專利名稱：低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
齊納二極管又稱穩(wěn)壓二極管，是一種特殊的面接觸型硅晶體二極管。由于它有穩(wěn) 定電壓的作用，經(jīng)常應(yīng)用在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子線路中。 普通PN結(jié)二極管在外加反向電壓足夠大時會被擊穿，并產(chǎn)生很大的反向電流，最 終使器件失效。而齊納二極管則是利用PN結(jié)的反向擊穿，提供一個穩(wěn)定電壓Vz。制作低壓 齊納二級管需要制作高摻雜的PN結(jié)。由于平面工藝的擴(kuò)散工藝較難掌握，因此反向漏電流 以及動態(tài)電阻等參數(shù)也難以控制，所以生產(chǎn)低壓齊納管具有一定的難度。由于產(chǎn)品成品率 低，所以國內(nèi)生產(chǎn)廠家極少，多年來一直依靠進(jìn)口管芯或成品。 低壓齊納二極管的擊穿機(jī)理主要是隧道擊穿。隧道擊穿是在強(qiáng)電場下，由于隧道 效應(yīng)，使大量電子從價帶穿過禁帶而進(jìn)入到導(dǎo)帶所引起的一種擊穿現(xiàn)象。實驗表明，對于重 摻雜的鍺、硅PN結(jié)，引起隧道擊穿所需的電場強(qiáng)度約為106V/cm。當(dāng)擊穿電壓VBK < 4Eg/q 時，一般為隧道擊穿；當(dāng)VBK> 6E g/q時，一般為雪崩擊穿；當(dāng)4E g/q < VBK < 6E g/q時， 兩種擊穿機(jī)構(gòu)都存在。

實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低壓齊納 二極管新型結(jié)構(gòu)，它采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管，具 有擊穿電壓低，反向漏電流小，動態(tài)電阻低，對檔率高等優(yōu)點。 為解決上述問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案 本實用新型一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)，所述二極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成， 一個是 擴(kuò)散結(jié)，另一個是合金結(jié)；擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。 所述合金結(jié)和擴(kuò)散結(jié)均為摻雜PN結(jié)，所述合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜 濃度。 本實用新型采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管， 具有擊穿電壓低，反向漏電流小，動態(tài)電阻低，對檔率高等優(yōu)點，抽取此結(jié)構(gòu)的低壓齊納二 極管600只測試，呈硬擊穿特性的占約70%。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式如圖1所示，本實用新型一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)1 ，所述二極管由兩個PN結(jié) 構(gòu)成，圖中，N為PN結(jié)的N區(qū)，P為PN結(jié)的P區(qū)， 一個是擴(kuò)散結(jié)2，另一個是合金結(jié)3 ;擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。 所述合金結(jié)和擴(kuò)散結(jié)均為摻雜PN結(jié)，所述合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜 濃度。 制作低壓齊納二極管可以采用擴(kuò)散和合金兩種方法。采用平面工藝(即擴(kuò)散工 藝)制得的擴(kuò)散PN結(jié)，擊穿特性好，動態(tài)電阻和反向漏電流都比較?。槐M管如此，由于擴(kuò)散 工藝本身較難掌握，所以作出的管子擊穿電壓普遍偏高，管子的對檔率低。本實用新型為了 降低擊穿電壓，提高管子的對檔率，在已制作的擴(kuò)散結(jié)中，以合金工藝再次進(jìn)行一次高濃度 的P型雜質(zhì)，制得合金PN結(jié)，以提高摻雜濃度。具體作法是選用PN固態(tài)擴(kuò)散源進(jìn)行第一 次濃硼擴(kuò)散形成擴(kuò)散結(jié)。由于受到雜質(zhì)在硅中固溶度的限制，所以第二次高濃度的摻雜不 能繼續(xù)以硼為雜質(zhì)。由于合金結(jié)的擊穿電壓較低，以及制作電極的需要，本實用新型選用了 和硼元素同族的金屬鋁作為第二次擴(kuò)散的雜質(zhì)。實際上，第二次擴(kuò)散是合金工藝。合金后， 就相當(dāng)于在原有的擴(kuò)散結(jié)中又加入了新的P型雜質(zhì)，形成合金結(jié)，更加提高了擴(kuò)散層的摻 雜濃度。因此，本實用新型所述低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)由兩個PN結(jié)構(gòu)成， 一個是擴(kuò)散結(jié)， 另一個是合金結(jié)，擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。將PN結(jié)加反 向偏向時，由于合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜濃度，所以合金結(jié)點的擊穿電壓將低 于擴(kuò)散結(jié)的擊穿電壓。電子在合金結(jié)穿過隧道的幾率大，并且經(jīng)過合金結(jié)的路徑體電阻最 小，因而擊穿是發(fā)生在合金結(jié)的結(jié)面處。又由于合金結(jié)的存在，當(dāng)發(fā)生擊穿后，隨著擊穿電 流的增大，結(jié)電壓降的變化量則很小，因此可以大大降低動態(tài)電阻。 本實用新型采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管， 具有擊穿電壓低，反向漏電流小，動態(tài)電阻低，對檔率高等優(yōu)點，抽取此結(jié)構(gòu)的低壓齊納二 極管600只測試，呈硬擊穿特性的占約70%。 最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本實用新型所 描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本實用新型已進(jìn)行了詳細(xì) 的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實用新型進(jìn)行修改或等同替 換；而一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本實用新型 的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)，其特征在于所述二極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，一個是擴(kuò)散結(jié)，另一個是合金結(jié)；所述擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，所述合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。
2. 如權(quán)利要求1所述的低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)，其特征在于所述合金結(jié)和擴(kuò)散結(jié) 均為摻雜PN結(jié)，所述合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜濃度。
專利摘要本實用新型公開了一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)，所述二極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，一個是擴(kuò)散結(jié)，另一個是合金結(jié)；擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。它采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管，具有擊穿電壓低，反向漏電流小，動態(tài)電阻低，對檔率高等優(yōu)點。
文檔編號H01L29/36GK201440419SQ20092017550
公開日2010年4月21日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者陳永利 申請人:朝陽無線電元件有限責(zé)任公司