專利名稱：形成高電容二極管的方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子學(xué)，尤其涉及形成半導(dǎo)體器件的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
過去，半導(dǎo)體工業(yè)使用各種方法和結(jié)構(gòu)來將電容器與其他有源和 無源元件一起集成在半導(dǎo)體芯片上。例如，常常希望使用電容器來將 濾波器集成到半導(dǎo)體芯片上。平行板電容器常用于這類應(yīng)用。然而， 平行板電容器占據(jù)半導(dǎo)體芯片的大面積。形成電容器的其它方法使用
PN結(jié)，例如二極管或瞬態(tài)電壓抑制器件的結(jié)。然而，這些器件的結(jié) 構(gòu)通常占據(jù)大的芯片面積，否則不能提供足夠大的電容值。
因此，希望有提供大電容和使用小的芯片面積的半導(dǎo)體器件。


圖1簡要說明依據(jù)本發(fā)明的提供大電容的半導(dǎo)體器件的電路表 示的一部分的實(shí)施方案。
圖2說明依據(jù)本發(fā)明的圖1的半導(dǎo)體器件的實(shí)施方案的一部分 的橫截面。
圖3說明依據(jù)本發(fā)明的圖l中半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施方案的一部 分的橫截面。
圖4說明依據(jù)本發(fā)明的固2和圖3的半導(dǎo)體器件的平面圖。
圖5簡要說明依據(jù)本發(fā)明的提供大電容的另一半導(dǎo)體器件的電
路表示的一部分的實(shí)施方式。
圖6說明依據(jù)本發(fā)明的圖5中半導(dǎo)體器件的實(shí)施方案的一部分的
橫截面。
圖7簡要說明依據(jù)本發(fā)明的使用圖1的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用電路的 一部分的實(shí)施方案。
圖8說明依據(jù)本發(fā)明的圖2中半導(dǎo)體器件的另一實(shí)施方案的一部 分的橫截面。
圖9說明依據(jù)本發(fā)明的圖2中半導(dǎo)體器件的再一實(shí)施方案的一部 分的橫截面；以及
圖IO說明依據(jù)本發(fā)明的另一半導(dǎo)體器件的實(shí)施方案的一部分的 橫截面。
為了說明的簡單和清楚，圖中的元件不必按比例繪制，并且不同 圖中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。此外，為了描述的簡單，省略 了已知步驟和元件的描述和細(xì)節(jié)。如這里^f吏用的載流電極(current carrying electrode)表示器件的元件，其承載通過該器件如MOS晶 體管的源極或漏極、或雙極晶體管的發(fā)射極或集電極、或二極管的陰 極或陽極的電流，而控制電極表示器件的元件，其控制通過該器件如 MOS晶體管的柵極或雙極晶體管的基極的電流。雖然這些器件在這 里被解釋為某個(gè)N溝道或P溝道器件，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn) 識到，依照本發(fā)明，互補(bǔ)器件也是可能的。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn) 識到，在這里使用的詞"在…期間"、"當(dāng)…同時(shí)"、"當(dāng)…時(shí)候"不是一 個(gè)行為和初始行為同時(shí)發(fā)生的準(zhǔn)確術(shù)語，而是在被初反應(yīng)激起的反應(yīng) 之間可能有一些小而合理的延遲，如傳播延遲。為了附圖的清楚，器 件結(jié)構(gòu)的摻雜區(qū)域被示為具有一般直線的邊緣和精確角度的拐角。然 而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，由于摻雜物的擴(kuò)散和活化，摻雜區(qū)域的 邊緣一般可不是直線，并且拐角可不是精確的角度.
