专利名称：低压齐纳二极管新型结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低压齐纳二极管新型结构。
背景技术：
齐纳二极管又称稳压二极管，是一种特殊的面接触型硅晶体二极管。由于它有稳 定电压的作用，经常应用在稳压设备和一些电子线路中。 普通PN结二极管在外加反向电压足够大时会被击穿，并产生很大的反向电流，最 终使器件失效。而齐纳二极管则是利用PN结的反向击穿，提供一个稳定电压Vz。制作低压 齐纳二级管需要制作高掺杂的PN结。由于平面工艺的扩散工艺较难掌握，因此反向漏电流 以及动态电阻等参数也难以控制，所以生产低压齐纳管具有一定的难度。由于产品成品率 低，所以国内生产厂家极少，多年来一直依靠进口管芯或成品。 低压齐纳二极管的击穿机理主要是隧道击穿。隧道击穿是在强电场下，由于隧道 效应，使大量电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起的一种击穿现象。实验表明，对于重 掺杂的锗、硅PN结，引起隧道击穿所需的电场强度约为106V/cm。当击穿电压VBK < 4Eg/q 时，一般为隧道击穿；当VBK> 6E g/q时，一般为雪崩击穿；当4E g/q < VBK < 6E g/q时， 两种击穿机构都存在。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种低压齐纳 二极管新型结构，它采用扩散和合金的办法，在单晶片上制作双结得到低压齐纳二极管，具 有击穿电压低，反向漏电流小，动态电阻低，对档率高等优点。 为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案 本实用新型一种低压齐纳二极管新型结构，所述二极管由两个PN结构成， 一个是 扩散结，另一个是合金结；扩散结包围合金结，合金结的结深近似等于扩散结的结深。 所述合金结和扩散结均为掺杂PN结，所述合金结的掺杂浓度高于扩散结的掺杂 浓度。 本实用新型采用扩散和合金的办法，在单晶片上制作双结得到低压齐纳二极管， 具有击穿电压低，反向漏电流小，动态电阻低，对档率高等优点，抽取此结构的低压齐纳二 极管600只测试，呈硬击穿特性的占约70%。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式如图1所示，本实用新型一种低压齐纳二极管新型结构1 ，所述二极管由两个PN结 构成，图中，N为PN结的N区，P为PN结的P区， 一个是扩散结2，另一个是合金结3 ;扩散结包围合金结，合金结的结深近似等于扩散结的结深。 所述合金结和扩散结均为掺杂PN结，所述合金结的掺杂浓度高于扩散结的掺杂 浓度。 制作低压齐纳二极管可以采用扩散和合金两种方法。采用平面工艺(即扩散工 艺)制得的扩散PN结，击穿特性好，动态电阻和反向漏电流都比较小；尽管如此，由于扩散 工艺本身较难掌握，所以作出的管子击穿电压普遍偏高，管子的对档率低。本实用新型为了 降低击穿电压，提高管子的对档率，在已制作的扩散结中，以合金工艺再次进行一次高浓度 的P型杂质，制得合金PN结，以提高掺杂浓度。具体作法是选用PN固态扩散源进行第一 次浓硼扩散形成扩散结。由于受到杂质在硅中固溶度的限制，所以第二次高浓度的掺杂不 能继续以硼为杂质。由于合金结的击穿电压较低，以及制作电极的需要，本实用新型选用了 和硼元素同族的金属铝作为第二次扩散的杂质。实际上，第二次扩散是合金工艺。合金后， 就相当于在原有的扩散结中又加入了新的P型杂质，形成合金结，更加提高了扩散层的掺 杂浓度。因此，本实用新型所述低压齐纳二极管新型结构由两个PN结构成， 一个是扩散结， 另一个是合金结，扩散结包围合金结，合金结的结深近似等于扩散结的结深。将PN结加反 向偏向时，由于合金结的掺杂浓度高于扩散结的掺杂浓度，所以合金结点的击穿电压将低 于扩散结的击穿电压。电子在合金结穿过隧道的几率大，并且经过合金结的路径体电阻最 小，因而击穿是发生在合金结的结面处。又由于合金结的存在，当发生击穿后，随着击穿电 流的增大，结电压降的变化量则很小，因此可以大大降低动态电阻。 本实用新型采用扩散和合金的办法，在单晶片上制作双结得到低压齐纳二极管， 具有击穿电压低，反向漏电流小，动态电阻低，对档率高等优点，抽取此结构的低压齐纳二 极管600只测试，呈硬击穿特性的占约70%。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所 描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细 的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替 换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型 的权利要求范围中。
权利要求一种低压齐纳二极管新型结构，其特征在于所述二极管由两个PN结构成，一个是扩散结，另一个是合金结；所述扩散结包围合金结，所述合金结的结深近似等于扩散结的结深。
2. 如权利要求1所述的低压齐纳二极管新型结构，其特征在于所述合金结和扩散结 均为掺杂PN结，所述合金结的掺杂浓度高于扩散结的掺杂浓度。
专利摘要本实用新型公开了一种低压齐纳二极管新型结构，所述二极管由两个PN结构成，一个是扩散结，另一个是合金结；扩散结包围合金结，合金结的结深近似等于扩散结的结深。它采用扩散和合金的办法，在单晶片上制作双结得到低压齐纳二极管，具有击穿电压低，反向漏电流小，动态电阻低，对档率高等优点。
文档编号H01L29/36GK201440419SQ20092017550
公开日2010年4月21日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者陈永利 申请人:朝阳无线电元件有限责任公司