垂直金氧矽场效半导体二极体

摘要

本发明包括如申请专利范围中所主张的方法以及装置。简要的说，本发明揭示出一种半导体二极体，具有低顺向导通电压降，低反向漏电流，高电压能力与崩溃能量能力，适合积体电路以及分散装置使用。半导体二极体是垂直圆柱状金氧半场效装置的二极体，具有一个二极体端，当作垂直圆柱状金氧半场效装置之闸极与汲极之间的共同连接，还具有一个二极体端，当作垂直圆柱状金氧半场效装置之源极的共同连接。本发明揭露出制造垂直圆柱状金氧半场效装置的方法。可以使用不同的装置终止，来完成二极体装置。本发明揭露出不同的实施例。

主权项

1.一种形成二极体的方法,包括:a)提供第一导电型之半导体本体,在第一表面上具有第二导电型层;b)在第二导电型层上,形成复数个圆柱状氧化物基座;c)进行方向性蚀刻,在基座之间的该第二导电型层内形成沟槽;d)在基座之间的该第二导电型层内形成第一导电型区,并且在基座底下少许延伸;e)进行方向性蚀刻,形成较深的沟槽,延伸穿过基座之间的第二导电型层,并去除掉基座之间的第二导电型层内的第一导电型区,但不是部分的第二导电型层,在基座底下稍微延伸;f)沉积出闸极氧化物;g)沉积出重掺杂多晶半导底层;h)对多晶半导底层进行方向性蚀刻,以便从基座之间的闸极氧化物中去除掉多晶半导体;i)进行离子布植,将基座之间的区域从第一导电型转换成第二导电型;j)进行方向性蚀刻,进一步将基座侧壁上闸极氧化物层上的多晶半导体厚度,降低到上述d)项中残留层的程度;k)去除掉曝露的闸极氧化物;l)沉积出导电层,当作是对二极体的第一电气接触;以及m)提供电气接触到半导体本体,当作是对二极体的第二电气接触。2.如申请专利范围中第1项之方法,其中该半导体本体是半导体基底,而第二电气接触是由基底之第二表面上的金属化层来提供。3.如申请专利范围中第1项之方法,其中该半导体本体是在第二导电型之半导体基底内的位阱,而第二电气接触是由到该位阱的电气接触来提供。4.如申请专利范围中第1项之方法,其中该半导体是矽半导体。5.如申请专利范围中第4项之方法,其中该半导体本体是N型导电矽半导体本体。6.一种形成二极体的方法,包括:a)在第一导电型半导体本体的第一表面上之,形成复数个圆柱状半导体基座,该基座具有从半导体本体延伸出去的第一导电型下部区域,形成在基座之上部与下部区域之间pn接面的第二导电型上部区域,以及相邻到pn接面之上部区域内或周围的第一导电型区域;b)形成闸极氧化物与导电闸极,从第一导电型区域之下部区域延伸出去,该第一导电型区域是在上部区域内或在其周围延伸出去;c)提供导电层,接触到导电闸极以及在上部区域内或在其周围延伸出去的第一导电型区域;以及d)提供导电接触到半导体本体。7.如申请专利范围中第6项之方法,其中该半导体本体是半导体基底,而到半导体本体的导电接触是由基底之第二表面上的金属化层来提供。8.如申请专利范围中第6项之方法,其中该半导体本体是在第二导电型之半导体基底内的位阱,而到半导体本体的导电接触是由到该位阱的电气接触来提供。9.如申请专利范围中第6项之方法,其中该半导体是矽半导体。10.如申请专利范围中第9项之方法,其中该半导体本体是N型导电矽半导体本体。11.一种二极体,包括:第一导电型的半导体本体;在半导体本体之第一表面上的复数个圆柱状基座,每个基座都具有第一导电型的下部区域以及第二导体型的上部区域,其间并形成pn接面,上部与下物区域定义出每个基座的侧壁;第一导电型区域,是在相邻到pn接面的每个基座周围;在每个基座侧壁上的闸极氧化物,从下部区域延伸到第一导电型区域,该第一导电型区域在每个基座的上部区域周围,每个基座之上部区域周围的部分第一导电型区域,并不被闸极氧化物覆盖住;在闸极氧化物上的导电闸极;在基座之间的第二导电型层;在复数个圆柱状基座上的导电层,并造成导电闸极与每个基座之上部区域周围处第一导电型区域的电气接触;以及造成电气接触半导体本体的导电层。12.如申请专利范围中第11项之二极体,其中该半导体本体是半导体基底,而造成电气接触到半导体本体的导电层是在基底之第二表面上的金属化层。13.如申请专利范围中第11项之二极体,其中该半导体本体是在第二导电型之半导体基底内的位阱,而造成电气接触到半导体本体的导电层是到该位阱的电气接触。14.如申请专利范围中第11项之方法,其中该半导体是矽半导体。15.如申请专利范围中第14项之方法,其中该半导体本体是N型导电矽半导体本体。16.一种二极体,包括:在第一导电型半导体本体之第一表面上的复数个圆柱状基座,该复数个基座都具有从半导体本体延伸出去的第一导电型的下部区域,第二导电型的上部区域并在基座之上部与下部区域间形成pn接面,以及在相邻到pn接面的上部区域内以及在其周围延伸出去的第一导体型区域;闸极氧化物以及从下部区域延伸到第一导电型区域的导电闸极,该第一导电型区域是在每个基座的上部区域内或是在其周围;接触到导电闸极以及上部区域内与其周围上之第一导电型区域的导电层;以及到半导体本体的导电接触。17.如申请专利范围中第16项之二极体,其中该半导体本体是半导体基底,而到半导体本体的导电接触是由基底之第二表面上的金属化层来提供。18.如申请专利范围中第16项之二极体,其中该半导体本体是在第二导电型之半导体基底内的位阱,而到半导体本体的导电接触是由到位阱的电气接触来提供。19.如申请专利范围中第16项之二极体,其中该半导体是矽半导体。20.如申请专利范围中第19项之二极体,其中该半导体本体是N型导电矽半导体本体。图式简单说明:图1是本发明会使用到的全波桥式整流器之已知直流至交流转换器的电路图。图2A-2B是依据本发明二极体连接之n通道与p通道金氧半场效装置的示意图。图2C是图2A与2B中二极体连接金氧半场效装置的等效电路示意图。图3A-3N是显示出制造本发明二极体连接垂直金氧半场效装置之典型处理步骤的剖示图。图4A-4N是显示出制造本发明二极体连接垂直金氧半场效装置之另一典型处理步骤的剖示图。图5A-5C是本发明垂直MOSFED二极体之典型另一结构的上视图。图6显示出晶圆上的主动二极体区域,该晶圆上形成复数个垂直MOSFED二极体。图7是主动二极体区域的电气等效示意图。