具體實(shí)施例方式
圖1簡要說明半導(dǎo)體器件10的一部分的實(shí)施方案的電路表示， 該器件提供大電容并使用半導(dǎo)體芯片的較小面積。器件10包括2個(gè) 端子，第一端子11和第二端子12。端子11或12中的任一個(gè)可以是 輸入或者輸出端子。器件10包括第一齊納二極管13,其與第二齊納
二極管14串聯(lián)耦合。二極管13和14的陰極一起連接在公共節(jié)點(diǎn)上， 同時(shí)二極管13的陽極連接到端子11且二極管14的陽極連接到端子 12。 二極管13用來形成電容器15且二極管14用來形成電容器16。 電容器15和16用虛線表示。如果正電壓施加到相對于端子12的端 子ll，三極管13被正向偏置且二極管14被反向偏置，使得電流不流 過器件10。然而，二極管13的正向偏置狀態(tài)為電容器15形成了大電 容值。類似地，如果正電壓施加到相對于端子11的端子12，則二極 管14被正向偏置且二極管13被反向偏置，使得電流不流過器件IO。 然而，二極管14的反向偏置狀態(tài)為電容器16形成了大電容值。
圖2說明上面形成器件10的半導(dǎo)體芯片的實(shí)施方案的一部分的 橫截面圖。二極管13和14以一般方式用出現(xiàn)在器件10的元件附近 的虛線示出，這有助于形成二極管13和二極管14。器件10在體半導(dǎo) 體基底18上形成?；?8通常形成有高摻雜濃度，這有助于為電容 器16形成高電容值。半導(dǎo)體層19相鄰于形成基底18的高摻雜濃度 的摻雜物而形成。層19 一般在基底18的上表面形成并具有低于基底 18的摻雜濃度的摻雜濃度。層19的摻雜濃度通常比基底18的摻雜濃 度低至少一或兩個(gè)數(shù)量級。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，基底18具有不小 于大約lxl019 atoms/cm3的P型摻雜濃度。同樣在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案 中，層19具有不大于大約lx1017 atoms/cm3并且優(yōu)選地在lx1013 atoms/cm3和lx1017 atoms/cm3之間的N型摻雜濃度。層19可以用許 多已知方法形成，包括在基底18的表面上形成外延層。摻雜區(qū)23在 半導(dǎo)體層19的上表面上形成。層19的上表面與基底18的上表面相 對。摻雜區(qū)23 —般形成有與基底18大致一樣的傳導(dǎo)性和摻雜濃度。 隨后可形成半導(dǎo)體溝道24以有助于形成二極管13和二極管14,優(yōu)選 地，多個(gè)半導(dǎo)體溝道24形成為使得每個(gè)溝道24與摻雜區(qū)23接觸， 且從摻雜區(qū)23穿過層19延伸，并延伸一段距離26到基底18中。半 導(dǎo)體溝道24—般形成為延伸到層19的上表面和區(qū)域23中。溝道24 通常在摻雜區(qū)23形成之后形成。溝道24 —般通過產(chǎn)生從區(qū)域23和 層19的表面延伸到基底18中的開口來形成。例如，開口可以使用通
常用來在半導(dǎo)體材料中形成槽開口的技術(shù)來形成。此后，諸如原位
(in-situ)摻雜多晶硅的半導(dǎo)體材料可在開口內(nèi)形成。希望開口的側(cè) 壁具有平滑的表面，以便有助于最小化泄漏。溝道24優(yōu)選地形成為 使得每個(gè)溝道24的大表面積與區(qū)域23的材料鄰近并也與基底18的 材料鄰近。這個(gè)大的表面積有助于為電容15和16形成大電容。同樣， 每一個(gè)溝道24間隔得在一起接近以便使區(qū)域23內(nèi)可形成的溝道的數(shù) 量最大。在優(yōu)選實(shí)施方案中，溝道24大約為0.4到2.0微米寬，并間 隔開約0.6到2.0微米且優(yōu)選地隔開一 (1)微米。距離26 —般大約 為三(3)微米以助于增加電容。這些間隔和寬度有助于使表面積和 因而形成的電容最大。作為結(jié)果，器件10提供的每單位面積的電容 至少大約為每平方微米2.5毫微微(femto)法拉。