一种二极管结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明应用于半导体制造领域，具体是指一种集成有电阻的二极管结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在很多智能化功率模块中需要用到自举电路驱动才能有效运行。自举电路也叫升压电路，是指用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件使放大电路中某部分产生自举现象，从而达到提高电路的增益和扩展电路的输出动态范围，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高，有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
[0003]如前所述，自举电路利用电阻、二极管、电容等元器件相互配合使电压升高。传统上，自举电路中的电阻和二极管是独立分开的，导致智能功率模块的体积较大、成本较高，而采用体电阻结构二极管的阻值波动较大，一致性非常差，阻值不易精确控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术中二极管和电阻分别制作，电路复杂、体积大、成本高，及采用体电阻结构二极管阻值波动大、一致性差、不易精确控制的问题。
[0005]为了解决上述问题，本发明提供一种二极管结构，包括:
[0006]衬底；
[0007]形成于所述衬底正面上的有源区，所述衬底与有源区的掺杂类型相反；
[0008]形成于所述衬底正面上且暴露所述有源区的介质层；
[0009]形成于所述有源区上的第一隔离层；
[0010]形成于所述第一隔离层上的电阻；
[0011]形成于所述介质层、第一隔离层以及电阻上的第二隔离层；
[0012]形成于所述第一隔离层和第二隔离层中的第一正面电极引线孔；
[0013]形成于所述第二隔离层中的第二正面电极引线孔和压点金属引线孔；
[0014]形成于所述第二隔离层上的正面电极和压点金属，所述压点金属通过压点金属引线孔与所述电阻的一端电连接，所述正面电极通过第一正面电极引线孔与所述有源区电连接，并通过第二正面电极引线孔与所述电阻的另一端电连接；以及
[0015]形成于所述衬底背面上的背面电极。
[0016]可选的，在所述的二极管结构中，所述电阻的材质为多晶硅。
[0017]可选的，在所述的二极管结构中，所述电阻为条形电阻。所述电阻的厚度为0.2?I μπι,宽度为50?500 μ m，长度为50?500 μ m。
[0018]可选的，在所述的二极管结构中，所述介质层的厚度为0.4?1.5 μ m，所述第一隔离层的厚度为0.2?1.0 μm。
[0019]可选的，在所述的二极管结构中，还包括形成于所述衬底正面的外延层，所述有源区形成于所述外延层中，所述外延层与所述衬底的掺杂类型相同。
[0020]可选的，在所述的二极管结构中，还包括形成于所述有源区中的重掺杂区，所述重掺杂区与所述有源区的掺杂类型相同，所述正面电极通过所述第一正面电极引线孔和所述重掺杂区与所述有源区电连接。
[0021]可选的，在所述的二极管结构中，所述第一隔离层和第二隔离层的材质均为二氧化娃。
[0022]可选的，在所述的二极管结构中，所述二极管和电阻适用于自举电路。
[0023]根据本发明的另一面，还提供一种二极管结构制作方法，包括:
[0024]提供一衬底，所述衬底正面形成有有源区以及暴露所述有源区的介质层，所述衬底与所述有源区的掺杂类型相反；
[0025]在所述有源区上形成第一隔离层；
[0026]在所述第一隔离层的部分区域上形成电阻；
[0027]在所述介质层、第一隔离层和电阻上形成第二隔离层；
[0028]在所述第二隔离层和所述介质层中形成暴露所述有源区的第一正面电极引线孔；
[0029]在所述第二隔离层中形成第二正面电极引线孔和压点金属引线孔；
[0030]在所述第二隔离层上形成正面电极和压点金属，所述压点金属通过所述第二正面电极引线孔与所述电阻的一端电连接，所述正面电极通过所述压点金属引线孔与所述电阻的另一端电连接，并通过第一正面电极引线孔与上述有源区电连接；以及
[0031]在所述衬底的背面形成背面电极。
[0032]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述电阻的材质为多晶硅。
[0033]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述电阻为长条形电阻。所述电阻的厚度为0.2?I μ m，宽度为50?500 μ m，长度为50?500 μ m。
[0034]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述介质层的厚度为0.4?1.5 μm，所述第一隔离层的厚度为0.2?1.0 μm。
[0035]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述二极管还包括形成于所述衬底正面的外延层，所述有源区形成于所述外延层中，所述外延层与所述衬底的掺杂类型相同。
