特表 2024-506362 一方向過渡抑制ダイオード及びその製造プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-13

(54)【発明の名称】一方向過渡抑制ダイオード及びその製造プロセス

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/329 20060101AFI20240205BHJP

   H01L 29/06 20060101ALI20240205BHJP

【ＦＩ】

H01L29/90 Z

H01L29/06 301M

H01L29/06 301V

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023548784

(86)(22)【出願日】2021-09-30

(85)【翻訳文提出日】2023-08-09

(86)【国際出願番号】 CN2021122377

(87)【国際公開番号】W WO2023050387

(87)【国際公開日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】202111154291.6

(32)【優先日】2021-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523304674

【氏名又は名称】上海韋尓半導体股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＩＬＬ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ （ＳＨＡＮＧＨＡＩ） ＣＯ． ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｆｌｏｏｒ ７， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃ， Ｂｌｏｃｋ １， Ｎｏ． ３０００ Ｌｏｎｇｄｏｎｇ Ａｖｅｎｕｅ， Ｃｈｉｎａ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｐｉｌｏｔ Ｆｒｅｅ Ｔｒａｄｅ Ｚｏｎｅ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】呉 中瑞

(72)【発明者】

【氏名】張 棟

(72)【発明者】

【氏名】胡 勇海

(72)【発明者】

【氏名】▲し▼ 瑞千

(72)【発明者】

【氏名】趙 ▲ぱん▼

(72)【発明者】

【氏名】陸 逸楓

(57)【要約】

本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオード及びプロセスを提供し、前記ダイオードは、第一の導電型の基板と、第二の導電型の第一の注入領域と、第二の注入領域とを含み、第一の注入領域は、基板の表面に設置され、第二の注入領域は、基板の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さい。基板の正面には、阻止層と絶縁層が下から上へ順に設置され、第一の注入領域は、第一の金属によって第一の電極を引き出し、絶縁層は、阻止層と第一の金属層との間に設置され、裏面の第二の注入領域と基板がそれぞれ第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なり、本出願は、負サージ防止能力を向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向過渡抑制ダイオードであって、第一の導電型の基板と、第二の導電型の第一の注入領域と、第二の注入領域とを含み、
第一の注入領域は、基板の表面に設置され、第二の注入領域は、基板の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、
基板の正面には、阻止層と絶縁層が下から上へ順に設置され、第一の注入領域は、第一の金属によって第一の電極を引き出し、絶縁層は、阻止層と第一の金属層との間に設置され、裏面の第二の注入領域と基板がそれぞれ第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なる、ことを特徴とする一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項2】

ダイオードは、第二の導電型の第三の注入領域をさらに含み、
第二の注入領域の幅は、第三の注入領域の幅よりも大きく、且つ第三の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項3】

第三の注入領域は、間隔をおいて設置される複数の分割注入領域である、ことを特徴とする請求項２に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項4】

ダイオードは、第一の導電型の第四の注入領域及び／又は第二の導電型の第五の注入領域をさらに含み、
第四の注入領域は、第二の注入領域を被覆し、第四の注入領域は、第二の注入領域と接触し、第五の注入領域は、第一の注入領域を被覆し、第五の注入領域は、第一の注入領域から予め設定される距離離間する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項5】

第一の導電型は、Ｐ型であり、第二の導電型は、Ｎ型である、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項6】

阻止層は、シリカであり、絶縁層は、リンド―プシリカである、ことを特徴とする請求項１から３、５のいずれか１項に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項7】

一方向過渡抑制ダイオードであって、第一の導電型の基板と、第二の導電型の第一の注入領域と、第二の注入領域と、溝とを含み、
第一の注入領域は、基板の表面に設置され、第二の注入領域は、基板の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、
溝は、第一の注入領域を被覆し、且つ溝の溝壁に隔離層を成長させており、溝の深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きく、第一の注入領域は、第一の金属によって第一の電極を引き出し、裏面の第二の注入領域と基板がそれぞれ第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なる、ことを特徴とする一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項8】

ダイオードは、第二の導電型の第三の注入領域をさらに含み、
第二の注入領域の幅は、第三の注入領域の幅よりも大きく、且つ第三の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい、ことを特徴とする請求項７に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項9】

第三の注入領域は、間隔をおいて設置される複数の分割注入領域である、ことを特徴とする請求項８に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項10】

ダイオードは、第一の導電型の第四の注入領域をさらに含み、
第四の注入領域は、第二の注入領域を被覆し、第四の注入領域は、第二の注入領域と接触する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項11】

