一種二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明應(yīng)用于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體是指一種集成有電阻的二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多智能化功率模塊中需要用到自舉電路驅(qū)動才能有效運行。自舉電路也叫升壓電路，是指用自舉升壓二極管、自舉升壓電容等電子元件使放大電路中某部分產(chǎn)生自舉現(xiàn)象，從而達到提高電路的增益和擴展電路的輸出動態(tài)范圍，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高，有的電路升高的電壓能達到數(shù)倍電源電壓。
[0003]如前所述，自舉電路利用電阻、二極管、電容等元器件相互配合使電壓升高。傳統(tǒng)上，自舉電路中的電阻和二極管是獨立分開的，導(dǎo)致智能功率模塊的體積較大、成本較高，而采用體電阻結(jié)構(gòu)二極管的阻值波動較大，一致性非常差，阻值不易精確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中二極管和電阻分別制作，電路復(fù)雜、體積大、成本高，及采用體電阻結(jié)構(gòu)二極管阻值波動大、一致性差、不易精確控制的問題。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種二極管結(jié)構(gòu)，包括:
[0006]襯底；
[0007]形成于所述襯底正面上的有源區(qū)，所述襯底與有源區(qū)的摻雜類型相反；
[0008]形成于所述襯底正面上且暴露所述有源區(qū)的介質(zhì)層；
[0009]形成于所述有源區(qū)上的第一隔離層；
[0010]形成于所述第一隔離層上的電阻；
[0011]形成于所述介質(zhì)層、第一隔離層以及電阻上的第二隔離層；
[0012]形成于所述第一隔離層和第二隔離層中的第一正面電極引線孔；
[0013]形成于所述第二隔離層中的第二正面電極引線孔和壓點金屬引線孔；
[0014]形成于所述第二隔離層上的正面電極和壓點金屬，所述壓點金屬通過壓點金屬引線孔與所述電阻的一端電連接，所述正面電極通過第一正面電極引線孔與所述有源區(qū)電連接，并通過第二正面電極引線孔與所述電阻的另一端電連接；以及
[0015]形成于所述襯底背面上的背面電極。
[0016]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，所述電阻的材質(zhì)為多晶硅。
[0017]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，所述電阻為條形電阻。所述電阻的厚度為0.2?I μπι,寬度為50?500 μ m，長度為50?500 μ m。
[0018]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，所述介質(zhì)層的厚度為0.4?1.5 μ m，所述第一隔離層的厚度為0.2?1.0 μm。
[0019]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，還包括形成于所述襯底正面的外延層，所述有源區(qū)形成于所述外延層中，所述外延層與所述襯底的摻雜類型相同。
[0020]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，還包括形成于所述有源區(qū)中的重?fù)诫s區(qū)，所述重?fù)诫s區(qū)與所述有源區(qū)的摻雜類型相同，所述正面電極通過所述第一正面電極引線孔和所述重?fù)诫s區(qū)與所述有源區(qū)電連接。
[0021]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，所述第一隔離層和第二隔離層的材質(zhì)均為二氧化娃。
[0022]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)中，所述二極管和電阻適用于自舉電路。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種二極管結(jié)構(gòu)制作方法，包括:
[0024]提供一襯底，所述襯底正面形成有有源區(qū)以及暴露所述有源區(qū)的介質(zhì)層，所述襯底與所述有源區(qū)的摻雜類型相反；
[0025]在所述有源區(qū)上形成第一隔離層；
[0026]在所述第一隔離層的部分區(qū)域上形成電阻；
[0027]在所述介質(zhì)層、第一隔離層和電阻上形成第二隔離層；
[0028]在所述第二隔離層和所述介質(zhì)層中形成暴露所述有源區(qū)的第一正面電極引線孔；
[0029]在所述第二隔離層中形成第二正面電極引線孔和壓點金屬引線孔；
[0030]在所述第二隔離層上形成正面電極和壓點金屬，所述壓點金屬通過所述第二正面電極引線孔與所述電阻的一端電連接，所述正面電極通過所述壓點金屬引線孔與所述電阻的另一端電連接，并通過第一正面電極引線孔與上述有源區(qū)電連接；以及
[0031]在所述襯底的背面形成背面電極。
[0032]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述電阻的材質(zhì)為多晶硅。
[0033]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述電阻為長條形電阻。所述電阻的厚度為0.2?I μ m，寬度為50?500 μ m，長度為50?500 μ m。
[0034]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述介質(zhì)層的厚度為0.4?1.5 μm，所述第一隔離層的厚度為0.2?1.0 μm。
[0035]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述二極管還包括形成于所述襯底正面的外延層，所述有源區(qū)形成于所述外延層中，所述外延層與所述襯底的摻雜類型相同。