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) i人識到，區(qū)域23優(yōu)選地應(yīng)為連續(xù)的，且溝道24應(yīng)既不分離也不隔離 區(qū)域23的任何部分而遠(yuǎn)離區(qū)域23的剩余部分(參考圖4)。如果區(qū) 域23的一部分被分離，則它將形成單獨(dú)的二極管。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)認(rèn)識到，由于區(qū)域23和溝道24的相反的摻雜類型，溝道24不應(yīng) 設(shè)置成與導(dǎo)體29接觸。寄生P-N結(jié)二極管在基底18和層19的P-N 結(jié)形成。此寄生P-N 二極管既不影響二極管13和14的工作也不影響 器件IO的電容。
隔離槽21用來將器件10從可在基底18上形成的其他有源和無 源器件隔離開。槽21形成為從層19的表面穿過層19延伸并進(jìn)入基 底18中。隔離槽21形成為閉合的多變形，例如具有環(huán)繞層19的一 部分的側(cè)壁的正方形或矩形圓柱體，其中設(shè)置區(qū)域23和溝道24。如 下文中關(guān)于圖4進(jìn)一步看到的，槽21在層19的表面上形成閉合的多 邊形。隨后，電介質(zhì)27通常在層19的上表面上形成。電介質(zhì)27通 常在整個(gè)層19上但至少在被槽21包圍的層19的那部分上形成。開 口在覆蓋并暴露區(qū)域23的表面的一部分的電介質(zhì)內(nèi)形成。導(dǎo)體29在 此開口內(nèi)形成并與區(qū)域23電接觸，以便將區(qū)域23連接到端子11。此 外，導(dǎo)體30通常在基底18的下表面上形成，以便將基底18連接到 端子12。
溝道24和摻雜區(qū)23的高摻雜濃度在每一溝道24和區(qū)域23的界 面處形成齊納二極管13。此外，溝道24和基底18的高摻雜濃度在每 一溝道M和基底18的界面處形成齊納二極管14。由于高摻雜濃度， 在基底l8內(nèi)的溝道24的部分周圍以及在區(qū)域23內(nèi)的溝道24的部分 周圍形成窄的耗盡區(qū)。當(dāng)二極管13和14中的任一個(gè)被反向偏置時(shí)， 這些窄的耗盡區(qū)實(shí)質(zhì)上耗盡載流子的區(qū)域，因而形成大電容。這有助 于給器件10提供每單位面積的高電容。
圖3說明器件10的可選實(shí)施方案的一部分的橫截面視圖。器件 10的可選實(shí)施方案包括與基底18類似的半導(dǎo)體基底32。然而，基底 32形成有比基底18更低的摻雜濃度。為了提供大的摻雜濃度和載流 子濃度，第一區(qū)域或半導(dǎo)體區(qū)域33形成為覆蓋較低摻雜濃度的區(qū)域 32。半導(dǎo)體區(qū)域33可以用各種方法來形成，包括在基底32的表面上 形成外延層?？蛇x地，基底32的上表面的一部分可例如通過離子注 入或擴(kuò)散被摻雜，以形成區(qū)域33。區(qū)域33具有與基底18實(shí)質(zhì)上相同 的摻雜類型和摻雜濃度(圖2)。區(qū)域33的厚度35形成為使溝道24和 區(qū)域33之間的表面積最大，以便使器件10的電容最大。厚度35 — 般至少與圖2所示的距離26相同。第二半導(dǎo)體區(qū)域34形成為與區(qū)域 33的摻雜物鄰接。區(qū)域34具有與層19相同的摻雜類型，但具有與區(qū) 域33實(shí)質(zhì)上相同的摻雜濃度。區(qū)域34可通過各種方法來形成，包括 形成具有區(qū)域34的摻雜類型和濃度的外延層，或者可選地通過形成 外延層并對這樣的外延層的一部分進(jìn)行摻雜以形成區(qū)域34。溝道24 和區(qū)域33的高摻雜濃度形成沿溝道24和區(qū)域33的P-N結(jié)的二極管 14。通過中斷基底33和區(qū)域23之間的沿著槽21的可能的栽流子路 徑，區(qū)域34有助于減少器件IO的泄漏。區(qū)域34應(yīng)貫穿所有的溝道 24并優(yōu)選地延伸而超過槽21。區(qū)域33或區(qū)域34中的任一個(gè)可以省 略而不影響器件10的高電容。
