专利名称：应用锗硅工艺的多晶二极管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件及其制作方法，具体涉及一种二极管及其制作方法。
背景技术：
静电对于电子产品的伤害一直是不易解决的问题，基于不同的工艺、要求，我们寻 找、优化不同结构以达到静电保护的要求。当今使用最多的静电保护结构多使用栅接地 NMOS结构(GGNMOS，Ground Gate NMOS)。然而在使用锗硅材料的射频产品中，很多没有集 成CMOS，基于成本考量，就大大限制了静电保护结构的使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多晶二极管，其采用现有锗硅工艺，可以 作为静电保护结构使用。为了解决以上技术问题，本发明提供了一种应用锗硅工艺的多晶二极管；包括 场氧化区域；在场氧化区域之上有第一层多晶硅；在第一层多晶硅之上设置有多晶锗硅 层；在多晶锗硅层之上设置有第二层多晶硅；在所述第一层多晶硅和第二层多晶硅上引出 金属层，在多晶锗硅层上引出金属层。本发明的有益效果在于基于已有的锗硅工艺，开发出异质结纵向二极管结构，可 用于静电保护等运用。由于工艺流程没有增加，对于没有集成CMOS的锗硅产品提供了多一 种的低成本解决方案，所述此单元器件有2个N-P接触面，即增大了 N-P结面积，从而降低 了器件所占的芯片面积。本发明还提供了上述应用锗硅工艺的多晶二极管的制作方法，包括以下步骤步骤一、制作场氧化区域；步骤二、在场氧化区上制作第一多晶硅层；步骤三、在第一多晶硅层两侧制作氧化物侧墙；步骤四、在第一多晶硅层上部制作隔离区；步骤五、在第一多晶硅层上部制作锗硅层，并锗硅层上部制作隔离区；步骤六、在锗硅层上部制作第二多晶硅层；步骤七、去除多余的锗硅和多晶硅；步骤八、在锗硅层和第二多晶硅层两侧制作氧化物侧墙；步骤九、在所述第一层多晶硅和第二层多晶硅上制作通孔引出金属层，在多晶锗 硅层上制作通孔引出金属层。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1是本发明实施例所述纵向多晶二极管结构的示意图；图2是本发明实施例所述方法步骤一的示意图3是本发明实施例所述方法步骤二的示意图；图4是本发明实施例所述方法步骤三的示意图；图5是本发明实施例所述方法步骤四的示意图；图6是本发明实施例所述方法步骤五的示意图；图7是本发明实施例所述方法步骤六的示意图；图8是本发明实施例所述方法步骤七的示意图；图9是本发明实施例所述方法步骤八的示意图；图10是本发明实施例所述方法步骤九的示意图；图11是本发明实施例所述方法的流程示意图；图12是本发明实施例所述二极管应用在静电保护电路的示意图。
具体实施例方式本发明利用现有工艺中的N型的多晶硅(现有工艺中作为多晶硅电阻)，P型的多 晶锗硅(现有工艺中作为异质结NPN 二极管的基极)和N型多晶硅(现有工艺中作为异质 结NPN 二极管的发射极)堆叠可形成纵向多晶二极管。如图1所示的是本发明所述的新型 多晶二极管结构。这个二极管的N极和P极为第一层多晶硅2、多晶锗硅3、第二层多晶硅 10纵向堆叠而成。在锗硅工艺中存在多层多晶硅、锗硅，分别有N型或P型掺杂。基于此工艺，本发 明提出了一种新型的多晶二极管结构。这种结构可以用于静电保护。由于这种新结构是基 于现有工艺设计的，不会增加额外的光罩、工艺流程，所以不会增加成本。基于已有的锗硅 工艺，开发出异质结纵向二极管，可用于静电保护等运用。由于工艺流程没有增加，对于没 有集成CMOS的锗硅产品提供了多一种的低成本解决方案。本发明提供了一种新型多晶二极管结构，如图1所示。包括场氧化区域1 ；在场 氧化区域1之上有第一层多晶硅2 ；在第一层多晶硅2之上设置有多晶锗硅层3 ；在多晶锗 硅层3之上设置有第二层多晶硅10 ；在所述第一层多晶硅2和第二层多晶硅10上引出金属 层5，在多晶锗硅层3上引出金属层5。所述第一层多晶硅2和多晶锗硅层3、多晶锗硅层3 和第二层多晶硅10之间为异质结。在所述第一层多晶硅和第二层多晶硅上引出金属层作 为二极管N极。在所述多晶锗硅层上引出金属层作为二极管P极。