[发明专利]横向二极管及其制造方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张加利利泽那利(JALILIZEINALI)等人于2009年4月2日申请的标题为“无多晶硅栅极二极管(No Poly Gate Diode)”的第61/166,207号美国临时专利申请案的权益。

技术领域

本发明大体上涉及半导体装置。具体来说，本发明涉及二极管。

背景技术

集成电路(IC)易受过高电压损坏，且这些可能具有损坏性的电压的常见来源包括静电放电(ESD)。ESD为静电荷经由直接接触或经由所诱发的电场在不同静电电位下的主体或表面之间转移。

使用例如硅的半导体和例如二氧化硅的绝缘材料构建的IC可能在ESD事件期间在经受高电压时永久损坏。常规上，芯片上电路在ESD事件期间保护IC。一种常规保护电路为浅沟槽隔离(STI)二极管。

图1为说明常规浅沟槽隔离(STI)二极管的横截面图。STI二极管100包括具有第一掺杂区106(例如，N型区)和第二掺杂区108(例如，P型区)的衬底102。浅沟槽隔离(STI)区104分离所述第一掺杂区106与所述第二掺杂区108。浅沟槽隔离区104还提供于二极管100的周边上。自对准硅化物层包括硅化部分116形成于所述第一掺杂区106上且第二硅化部分118形成于第二掺杂区108上。通过载流子注入产生的从所述第一掺杂区106到所述第二掺杂区108的载流子传导路径120在位于掺杂区106、108之间的STI区104周围延伸。STI二极管具有长电流传导路径120，其导致缓慢的开启时间和高开启电阻。

在例如低噪声放大器的特定电路中，高速二极管保护IC且尤其保护输入栅极以防归因于传导延迟而引起的电压积聚(例如，突增)。门控二极管通过缩短传导路径的长度而提供比STI二极管的开启时间快的开启时间。

图2为说明常规门控二极管的横截面图。门控二极管200包括具有第一掺杂区206(例如，P型区)和第二掺杂区208(例如，N型区)的衬底202。浅沟槽隔离(STI)区204位于二极管200的周边上，但不在掺杂区206、208之间。栅极位于所述第一掺杂区206与所述第二掺杂区208之间且在衬底202的表面上，其包括栅极氧化物层220、栅极电极222和间隔物224。第一轻度掺杂区212(例如，轻度掺杂漏极(LDD)植入物)和第二轻度掺杂区214位于所述第一掺杂区206与所述第二掺杂区208之间，且分别邻接所述第一掺杂区206和所述第二掺杂区208。自对准硅化物层包括自对准硅化物部分216形成于所述第一掺杂区206上且第二自对准硅化物部分218形成于所述第二掺杂区208上。同样，自对准硅化物部分226形成于所述栅极电极222上。门控二极管200中的掺杂区206、208之间的传导路径240比STI二极管100的传导路径120短。

所述门控二极管200的薄栅极氧化物220在例如ESD事件期间易受因过电压引起的氧化物断裂的影响。因为以较小尺寸制造IC，所以栅极氧化物220的厚度减小且门控二极管200较易受氧化物断裂的影响。另外，门控二极管200具有低反向击穿电压和增大的电容。与STI二极管100相比的增大的电容由栅极与掺杂区之间的固有电容引起。举例来说，额外电容由栅极电极222到第一轻度掺杂区212以及门电极222到第二轻度掺杂区214产生。

因此，需要具有低开启时间、低电容、低开启电阻、可靠操作和良好箝位特征的二极管。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种二极管包括衬底中的用第一掺杂剂掺杂的第一掺杂区。所述二极管还包括所述衬底中的用第二掺杂剂掺杂的第二掺杂区。所述第二掺杂剂具有与所述第一掺杂剂的极性相反的极性。所述二极管还包括形成于所述第一掺杂区上的第一自对准硅化物部分。所述第一自对准硅化物部分由定位于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的自对准硅化物阻断掩模界定。所述二极管进一步包括形成于所述第二掺杂区上的第二自对准硅化物部分。所述第二自对准硅化物部分由所述自对准硅化物阻断掩模界定。