第一の導電型は、Ｐ型であり、第二の導電型は、Ｎ型である、ことを特徴とする請求項１０に記載の一方向過渡抑制ダイオード。

【請求項12】

一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセスであって、請求項１から６のいずれか１項に記載のダイオードを製造するために用いられ、前記製造プロセスは、
第一の導電型の基板に阻止層を形成することと、
順に基板の表面に第一の注入領域を形成し、裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域が、第一の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型が異なることと、
基板の表面の阻止層の上部に絶縁層を形成することと、
第一の注入領域で第一の金属によって第一の電極を引き出し、絶縁層が、阻止層と第一の金属層との間に設置され、第二の注入領域と基板で第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせることとを含む、ことを特徴とする一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【請求項13】

基板の裏面に第二の注入領域を形成する前に、前記製造プロセスは、
基板の裏面に第二の導電型の第三の注入領域を形成することを含み、第二の注入領域の幅は、第三の注入領域の幅よりも大きく、且つ第三の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい、ことを特徴とする請求項１２に記載の一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【請求項14】

基板の裏面に第二の注入領域を形成する前に、前記製造プロセスは、
基板の裏面に第一の導電型の第四の注入領域を形成することをさらに含み、ここで、第四の注入領域は、第二の注入領域を被覆し、第四の注入領域は、第二の注入領域と接触する、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【請求項15】

基板の裏面に第二の注入領域を形成する前に、前記製造プロセスは、
基板の表面に第一の導電型の第五の注入領域を形成することをさらに含み、ここで、第五の注入領域は、第一の注入領域を被覆し、第五の注入領域は、第一の注入領域から予め設定される距離離間する、ことを特徴とする請求項１２に記載の一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【請求項16】

一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセスであって、請求項７から１１のいずれか１項に記載のダイオードを製造するために用いられ、前記製造プロセスは、
基板の表面に第一の注入領域を形成することと、
基板に溝を形成し、溝に隔離層を成長させ、溝が、第一の注入領域を被覆し、溝の深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きいことと、
基板の裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域が、第一の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型が異なることと、
第一の注入領域で第一の金属によって第一の電極を引き出し、第二の注入領域と基板で第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせることとを含む、ことを特徴とする一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【請求項17】

基板の裏面に第二の注入領域を形成する前に、前記製造プロセスは、
基板の裏面に第二の導電型の第三の注入領域を形成することをさらに含み、第二の注入領域の幅は、第三の注入領域の幅よりも大きく、且つ第三の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい、ことを特徴とする請求項１６に記載の一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【請求項18】

基板の裏面に第二の注入領域を形成する前に、前記プロセスは、
基板の裏面に第一の導電型の第四の注入領域を形成することをさらに含み、ここで、第四の注入領域は、第二の注入領域を被覆し、第四の注入領域は、第二の注入領域と接触する、ことを特徴とする請求項１７に記載の一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願の実施例は、半導体技術分野に関し、具体的に、一方向過渡抑制ダイオード及びその製造プロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

サージとは、電気機器における通常の作動電圧を超える瞬間的な過電圧のことであり、サージの瞬間的なエネルギーは、回路を降伏するほど巨大であり、ＴＶＳ（過渡抑制ダイオード）は、よく使われるサージ保護デバイスであり、回路を効果的に保護することができる。

【0003】

応用環境の日々の複雑化に伴い、回路のサージ防止能力に対する要求は、ますます高くなり、サージ防止能力を向上させるために保護デバイスの面積を増やすことができるが、コストが高くなり、集積度がますます上がるにつれて、サージ保護デバイスの面積がますます小さくなるため、面積を増やさない場合、サージ防止能力を向上させることは、特に重要となる。

【0004】

同時に、ＴＶＳ信頼性は、電荷の影響を極めて受けやすい。降伏電圧の不安定は、実際的な応用における様々な問題を引き起こす。そのため、ＴＶＳ信頼性を向上させ、降伏電圧の安定性を保証し、デバイスが長時間正常に作動できることを確保することも非常に重要となる。

【発明の概要】

【0005】

本出願の実施例の目的は、超低容量ＥＳＤ保護デバイス及びその製造方法を提供することであり、本出願の実施例は、一方向ＴＶＳサージ防止能力及びＴＶＳの信頼性を向上させることができる。

【0006】

第一の態様によれば、本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオードを提供し、前記一方向過渡抑制ダイオードは、第一の導電型の基板と、第二の導電型の第一の注入領域と、第二の注入領域とを含み、
第一の注入領域は、基板の表面に設置され、第二の注入領域は、基板の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、
基板の正面には、阻止層と絶縁層が下から上へ順に設置され、第一の注入領域は、第一の金属によって第一の電極を引き出し、絶縁層は、阻止層と第一の金属層との間に設置され、裏面の第二の注入領域と基板がそれぞれ第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なることを特徴とする。

【0007】

従来技術と比べて、第一の態様による実施例は、絶縁層を阻止層と第一の金属層との間に設置し、且つ第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、絶縁層が電荷を遮蔽するために用いられ、それによってダイオードの降伏電圧が影響を受けないことを保証するとともに、基板の裏面の第二の注入領域の接合深さを比較的に浅くして、負サージ防止能力を向上させる。

