cm—2，注入的P型离子例如为硼离子;注入完成后，去除光刻胶层和氧化硅层；
[0077]最后，在氮气(N2)氛围下进行退火工艺，退火温度例如是9000C?1000°C，退火时间例如是30?180分钟，同时形成所述P型栅极区121、P环126、P型发射区124和P型隔离125。
[0078]需要说明的是，上述P型栅极区121、P环126、P型发射区124和P型隔离125可以同时退火形成，亦可是分别退火形成。应认识到，PNP三极管的P型发射区124与JFET结构的P型栅极区121采用相同工艺、同时扩散形成，更有利于提高整个器件最终输出的总输出电流的稳定性。
[0079]如图4d所示，在所述N型基区111中形成N型源区122、N型漏区123，所述N型源区122、N型漏区123的深度小于P型栅极区121、P型发射区124的深度。
[0080]作为一个非限制性的例子，形成所述N型源区122、N型漏区123的具体步骤包括:首先，在N型基区111上形成氧化硅层，在氧化硅层上旋涂光刻胶层;对该光刻胶层进行曝光显影，在光刻胶层上形成N型源区窗口图案和N型漏区窗口图案;再以光刻胶层为掩膜，将N型源区、N型漏区窗口图案转移到氧化硅层上，使N型基区111暴露在该N型源区、N型漏区窗口下;然后对该暴露的N型基区111部分进行N型离子注入，注入能量例如是100?160Kev，优选是150Kev，注入剂量例如是5E14?2E16cm—2，注入的N型离子例如为砷离子;注入完成后，去除光刻胶层和氧化硅层；最后，在氮气(N2)氛围下进行退火工艺，退火温度例如是850°C?1000°C，退火时间例如是30?60分钟，同时形成所述N型源区122、N型漏区123。
[0081]接下来，参考图2所示，在所述P型外延层110上形成绝缘层140，并通过光刻和刻蚀工艺在所述绝缘层140中形成引线孔，然后通过溅射工艺形成正面金属层，再通过光刻和刻蚀工艺图形化所述正面金属层形成正面电极130，所述P型栅极区121、N型源区122通过所述正面电极130相连，最后，在P型衬底100的背面上形成背面电极150。所述绝缘层140的材质例如是二氧化硅，所述正面电极130和背面电极150的材质例如是金、银、铝等，在此并不做限制。
[0082]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种恒流二极管结构，其特征在于，包括: P型衬底； 形成于所述P型衬底正面上的P型外延层； 形成于所述P型外延层中的N型基区； 形成于所述N型基区中的P型栅极区、N型源区、N型漏区、P型发射区以及包围所述N型基区的P型隔离； 形成于所述P型栅极区、N型源区以及P型发射区上的正面电极； 其中，所述P型衬底、P型外延层、N型基区和P型发射区组成PNP三极管，所述N型源区、P型栅极区、N型基区、N型漏区组成恒流二极管。2.如权利要求1所述的恒流二极管结构，其特征在于，还包括形成于所述N型基区中的P环，所述P环包围所述N型漏区。3.如权利要求2所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P环的数量为一个或多个。4.如权利要求1所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P型栅极区、N型源区、N型漏区、P型发射区以及P型隔离的掺杂浓度大于所述P型外延层的掺杂浓度。5.如权利要求4所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P型栅极区、P型发射区、P型隔离和P型衬底均为P型重掺杂，所述N型源区和N型漏区均为N型重掺杂。6.如权利要求1所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述N型源区和N型漏区的深度小于所述P型栅极区和P型发射区的深度。7.如权利要求1所述的恒流二极管结构，其特征在于，还包括形成于所述P型衬底背面上的背面电极。8.如权利要求1所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P型发射区和P型栅极区同时扩散形成。9.如权利要求1至8中任一项所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P型发射区为条形或工字型结构，所述N型漏区为环形结构，且所述N型漏区包围所述P型发射区。10.如权利要求1至8中任一项所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述恒流二极管结构包括两个P型栅极区和两个N型源区，所述两个P型栅极区和所述两个N型源区均为条形结构，且所述两个P型栅极区位于所述N型漏区的两侧，所述两个N型源区位于所述两个P型栅极区的两侧。11.如权利要求1至8中任一项所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P型隔离为环形结构，且所述P型隔离包围所述N型基区。12.如权利要求1至8中任一项所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述P型衬底作为所述PNP三极管的集电极，所述N型基区作为所述PNP三极管的基极，所述P型发射区作为所述PNP三极管的发射极。