如图11所示，制作本发明所述多晶二极管的方法，包括以下步骤步骤一、制作场 氧化区域1 ；步骤二、在场氧化区上1制作第一多晶硅层2 ；步骤三、在第一多晶硅层2两侧 制作氧化物侧墙8 ；步骤四、在第一多晶硅层2上部制作隔离区；步骤五、在第一多晶硅层2 上部制作锗硅层3，并锗硅层3上部制作隔离区；步骤六、在锗硅层3上部制作第二多晶硅 层10 ；步骤七、去除多余的锗硅和多晶硅；步骤八、在锗硅层3和第二多晶硅层10两侧制作 氧化物侧墙9 ；步骤九、在所述第一层多晶硅2和第二层多晶硅10上制作通孔4并引出金 属层5，在多晶锗硅层3上制作通孔4并引出金属层5。如图2-图10所示，本发明可以采用现有锗硅工艺中的步骤来实现，包括使用现有锗硅工艺中的定义有源区步骤来实现本发明步骤一中的制作场氧化区 域1。利用现有锗硅工艺中的制作多晶硅电阻(若集成CMOS的工艺，则同时可制作栅极)步骤来实现本发明步骤二中的在场氧化区1上制作第一多晶硅层2。利用现有锗硅工艺中的制作栅极氧化物侧墙步骤来实现本发明步骤三中的在第 一多晶硅层2两侧制作氧化物侧墙8步骤。利用现有锗硅工艺中的本征基区定义步骤，来实现去除氧化硅6和多晶硅7来定 义第一多晶硅2与多晶锗硅3的接触面的步骤，器件尺寸定义灵活。利用现有锗硅工艺中的制作发射极窗口步骤，来实现去除氧化硅6和多晶硅7来 定义第二多晶硅10与多晶锗硅3的接触面的步骤。利用现有锗硅工艺中的制作发射极多晶硅步骤，来实现在锗硅层3上部制作第二 多晶硅层10的步骤。利用现有锗硅工艺中的制作基区锗硅步骤来实现本发明的在第一多晶硅层2上 部制作锗硅层3步骤。利用现有锗硅工艺中的制作基极氧化物侧墙的步骤来实现本发明中的在锗硅层 和第二多晶硅层两侧制作氧化物侧墙9步骤。利用现有锗硅工艺中的后端金属连接的步骤来实现本发明步骤九中的在所述第 一层多晶硅2和第二层多晶硅10上制作通孔4并引出金属层5，在多晶锗硅层3上制作通 孔4并引出金属层5的步骤。由下表可以看出本发明所述方法没有增加工艺流程，完全可以采用现有的锗硅工 艺实现。对于没有集成CMOS的锗硅产品提供了多一种的低成本解决方案。
锗硅SiCie工艺的大致框架本发明步骤深阱模块非相关有源区模块定义为场氧化物区域深沟道模块有光阻保护
权利要求
1.一种应用锗硅工艺的多晶二极管；其特征在于，包括 场氧化区域；在场氧化区域之上设置有第一层多晶硅； 在第一层多晶硅之上设置有多晶锗硅层； 在多晶锗硅层之上设置有第二层多晶硅；在所述第一层多晶硅和第二层多晶硅上引出金属层，在多晶锗硅层上引出金属层。
2.如权利要求1所述的应用锗硅工艺的多晶二极管，其特征在于，所述第一层多晶硅 和多晶锗硅层、多晶锗硅层和第二层多晶硅之间为异质结。
3.如权利要求1所述的应用锗硅工艺的多晶二极管，其特征在于，所述第一层多晶硅 和第二层多晶硅上引出的金属层作为二极管N极。
4.如权利要求1所述的应用锗硅工艺的多晶二极管，其特征在于，所述多晶锗硅层上 引出的金属层作为二极管P极。
5.如权利要求1所述的应用锗硅工艺的多晶二极管的制作方法，其特征在于，包括以 下步骤步骤一、制作场氧化区域； 步骤二、在场氧化区上制作第一多晶硅层； 步骤三、在第一多晶硅层两侧制作氧化物侧墙； 步骤四、在第一多晶硅层上部制作隔离区；步骤五、在第一多晶硅层上部制作锗硅层，并锗硅层上部制作隔离区；步骤六、在锗硅层上部制作第二多晶硅层；步骤七、去除多余的锗硅和多晶硅；步骤八、在锗硅层和第二多晶硅层两侧制作氧化物侧墙；步骤九、在所述第一层多晶硅和第二层多晶硅上制作通孔引出金属层，在多晶锗硅层 上制作通孔引出金属层。
6.如权利要求5所述的应用锗硅工艺的多晶二极管的制作方法，其特征在于，所述第 一层多晶硅和多晶锗硅层、多晶锗硅层和第二层多晶硅之间为异质结。
7.如权利要求5所述的应用锗硅工艺的多晶二极管的制作方法，其特征在于，在所述 第一层多晶硅和第二层多晶硅上引出金属层作为二极管N极。
8.如权利要求5所述的应用锗硅工艺的多晶二极管的制作方法，其特征在于，在所述 多晶锗硅层上引出金属层作为二极管P极。
全文摘要
本发明公开了一种应用锗硅工艺的多晶二极管及其制作方法；包括场氧化区域；在场氧化区域之上有第一层多晶硅；在第一层多晶硅之上设置有多晶锗硅层；在多晶锗硅层之上设置有第二层多晶硅；在所述第一层多晶硅和第二层多晶硅上引出金属层，在多晶锗硅层上引出金属层。本发明基于已有的锗硅工艺，开发出异质结纵向二极管结构，可用于静电保护等运用。
文档编号H01L21/329GK102082182SQ20091020186
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者刘梅, 苏庆 申请人:上海华虹Nec电子有限公司