一种触发增强多晶二极管及其制作方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造领域，具体地说涉及一种触发增强多晶二极管。所述触发增强多晶二极管，包括半导体衬底、设置在半导体衬底上的栅氧层、设置在栅氧上的多晶硅层以及设置在多晶硅层上的多层金属，多层金属包括第一金属引出和第二金属引出；多晶硅层为注入了P型杂质和N型杂质的PIN二级管；PIN二级管的I区为低浓度P-区域或低浓度N-区域；PIN二级管的I区之下设有高浓度注入区域；第一金属引出与PIN二级管的P注入区和高浓度注入区域连接形成阳极，第二金属引出与PIN二级管的N注入区连接形成阴极。本发明专利技术还提供一种触发增强多晶二极管的制作方法。本发明专利技术具有良好的工艺兼容性及更强的静电保护能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体地说涉及。
技术介绍
静电在自然界时刻都存在，当芯片的外部环境或者芯片内部累积的静电荷，通过芯片的管脚流入或流出芯片内部时，瞬间产生的电流(峰值可达数安培)或电压，就会损坏集成电路，使芯片功能失效。在集成电路(IC)的整个生命周期中，从制造、封装、运输、装配，甚至在完成的IC产品中，都时刻面临着静电放电(ESD)的冲击。静电防护无论对于电子产品制造商还是消费者而言代价都很高。当人体能感觉到静电存在时，其产生的静电已经达到了数万伏特，足以损坏绝大部分的电子元器件。随着半导体行业的发展，特征尺寸进一步缩小，元件密度越来越大，电子元器件遭受静电损伤的可能性越来越大。所以，设计合格的静电保护是所有产业化电子器件的应有之义。因此需要设计一种触发增强多晶二极管作为静电保护器件，来满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种触发增强多晶二极管，用于静电保护应用，具有良好的工艺兼容性，能满足基本的静电保护要求。本专利技术的另一目的在于提供一种触发增强多晶二极管的制作方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种触发增强多晶二极管，包括半导体衬底、设置在所述半导体衬底上的栅氧层、 设置在所述栅氧上的多晶硅层以及设置在所述多晶硅层上的多层金属，所述多层金属包括第一金属引出和第二金属引出；所述多晶硅层为注入了 P型杂质和N型杂质的PIN 二级管；所述PIN 二级管的I区为低浓度P-区域或低浓度N-区域；所述PIN 二级管的I区之下设有高浓度注入区域；当所述PIN 二极管的I区为低浓度P-区域时，所述第一金属引出与所述PIN 二级管的P注入区和所述PIN 二级管的I区之下的高浓度注入区域连接形成阳极，所述第二金属引出与所述PIN 二级管的N注入区连接形成阴极；当所述PIN 二极管的I区为低浓度N-区域时，所述第一金属引出与所述PIN 二级管的P注入区连接形成阳极，所述第二金属引出与所述PIN 二级管的N注入区和所述PIN 二级管的I区之下的高浓度注入区域连接形成阴极。上述方案中，所述半导体衬底为娃、碳化娃、砷化镓、氮化镓中的任意一种材料所制成。上述方案中，所述P型杂质和N型杂质注入的元素为硼、磷、砷中的任意一种。上述方案中，所述第一金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种，所述第二金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种。一种触发增强多晶二极管的制作方法，包括以下步骤(I)提供半导体衬底，并在所述半导体衬底上形成栅氧层；(2)在所述栅氧层上形成多晶硅层，对所述多晶硅层注入P型杂质和N型杂质，经退火形成PIN 二级管，所述PIN 二级管的I区为注入P型杂质或N型杂质形成低浓度P-区域或低浓度N-区域；(3)在所述PIN 二级管的I区之下，即所述栅氧层下形成有高浓度注入区域；(4)当所述PIN 二极管的I区为低浓度P-区域时，通过第一金属引出与所述PIN 二级管的P注入区和所述PIN 二级管的I区之下的高浓度注入区域连接形成阳极，通过第二金属引出与所述PIN 二级管的N注入区连接形成阴极，形成触发增强多晶二级管；当所述PIN 二极管的I区为低浓度N-区域时，通过第一金属引出与所述PIN 二级管的P注入区连接形成阳极，通过第二金属引出与所述PIN 二级管的N注入区和所述PIN 二级管的I区之下的高浓度注入区域连接形成阴极，形成触发增强多晶二级管。上述方案中，步骤(I)中所述半导体衬底为硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓中的任意一种材料所制成。