【0008】

第二の態様によれば、本出願の実施例は、別の一方向過渡抑制ダイオードを提供し、前記一方向過渡抑制ダイオードは、第一の導電型の基板と、第二の導電型の第一の注入領域と、第二の注入領域と、溝とを含み、
第一の注入領域は、基板の表面に設置され、第二の注入領域は、基板の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、
溝は、第一の注入領域を被覆し、溝の溝壁に隔離層を成長させており、且つ溝の深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きく、第一の注入領域は、第一の金属によって第一の電極を引き出し、裏面の第二の注入領域と基板がそれぞれ第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なることを特徴とする。

【0009】

従来技術と比べて、第二の態様による実施例は、第一の注入領域の周囲で溝を設置し、溝の溝壁に隔離層を成長させており、且つ溝の深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きく、且つ第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、溝が電荷を遮蔽するために用いられ、それによってダイオードの降伏電圧が影響を受けないことを保証するとともに、基板の裏面の第二の注入領域の接合深さを比較的に浅くして、負サージ防止能力を向上させる。

【0010】

第三の態様によれば、本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセスを提供し、前記製造プロセスは、第一の態様に記載のダイオードを製造するために用いられ、前記製造プロセスは、
第一の導電型の基板に阻止層を形成することと、
順に基板の表面に第一の注入領域を形成し、裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域が、第一の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型が異なることと、
基板の裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域が、第二の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型が異なることと、
基板の表面の阻止層の上部に絶縁層を形成することと、
第一の注入領域で第一の金属によって第一の電極を引き出し、絶縁層が、阻止層と第一の金属層との間に設置され、第二の注入領域と基板で第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせることとを含む。

【0011】

従来技術と比べて、第三の態様による実施例の有益な効果は、本出願の第一の態様の実施例による一方向過渡抑制ダイオードの有益な効果と同じである。

【0012】

第四の態様によれば、本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセスを提供し、前記製造プロセスは、第二の態様に記載のダイオードを製造するために用いられ、前記製造プロセスは、
基板の表面に第一の注入領域を形成することと、
基板の表面に溝を形成し、溝に隔離層を形成し、溝が、第一の注入領域を被覆し、溝の深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きいことと、
基板の裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域が、第一の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さが、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型が異なることと、
第一の注入領域で第一の金属によって第一の電極を引き出し、第二の注入領域と基板で第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせることとを含むことを特徴とする。

【0013】

従来技術と比べて、第四の態様による一方向過渡抑制ダイオードの有益な効果は、第二の態様による技術案と同じであり、ここでこれ以上説明しない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

例示的な方法で以下の図面を参照しながら本発明の非限定的且つ非網羅的な実施方案を記述し、ここで、

【図1】従来技術における２種類の一方向過渡抑制ダイオードの構造概略図である。

【図2-5】は、図１のダイオード構造概略図に対して、本出願の各実施例構造を改良する概略図である。

【図6】従来技術における２種類の一方向過渡抑制ダイオードの構造概略図である。

【図7-10】は、図２のダイオード構造概略図に対して、本出願の各実施例構造を改良する概略図である。

【図11】本出願の図２から図５に示す実施例の製造プロセスフローチャートである。

【図12】本出願の図７から図１０に示す実施例の製造プロセスフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の上記及び他の特徴と利点をより明瞭にするために、以下では、図面を結びつけながら本発明をさらに記述する。理解すべきこととして、本明細書に記載の具体的な実施方案は、当業者に解釈する目的のためのものであり、例示的なものにすぎず、限定的なものではない。

【0016】

当業者が本発明の技術案をより良く理解するために、以下は、本発明の実施例における図面を結びつけながら、本発明の実施例における技術案を明瞭且つ完全に記述し、明らかに、記述された実施例は、ただ本発明の一部の実施例にすぎず、すべての実施例ではない。本発明における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例、いずれも本発明の保護範囲に属すべきである。

【0017】

説明すべきこととして、本発明の明細書と特許請求の範囲及び上記図面における用語である「第一の」、「第二の」などは、類似している対象を区別するものであり、必ずしも特定の順序又は前後手順を記述するためではない。理解すべきこととして、このように使用されるデータは、適切な場合に交換可能であり、ここで記述される本発明の実施例は、ここで図示又は記述されたもの以外の順序で実施されることが可能である。なお、用語である「含む」と「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものであり、例えば一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は機器は、必ずしも明瞭にリストアップされているそれらのステップ又はユニットに限らず、明瞭にリストアップされていない又はこれらのプロセス、方法、製品又は機器に固有の他のステップ又はユニットを含んでもよい。