[0036]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述二极管还包括形成于所述有源区中的重掺杂区，所述重掺杂区与所述有源区的掺杂类型相同，所述正面电极通过所述第一正面电极引线孔和所述重掺杂区与所述有源区电连接。
[0037]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述第一隔离层和第二隔离层的材质均为二氧化硅。
[0038]可选的，在所述的二极管结构制作方法中，所述二极管和电阻适用于自举电路。
[0039]本发明将电阻集成在二极管的有源区上方，压点金属通过压点金属引线孔与电阻的一端电连接，正面电极通过第二正面电极引线孔与电阻的另一端电连接并通过第一正面电极引线孔与二极管的有源区电连接，电流从压点金属经电阻的一端流向另一端，再通过与电阻的另一端电连接的正面电极流向二极管，然后从二极管的背面流出。本发明将传统技术中分别制作的二极管与电阻整合到一个模块，该模块的体积与原二极管的体积一致，节省了芯片面积，简化了电路的复杂度，降低了成本，并且与采用体电阻结构的二极管相比，其阻值波动小，一致性好。
【附图说明】
[0040]参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明。为了清楚起见，图中各个层的相对厚度以及特定区的相对尺寸并没有按比例绘制。在附图中:
[0041]图1是本发明一实施例中二极管结构制造方法的流程示意图；
[0042]图2?11是本发明一实施例中二极管结构制造过程中的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0043]本发明的核心思想在于，提供一种二极管结构及其制造方法，将传统的需要分别制作二极管和电阻的电路如自举电路中的二极管与电阻整合到一个模块(BSD)，将电阻集成在二极管的有源区上方，电流从压点金属经电阻的一端流向另一端，再通过与电阻的另一端电连接的正面电极流向二极管，然后从二极管的背面流出，该模块的体积与原二极管的体积一致，这样节省了芯片面积，简化了电路复杂度，降低了成本，并且与采用体电阻结构的二极管相比，其阻值波动小，一致性好。
[0044]如图11所示，所述集成有电阻的二极管包括:
[0045]衬底100 ；
[0046]形成于所述衬底100正面上的有源区103，所述衬底100与所述有源区103的掺杂类型相反；
[0047]形成于所述衬底100正面上且暴露有源区103的介质层102 ；
[0048]形成于所述有源区103上的第一隔离层104 ；
[0049]形成于所述第一隔离层104上的电阻105 ;
[0050]形成于介质层102、第一隔离层104以及电阻105上的第二隔离层106 ；
[0051]形成于所述第一隔离层104和第二隔离层106中的第一正面电极引线孔107以及形成于所述第二隔离层106中的第二正面电极引线孔110和压点金属引线孔109 ;
[0052]形成于所述第二隔离层106上的正面电极111和压点金属112，所述压点金属112通过压点金属引线孔109与电阻105的一端电连接，所述正面电极111通过第一正面电极引线孔107与所述有源区103电连接，并通过第二正面电极引线孔110与电阻105的另一端电连接；以及
[0053]形成于所述衬底100背面的背面电极。
[0054]如上所述，本发明将电阻105集成在二极管的有源区103上方，压点金属112通过压点金属引线孔109与电阻105的一端电连接，正面电极111通过第二正面电极引线孔110与电阻105的另一端电连接并通过第一正面电极引线孔107与二极管的有源区103电连接，电流从压点金属112经电阻105的一端流向另一端，再通过与电阻105的另一端电连接的正面电极111流向二极管，然后从二极管的背面流出。
[0055]优选的，所述衬底100上形成有外延层101，所述有源区103形成于所述外延层101中，所述外延层101与所述衬底100的掺杂类型相同，所述有源区103作为二极管的P区，所述衬底100和外延层101作为二极管的N区，形成外延层101有利于提高二极管的耐压能力。更优选的，所述有源区103中形成有重掺杂区108，所述重掺杂区108与所述有源区103的掺杂类型相同，以使正面电极111与二极管形成欧姆接触。
[0056]现在将参照附图1至11来详细描述本发明的集成有电阻的二极管结构制造方法。
[0057]如图2所示，提供一衬底100。所述衬底100例如是N型衬底，厚度在200?550 μ m之间，电阻率在0.002?10 Ω.cm之间，优选方案中，所述衬底100的厚度为280 μπι?320 μ m，电阻率为0.002?0.005 Ω.cm。当然，所述衬底的厚度和电阻率并不局限于上述描述，可根据设计的二极管的特征调整衬底的厚度和电阻率。本实施例中，所述衬底100上形成有外延层101，具体的，在N型衬底上进行N型外延，外延层101的电阻率及厚度主要由设计的二极管的电压决定，例如，所述衬底为N+衬底，所述外延层为N-外延层，外延厚度为50?55 μπι，电阻率为20?25 Ω.cm。在本发明其他实施例中，如果想让二极管的软度特性更好，可以采用N/N-双层外延结构，由实际需求决定，本发明不作限制。
[0058]如图3所示，在所述外延层101上形成介质层