专利名称：低压大变容比二极管的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种变容二极管的制造方法，特别涉及一种低压大变容比的二极管的制造方 法。本发明制造的二极管可应用的领域是低压便携式接收装置。
背景技术：
在电子线路中需要使用调谐和调频功能的领域， 一般要采用变容二极管。随着电视、广 播和通信的迅速发展，变容二极管的制造也逐渐发展，现已成为二极管家族中的一个重要分 支。目前，随着大量便携式通信装置的出现，对变容二极管的电容变化比，即电容比，提出 了更高的要求，即要求在较小的工作电压和电压变化范围下，具有更大的电容比，以满足电 路中调谐和调频的需求。
专利文献l (美国专利，专利号N0.4 475 117，专利名称Linear pn junction capacitance diode)公开了一种二极管制造技术，它通过双扩散技术形成，当其反向电压变化量约为25V 时，其电容变化约为20pF，且在低的反向电压(0.2V~2.5 V)下，其变容比达到1.8。它的 缺点是形成的PN结较缓，变容比小、串联电阻较大，不能满足诸如MP3、 MP4等便携式 等低压电源接收装置的要求。
专利文献2 (公开号CN 1165586A，专利名称变容二极管及制造变容二极管的方法) 公开了一种低压变容二极管的制造方法，它是针对低压便携式接收装置应用开发的制造技术， 只需较小的电压变化就能达到较大的电容变化比，应用于电视接收器等低压便携式接收器件 中。它的结构特征是在第二区上面淀积未掺杂多晶硅层，然后在多晶硅层中掺杂P+杂质，经 过850'C退火后，P+杂质通过多晶层扩散进入到外延层中形成第二区，该技术方案形成的PN 结结深为0.3fxm。但是，制备这种变容二极管需要采用LPCVD和多晶硅淀积工艺，工艺步骤 多。
发明内容
本发明的一种低压大变容比二极管的制造方法，采用双离子注入技术，通过调节PN结P 型区域和N型区域的注入剂量和退火时间，实现变容二极管的低压大变容比。
为实现上述目的，本发明的一种低压大变容比二极管的制造方法，其包括以下步骤-(1)在电阻率为0.001 Q cm 、重掺杂砷的N+、10O硅衬底片上，生长一 N型外延 层，外延层厚度为2.5 pm，电阻率为2.5Q cm，掺杂杂质为磷，形成所述低压大变容比二 极管的1^++,1区域；(2) 对所述已生长了外延层的硅片进行常规氧化，生长一氧化层，厚度为1.2pm，常规 光刻，刻蚀出有源区窗口；
(3) 在所述已刻蚀出有源区窗口的硅片上进行常规氧化，生长一薄氧化层，厚度为180 nm,进行砷杂质注入，剂量为lX1014cm-2 ，能量为120KeV，在1150 。C下退火时间60分
钟后，形成所述低压大变容比二极管的N—2区域，漂光窗口上的薄氧化层；
(4) 在所述已形成N飞区域的硅片上，用常规方法生长一薄氧化层，厚度为180 nm， 进行硼杂质注入，剂量为lX1016cm—2，能量为60KeV，在900 'C下退火98分钟后，形成所 述低压大变容比二极管的P+区域，漂光窗口上的薄氧化层；
(5) 对已形成低压大变容比二极管的N++/N"1/^^2/P+区的硅片，进行常规的金属布线、 光刻、钝化、合金，再对硅片的背面进行常规的减薄、背面金属化，最终形成所述的低压大 变容比二极管。
有益效果
本发明的低压大变容比二极管的制造方法，是通过调节PN结P型区域和N型区域的注 入剂量和退火时间，通过双离子注入技术，形成陡峭的PN结，提高二极管的变容比，使其 满足低压便携式接收装置对变容二极管的应用要求。
本发明制造的低压大变容比二极管，在低的反向电压和较小电压变化范围下，其相应的 电容变化比大，变容比能达到3.0。
本专利与专利1相比，提高了变容二极管在低电压和较小电压变化范围下的变容比。与 专利文献2相比，本发明的低压大变容比二极管的制造方法，工艺步骤更少，在制造方法上 减轻了对设备和原材料的依赖和要求，能有效降低制造成本。
图1是本发明的生长了外延层后的硅片剖面示意图