【0018】

図１に示すように、図１は、従来技術における一方向過渡抑制ダイオードの構造概略図であり、図１に示す具体的な構造は、以下の通りである。

【0019】

基板１１の表面と裏面には、それぞれ接合深さが同じである注入領域１２と１３が順次に作成され、且つ裏面の注入領域１３と基板１１が金属１６によって繋がることで、基板１１の裏面の注入領域１３と基板１１をショートさせ、基板１１の表面の注入領域１２は、金属１５と繋がり、基板１１の表面の注入領域１２と基板１１は、阻止層１４で隔てられ、阻止層１４は、シリカであり、基板１１の表面の注入領域１２は、裏面の注入領域１３の導電型と同じであり、注入領域１２と注入領域１３の導電型は、基板１２の導電型と異なり、ここで、基板１１は、Ｐ型であってもよく、注入領域１２と注入領域１３は、いずれもＮ型であり、且つ基板１１の表面の注入領域１２と基板１１との間のｐｎ接合の接合深さは、裏面の注入領域１３と基板１１との間のｐｎ接合の接合深さと同じであり、従来技術において、阻止層１４上の電荷がデバイスの降伏電圧に極めて影響しやすく、且つ負サージが基板１１と基板１１の表面の注入領域１２に形成される順方向ｐｎ接合のみによって保護されるため、そのサージ防止能力は、比較的に弱い。従来技術において、表面の注入領域１２と金属層１５との間に阻止層１４が１層しかない。チップの生産製造中、阻止層１４のインタフェースには電荷が発生しやすく、電荷は、電界を形成し、ｐｎ接合の空乏領域に対して変化することによって、降伏電圧は、ドリフトし、負サージとは、電流方向が基板１１の裏面から表面に向かうサージであり、基板１１の裏面から表面まで、２つの径路があり、径路１は、基板１１から表面の注入領域１２に至り、径路２は、裏面の注入領域１３から基板１１、表面の注入領域１２に至り、従来技術において、裏面の注入領域１３と基板１１との間に形成されるｐｎ接合が高耐圧逆バイアス接合であるため、径路２は、導通しにくくなり、電流が、径路１のみによって逃されることができるため、通流面積は、小さく、発熱は、大きく、サージ防止能力は、弱い。

【0020】

そのため、従来技術における図１に示す構造の問題を解決するために、出願人は、以下の具体的な実施例によって従来技術における問題を解決するように検討した。

【0021】

＜実施例１＞
図２に示すように、本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオードを提供し、第一の導電型の基板２１と、第二の導電型の第一の注入領域２２と、第二の注入領域２３とを含み、
第一の注入領域２２は、基板２１の表面に設置され、第二の注入領域２３は、基板２１の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域２３と基板２１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域２２と基板２１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、基板２１の正面には、阻止層２４と絶縁層２７が下から上へ順に設置され、第一の注入領域２２は、第一の金属２５によって第一の電極を引き出し、絶縁層２７は、阻止層２４と第一の金属層２５との間に設置され、裏面の第二の注入領域２３と基板２１がそれぞれ第二の金属２６によって第二の電極を引き出すことで、基板２１の裏面の第二の注入領域２３と基板２１とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なり、本出願の実施例において、第一の注入領域２２と第二の注入領域２３は、いずれも高濃度ドープである。

【0022】

本出願の実施例では、第一の導電型は、Ｐ型であり、第二の導電型は、Ｎ型であり、ＮＰＮ構造を形成し、別の実施例において、第一の導電型は、Ｎ型であってもよく、第二の導電型は、Ｐ型であり、ＰＮＰ構造を形成し、且つ阻止層２４は、シリカであり、隔離役割と阻止役割を果たし、絶縁層２７は、リンド―プシリカであり、絶縁層２７の役割は、短絡を防止することであり、ダイオードデバイスの降伏電圧のドリフトは、電荷の影響を受け、リンド―プシリカには、不飽和のダングリングボンドが多く、これらのダングリングボンドは、電界を遮蔽する役割を果たすことができる。

【0023】

本出願の実施例では、第二の注入領域２３の幅は、第一の注入領域２２の幅よりも大きく、これは、主に正負サージ防止能力の配分問題を考慮しており、裏面の第二の注入領域２３が広ければ広いほど、正サージ防止能力は、強くなり、負サージ防止能力は、弱くなる。裏面の第二の注入領域２３は、表面の第一の注入領域２２よりも広く、正負サージ防止能力を効果的に配分することができる。

