[发明专利]一种具有稳定击穿电压的稳压二极管的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有稳定击穿电压的稳压二极管的制备方法，该制备方法是一种通过调整P型区杂质纵向分布改善稳压二极管击穿电压稳定性的工艺方法，通过高能离子注入工艺，降低稳压二极管P型区杂质浓度梯度：采用高能离子注入后低温退火或快速退火工艺完成稳压二极管P型区杂质激活，避免高温热过程导致的杂质浓度再分布，降低稳压二极管P型区杂质浓度在PN结附近的变化量。

【技术领域】

本发明属于二极管技术领域，具体涉及一种具有稳定击穿电压的稳压二极管的制备方法。

【背景技术】

稳压二极管是指利用PN结反向击穿状态，制成的起稳压作用的二极管。保证稳压二极管反向击穿电压的稳定性，是表征稳压二极管工艺控制能力的主要参数。

参见图1，为传统的稳压二极管结构，稳压二极管由P型区与高浓度N型区形成的PN结构组成，其反向击穿电压由PN结处的基区/浓硼杂质浓度及确定。在传统双极集成电路工艺中，稳压二极管的P型区与NPN晶体管的基区同时形成，高浓度N型区与NPN晶体管发射区同时形成，其P型区具体工艺过程为通过杂质预扩散或离子注入后，通过高温扩散再分布完成P型区掺杂，其杂质浓度在纵向呈余误差分布或准高斯分布，如图2所示。当高浓度N型区结深因工艺波动变化时，PN结处的P型杂质浓度相应变化，导致稳压二极管反向击穿电压的波动，影响击穿电压稳定性。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高集成电路中稳压二极管击穿电压稳定性的方法，以解决现有技术中稳压二极管因P型区杂质浓度分布变化大，对击穿电压造成影响的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种具有稳定击穿电压的稳压二极管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在N型外延层的上表面制备二氧化硅层；

步骤2，在二氧化硅层的上表面涂覆光刻胶，在光刻胶上光刻用于形成P型区的窗口；

步骤3，对P型区的窗口进行硼杂质高能离子注入，在N型外延层中形成P型过程区；

步骤4，对包含有P型过程区的N型外延层进行退火操作，形成P型区，去除光刻胶；

步骤5，通过化学气相淀积在二氧化硅层上沉积，二氧化硅层和新沉积的二氧化硅形成发射区扩散屏蔽氧化层；

步骤6，对发射区扩散屏蔽氧化层进行光刻，形成N型区的窗口，通过对N型区的窗口进行杂质扩散，在P型区内形成N型区，完成稳压二极管的制备。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，所述二氧化硅层的厚度≤200nm。

优选的，步骤2中，光刻胶的厚度为3.6μm。

优选的，步骤3中，所述高能离子注入分为四个阶段，每阶段注入的能量逐渐减小；第一阶段和第二阶段注入的剂量相同，第四阶段注入的剂量小于等于第三阶段注入的剂量。

优选的，第一阶段注入的能量为700keV，第二阶段注入的能量为400keV，第三阶段注入的能量为150keV，第四阶段注入的能量60keV。

优选的，第一阶段和第二阶段注入的离子剂量为4E14cm^-2或1E14cm^-2；第三阶段注入的剂量为1E14cm^-2或5E13cm^-2；第四阶段注入的剂量为1E14cm^-2或3E13cm^-2。

优选的，步骤4中，所述退火在卧式扩散炉或快速退火炉内进行。

优选的，步骤4中，所述卧式扩散炉内的退火温度为1000℃，退火时间为10min。