图2是图1的硅片上生长氧化层后并形成有源区窗口后的剖面示意图3是在图2的硅片上进行磷杂质后，形成低压大变容比二极管的N"2区后的剖面示意图4是在图3的硅片上漂光薄氧化层后的剖面示意图5是对图4的硅片上进行硼杂质后，形成低压大变容比二极管的P+区后的剖面示意图； 图6是图5的硅片上漂光薄氧化层后的剖面示意图7是对图6的硅片进行常规的金属布线、钝化、合金，再对硅片背面进行常规的减薄、金 属化后形成的所述低压大变容比二极管的剖面示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实例及附图，对本发明作进一步详细说明。
(1)在电阻率为0.001 Q 'cm ，重掺杂砷的N+、10O硅衬底片1上，常规方法生长一 N 型外延层2，外延层厚度为2.5nm，电阻率为2.5Q cm，掺杂杂质为磷，形成所述低压大变 容比二极管的区域，如图1所示。
(2)对所述已生长了外延层的硅片l进行常规氧化，生长一氧化层3，厚度为L2nm， 常规光刻，刻蚀出有源区窗口，窗口面积为220 pmX220pm，如图2所示。
G)在所述已刻蚀出有源区窗口的硅片I上进行常规氧化，生长一薄氧化层A，厚度为 18nm，进行砷杂质注入，注入剂量为1X10"cm—2，注入能量为120KeV，在退火温度为1150 'C下，退火60分钟，退火后，形成所述低压大变容比二极管的N"2区域4，如图3所示。用 1: 50的HF溶液漂光窗口上的薄氧化层A，如图4所示。
(4)在所述已形成『2区域4的硅片1上，用常规方法生长一层薄氧化层B，薄氧化层 厚度为180nm，进行硼杂质注入，注入剂量为1X10"cm'2，注入能量为60KeV,在900 °C 下，退火时间98分钟，形成所述低压大变容比二极管的P+区域5，如图5所示。用l: 50的 HF溶液漂光窗口上的薄氧化层B，如图6所示。
(5)对所述已形成所述低压大变容比二极管的N++/^^1/N一2/P+区的硅片1，进行常规的 金属布线，溅射硅铝层6，厚度1.2pm，光刻，进行常规钝化，形成钝化层7，钝化层厚度l pm，合金，合金温度44(TC，时间3小时。再对硅片1的背面进行常规的减薄、背面金属化， 形成背面金属8，如图7所示。最终形成所述低压大变容比二极管。
本发明实施例的低压大变容比二极管，在反向电压0,2V时，电容值为30.3pF;在反向 电压2.3V时，电容值为9.6pF。
上述所描述的加工工艺及其参数、化学溶液、加工设备等，除己描述的外，其余的均为 本领域普通技术人员所知的常用技术，不再加以详述。
权利要求
1. 一种低压大变容比二极管的制造方法，其包括以下步骤(1)在电阻率为0. 001Ω·cm、重掺杂砷的N++<100>硅衬底片上，生长一N型外延层，外延层厚度为2.5μm，电阻率为2.5Ω·cm，掺杂杂质为磷，形成所述低压大变容比二极管的N++/N-1区域；(2)对所述已生长了外延层的硅片进行常规氧化，生长一氧化层，厚度为1.2μm，常规光刻，刻蚀出有源区窗口；(3)在所述已刻蚀出有源区窗口的硅片上进行常规氧化，生长一薄氧化层，厚度为180nm，进行砷杂质注入，剂量为1×1014cm-2，能量为120KeV，在1150℃下退火60分钟后，形成所述低压大变容比二极管的N-2区域，漂光窗口上的薄氧化层；(4)在所述已形成N-2区域的硅片上，用常规方法生长一薄氧化层，厚度为180nm，进行硼杂质注入，剂量为1×1016cm-2，能量为60KeV，在900℃下退火98分钟后，形成所述低压大变容比二极管的P+区域，漂光窗口上的薄氧化层；(5)对已形成所述低压大变容比二极管的N++/N-1/N-2/P+区的硅片，进行常规的金属布线、光刻、钝化、合金，再对硅片的背面进行常规的减薄、背面金属化，最终形成所述的低压大变容比二极管。
全文摘要
本发明涉及一种低压大变容比二极管的制造方法。本发明采用双离子注入技术形成PN结二极管，通过调节PN结P型区域和N型区域的注入剂量和退火时间，形成陡峭的PN结，确保在低的反向电压下保证二极管的变容比，使其满足低压便携式接收装置的应用要求。本发明的低压大变容比二极管，在低的反向电压和较小电压变化范围的情况下，其相应的电容比能达到3.0。本发明的低压大变容比二极管可应用于低压便携式接收装置。
文档编号H01L21/329GK101383283SQ20081023288
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者欧红旗, 税国华, 胡明雨 申请人:中国电子科技集团公司第二十四研究所