【0024】

＜実施例２＞
実施例１に加え、図３に示すように、本出願の実施例によるダイオードは、第二の導電型の第三の注入領域３１をさらに含み、第二の注入領域２３は、第三の注入領域３１の幅よりも大きく、裏面の第二の注入領域２３が基板の表面の第一の注入領域２２よりも広くなるように設定するのは、裏面の第二の注入領域２３が電子発射領域であるためであり、電子発射の数は、面積に関連し、面積が大きければ大きいほど、発射される電子は、多くなり、その通流能力は、強くなり、本出願の実施例において、第三の注入領域３１と基板２１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域２２と基板２１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きく、第二の注入領域２３は、高濃度ドープであり、本出願の実施例において、第一の導電型は、Ｐ型であり、第二の導電型は、Ｎ型であり、基板２１がＰ型である場合、第三の注入領域３１は、Ｎ型であり、基板２１がＮ型である場合、第三の注入領域３１は、Ｐ型である。別の実施例において、第一の導電型は、Ｎ型であってもよく、第二の導電型は、Ｐ型であり、本出願の実施例において、第三の注入領域３１は、表面の第一の注入領域２２－基板２１－裏面の第二の注入領域２３のベース領域長さを短縮しており、電流拡大倍数を向上させることによって、最大通流能力を向上させた。

【0025】

本出願の実施例では、第二の注入領域２３の幅は、第一の注入領域２２の幅よりも大きく、これは、主に正負サージ防止能力の配分問題を考慮しており、裏面の第二の注入領域２３が広ければ広いほど、正サージ防止能力は、強くなり、負サージ防止能力は、弱くなる。裏面の第二の注入領域２３は、表面の第一の注入領域２２よりも広く、正負サージ防止能力を効果的に配分することができる。

【0026】

＜実施例３＞
実施例２に加え、図４に示すように、本出願の実施例による一方向過渡抑制ダイオードは、第一の導電型の第四の注入領域４２及び／又は第二の導電型の第五の注入領域４１をさらに含み、第五の注入領域４１は、第一の注入領域２２を被覆し、第五の注入領域４１は、第一の注入領域２２から予め設定される距離離間し、予め設定される距離離間することによって表面の空乏領域の境界の広がりを緩やかにすることができ、第四の注入領域４２は、第二の注入領域２３を被覆し、第四の注入領域４２は、第二の注入領域２３と接触し、第四の注入領域４２が基板の裏面の第二の注入領域２３と接触することで第四の注入領域４２と基板の裏面の第二の注入領域２３との間のｐｎ接合が形成され、そうでなければ基板２１と基板の裏面の第二の注入領域２３との間のｐｎ接合を形成する。

【0027】

本出願の実施例では、本出願の実施例による一方向過渡抑制ダイオードは、第一の導電型の第四の注入領域４２又は第二の導電型の第五の注入領域４１のいずれか一つの注入領域のみを含んでもよい。

【0028】

本実施例では、基板２１がＰ型である場合、第四の注入領域４２は、Ｐ型であり、第五の注入領域４１は、Ｎ型であり、第四の注入領域４２は、Ｐ型であり、第五の注入領域４１は、Ｎ型であり、高濃度ドープである。

【0029】

本実施例では、第五の注入領域４１は、基板の表面の第一の注入領域２２と基板２１に形成されるｐｎ接合を実施例１と２の空乏領域エッジに対してより緩やかにすることができ、表面でなく内部で降伏が起こりやすくなり、表面に電荷が存在し、降伏が表面に発生した場合、降伏電圧は、影響を受ける。

【0030】

第四の注入領域４２は、高濃度ドーピングであり、第四の注入領域４２と第五の注入領域４１との間に形成されるｐｎ接合のＰ領域とＮ領域のドーピングがいずれも高濃度であるため、ツェナー降伏が極めて発生しやすく、降伏電圧は、とても低く、負サージである場合、基板の裏面の第四の注入領域４２－基板２１－基板の表面の第一の注入領域２２という径路は、導通して電流を流すことがよりやすくなる。

【0031】

＜実施例４＞
実施例４は、実施例３に加え、図５のように、第三の注入領域は、均一に間隔をおいて設置される複数の分割注入領域３１－１である。

【0032】

説明すべきこととして、実施例２における第三の注入領域３１は、間隔をおいて設置される複数の分割注入領域であってもよく、同時に、第五の注入領域４１は、基板の表面の第一の注入領域２２と基板２１に形成されるｐｎ接合を実施例２と３の空乏領域エッジに対してより緩やかにすることができる。

【0033】

本出願の実施例では、負サージである場合、基板の裏面の第四の注入領域４２－基板２１の表面の第一の注入領域２２という径路は、導通して電流を流すことがよりやすくなり、電流は、左右の両端に集中するのではなく、より均一に分散され、導通面積は、より大きくなる。