圖4說明在圖1至圖3的描述中解釋的器件10的平面圖。圖4. 說明在形成導(dǎo)體29之前的器件10以便可以看到器件10的布局。導(dǎo) 體29由虛線示出。圖4說明槽21的多連通的閉合的多邊形特性。如
上文所示的，區(qū)域23優(yōu)選地應(yīng)形成為一個(gè)連續(xù)的區(qū)域，且溝道24不 應(yīng)分離或隔離區(qū)域23的任何部分而遠(yuǎn)離區(qū)域23的剩余部分。圖4說 明的示例性實(shí)施方案示出不隔離區(qū)域23的任何部分的溝道24的一個(gè) 可能的布局拓樸。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，其它可能的布局拓樸可 提供區(qū)域23的期望條件。
圖5簡要說明了半導(dǎo)體器件40的一部分的實(shí)施方案，其是在圖 l到圖4的描述中解釋的器件10的可選實(shí)施方案。器件40除了第三 端子43之外還包括第一端子41和第二端子42。端子41和42 —般用 于輸入或輸出端子，而端子43 —般維持浮動或者可連接到比端子41 和42更低的電位，如地參考電位。器件40有助于提供在端子41到 端子42與浮動的端子43之間的雙向保護(hù)，以及在端子41和42中的 任一個(gè)或兩者到端子43與公共參考例如連接到端子43的地之間的單 向保護(hù)。器件40包括一般連接到彼此和端子43的陽極的齊納二極管 47和49。 二極管49的陰極連接到端子42且二極管47的陰極連接到 端子41。此外，器件40包括與相應(yīng)的二極管47和49并聯(lián)連接的寄 生P-N結(jié)二極管46和48。相對于端子42施加到端子41的正電壓使 二極管49正向偏置且二極管47反向偏置。正向偏置的二極管49形 成具有高電容值的電容51。類似地，向端子42施加相對于端子41為 正的電壓使二極管47正向偏置且二極管49反向偏置。具有高電容值 的電容器50通過二極管47的正向偏置來形成。
圖6說明上面形成器件40的半導(dǎo)體芯片的實(shí)施方案的一部分的 橫截面視圖，器件40以類似于圖1到圖3的描述中所描述的器件10 的方式在基底18連同層19上形成。然而，器件40使用多個(gè)隔離槽 21，包括隔離槽21以及與槽21實(shí)質(zhì)上一樣地形成的隔離槽52。隔離 槽21環(huán)繞著層19的第一部分，其中形成二極管48和49，而隔離52 環(huán)繞著層19的第二部分，其中形成二極管46和47.槽21使層19的 第一部分從層19的第二部分隔離以阻止通過層19在其第一和第二部 分之間的電流。此外，器件10的區(qū)域23用二極管48和49的摻雜區(qū) 54代替，并且還用二極管46和47的摻雜區(qū)55代替。區(qū)域54和55
具有與溝道24的摻雜物一樣的摻雜類型。例如，摻雜區(qū)54和55以 實(shí)際上與基底l8和溝道24的摻雜濃度相同的摻雜濃度形成有N-型傳 導(dǎo)性。
半導(dǎo)體溝道53在層l9的第二部分內(nèi)形成以從層19的第二部分 的表面穿過區(qū)域55，穿過層19的第二部分延伸并進(jìn)入基底18內(nèi)。半 導(dǎo)體溝道53類似于溝道24而形成。電介質(zhì)27通常用來覆蓋層19的 表面。開口在覆蓋區(qū)域54的電介質(zhì)27內(nèi)形成，另一開口在覆蓋區(qū)域 55的電介質(zhì)27內(nèi)形成。導(dǎo)體29通過覆蓋區(qū)域54并與區(qū)域54電連接 的開口形成。導(dǎo)體29提供到端子42的電連接。導(dǎo)體57通過覆蓋區(qū) 域55并與區(qū)域55電接觸的開口形成。導(dǎo)體57提供到端子41的電連 接。
