恒流二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种恒流二极管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]恒流二极管(Current Regulative D1de,简称CRD)属于两端结型场效应恒流器件。是一种能为LED或其他器件在电源电压变化时提供恒定电流的二端半导体器件，它相当于一个大电流的恒流源或最大峰值电流限制电路，即使出现电源电压供应不稳定或是负载电阻变化很大的情况，都能确保供电电流恒定。适用于LED照明、IXD背光、汽车电子、通信电路、手持设备、仪器仪表和微型机器等场合。
[0003]恒流二极管在零偏置下的结电容近似为10pF，进入恒流区后降至3?5pF，其频率响应大致为O?5000kHz。当工作频率过高时，由于结电容的容抗迅速减小，动态阻抗就升高，导致恒流特性变差。因此，在高频场合下使用恒流二极管时，通常要求其结电容小于某一规定数值。然而，恒流二极管的结电容与其形状结构、形成材料、掺杂情况等多方面因素有关，其数值的减小常常受到多方面条件的限制而难以实现。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种恒流二极管及其制造方法，本发明主要通过在P型掺杂区或N型掺杂区上形成凹槽来改变掺杂浓度的分布，从而减小了恒流二极管耗尽区处的结电容，同时不对器件的其他性能造成很大影响。
[0005]第一方面，本发明提供了一种恒流二极管，包括:
[0006]衬底层；
[0007]位于所述衬底层上的外延层；
[0008]位于所述外延层中并与所述外延层背向所述衬底层的表面相贴的第一掺杂区、第二掺杂区和第三掺杂区，所述第二掺杂区位于所述第一掺杂区与所述第三掺杂区之间，所述外延层背向所述衬底层的表面上设有与所述第一掺杂区及所述第三掺杂区对应的凹槽；
[0009]其中，所述第一掺杂区与所述第三掺杂区的掺杂类型为P型，所述第二掺杂区的掺杂类型为N型，
[0010]或者，
[0011]所述第一掺杂区与所述第三掺杂区的掺杂类型为N型，所述第二掺杂区的掺杂类型为P型。
[0012]优选地，所述凹槽通过刻蚀阻挡层阻挡下的刻蚀工艺形成，所述刻蚀阻挡层位于所述外延层背向所述衬底层的表面上对应于所述第一掺杂区设有第一开口部，对应于所述第三掺杂区设有第二开口部。
[0013]优选地，所述刻蚀阻挡层在所述第一开口部和所述第二开口部的内边缘处均设有侧墙，所述侧墙以低压力化学气相沉积氮化硅的方式形成。
[0014]优选地，所述侧墙的厚度与所述凹槽的宽度相互对应。
[0015]优选地，所述外延层采用轻掺杂的半导体材料形成，且掺杂类型与所述第二掺杂区的掺杂类型相同；所述衬底层采用重掺杂的半导体材料形成，且掺杂类型与所述第二掺杂区的掺杂类型相同。
[0016]第二方面，本发明还提供了一种恒流二极管的制造方法，包括:
[0017]在衬底层上形成外延层；
[0018]在所述外延层上形成包括注入阻挡层的图形，所述注入阻挡层中设有第一开口部与第二开口部；
[0019]在所述注入阻挡层的阻挡下注入离子，形成分别与所述第一开口部和所述第二开口部对应的第一掺杂区和第三掺杂区；
[0020]在所述第一开口部和所述第二开口部的内边缘处形成侧墙，形成包括注入阻挡层和侧墙的刻蚀阻挡层；
[0021]在所述刻蚀阻挡层阻挡下于所述第一开口部和所述第二开口部处以刻蚀工艺形成凹槽；
[0022]在所述第一掺杂区和第三掺杂区之间注入离子，形成第二掺杂区；
[0023]其中，所述第一掺杂区与所述第三掺杂区的掺杂类型为P型，所述第二掺杂区的掺杂类型为N型，
[0024]或者，
[0025]所述第一掺杂区与所述第三掺杂区的掺杂类型为N型，所述第二掺杂区的掺杂类型为P型。
[0026]优选地，所述在所述第一掺杂区和第三掺杂区之间注入离子，形成第二掺杂区的步骤，包括:
[0027]去除所述包括注入阻挡层和侧墙的刻蚀阻挡层；
[0028]形成包括光刻胶层的图形，所述光刻胶层对应于所述第一掺杂区和第三掺杂区之间的位置设有开口图形；
[0029]在所述光刻胶层的阻挡下于所述开口图形处注入离子，形成第二掺杂区；
[0030]剥离所述光刻胶层。
[0031]优选地，所述在所述第一开口部和所述第二开口部的内边缘处形成侧墙，形成包括注入阻挡层和侧墙的刻蚀阻挡层的步骤，包括:在所述外延层和所述注入阻挡层上以低压力化学气相沉积的方式形成一氮化硅层；以光刻工艺刻蚀所述氮化硅层，形成在所述第一开口部和所述第二开口部的内边缘处的侧墙。
[0032]优选地，所述侧墙的厚度与所述凹槽的宽度相互对应。
[0033]优选地，所述外延层采用轻掺杂的半导体材料形成，且掺杂类型与所述第二掺杂区的掺杂类型相同；所述衬底层采用重掺杂的半导体材料形成，且掺杂类型与所述第二掺杂区的掺杂类型相同。
[0034]由上述技术方案可知，本发明主要通过在P型掺杂区或N型掺杂区上形成凹槽，相当于去除了部分掺杂区域、改变了掺杂浓度的分布(在凹槽内几乎没有分布)，从而减小了恒流二极管耗尽区处的结电容。同时，形成凹槽并不改变器件的形成材料和大体结构，因而不会对器件的其他性能造成很大影响。所以，本发明所提供的恒流二极管及其制造方法可以通过简单的结构改造来改进恒流二极管的器件性能，具有很高的应用价值。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本发明一个实施例中一种恒流二极管的结构示意图；
[0037]图2是本发明一个实施例中一种恒流二极管的制造方法的流程示意图；
[0038]图3至图9是本发明一个实施例中一种恒流二极管在各制造阶段中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]在本发明的描述中需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0041]图1是本发明一个实施例中一种恒流二极管的结构示意图，参见图1，该恒流二极管包括:
[0042]衬底层101 ;
[0043]位于所述衬底层101上的外延层102 ；
[0044]位于所述外延层102中并与所述外延层102背向所述衬底层101的表面(图1中外延层102的上表面)相贴的第一掺杂区103、第二掺杂区104和第三掺杂区105，所述第二掺杂区104位于所述第一掺杂区103与所述第三掺杂区105之间，所述外延层102背向所述衬底层101的表面上设有与所述第一掺杂区103