发明名称 垂直接合面场效半导体二极体
摘要 半导体二极体是连接了二极体的垂直圆柱形场效装置,具有一二极体终端当成垂直的圆柱形场效装置之闸极和源极/汲极之间的共同连接。揭露形成连接垂直的圆柱形场效装置之二极体的方法。
申请公布号 TW520570 申请公布日期 2003.02.11
申请号 TW090127405 申请日期 2001.11.05
申请人 维蓝科技责任有限公司 发明人 理察 A 梅兹勒
分类号 H01L29/861 主分类号 H01L29/861
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种二极体,包含:在一二极体配置中的一圆柱形垂直接合面场效装置(JFED),包括,一第一导电型的基体,其具有一底部表面和一顶端表面,包括一圆柱形基座,其有一圆柱形侧面和一圆柱形顶端表面,一第二导电型的环形扩散区域,在圆柱形基座的底部围绕圆柱形基座的中心线,和在圆柱形基座的顶端表面上之一第一传导层,将环形的扩散区域和圆柱形顶端表面耦合在一起。2.如申请专利范围第1项之二极体,其中,基体是一n-型矽,且底部表面形成二极体的一阴极,和环形扩散区域是一p-型扩散,且第一传导层是二极体的一阳极。3.如申请专利范围第1项之二极体,其中,基体是一p-型矽,且底部表面形成二极体的一阳极,和环形的扩散区域是一n-型扩散,且第一传导层是二极体的一阴极。4.如申请专利范围第1项之二极体,其中,环形的扩散区域围绕基体中的一通道形成一闸极。5.如申请专利范围第4项之二极体,其中,闸极是围绕着通道的一圆柱形闸极。6.如申请专利范围第5项之二极体,其中,圆柱形的顶端表面是圆柱形的垂直接合面场效装置的一源极/汲极,和圆柱形的闸极耦接到源极/汲极以提供二极体配置。7.如申请专利范围第1项之二极体,其中,第一传导层是金属。8.如申请专利范围第1项之二极体,其中,第一传导层形成二极体的一第一终端和圆柱形的垂直接合面场效装置(JFED)进一步包括,一第二传导层,耦接到基体的底部表面,第二传导层要形成二极体的一第二终端。9.一种二极体装置,提供在一阳极终端和一阴极终端之间的一单向电阀,该二极体装置包含:一或更多个二极体作用区域,具有阳极终端平行耦接在一起的阳极和阴极终端平行耦接在一起的阴极,每一个二极体作用区域包括,复数个连接了二极体的垂直圆柱形接合面场效装置,每一个包括一基体,具有一顶端表面和一底部表面,有一圆柱形基座从顶端表面延伸,基体中在圆柱形基座的底部之一扩散环,在基体的顶端表面和底部表面之间形成一圆柱形的基体通道,和,一传导层,将圆柱形基座和扩散环耦接在一起;和,围绕着每一或更多个二极体作用区域之一装置终结,以结束每一二极体作用区域。10.如申请专利范围第9项之二极体装置,其中,基体是一n-型矽,且底部表面形成二极体装置的一阴极,和扩散环是一p-型扩散,且传导层是二极体的一阳极。11.如申请专利范围第9项之二极体装置,其中,基体是一p-型矽,且底部表面形成二极体装置的一阳极,和扩散环是一n-型扩散,且传导层是二极体的一阴极。12.一种制造一二极体装置之方法,该二极体装置具有一第一终端和一第二终端,该方法包含:提供一基体,并从基体的一顶端表面当中形成复数个圆柱形基体基座;围绕一条中线且在圆柱形基体基座的底部形成扩散环;和在基体的顶端表面上形成一金属层,以将圆柱形基体基座和扩散环连接在一起。13.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,从基体的顶端表面当中形成复数个圆柱形基体基座包括围绕复数个圆柱形结构基座蚀刻复数个沟槽到基体中。14.如申请专利范围第13项之制造二极体装置之方法,其中,复数个圆柱形结构基座是透过沉淀一层复矽,并从其中蚀刻掉一些部分、留下复数个圆柱形结构基座不动,形成在基体的顶端表面上一薄氧化物上。15.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环包围在圆柱形基体基座的中线中之圆柱形基体通道。16.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环透过在圆柱形基体基座的底部植入掺杂物到基体的顶端表面之内形成。17.如申请专利范围第16项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环由于散播和催化作用的快速热处理侧向地扩散。18.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环透过在圆柱形基体基座的底部扩散掺杂物到基体的顶端表面之内形成。19.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,复数个配置了二极体的垂直圆柱形接合面场效装置之基体的顶端表面是源极/汲极,扩散环是闸极,而基体的底部表面是汲极/源极。20.