二極管47通過在每個(gè)溝道53和基底18之間的界面的P-N結(jié)而 形成。溝道53和基底18的高摻雜濃度為電容50形成高電容值。寄 生P-N 二極管46在基底18的高摻雜濃度和被槽52包圍的層19的部 分的較低摻雜濃度的界面處沿著P-N結(jié)形成。二極管46的陽極一般 和二極管47的陰極一起形成。類似地，二極管49沿著由高摻雜濃度 的溝道24和高摻雜濃度的基底18形成的P-N結(jié)而形成。寄生P-N 二 極管48由在較低摻雜濃度的層19的區(qū)域和較高摻雜濃度的基底18 的界面處的P-N結(jié)形成，其中較低摻雜濃度的層19的區(qū)域被槽21包 圍。二極管48的陽極與二極管49的陽極加上二極管46和47的陽極 在基底18內(nèi)共同形成。因此，導(dǎo)體30—般電連接到二極管46、 47、 48和49的陽極。
在相同的基底上并排形成二極管47和49有助于形成器件40的 雙向能力。此外，并排結(jié)構(gòu)有助于為二極管47和49形成實(shí)質(zhì)上對稱 的結(jié)，因?yàn)闇系?4和53可以同時(shí)形成且區(qū)域54和55可同時(shí)形成。 與二極管47和49的公共陽極的連接有助于形成具有雙向保護(hù)的器件 40。維持端子43浮動的能力有助于在引線上芯片(Chip on lead )和 倒裝(flip-chip )應(yīng)用中使用器件40。
器件10和40可用在使用高電容的各種應(yīng)用中。例如，器件10
和40可用作靜電放電(ESD)保護(hù)裝置的一部分。此外，器件10或 40的任一個(gè)可在可使用由器件10或40提供的電容的濾波器或其他電 氣裝置中用作電容元件。
圖7說明多通道濾波器60的電路表示，其包括多個(gè)濾波器通道， 例如第一濾波器通道61和第二濾波器通道62。通道61和62中的每 一個(gè)都使用器件IO作為每個(gè)通道的兩個(gè)不同元件。通道61和62的 每一個(gè)還包括可在覆蓋器件10或40的表面上，例如在電介質(zhì)27的 表面上形成的電感器。在半導(dǎo)體器件上形成的這樣的電感元件對本領(lǐng) 域技術(shù)人員是已知的。所有的器件IO都可在基底18上形成，并通過 諸如槽21的隔離槽相互隔離。
圖8說明圖1的半導(dǎo)體器件10的另一個(gè)實(shí)施方式的一部分的橫 截面視圖。圖8中所示的器件10的可選實(shí)施方案包括類似于溝道24 的半導(dǎo)體溝道66。然而，溝道66形成為具有圍繞層19的一部分的側(cè) 壁的閉合的多邊形，其中設(shè)置區(qū)域23和溝道24。溝道66在槽21和 區(qū)域23之間位于區(qū)域23的外部，并且形成為從層19的表面延伸進(jìn) 基底18中。溝道66通過形成從區(qū)域23和層19的表面延伸進(jìn)基底18 中的開口來形成。例如，開口可以通過使用一般用于在半導(dǎo)體材料內(nèi) 形成槽開口的技術(shù)來形成。此后，諸如原位摻雜多晶硅的半導(dǎo)體材料
可在開口內(nèi)形成。溝道66通常具有與基底18相反的傳導(dǎo)類型，且具 有與基底18近似相同的摻雜濃度。溝道66使可在區(qū)域23和基底18 之間流動的泄漏電流最小。
圖9說明示出形成槽21的方法的器件10的一部分的橫截面視 圖。在圖9所示的槽21的實(shí)施方案中，開口通過層19并進(jìn)入基底18 而形成。此后，具有層19的傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)沿著開口的側(cè)壁但不 在開口的底部上形成，如虛線70所示的。摻雜區(qū)在開口的側(cè)壁附近 的層19的部分內(nèi)形成。摻雜區(qū)在區(qū)域18內(nèi)的延伸形成不影響器件10 的電氣性能的寄生二極管。在層19內(nèi)接近槽21的側(cè)壁的因而形成的 摻雜濃度通常不小于約lxl017 atoms/cm3。隨后，諸如二氧化硅的電 介質(zhì)72沿著開口的側(cè)壁和底部形成。電介質(zhì)可以全部填滿開口或者
開口的一部分可保持敞開。開口的任何剩余部分通常用諸如非摻雜多 晶硅的半導(dǎo)體材料填充。