【0034】

＜実施例５＞
図６に示すように、基板６１には、基板６１の表面と裏面は、それぞれ接合深さが同じである注入領域６２と６３が順次に作成され、且つ裏面の注入領域６３と基板６１が金属６６によって繋がることで、基板６１の裏面の注入領域６３と基板６１をショートさせ、基板６１の表面の注入領域６２は、金属６５に繋がり、基板６１の表面の注入領域６２は、裏面の注入領域６３の導電型と同じであり、注入領域６２と注入領域６３の導電型は、基板６１の導電型と異なり、基板６１には溝６７を形成し、且つ溝６７は、第一の注入領域６２を被覆し、溝６７の溝壁に隔離層６４を成長させており、隔離層６４は、シリカであり、隔離層６４は、金属６５と基板６１とを隔離し、そうでなければ短絡（即ち電流方向は、表面金属６５－基板６１－裏面金属６６に従う）が発生する一方、基板の表面の第一の注入領域６２と基板６１に形成されるｐｎ接合の側辺を外部の環境から隔離し、ｐｎ接合が外部の環境の影響を受けることを防止することができる。ここで、基板６１は、Ｐ型であってもよく、注入領域６２と注入領域６３は、いずれもＮ型であり、且つ基板６１表面の注入領域６２と基板６１との間のｐｎ接合の接合深さは、裏面の注入領域６３と基板６１との間のｐｎ接合の接合深さと同じであり、負サージは、基板６１と基板６１表面の注入領域６２に形成される順方向ｐｎ接合によってのみ保護され、そのサージ防止能力は、比較的に弱く、従来技術における問題を解決するために、本出願の実施例の技術案を提案した。

【0035】

図７に示すように、実施例５と実施例１とが異なる点は、基板７１には、溝７７が設置され、溝７７は、第一の注入領域７２を被覆し、且つ溝７７の溝壁に隔離層７４を成長させており、溝７７の深さは、第一の注入領域７２と基板７１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きく、第一の注入領域７２は、基板７１の表面に設置され、第二の注入領域７３は、基板７１の裏面に設置され、ここで、第二の注入領域７２と基板７１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域７２と基板７１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の注入領域７２は、第一の金属によって第一の電極を引き出し、裏面の第二の注入領域７３と基板７１がそれぞれ第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域７３と基板７１とをショートさせ、第一の導電型と第二の導電型は異なる。

【0036】

本出願の実施例では、第二の注入領域７３の幅は、第一の注入領域７２の幅よりも大きく、これは、主に正負サージ防止能力の配分問題を考慮しており、裏面の第二の注入領域７３が広ければ広いほど、正サージ防止能力は、強くなり、負サージ防止能力は、弱くなり、裏面の第二の注入領域７３は、表面の第一の注入領域７２よりも広く、正負サージ防止能力を効果的に配分することができる。

【0037】

＜実施例６＞
実施例５に加え、図８に示すように、本出願の実施例によるダイオードは、第二の導電型の第三の注入領域８１をさらに含み、第二の注入領域７３は、第三の注入領域８１の幅よりも大きく、且つ第三の注入領域８１と基板７１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域７２と基板７１との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きく、第二の注入領域７３は、高濃度ドープであり、本出願の実施例において、基板７１がＰ型である場合、第三の注入領域８１は、Ｎ型であり、基板７１がＮ型である場合、第三の注入領域８１は、Ｐ型であり、本出願の実施例において、第一の導電型は、Ｐ型であり、第二の導電型は、Ｎ型であり、別の実施例において、第一の導電型は、Ｎ型であってもよく、第二の導電型は、Ｐ型である。本出願の実施例において、第三の注入領域８１は、表面の第一の注入領域７２－基板７１－裏面の第二の注入領域７３のベース領域長さを短縮しており、電流拡大倍数を向上させることによって、最大通流能力を向上させた。

【0038】

本出願の実施例では、第二の注入領域７３の幅は、第一の注入領域７２の幅よりも大きく。これは、主に正負サージ防止能力の配分問題を考慮しており、裏面の第二の注入領域７３が広ければ広いほど、正サージ防止能力は、強くなり、負サージ防止能力は、弱くなる。裏面の第二の注入領域７３は、表面の第一の注入領域７２よりも広く、正負サージ防止能力を効果的に配分することができる。

【0039】

＜実施例７＞
実施例６に加え、図９に示すように、実施例では、ダイオードは、第二の導電型の第四の注入領域９１をさらに含み、第四の注入領域９１は、第二の注入領域７３を被覆し、第四の注入領域９１は、第二の注入領域７３と接触し、第四の注入領域９１は、ツェナー降伏が極めて発生しやすいｐｎ接合を形成し、このｐｎ接合は、第四の注入領域９１と裏面の第二の注入領域７３との間の接合であり、これに導通して電流を流すことがよりやすくなる。

【0040】

＜実施例８＞
実施例７に加え、図１０に示すように、第三の注入領域８１は、均一に間隔をおいて設置される複数の分割注入領域８１－１である。

【0041】

説明すべきこととして、実施例６における第三の注入領域８１は、間隔をおいて設置される複数の分割注入領域であってもよい。

【0042】

本出願の実施例では、負サージである場合、基板の裏面の第二の注入領域７３－基板７１－基板の表面の第一の注入領域７２という径路は、導通して電流を流すことがよりやすくなり、電流は、図９に示す左右の両端に集中するのではない。

