[发明专利]一种双向静电防护芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种双向静电防护芯片，其特征在于，包括：

第一导电类型的衬底；

形成在所述衬底内的第二导电类型的第一扩散区，所述第一扩散区包括平行于所述衬底的第一扩散子区和垂直于所述衬底的第二扩散子区，所述第一扩散子区与所述第二扩散子区正交连接；

间隔形成在所述衬底内并位于所述第二扩散子区之间的沟槽，所述沟槽内填充有第一导电类型的多晶硅层和第一导电类型的第二扩散区，所述第二扩散区包括位于所述沟槽侧壁的第三扩散子区和位于所述沟槽底部的第四扩散子区，所述多晶硅层位于所述第三扩散子区之间并与所述第四扩散子区连接；

形成在所述第二扩散子区上表面并连接所述第三扩散子区的氧化硅层，所述氧化硅层之间形成有位于所述沟槽上方的开口；

形成在所述氧化硅层上表面并填充所述开口的第一金属层和位于所述衬底下表面的第二金属层。

2.根据权利要求1所述的双向静电防护芯片，其特征在于，所述第一扩散子区的结深大于所述第四扩散子区的结深，所述沟槽的结深与所述开口的宽度的比值大于15：1。

3.根据权利要求1所述的双向静电防护芯片，其特征在于，所述氧化层的宽度等于两个所述第三扩散子区的宽度和第二扩散子区的宽度之和，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。

4.一种双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供第一导电类型的衬底；

在所述衬底上形成间隔排列的氧化硅层和位于所述氧化硅层之间的开口；

以所述氧化硅层为掩膜沿所述开口刻蚀形成沟槽，向所述沟槽的侧壁和所述沟槽的底部涂覆液态源并进行第二导电类型离子的扩散，之后进行第一次热退火；

在所述沟槽内填充第一导电类型的多晶硅层，之后进行第二次热退火，在所述衬底内形成第二导电类型的第一扩散区和所述沟槽内形成第一导电类型的第二扩散区，所述第一扩散区包括平行于所述衬底的第一扩散子区和垂直于所述衬底的第二扩散子区，所述第一扩散子区与所述第二扩散子区正交连接，所述第二扩散区包括位于所述沟槽侧壁的第三扩散子区和位于所述沟槽底部的第四扩散子区，所述多晶硅层位于所述第三扩散子区之间并与所述第四扩散子区连接；

在所述开口内和所述氧化硅层上表面形成第一金属层和所述衬底下表面形成第二金属层。

5.根据权利要求4所述的双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，采用干法刻蚀制备得到所述沟槽，所述沟槽的结深为1-12μm，所述沟槽的结深与所述开口的宽度的比值大于15：1。

6.根据权利要求4所述的双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，所述氧化硅层的厚度大于所述液态源为液态硼源。

7.根据权利要求6所述的双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，第二导电类型离子扩散的温度为1000-1100℃，热扩散时间为300-600min，热扩散完成后使用氢氟酸溶液清洗，清洗后沟槽上方的氧化硅层的厚度为

8.根据权利要求4所述的双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，第一次热退火的温度为1100-1200℃，退火时间为300-600min。

9.根据权利要求4所述的双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，第二次热退火的温度大于或等于1200℃，退火时间大于600min。

10.根据权利要求9所述的双向静电防护芯片的制备方法，其特征在于，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型，经过第二次热退火后N型多晶硅层中的N型杂质向衬底内扩散形成N型的第四扩散子区。