圖IO說明具有高電容的齊納二極管80的實(shí)施方式的一部分的橫 截面視圖。二極管80包括例如在基底18上形成的半導(dǎo)體層81，例如 外延層。層81具有和基底18—樣的，導(dǎo)類型，以及比基底18的摻 雜濃度至小一個(gè)數(shù)量級的摻雜濃度。層81的摻雜濃度通常近似地在 lxlO"和lxl017 atoms/cm3之間。多個(gè)半導(dǎo)體溝道84在區(qū)域23內(nèi)形 成并延伸進(jìn)層81內(nèi)。溝道84與溝道24類似，除了溝道84沒有延伸 進(jìn)基底18內(nèi)。溝道84延伸的深度在溝道84的底部和基底18之間留 下距離86。距離86足以保證器件80不工作在擊穿工作區(qū)域內(nèi)。與層 81鄰近的溝道84的大表面積有助于為二極管80形成高電容。形成器 件80的過程簡單且可以減少制造成本。導(dǎo)體29可形成與區(qū)域23電 接觸或者可形成直接與溝道84電接觸而省略區(qū)域23。
可選地，基底18可用具有層81的摻雜濃度的較低摻雜的基底代 替。在這樣的實(shí)施方案中，層81可以省略。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識 到，類似于區(qū)域23的另一摻雜區(qū)可以在層81上形成并與區(qū)域23相 隔一段距離。另外的多溝道可穿過新區(qū)域并進(jìn)入層81而形成。笫二 多溝道形成另一個(gè)二極管，該二極管的陽極連接到溝道84的二極管 的陽極。這些陽極通常連接到基底18。
鑒于上述內(nèi)容，顯然公開的一種新的器件和方法。連同其他特征 包括的是，使用在兩個(gè)相反傳導(dǎo)性的高摻雜區(qū)域之間延伸的多個(gè)高摻 雜溝道來形成齊納二極管。使用垂直溝道提高了密度并減少了形成二 極管所需的表面積，溝道的表面積也增加了齊納二極管的面積并提高 了每個(gè)二極管的電流傳導(dǎo)性。
雖然本發(fā)明的主題是用特定的優(yōu)選實(shí)施方案來描述的，但顯然對 于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很多替換和變形是顯而易見的。本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，傳導(dǎo)類型可被顛倒的。此外，為了描述的清楚 而始終使用詞"連接"。然而，其被規(guī)定為與詞"耦合"具有相同的含義。 因此，"連接"應(yīng)被解釋為包含直接連接或間接連接。
權(quán)利要求
1. 一種高電容二極管，包括第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底具有第一摻雜濃度以及第一表面和第二表面；所述第一傳導(dǎo)類型的第一區(qū)域，所述第一區(qū)域與所述半導(dǎo)體基底的所述第一表面鄰近，所述第一區(qū)域具有第一摻雜濃度；第二傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層與所述第一區(qū)域鄰近并覆蓋所述半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體層具有小于所述第一摻雜濃度的第二摻雜濃度，并且還具有與所述第一區(qū)域相對的第一表面；摻雜區(qū)，其在所述半導(dǎo)體層的所述第一表面上，近似地具有所述第一摻雜濃度；以及第二傳導(dǎo)類型的多個(gè)半導(dǎo)體溝道，所述多個(gè)半導(dǎo)體溝道從摻雜區(qū)穿過所述半導(dǎo)體層延伸，并進(jìn)入所述半導(dǎo)體基底中，所述多個(gè)半導(dǎo)體溝道近似地具有所述第一摻雜濃度。
2. 如權(quán)利要求1所述的高電容二極管，其中所述第一摻雜濃度 大約為至少lx1019 atoms/cm3。
3. 如權(quán)利要求1所述的高電容二極管，其中所述多個(gè)半導(dǎo)體溝 道大約間隔開0.6至2.0微米，并具有大約為0.4至2.0微米的寬度。
4. 如權(quán)利要求1所述的高電容二極管，還包括從所述半導(dǎo)體層 的所述第一表面延伸進(jìn)入所述半導(dǎo)體基底的隔離槽，所述隔離槽在所 述半導(dǎo)體層的所述第一表面上形成閉合的多邊形，其中所述閉合的多邊形包圍所述摻雜區(qū)。