【0043】

図１１に示すように、本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセスをさらに提供し、前記プロセスは、実施例１から４に記載の一方向過渡抑制ダイオードを製造するために用いられ、
プロセスは、具体的に、以下を含む。

【0044】

ステップＳ１１、第一の導電型の基板に阻止層を形成する。

【0045】

ステップＳ１２、順に基板の表面に第一の注入領域を形成し、裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域は、第一の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型は異なる。

【0046】

ステップＳ１３、基板の表面の阻止層の上部に絶縁層を形成する。

【0047】

ステップＳ１４、第一の注入領域で第一の金属によって第一の電極を引き出し、絶縁層が、阻止層と第一の金属層との間に設置され、第二の注入領域と基板で第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせる。

【0048】

説明すべきこととして、まず、基板上で１回目の酸化を行い、阻止層を形成し、表面には、第一の注入領域のパターンがリソグラフィされ、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の表面の第一の注入領域を形成し、そして基板の裏面の第二の注入領域のリソグラフィを行い、不純物注入又は予備拡散を行い、短時間の高温によってアクティブ化して、基板の裏面の第二の注入領域を形成し、その後、基板の表面に絶縁層を成長させ、最後に基板の表面と裏面にサイズに応じた接触穴を刻み、金属を堆積し、金属をエッチングし、最終的なデバイスを形成し、ステップＳ１１からＳ１４に基づいて上記実施例１に記載のダイオード構造を製造することができる。

【0049】

ステップＳ１２において第二の注入領域を形成する前に、前記プロセスは、以下のステップをさらに含む。

【0050】

ステップＳ１６、基板の裏面に第二の導電型の第三の注入領域を形成し、第三の注入領域の幅は、第二の注入領域の幅よりも小さく、且つ第三の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい。

【0051】

説明すべきこととして、基板の表面と裏面の第一の注入領域と第二の注入領域に対し、リソグラフィとイオン注入を同時に行うことができ、つまり、基板の表面と裏面は、基板の表面の第一の注入領域及び裏面の第三の注入領域を同時にリソグラフィし、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の表面の第一の注入領域と基板の裏面の第三の注入領域を形成し、そして基板の裏面の第二の注入領域のリソグラフィを行い、不純物注入又は予備拡散を行い、短時間の高温によってアクティブ化して、裏面の第二の注入領域を形成し、ステップＳ１１からＳ１４とステップＳ１５に基づいて実施例２に示すダイオード構造を得ることができる。

【0052】

本ステップは、基板の表面の第一の注入領域を作成した後、第三の注入領域を作成してから、第二の注入領域を作成してもよく、図１１において、第三の注入領域の１種類のプロセス方式のみが示されており、即ち第一の注入領域と第三の注入領域が同時に作成されることが示されている。

【0053】

リソグラフィする時に第三の注入領域が、間隔をおいて設置される複数の分割注入領域である場合、ステップＳ１１からＳ１４とステップＳ１５に基づいて実施例４に示すダイオード構造を得ることができる。

【0054】

ステップＳ１２において第二の注入領域を形成すると同時に、前記プロセスは、
基板の裏面に第一の導電型の第四の注入領域を形成することをさらに含み、ここで、第四の注入領域は、第二の注入領域を被覆し、第四の注入領域は、第二の注入領域と接触する。

【0055】

図１１において、第三の注入領域の１種類のプロセス方式のみが示されており、即ち第二の注入領域と第四の注入領域が同時に作成されることが示されている。

【0056】

説明すべきこととして、第二の注入領域をリソグラフィすると同時に、基板の裏面の第四の注入領域を同時にリソグラフィしてから、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の裏面の第四の注入領域を形成し、本出願の実施例は、第二の注入領域を形成する前に、第四の注入領域を作成してもよい。

【0057】

ステップＳ１２において第二の注入領域を形成する前に、前記プロセスは、
基板の表面に第一の導電型の第五の注入領域を形成することをさらに含み、ここで、第五の注入領域は、第一の注入領域を被覆し、第五の注入領域は、第一の注入領域から予め設定される距離離間し、ステップＳ１１からＳ１４とステップＳ１６に基づいて上記実施例３に記載のダイオード構造を製造することができる。

【0058】

説明すべきこととして、第一の注入領域を形成するとともに、基板の表面の第五の注入領域をリソグラフィしてから、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の表面の第五の注入領域を形成し、このようにプロセスステップを節約し、コストを低減することができ、第五の注入領域は、第二の注入領域の前に行われてもよく、裏面の第二の注入領域の前に行われるのは、第五の注入領域の高温拡散が裏面の注入領域の深さに影響を与えることを防止するためであり、図１１において第三の注入領域の１種類のプロセス方式のみが示されており、即ち第一の注入領域と第五の注入領域が同時に作成されていることが示されている。