[0036]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述二極管還包括形成于所述有源區(qū)中的重?fù)诫s區(qū)，所述重?fù)诫s區(qū)與所述有源區(qū)的摻雜類型相同，所述正面電極通過所述第一正面電極引線孔和所述重?fù)诫s區(qū)與所述有源區(qū)電連接。
[0037]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述第一隔離層和第二隔離層的材質(zhì)均為二氧化硅。
[0038]可選的，在所述的二極管結(jié)構(gòu)制作方法中，所述二極管和電阻適用于自舉電路。
[0039]本發(fā)明將電阻集成在二極管的有源區(qū)上方，壓點金屬通過壓點金屬引線孔與電阻的一端電連接，正面電極通過第二正面電極引線孔與電阻的另一端電連接并通過第一正面電極引線孔與二極管的有源區(qū)電連接，電流從壓點金屬經(jīng)電阻的一端流向另一端，再通過與電阻的另一端電連接的正面電極流向二極管，然后從二極管的背面流出。本發(fā)明將傳統(tǒng)技術(shù)中分別制作的二極管與電阻整合到一個模塊，該模塊的體積與原二極管的體積一致，節(jié)省了芯片面積，簡化了電路的復(fù)雜度，降低了成本，并且與采用體電阻結(jié)構(gòu)的二極管相比，其阻值波動小，一致性好。
【附圖說明】
[0040]參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明。為了清楚起見，圖中各個層的相對厚度以及特定區(qū)的相對尺寸并沒有按比例繪制。在附圖中:
[0041]圖1是本發(fā)明一實施例中二極管結(jié)構(gòu)制造方法的流程示意圖；
[0042]圖2?11是本發(fā)明一實施例中二極管結(jié)構(gòu)制造過程中的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0043]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，將傳統(tǒng)的需要分別制作二極管和電阻的電路如自舉電路中的二極管與電阻整合到一個模塊(BSD)，將電阻集成在二極管的有源區(qū)上方，電流從壓點金屬經(jīng)電阻的一端流向另一端，再通過與電阻的另一端電連接的正面電極流向二極管，然后從二極管的背面流出，該模塊的體積與原二極管的體積一致，這樣節(jié)省了芯片面積，簡化了電路復(fù)雜度，降低了成本，并且與采用體電阻結(jié)構(gòu)的二極管相比，其阻值波動小，一致性好。
[0044]如圖11所示，所述集成有電阻的二極管包括:
[0045]襯底100 ；
[0046]形成于所述襯底100正面上的有源區(qū)103，所述襯底100與所述有源區(qū)103的摻雜類型相反；
[0047]形成于所述襯底100正面上且暴露有源區(qū)103的介質(zhì)層102 ；
[0048]形成于所述有源區(qū)103上的第一隔離層104 ；
[0049]形成于所述第一隔離層104上的電阻105 ;
[0050]形成于介質(zhì)層102、第一隔離層104以及電阻105上的第二隔離層106 ；
[0051]形成于所述第一隔離層104和第二隔離層106中的第一正面電極引線孔107以及形成于所述第二隔離層106中的第二正面電極引線孔110和壓點金屬引線孔109 ;
[0052]形成于所述第二隔離層106上的正面電極111和壓點金屬112，所述壓點金屬112通過壓點金屬引線孔109與電阻105的一端電連接，所述正面電極111通過第一正面電極引線孔107與所述有源區(qū)103電連接，并通過第二正面電極引線孔110與電阻105的另一端電連接；以及
[0053]形成于所述襯底100背面的背面電極。
[0054]如上所述，本發(fā)明將電阻105集成在二極管的有源區(qū)103上方，壓點金屬112通過壓點金屬引線孔109與電阻105的一端電連接，正面電極111通過第二正面電極引線孔110與電阻105的另一端電連接并通過第一正面電極引線孔107與二極管的有源區(qū)103電連接，電流從壓點金屬112經(jīng)電阻105的一端流向另一端，再通過與電阻105的另一端電連接的正面電極111流向二極管，然后從二極管的背面流出。
[0055]優(yōu)選的，所述襯底100上形成有外延層101，所述有源區(qū)103形成于所述外延層101中，所述外延層101與所述襯底100的摻雜類型相同，所述有源區(qū)103作為二極管的P區(qū)，所述襯底100和外延層101作為二極管的N區(qū)，形成外延層101有利于提高二極管的耐壓能力。更優(yōu)選的，所述有源區(qū)103中形成有重?fù)诫s區(qū)108，所述重?fù)诫s區(qū)108與所述有源區(qū)103的摻雜類型相同，以使正面電極111與二極管形成歐姆接觸。
[0056]現(xiàn)在將參照附圖1至11來詳細(xì)描述本發(fā)明的集成有電阻的二極管結(jié)構(gòu)制造方法。
[0057]如圖2所示，提供一襯底100。所述襯底100例如是N型襯底，厚度在200?550 μ m之間，電阻率在0.002?10 Ω.cm之間，優(yōu)選方案中，所述襯底100的厚度為280 μπι?320 μ m，電阻率為0.002?0.005 Ω.cm。當(dāng)然，所述襯底的厚度和電阻率并不局限于上述描述，可根據(jù)設(shè)計的二極管的特征調(diào)整襯底的厚度和電阻率。本實施例中，所述襯底100上形成有外延層101，具體的，在N型襯底上進行N型外延，外延層101的電阻率及厚度主要由設(shè)計的二極管的電壓決定，例如，所述襯底為N+襯底，所述外延層為N-外延層，外延厚度為50?55 μπι，電阻率為20?25 Ω.cm。在本發(fā)明其他實施例中，如果想讓二極管的軟度特性更好，可以采用N/N-雙層外延結(jié)構(gòu)，由實際需求決定，本發(fā)明不作限制。
[0058]如圖3所示，在所述外延層101上形成介質(zhì)層