一種制作二極管的方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種制作二極管的方法。本發明的上述實施例中，在外延層上生長氧化層；對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層；生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側墻；對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽；去掉所述氧化層的側墻，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。本發明實施例通過在形成氧化層的側墻，有效避免了現有技術制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導致環區結形貌變化，耗盡區不均勻，器件耐壓下降的技術問題。
【專利說明】
一種制作二極管的方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體芯片制造工藝技術領域，尤其涉及一種制作二極管的方法。
【背景技術】
[0002]恒流二極管是半導體恒流器件，它能在很寬的電壓范圍內輸出恒定的電流，并具有很高的動態阻抗。由于它們的恒流性能好、價格較低、使用簡便，因此目前已被廣泛用于LED器件中。恒流二極管和LED有很好的匹配性，而且可以保護LED免受由于過電流，過電壓，周波數的變動所造成的外圍破壞。因此，具有廣闊的應用前景。
[0003]目前，恒流二極管一般采用場限環以及添加金屬場板的方式來提高耐壓，此種方式環區耗盡區受P阱注入(包括P阱光刻，P阱注入等)影響非常大。很難得到具有均勻耗盡區的場限環。制作恒流二極管主要流程如下:如圖1所示，在N型外延層上形成溝槽；如圖2所示，完成P阱光刻及顯影。為了保證器件有足夠的耐壓，在環區表面，溝槽側壁位置，顯影后留下的光刻膠必須要向內縮，保證P阱有足夠的注入空間。然而，由于此步為深槽光刻，深槽為顯開區，因此曝光時必須添加足夠的曝光量，但過高的曝光量將會導致環區表面光刻膠形貌發生變化(膠側壁形貌較差)，這將直接影響P阱注入，最終導致環區結形貌變化，耗盡區不均勻，器件耐壓下降。
【發明內容】
[0004]本發明提供根據一種制作二極管的方法，以解決現有技術制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導致環區結形貌變化，耗盡區不均勻，器件耐壓下降的技術問題。
[0005]本發明實施例提供的一種制作二極管的方法，包括:
[0006]在外延層上生長氧化層；
[0007]對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層；
[0008]生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側墻；
[0009]對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽；
[0010]去掉所述氧化層的側墻，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；
[0011]在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層；
[0012]在襯底背面制作背面金屬層。
[0013]較佳地，對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層，還包括:
[0014]刻蝕掉有源區對應的溝槽區域的氧化層；
[0015]對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，還包括:
[0016]形成所述有源區對應的溝槽。
[0017]較佳地，對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層，還包括:
[0018]刻蝕掉有源區區域的氧化層；
[0019]生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，還包括:
[0020]亥1」蝕掉有源區對應的溝槽區域的掩膜層，形成所述有源區的掩膜層；
[0021]在相鄰的所述有源區的掩膜層間進行溝槽刻蝕，形成所述有源區對應的溝槽。
[0022]較佳地，所述掩膜層為氮化硅，采用濕法去掉所述氧化層的側墻。
[0023]較佳地，去掉所述氧化層的側墻之前，用光刻膠覆蓋所述有源區的掩膜層。
[0024]較佳地，所述外延層為N型外延層，所述離子為P型離子；或者
[0025]所述外延層為P型外延層，所述離子為N型離子。
[0026]本發明的上述實施例中，在外延層上生長氧化層；對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層；生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側墻；對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽；去掉所述氧化層的側墻，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。本發明實施例通過在形成氧化層的側墻，有效避免了現有技術制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導致環區結形貌變化，耗盡區不均勻，器件耐壓下降的技術問題。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1-圖2為現有技術二極管的制作方法流程圖；
[0029]圖3為本發明實施例提供的一種二極管的制作方法流程圖；
[0030]圖4-圖10為本發明實施例提供的一種二極管的制作過程中的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0032]如圖3所示，為本發明實施例提供的一種二極管的制作方法，該方法包括以下步驟:
[0033]步驟301，在外延層上生長氧化層；
[0034]步驟302，對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層；
[0035]步驟303，生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側墻；其中，掩膜層可以為氮化硅、氧化硅。
[0036]步驟304，對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽；
[0037]步驟305，去掉所述氧化層的側墻，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；
[0038]步驟306，在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。
[0039]在本實施例中，襯底為N型襯底，則外延層為生長在N型襯底上的N型硅片，襯底為P型襯底，則外延層為生長在P型襯底上的P型硅片，具體根據器件的設計來決定。若外延層為N型外延層，則注入的離子類型為P型；若外延層為P型外延層，則注入的離子類型為N型。
[0040]本發明實施例中的二極管包括終端區和有源區，其中終端區包括場限環。
[0041 ] 為了更清楚地理解本發明，下面結合具體實施例進行詳細說明。
[0042]實施例一
[0043]以外延層為N型外延層，注入的離子類型為P型為例進行介紹。
[0044]上述步驟301中，在襯底上生長外延層，在外延層上生成氧化層的結構如圖4所示。本步驟中，氧化層可為常規的氧化硅。
