[发明专利]具有高静电防护能力的二极管及其形成方法

说明书

一种具有高静电防护能力的二极管及其形成方法，具有高静电防护能力的二极管包含：具有第一导电类型的硅基底层、形成于硅基底层中的多个第一沟槽与多个第二沟槽、多个浅沟槽隔离结构与具有第二导电类型的多晶硅层。浅沟槽隔离结构分别设置于第一沟槽中以填满第一沟槽。多晶硅层共形地形成于第二沟槽的表面上。本揭露透过使用沟槽结构，并在沟槽结构上形成多晶硅层来做为二极管的电极，以提高二极管自身的电流耐受能力。

技术领域

本揭露实施例是有关于一种二极管，且特别是有关于一种具有高静电防护能力的二极管及其形成方法。

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，尤其是在高频电路的应用中。为了不影响产品的正常工作性能，电路的输入输出接口通常需要静电保护元件以具有较强的电流泄放能力。现今较为常见的高频电路，其输入输出接口的静电保护元件多为二极管。当有静电放电发生时，N型二极管用于泄放从接地端到输入输出接口的正向电流，P型二极管用于泄放输入输出接口到电源端的正向电流。为了提高二极管自身的电流耐受能力从而提高静电防护能力，通常需要增大二极管的面积，然而这种作法对于产品的微小化是不利的。

发明内容

本揭露的目的在于提出一种具有高静电防护能力的二极管，透过使用沟槽结构，并在沟槽结构上形成多晶硅层来做为二极管的电极，以增加P/N界面的接触面积，从而提高二极管自身的电流耐受能力。本揭露能够在不须增加二极管的面积的前提下，即能使二极管具有高静电防护能力。

根据本揭露的上述目的，提出一种具有高静电防护能力的二极管包含：具有第一导电类型的硅基底层、形成于硅基底层中的多个第一沟槽与多个第二沟槽、多个浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)结构与具有第二导电类型的多晶硅层。浅沟槽隔离结构分别设置于第一沟槽中以填满第一沟槽。多晶硅层共形地形成于第二沟槽的表面上。

在一些实施例中，上述硅基底层还包含具有该第一导电类型的高掺杂区，其中，高掺杂区是夹设于两相邻的浅沟槽隔离结构之间。

在一些实施例中，上述第一沟槽是环绕上述第二沟槽。

在一些实施例中，上述浅沟槽隔离结构用以隔离具有第一导电类型的高掺杂区与具有第二导电类型的多晶硅层。

在一些实施例中，上述第二沟槽于硅基底层的表面上呈矩阵排列。

在一些实施例中，上述第二沟槽于硅基底层的表面上呈环形且共心地排列。

根据本揭露的上述目的，另提出一种具有高静电防护能力的二极管的形成方法，包含：蚀刻具有第一导电类型的硅基底层，以形成多个第一沟槽与多个第二沟槽于具有第一导电类型的硅基底层中；以介电材料填充第一沟槽，以于第一沟槽中分别形成多个浅沟槽隔离结构；以及沉积多晶硅材料于第二沟槽的表面上，以于第二沟槽的表面上共形地形成多晶硅层。

在一些实施例中，上述多晶硅材料为具有第二导电类型的多晶硅材料，以使得多晶硅层成为具有第二导电类型的多晶硅层。

在一些实施例中，上述具有高静电防护能力的二极管的形成方法，还包含：对多晶硅层进行离子布植(Ion Implantation)处理，来对多晶硅层进行掺杂，以使得多晶硅层成为具有第二导电类型的多晶硅层。

在一些实施例中，上述具有高静电防护能力的二极管的形成方法，还包含：对该硅基底层进行离子布植处理，以于两相邻的浅沟槽隔离结构之间形成具有第一导电类型的高掺杂区。

在一些实施例中，上述第一沟槽是环绕上述第二沟槽。

在一些实施例中，上述浅沟槽隔离结构用以隔离具有第一导电类型的高掺杂区与多晶硅层。

在一些实施例中，上述第二沟槽于硅基底层的表面上呈矩阵排列。