[发明专利]二极管及其形成方法

说明书

一种二极管及其形成方法，其中二极管包括：衬底；位于衬底上相邻的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和第二半导体层相接触构成PN结，所述第一半导体层与静电接收端相连，所述第二半导体层与静电释放端相连，使所述PN结为反相偏置状态；所述第一半导体层和第二半导体层具有齿形交界面。本发明通过将二极管中第一半导体层和第二半导体层的交界面设置为齿形交界面，增大了所述第一半导体层和第二半导体层的接触面积，增大了所述二极管的电容，提高了单个所述二极管的放电能力，能够有效减少二极管的数量，节约晶圆面积，提高器件集成度。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种二极管及其形成方法。

背景技术

静电放电现象(Electrostatic Discharge)对集成电路的可靠性构成严重的威胁。而且随着半导体技术的发展，半导体器件的尺寸不断缩小，器件密度不断提高，一方面，介质层厚度越来越薄，器件能够承受的静电压力越来越低；另一方面，容易产生、积累静电的材料(如塑料、橡胶等)大量使用，使得集成电路受到静电放电损伤的几率大大增加。

半导体器件中的金属线或者多晶硅等导体，就像一根根天线，会在器件使用过程中积聚静电导致导体的电位升高，所述导体成为静电接收端。导体长度越大，导体上积聚的电荷数量越多，电位越高。当导体上积聚电荷数量过大时会出现放电现象，从而引起电路失效。

为了避免半导体器件中导体产生放电现象，在版图设计中通常在长度较大的金属线上设置与之相连的二极管对电荷进行释放以降低放电现象出现的可能性，减少器件损伤：一般情况下，金属线越长，金属线上通过电流越大，与之相连的二极管的面积越大，二极管数量越多。

但是现有技术中的二极管存在占用过多晶圆面积的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种二极管及其形成方法，以减小二极管所占用的晶圆面积。

为解决上述问题，本发明提供一种二极管，包括：

衬底；

位于衬底上相邻的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和第二半导体层相接触构成PN结，所述第一半导体层与静电接收端相连，所述第二半导体层与静电释放端相连，使所述PN结为反相偏置状态；

所述第一半导体层和第二半导体层具有齿形交界面。

可选的，所述齿形交界面包括多个垂直于衬底表面的齿平面，相邻齿平面的夹角大于或等于90°且小于180°。

可选的，在平行所述衬底表面的平面内，所述齿形交界面沿第一方向延伸，在垂直第一方向的第二方向内，所述齿形交界面内齿的尺寸大于所述二极管的最小特征尺寸。

可选的，所述静电接收端与金属线相连，所述静电释放端接地，所述金属线电位高于地端；所述第一半导体层为N型掺杂半导体，所述第二半导体层为P型掺杂半导体。

可选的，所述二极管还包括：位于第一半导体层表面的第一连接件以及位于第二半导体层表面的第二连接件；所述第一连接件包括位于第一半导体层表面的第一连接层、位于第一连接层表面的第一金属层以及位于第一金属层表面的第一插塞；所述第二连接件包括位于第二半导体表面的第二连接层、位于第二连接层表面的第二金属层以及位于第二金属层表面的第二插塞。

可选的，所述第一半导体层和第二半导体层的厚度在0.1μm到0.13μm范围内。

可选的，所述第一半导体层的掺杂浓度在10¹⁴到10¹⁵atom/cm³范围内；所述第二半导体层的掺杂浓度在10¹⁴到10¹⁵atom/cm³范围内。

相应的，本发明还提供一种二极管的形成方法，包括：