上述方案中，步骤(2)中所述P型杂质和N型杂质注入的元素为硼、磷、砷中的任意一种。上述方案中，步骤(2)中所述退火为高温快速退火、低温炉管退火中任意一种。上述方案中，步骤(3)中所述第一金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种，步骤(4)中所述第二金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种。与现有技术方案相比，本专利技术采用的技术方案产生的有益效果如下本专利技术提供的一种触发增强多晶二极管，在栅氧层之上，淀积多晶硅层，并在其中注入P型及N型杂质，制成多晶PIN 二极管，然后在栅氧层下形成高浓度的注入区域，通过栅氧电容耦合脉冲电压，增加I区载流子浓度，达到增强器件静电保护能力。本专利技术具有良好的工艺兼容性，相比普通串联多晶二极管，具有更强的静电保护能力。附图说明图I为本专利技术一实施例提供的触发增强多晶二级管的剖面结构示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的触发增强多晶二级管的剖面结构示意图；图3为将本专利技术应用于电路的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案进行详细描述。实施例I :参见图1，本实施例提供的一种触发增强多晶二极管，包括半导体衬底(13)、设置在半导体衬底(13)上的栅氧层(2)、设置在栅氧层(2)上的多晶硅层(I)以及设置在多晶硅层(I)上的第一金属引出(15)和第二金属引出(16)。多晶硅层(I)为注入了 P型杂质和N型杂质的PIN 二级管，PIN 二级管的I区为低浓度P-区域，在PIN 二级管的I区之下设有高浓度N+注入区域(14)。第一金属引出(15)与PIN 二级管的P注入区和PIN 二级管的I区之下的高浓度N+注入区域(14)连接形成阳极，第二金属引出(16)与PIN 二级管的 N注入区连接形成阴极。本实施例中，半导体衬底为硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓中的任意一种材料所制成。本实施例中，P型杂质和N型杂质注入的元素为硼、磷、砷中的任意一种。本实施例中，第一金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种，第二金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种。本实施例还提供一种触发增强多晶二极管的制造方法，包括如下步骤在半导体衬底(3)上形成栅氧层(2)，并在其上形成多晶硅层(1)，在栅氧层(2)上形成多晶硅层 (I)，对多晶硅层(I)注入P型和N型杂质，经退火形成PIN 二级管，PIN 二级管的I区为注入P型杂质形成低浓度P-区域，分布如图I所示。在所述PIN 二级管的I区之下，即所述栅氧层下形成有高浓度N+注入区域14。由第一金属引出(15)与PIN二级管的P注入区和高浓度N+注入区域14连接形成阳极，通过第二金属引出(16)与PIN 二级管的N注入区连接形成阴极，连接方式如图I所示。本实施例中，退火为高温快速退火、低温炉管退火中任意一种。实施例2 参见图2，本实施例提供的一种触发增强多晶二极管，包括半导体衬底(23)、设置在半导体衬底(23)上的栅氧层(2)、设置在栅氧层(2)上的多晶硅层(I)以及设置在多晶硅层(I)上的第一金属引出(25)和第二金属引出(26)。多晶硅层(I)为注入了 P型杂质和N型杂质的PIN 二级管，PIN 二级管的I区为低浓度N-区域，在PIN 二级管的I区之下设有高浓度P+注入区域(24)。第一金属引出(25)与PIN 二级管的P注入区连接形成阳极， 第二金属引出(26)与PIN 二级管的N注入区和PIN 二级管的I区之下的高浓度P+注入区域(24)连接形成阴极。本实施例中，半导体衬底为硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓中的任意一种材料所制成。本实施例中，P型杂质和N型杂质注入的元素为硼、磷、砷中的任意一种。本实施例中，第一金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种，第二金属引出为铝、铜及其化合物中的任意一种。本实施例还提供一种触发增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜一波，杜寰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：