[0045]上述步驟302，在氧化層上鋪設光刻膠，對氧化層進行光刻和刻蝕，形成的結構如圖5所示。
[0046]上述步驟303，在氧化層上生長淀積一層氮化硅，形成的結構如圖6所示；對所述氮化硅層進行光刻和刻蝕，形成氧化層的側墻的結構如圖7所示。
[0047]上述步驟304，對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽的結構如圖8所示。
[0048]上述步驟305，用光刻膠覆蓋所述有源區的掩膜層，采用濕法去掉所述氧化層的側墻，形成的結構如圖9所示，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；本步驟中進行離子注入時，注入的高能離子可為硼離子，具體實施過程中的工藝參數可根據具體的二極管結構進行選用，本發明實施例提供一種常用的工藝參數:注入劑量通常為1E15-5E15個/cm2，注入能量可分別為注入能量應該為200KEV-500KEV之間。優選的，第一次為450KEV，第二次為350KEV，第三次為250KEV。具體的注入能量和產品設計有關。驅入溫度約為1150°C。
[0049]上述步驟306，在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層，形成的結構如圖10所示；介質層為二氧化娃和磷娃玻璃，形成介質層的溫度通常為880-950°C，厚度約為Ιμπι;正面金屬通常為鋁、硅、銅合金，厚度為3-4um左右。在襯底背面制作背面金屬層，在本步驟中的背面工藝包括襯底減薄、背面注入P離子、背面金屬層制作三種工藝，通常采用機械研磨的方式進行襯底減薄；襯底背面注入P離子，使襯底和背面金屬層形成歐姆接觸，背面金屬層通常為鈦、鎳、銀三層金屬薄膜，可以采用蒸鍍或濺射的方法制作，其中，第一層鈦的厚度通常為1000A，金屬薄膜鈦和硅襯底形成硅化物保證接觸特性良好，第二層鎳為粘附層，其厚度通常為2000A，第三層為銀金屬薄膜，其厚度約lum，保證后續打線等步驟不出問題。
[0050]實施例二
[0051]以外延層為N型外延層，注入的離子類型為P型為例進行介紹。
[0052]上述步驟301中，在襯底上生長外延層，在外延層上生成氧化層。本步驟中，氧化層可為常規的氧化硅。
[0053]上述步驟302，在氧化層上鋪設光刻膠，對氧化層進行光刻和刻蝕，并且刻蝕掉有源區對應的溝槽區域的氧化層。
[0054]上述步驟303，在氧化層上生長淀積一層氮化硅，對所述氮化硅層進行光刻和刻蝕，形成氧化層的側墻。
[0055]上述步驟304，對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽以及有源區對應的溝槽。
[0056]上述步驟305，采用濕法去掉所述氧化層的側墻，形成的結構如圖8所示，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；本步驟中進行離子注入時，注入的高能離子可為硼離子，具體實施過程中的工藝參數可根據具體的二極管結構進行選用，本發明實施例提供一種常用的工藝參數:注入劑量通常為1E15-5E15個/cm2，注入能量可分別為注入能量應該為200KEV-500KEV之間。優選的，第一次為450KEV，第二次為350KEV，第三次為250KEV。具體的注入能量和產品設計有關。驅入溫度約為1150°C。
[0057]上述步驟306，在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層；介質層為二氧化娃和磷硅玻璃，形成介質層的溫度通常為880-950°C，厚度約為I ym ;正面金屬通常為鋁、硅、銅合金，厚度為3-4um左右。在襯底背面制作背面金屬層，在本步驟中的背面工藝包括襯底減薄、背面注入P離子、背面金屬層制作三種工藝，通常采用機械研磨的方式進行襯底減薄；襯底背面注入P離子，使襯底和背面金屬層形成歐姆接觸，背面金屬層通常為鈦、鎳、銀三層金屬薄膜，可以采用蒸鍍或濺射的方法制作，其中，第一層鈦的厚度通常為1000A，金屬薄膜鈦和硅襯底形成硅化物保證接觸特性良好，第二層鎳為粘附層，其厚度通常為2000A，第三層為銀金屬薄膜，其厚度約lum，保證后續打線等步驟不出問題。
[0058]從上述內容可以看出:本發明的上述實施例中，在外延層上生長氧化層；對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層；生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側墻；對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽；去掉所述氧化層的側墻，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入；在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層；在襯底背面制作背面金屬層。本發明實施例通過在形成氧化層的側墻，有效避免了現有技術制作恒流二極管的過程中過高的曝光量導致環區結形貌變化，耗盡區不均勻，器件耐壓下降的技術問題。
[0059]盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
[0060]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種制作二極管的方法，其特征在于，包括: 在外延層上生長氧化層； 對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層； 生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，形成所述氧化層的側墻； 對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，形成所述場限環對應的溝槽； 去掉所述氧化層的側墻，對所述場限環對應的溝槽進行離子注入； 在所述外延層依次制作介質層、正面金屬層； 在襯底背面制作背面金屬層。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層，還包括: 刻蝕掉有源區對應的溝槽區域的氧化層； 對相鄰的所述氧化層間的區域進行溝槽刻蝕，還包括: 形成所述有源區對應的溝槽。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述氧化層進行光刻刻蝕，至少刻蝕掉場限環對應的溝槽區域的氧化層，還包括: 刻蝕掉有源區區域的氧化層； 生長掩膜層，并對所述掩膜層進行光刻刻蝕，還包括: 刻蝕掉有源區對應的溝槽區域的掩膜層，形成所述有源區的掩膜層； 在相鄰的所述有源區的掩膜層間進行溝槽刻蝕，形成所述有源區對應的溝槽。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜層為氮化硅，采用濕法去掉所述氧化層的側墻。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，去掉所述氧化層的側墻之前，用光刻膠覆蓋所述有源區的掩膜層。6.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述外延層為N型外延層，所述離子為P型離子；或者 所述外延層為P型外延層，所述離子為N型離子。
【文檔編號】H01L29/861GK105990134SQ201510041382
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發明人】趙圣哲
【申請人】北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司