[发明专利]低压大变容比二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变容二极管的制造方法，特别涉及一种低压大变容比的二极管的制造方法。本发明制造的二极管可应用的领域是低压便携式接收装置。

背景技术

在电子线路中需要使用调谐和调频功能的领域，一般要采用变容二极管。随着电视、广播和通信的迅速发展，变容二极管的制造也逐渐发展，现已成为二极管家族中的一个重要分支。目前，随着大量便携式通信装置的出现，对变容二极管的电容变化比，即电容比，提出了更高的要求，即要求在较小的工作电压和电压变化范围下，具有更大的电容比，以满足电路中调谐和调频的需求。

专利文献1(美国专利，专利号：NO.4 475 117，专利名称：Linear pn junction capacitancediode)公开了一种二极管制造技术，它通过双扩散技术形成，当其反向电压变化量约为25V时，其电容变化约为20pF，且在低的反向电压(0.2V～2.5V)下，其变容比达到1.8。它的缺点是：形成的PN结较缓，变容比小、串联电阻较大，不能满足诸如MP3、MP4等便携式等低压电源接收装置的要求。

专利文献2(公开号：CN 1165586A，专利名称：变容二极管及制造变容二极管的方法)公开了一种低压变容二极管的制造方法，它是针对低压便携式接收装置应用开发的制造技术，只需较小的电压变化就能达到较大的电容变化比，应用于电视接收器等低压便携式接收器件中。它的结构特征是在第二区上面淀积未掺杂多晶硅层，然后在多晶硅层中掺杂P⁺杂质，经过850℃退火后，P⁺杂质通过多晶层扩散进入到外延层中形成第二区，该技术方案形成的PN结结深为0.3μm。但是，制备这种变容二极管需要采用LPCVD和多晶硅淀积工艺，工艺步骤多。

发明内容

本发明的一种低压大变容比二极管的制造方法，采用双离子注入技术，通过调节PN结P型区域和N型区域的注入剂量和退火时间，实现变容二极管的低压大变容比。

为实现上述目的，本发明的一种低压大变容比二极管的制造方法，其包括以下步骤：

(1)在电阻率为0.001Ω·cm、重掺杂砷的N⁺⁺<100>硅衬底片上，生长一N型外延层，所述N型外延层厚度为2.5μm，电阻率为2.5Ω·cm，掺杂杂质为磷，形成所述低压大变容比二极管的N⁺⁺/N^-₁区域；

(2)对所述已生长了所述N型外延层的硅衬底片进行常规氧化，生长一氧化层，所述氧化层的厚度为1.2μm，常规光刻，刻蚀出有源区窗口，所述有源区窗口中露出所述硅衬底片上的所述N型外延层的表面；

(3)在所述已刻蚀出有源区窗口的硅衬底片上进行常规氧化，在所述有源区窗口中生长第一薄氧化层，所述第一薄氧化层的厚度为180nm，进行砷杂质注入，剂量为1×10¹⁴cm^-2，能量为120KeV，在1150℃下退火60分钟后，形成所述低压大变容比二极管的N^-₂区域，漂光所述有源区窗口上的所述第一薄氧化层；

(4)在所述已形成N^-₂区域的硅衬底片上，用常规方法在所述有源区窗口中生长第二薄氧化层，所述第二薄氧化层的厚度为180nm，进行硼杂质注入，剂量为1×10¹⁶cm^-2，能量为60KeV，在900℃下退火98分钟后，形成所述低压大变容比二极管的P⁺区域，漂光所述有源区窗口上的所述第二薄氧化层；

(5)对已形成所述低压大变容比二极管的N⁺⁺/N^-₁/N^-₂/P⁺区的硅衬底片，进行常规的金属布线、光刻、钝化、合金，再对所述硅衬底片的背面进行常规的减薄、背面金属化，最终形成所述的低压大变容比二极管。

有益效果：

本发明的低压大变容比二极管的制造方法，是通过调节PN结P型区域和N型区域的注入剂量和退火时间，通过双离子注入技术，形成陡峭的PN结，提高二极管的变容比，使其满足低压便携式接收装置对变容二极管的应用要求。

本发明制造的低压大变容比二极管，在低的反向电压和较小电压变化范围下，其相应的电容变化比大，变容比能达到3.0。