5. —種形成高電容齊納二極管的方法，包括 提供第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體基底；形成覆蓋所述半導(dǎo)體基底的第二傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo) 體層具有第 一摻雜濃度和表面；形成與所述半導(dǎo)體基底的所述表面鄰近的所述第一傳導(dǎo)類型的 第一區(qū)域，所迷第一區(qū)域具有大于所述第一摻雜濃度的第二摻雜濃 度；以及形成從所述半導(dǎo)體層內(nèi)穿過所述半導(dǎo)體層延伸并進(jìn)入所述半導(dǎo) 體基底的半導(dǎo)體溝道，所述半導(dǎo)體溝道具有所述第二傳導(dǎo)類型和近似 的所述第二摻雜濃度，其中所述半導(dǎo)體溝道和所述第一 區(qū)域之間的界 面形成所述齊納二極管。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括通過形成穿過所述摻雜 區(qū)并進(jìn)入所述半導(dǎo)體基底的開口 ，來形成包圍所述半導(dǎo)體溝道和所述 摻雜區(qū)的隔離槽，其中所述開口具有側(cè)壁和底部；沿著所述側(cè)壁但不 在底部上形成所述第二傳導(dǎo)類型的摻雜物，并將所述摻雜物擴(kuò)散進(jìn)所 述半導(dǎo)體層的一部分中；沿著所述側(cè)壁和所迷底部形成電介質(zhì)；以及 在所述開口內(nèi)的所述電介質(zhì)上形成半導(dǎo)體材料并實(shí)質(zhì)上填充所述開 口 。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括形成從所述半導(dǎo)體層的所 述表面延伸進(jìn)所述半導(dǎo)體基底中的隔離槽，以及在所述半導(dǎo)體層的所 述表面形成閉合的多邊形，其中所述閉合的多邊形包圍所述半導(dǎo)體溝 道。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在所迷半導(dǎo)體層的所述表 面上和所述閉合的多邊形內(nèi)形成摻雜區(qū)，其中，所述半導(dǎo)體溝道延伸 進(jìn)入所述摻雜區(qū)中。
9. 一種形成高電容二極管的方法，包括 提供第一傳導(dǎo)類型和第一摻雜濃度的半導(dǎo)體材料； 形成延伸進(jìn)入所述半導(dǎo)體材料中的多個(gè)半導(dǎo)體溝道，所述多個(gè)半導(dǎo)體溝道具有第二傳導(dǎo)類型和第二摻雜濃度，所述第二摻雜濃度至少 與所述第一摻雜濃度一樣大，其沖，所述半導(dǎo)體溝道和所述半導(dǎo)體材 料之間的界面形成齊納二極管，以及形成與所述多個(gè)半導(dǎo)體溝道電接觸的導(dǎo)體。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中形成所述半導(dǎo)體溝道的步驟 包括將所述第一摻雜濃度形成為大約在lxl013到lxl017 atoms/cm3 之間，以及將所述第二摻雜濃度形成為不小于大約lxl018atoms/cm3。
全文摘要
本發(fā)明公開了形成高電容二極管的方法及其結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在相反傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)形成高摻雜半導(dǎo)體溝道，以增加器件的電容。
文檔編號H01L21/329GK101393916SQ20081021105
公開日2009年3月25日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者D·D·馬里羅, E·D·富克斯, G·M·格里瓦納, S·C·沙斯特瑞 申請人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司