【0059】

図１２に示すように、本出願の実施例は、一方向過渡抑制ダイオードの製造プロセスをさらに提供し、前記製造プロセスは、以下のステップを含む。

【0060】

ステップＳ２１、順に基板の表面に第一の注入領域を形成する。

【0061】

ステップＳ２２、基板に溝を形成し、溝に隔離層を成長させ、溝は、第一の注入領域を被覆し、溝の深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい。

【0062】

ステップＳ２３、基板の裏面に第二の注入領域を形成し、第一の注入領域と第二の注入領域は、第一の導電型を有し、第二の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも小さく、第一の導電型と第二の導電型は異なる。

【0063】

ステップＳ２４、第一の注入領域で第一の金属によって第一の電極を引き出し、第二の注入領域と基板で第二の金属によって第二の電極を引き出すことで、基板の裏面の第二の注入領域と基板とをショートさせる。

【0064】

説明すべきこととして、表面に第一の注入領域のパターンをリソグラフィし、第一の注入領域への不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の表面の第一の注入領域を形成した後、溝をドライエッチング又はウェットエッチングしてから、基板の裏面の第二の注入領域のリソグラフィを行い、不純物注入又は予備拡散を行い、短時間の高温によってアクティブ化して、基板の裏面の第二の注入領域を形成し、最後に基板の表面と裏面にサイズに応じた接触穴を刻み、金属を堆積し、金属をエッチングし、最終的なデバイスを形成し、ステップＳ２１からＳ２４に基づいて上記実施例５に記載のダイオード構造を製造することができる。

【0065】

ステップＳ２３において第二の注入領域を形成する前に、前記プロセスは、以下のステップをさらに含む。

【0066】

ステップＳ２５、基板の裏面に第二の導電型の第三の注入領域を形成し、第三の注入領域の幅は、第二の注入領域の幅よりも小さく、且つ第三の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さは、第一の注入領域と基板との間に形成されるｐｎ接合の接合深さよりも大きい。

【0067】

説明すべきこととして、基板の表面と裏面の第一の注入領域と第二の注入領域に対し、リソグラフィとイオン注入を同時に行うことができ、つまり、基板の表面と裏面は、基板の表面の第一の注入領域及び裏面の第三の注入領域を同時にリソグラフィし、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の表面の第一の注入領域と基板の裏面の第三の注入領域を形成し、そして基板の裏面の第二の注入領域のリソグラフィを行い、不純物注入又は予備拡散を行い、短時間の高温によってアクティブ化して、裏面の第二の注入領域を形成し、ステップＳ２１からＳ２４とステップＳ２５に基づいて実施例６に示すダイオード構造を製造することができる。

【0068】

本ステップは、基板の表面の第一の注入領域が完了した後、第三の注入領域を作成してから、第二の注入領域を作成してもよく、図１２において、第三の注入領域の１種類のプロセス方式のみが示されており、即ち第一の注入領域が完了したと同時に第三の注入領域を作成することが示されている。

【0069】

リソグラフィする時に第三の注入領域が均一に間隔をおいて設置される複数の分割注入領域である場合、ステップＳ２１からＳ２４とステップＳ２５に基づいて実施例８に示すダイオード構造を得ることができる。

【0070】

ステップＳ２３において第二の注入領域を形成すると同時に、前記プロセスは、
基板の裏面に第一の導電型の第四の注入領域を形成することをさらに含み、ここで、第四の注入領域は、第二の注入領域を被覆し、第四の注入領域は、第二の注入領域と接触する。

【0071】

図１２において、第三の注入領域の１種類のプロセス方式のみが示されており、即ち第二の注入領域と第四の注入領域が同時に作成されることが示されている。

【0072】

説明すべきこととして、第二の注入領域をリソグラフィすると同時に、基板の裏面の第四の注入領域を同時にリソグラフィしてから、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の裏面の第四の注入領域を形成し、本出願の実施例は、第二の注入領域を形成する前に、第四の注入領域を作成してもよい。

【0073】

説明すべきこととして、第二の注入領域を形成する前に、第四の注入領域を作成してもよく、まず、基板の裏面の第四の注入領域をリソグラフィしてから、不純物注入又は予備拡散を行い、そして高温拡散を行って、基板の裏面の第四の注入領域を形成する。ステップＳ２１からＳ２４とステップＳ２６に基づいて実施例７に示すダイオード構造を製造することができる。

【0074】

以上の実施方案の各技術的特徴は、任意の組み合わせが可能になり、記述を簡潔にするために、上記実施方案における各技術的特徴のすべての可能な組み合わせをすべて記述していないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾がない限り、本明細書に記載の範囲と考えるべきである。

【0075】

実施方案を結びつけながら本発明を記述したが、当業者は、理解すべきこととして、上記の記述と図面がただ例示的であり、限定的なものではなく、本出願は、開示された実施方案に限らない。本発明の精神を逸脱しない場合、様々な改造と変形は、可能になる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】