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,基体是n-型矽,而那些掺杂物是形成p-类型扩散环的p-类型掺杂物。21.如申请专利范围第20项之制造二极体装置之方法,其中,矽基体的底部表面是一阴极,而金属层是二极体装置的一阳极。22.如申请专利范围第12项之制造二极体装置之方法,其中,基体是p-型矽,而那些掺杂物是形成n-型扩散环的n-型掺杂物。23.如申请专利范围第22项之制造二极体装置之方法,其中,基体的底部表面是一阳极,而金属层是二极体装置的一阴极。24.一种制造在一积体电路中具有一第一终端和一第二终端的二极体装置之方法,该方法包含:形成一凹盆到积体电路的基体之中;在凹盆的顶端表面当中形成复数个圆柱形基座;围绕一条中线且在圆柱形基座的底部形成扩散环;和形成一第一金属连接,以将圆柱形基座和扩散环连接在一起当成第一终端。25.如申请专利范围第24项之制造二极体装置之方法,进一步包含:形成一第二金属连接,以在顶端表面上连接到凹盆的底部部分当成第二终端。26.如申请专利范围第24项之制造二极体装置之方法,其中,在凹盆的顶端表面当中形成复数个圆柱形基座包括围绕复数个圆柱形结构基座蚀刻复数个沟槽到凹盆之内。27.如申请专利范围第24项之制造二极体装置之方法,其中,复数个圆柱形结构基座是透过沉淀一层复矽,并从其中蚀刻掉一些部分、留下复数个圆柱形结构基座不动,形成在凹盆的顶端表面上一薄氧化物上。28.如申请专利范围第24项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环包围在圆柱形基座的中线中之圆柱形通道。29.如申请专利范围第24项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环透过在圆柱形基座的底部植入掺杂物到凹盆的顶端表面之内形成。30.如申请专利范围第29项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环由于散播和催化作用的快速热处理侧向地扩散。31.如申请专利范围第24项之制造二极体装置之方法,其中,扩散环透过在圆柱形基座的底部扩散掺杂物到凹盆的顶端表面之内形成。32.一种积体电路基体中的二极体,包含:一二极体配置中的一圆柱形垂直接合面场效装置(JFED),包括,一第一导电型的凹盆,其具有一底部表面和一顶端表面,包括一圆柱形基座,其有一圆柱形侧面和一圆柱形顶端表面,一第二导电型的环形扩散区域,在圆柱形基座的底部围绕圆柱形基座的中心线,和在圆柱形基座的顶端表面上之一第一连接,将环形的扩散区域和圆柱形顶端表面耦合在一起。33.如申请专利范围第32项之二极体,其中,圆柱形的垂直接合面场效装置(JFED)进一步包括在它的顶端表面中之一第二连接,以耦接到凹盆的底部部分。34.如申请专利范围第33项之二极体,其中,凹盆是一n-型矽,且第二连接是二极体的一阴极,和环形的扩散区域是一p-型扩散,且第一连接是二极体的一阳极。35.如申请专利范围第33项之二极体,其中,凹盆是一p-型矽,且第二连接是二极体的一阳极,和环形的扩散区域是一n-型扩散,且第一连接是二极体的一阴极。36.如申请专利范围第32项之二极体,其中,环形的扩散区域在凹盆中围绕一通道形成一闸极。37.如申请专利范围第36项之二极体,其中,闸极是围绕着通道的一圆柱形闸极。38.如申请专利范围第37项之二极体,其中,圆柱形顶端表面是圆柱形的垂直接合面场效装置的一源极/汲极,且圆柱形的闸极耦接到源极/汲极以提供二极体配置。39.如申请专利范围第32项之二极体,其中,第一连接是金属。图式简单说明:图1是其中可使用本发明之一广为人知使用全波桥接整流器的交流对直流转换器之电路图。图2A-2B是二极体依照本发明连接的n-通道和p-通道接合面场效装置的概要图。图2C是2A和2B连接了二极体的接合面场效装置的等效电路之概要图。图3A-3F是举例说明用来制造本发明的连接了二极体的垂直接合面场效装置之例示程序中之步骤的断面图。图4A-4I是举例说明用来制造本发明的连接了二极体的垂直接合面场效装置之另一例示程序中之步骤的断面图。图5是举例说明本发明的四个垂直接合面场效装置(JFED)之二极体结构的放大断面图。图6A-6C是本发明的垂直JFED二极体之其他可能结构之顶视图。图7A-7B举例说明一N-通道垂直JFED二极体的二维空间模型之概要等效电路。图7C举例说明一N-通道垂直JFED二极体的三维空间模型之概要等效电路。图8A-8B举例说明一P-通道垂直JFED二极体的二维空间模型之概要等效电路。图8C举例说明一P-通道垂直JFED二极体的三维空间模型之概要等效电路。图9举例说明在一晶圆上使用复数个垂直JFED二极体的有效二极体区域。图10是一有效二极体区域的电子等效物之概要图。
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