一 N型區之間的所述第一 P型外延層完全耗盡所需電壓小于位于兩個所述第二 N型區之間的所述第二 P型外延層完全耗盡所需電壓，所述縱向導電通道的夾斷從所述第一 N型區之間的所述第一 P型外延層開始，并由所述第一 N型區定義出所述縱向導電通道的夾斷發生的初始位置。
[0026]進一步的改進是，在步驟四中形成所述第二 N型區之后，還包括采樣正面N+離子注入工藝在兩個所述第二 N型區中分別形成一個第三N+區的步驟，所述第三N+區和對應的所述金屬接觸孔形成歐姆接觸。
[0027]本發明器件通過兩層外延層的設置，將形成于底部的第一 P外延層中形成的第一N型區之間的間距設定為小于形成于頂部的第二 P型外延層中形成的第二 N型區之間的間距，能夠通過第一N型區的位置定義出器件的縱向導電通道的夾斷發生的初始位置，從而能將器件的縱向導電通道的夾斷發生的初始位置設置在外延層的內部，能夠避免外延層的表面缺陷導致器件失效，提高器件的穩定性和良率。
【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3A-圖3D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】
[0032]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:
[0033]P型重摻雜的硅襯底I。
[0034]第一 P型外延層2，形成于所述硅襯底I的正面表面，所述第一 P型外延層2為耐壓層，所述第一 P型外延層2的厚度越大，穩流管的縱向耐壓越大。
[0035]在所述第一 P型外延層2表面形成有兩個第一 N型區3，兩個所述第一 N型區3相隔一定距離。
[0036]在所述第一 P型外延層2表面形成有第二 P型外延層4，在兩個所述第一 N型區3的頂部上方的所述第二 P型外延層4中分別形成有一個第二 N型區5，各所述第二 N型區5貫穿整個所述第二 P型外延層4并和底部對應的所述第一 N型區3相接觸，兩個所述第一N型區3之間的間距小于兩個所述第二 N型區5之間的間距，由位于兩個所述第二 N型區5之間的所述第二 P型外延層4以及位于兩個所述第一 N型區3之間的所述第一 P型外延層2組成所述穩流管的縱向導電通道。
[0037]第一 P+區6，形成于兩個所述第二 N型區5之間的所述第二 P型外延層4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]在各所述第二 N型區5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連接到由正面金屬層8組成的柵極；較佳為，在所述第二 N型區5的表面形成有第三N+區，