[发明专利]硅控整流器结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种硅控整流器结构及其制造方法。

背景技术

静电对于电子产品的伤害一直是不易解决的问题。基于不同的工艺、要求，我们寻找/优化不同结构以达到静电保护的要求。

当今使用最多的静电保护结构多使用GGNMOS结构(Ground GateNMOS)。然而在使用锗硅材料的射频产品中，很多没有集成CMOS，基于成本考量，就大大限制了静电保护结构的使用。

硅控整流器(Silicon control Rectifier)如图1所示，可以将一组PN结构相连作为高电位端，另一组PN结构相连作为低电位端，以作为静电保护结构使用，其等效电路如图2所示。常见的硅控整流器结构如图3所示为横向结构，是在衬底上形成P阱和N阱，在所述P阱中形成一P掺杂区及一N掺杂区，在所述N阱中也形成一P掺杂区及一N掺杂区，所述P阱中形成的P掺杂区及N掺杂区作为一组PN结构相连作为低电位端，在所述N阱中形成的P掺杂区及N掺杂区作为一组PN结构相连作为高电位端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硅控整流器结构，可以用于静电保护，且能在常规锗硅工艺中形成。

为解决上述技术问题，本发明的硅控整流器结构，在硅衬底上方形成，周围由场隔离区与其他器件隔离，其特征在于，

包括N阱、P型轻掺杂扩散区、掺N型杂质的锗硅、掺P型杂质的发射极多晶硅，在N阱之上为P型轻掺杂扩散区，P型轻掺杂扩散区之上为掺N型杂质的锗硅，掺N型杂质的锗硅之上为掺P型杂质的发射极多晶硅，所述掺N型杂质的锗硅、掺P型杂质的发射极多晶硅通过金属线相短接，所述P型轻掺杂扩散区同N阱的N型引出区通过金属线相短接；

所述掺N型杂质的锗硅同所述P型轻掺杂扩散区之间形成异质结。

本发明的硅控整流器结构的制造方法，包括以下工艺步骤：

一.在硅衬底上形成N阱，并通过场氧将硅控整流器结构同其它器件隔离；

二.在所述N阱上层定义并形成P型轻掺杂扩散区；

三.在所述P型轻掺杂扩散区之上生成介质层，在介质层之上生成多晶硅，然后通过同时定义该介质层和多晶硅的图形来定义P型轻掺杂扩散区与N掺杂锗硅的接触面；

四.在所述P型轻掺杂扩散区之上生成锗硅，并作N型掺杂，然后在所述N掺杂锗硅之上生成介质层，在介质层之上生成多晶硅，然后通过同时定义该介质层和多晶硅的图形来定义所述N掺杂锗硅与P型掺杂发射极多晶硅的接触面；

五.在所述N掺杂锗硅之上生成发射极多晶硅，然后定义所述发射极多晶硅的图形，再定义所述N掺杂锗硅的图形，之后形成侧墙；

六.定义N阱的N型引出区，同时对所述N掺杂锗硅之上的发射极多晶硅进行P型掺杂，形成所述的P型掺杂发射极多晶硅；

七.将所述N阱的N型引出区及P型轻掺杂扩散区经通孔通过金属线相连接，将所述N掺杂锗硅、P型掺杂发射极多晶硅经通孔引出金属线相连接。

本发明的硅控整流器结构，是一种新型的纵向硅控整理器结构，这种结构可以用于静电保护，且基于常规锗硅工艺中实现，少量增加常规锗硅工艺流程，所以本发明的对于没有集成CMOS的锗硅产品提供了多一种的静电保护结构较低成本解决方案。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是硅控整流器结构示意图；

图2是硅控整流器作为静电保护结构使用等效电路图；

图3是常见的横向结构的硅控整流器结构示意图；

图4是本发明的硅控整流器结构一实施方式示意图；

图5是本发明的硅控整流器结构的制造方法一实施方式工艺流程图。

具体实施方式

本发明的硅控整流器结构一实施方式如图4所示，在硅衬底上方形成，周围由场隔离区1与其他器件隔离；由N阱10、P型轻掺杂扩散区11、掺N型杂质的锗硅2、掺P型杂质的发射极多晶硅3纵向堆叠而成，在N阱10之上为P型轻掺杂扩散区11，P型轻掺杂扩散区11之上为掺N型杂质的锗硅2，掺N型杂质的锗硅2之上为掺P型杂质的发射极多晶硅3，所述掺N型杂质的锗硅2、掺P型杂质的发射极多晶硅3通过通孔4引出金属线5相短接，用于同接高电位端，所述P型轻掺杂扩散区11同N阱10的N型引出区12通过通孔4引出金属线5相短接，用于同接低电位端。

所述掺N型杂质的锗硅2同所述P型轻掺杂扩散区11之间形成异质结。所述硅控整流器结构的等效电路如图2所示，可以作为静电保护结构使用。