13.如权利要求12所述的恒流二极管结构，其特征在于，所述PNP三极管的基极电流经过所述P型发射区后，依次流经所述N型漏区、N型基区、N型源区，最后经由所述P型隔离、P型外延层从所述P型衬底的背面流出；所述PNP三极管的集电极电流经过所述P型发射区后，流经所述N型基区4型外延层从所述P型衬底的背面流出。14.一种恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，包括: 提供一 P型衬底； 在所述P型衬底正面上形成P型外延层； 在所述P型外延层中形成N型基区； 在所述N型基区中形成P型栅极区、N型源区、N型漏区和P型发射区，并形成包围所述N型基区的P型隔离；以及 在所述P型栅极区、N型源区以及P型发射区上形成正面电极； 其中，所述P型衬底、P型外延层、N型基区和P型发射区组成PNP三极管，所述N型源区、P型栅极区、N型基区、N型漏区组成恒流二极管。15.如权利要求14所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述P型发射区和P型栅极区同时扩散形成。16.如权利要求14所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述P型栅极区、N型源区、N型漏区、P型发射区以及P型隔离的掺杂浓度大于所述P型外延层的掺杂浓度。17.如权利要求16所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述P型栅极区、P型发射区、P型隔离和P型衬底均为P型重掺杂，所述N型源区和N型漏区均为N型重掺杂。18.如权利要求14所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述N型源区和N型漏区的深度小于所述P型栅极区和P型发射区的深度。19.如权利要求14所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，还包括: 在所述N型基区中形成P环，所述P环包围所述N型漏区。20.如权利要求14所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，在所述P型栅极区、N型源区以及P型发射区上形成正面电极的步骤包括: 在所述P型外延层上形成绝缘层； 通过光刻和刻蚀工艺在所述绝缘层中形成引线孔； 通过溅射工艺形成正面金属层； 通过光刻和刻蚀工艺图形化所述正面金属层形成所述正面电极。21.如权利要求14所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，在所述P型栅极区、N型源区以及P型发射区上形成正面电极之后，还包括: 在所述P型衬底的背面上形成背面电极。22.如权利要求14至21中任一项所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述P型发射区为条形或工字型结构，所述N型漏区为环形结构，且所述N型漏区包围所述P型发射区。23.如权利要求14至21中任一项所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述恒流二极管结构包括两个P型栅极区和两个N型源区，所述两个P型栅极区和所述两个N型源区均为条形结构，且所述两个P型栅极区位于所述N型漏区的两侧，所述两个N型源区位于所述两个P型栅极区的两侧。24.如权利要求14至21中任一项所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述P型隔离为环形结构，且所述P型隔离包围所述N型源区。25.如权利要求14至21中任一项所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述P型衬底作为所述PNP三极管的集电极，所述N型基区作为所述PNP三极管的基极，所述P型发射区作为所述PNP三极管的发射极。26.如权利要求25所述的恒流二极管结构的形成方法，其特征在于，所述PNP三极管的基极电流经过所述P型发射区后，依次流经所述N型漏区、N型基区、N型源区，最后经由所述P型隔离、P型外延层从所述P型衬底的背面流出；所述PNP三极管的集电极电流经过所述P型发射区后，流经所述N型基区、P型外延层从所述P型衬底的背面流出。
【专利摘要】本发明提供了一种恒流二极管结构及其形成方法，在P型衬底正面上形成P型外延层，在P型外延层中形成N型基区，在N型基区中形成P型栅极区、N型源区、N型漏区、P型发射区，并形成包围N型基区的P型隔离。本发明通过在P型外延层中增设P型发射区，所述P型衬底、P型外延层、N型基区和P型发射区组成PNP三极管，所述N型源区、P型栅极区、N型基区、N型漏区组成恒流二极管，使得其单位面积电流大幅提高，器件的温度稳定性和均匀性较好。并且，所述恒流二极管结构增加了P型外延层，有利于提高其耐压性能。
【IPC分类】H01L21/329, H01L29/06, H01L29/861
【公开号】CN105609569
【申请号】CN201610082313
【发明人】王英杰
【申请人】杭州士兰集成电路有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年2月5日