硅控整流器结构及形成方法与流程

本发明涉及半导体，尤其是涉及一种硅控整流器结构及形成方法。

背景技术：

1、硅控整流器(silicon controlled rectifier，scr)常被用来作为静电防护装置(electrostatic discharge protection device，esd protection device)，因此使用及其广泛。

2、现有技术的硅控整流器 (scr) 结构，其优点为导通之后的导通电阻极低、面积小、esd电流承受能力高。请参照图1，包括：soi基底，所述soi基底包括底层硅以及依次位于所述底层硅表面的埋氧层111（box层）和顶层硅；位于顶层硅内的若干个浅沟槽隔离结构112，位于浅沟槽隔离结构112之间的顶层硅内的相邻的nwell113和pwell114；位于nwell113内的第一n型外延层115和第一p型外延层116，第一n型外延层115和第一p型外延层116具有间距；位于pwell114内的第二p型外延层117和第二n型外延层118，第二p型外延层117和第二n型外延层118具有间距，第一n型外延层115、第一p型外延层116、第二p型外延层117和第二n型外延层118与埋氧层110均具有间距；位于第一n型外延层115表面的n型体极区金属硅化物层119，位于第一p型外延层116表面的阳极金属硅化物层120，位于第二p型外延层117表面的p型体极区金属硅化物层121，位于第二n型外延层118表面的阴极金属硅化物层122，n型体极金属硅化物层119、阳极金属硅化物层120、p型体极金属硅化物层121和阴极金属硅化物层122均使用栅多晶硅层（pc层）或者金属硅化物层阻挡层（silicide-blocking，sblk）隔开。阳极金属硅化物层120接出作为阳极，阴极金属硅化物层122接出作为阴极。其中，第一p型外延层116的外延生长技术 (epitaxial growth) 使用sic等材料，第二n型外延层118的外延生长技术 (epitaxial growth) 使用sige等材料，可以提供更高的载子迁移率以及在硅控整流器导通前提供较低的导通电阻。

3、然而，在硅控整流器结构的制程中，当硅控整流器工作在饱和区时，其耗尽层小于顶层硅的厚度时，会有较低的pn结寄生电容。但因为阱是部份耗尽的，硅控整流器导通后会产生较大的导通电阻，造成硅控整流器的电流承受能力降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硅控整流器结构及形成方法，可以减小硅控整流器导通后会产生的导通电阻，从而可以提高硅控整流器的电流承受能力。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种硅控整流器结构的形成方法，包括：

3、提供soi基底，所述soi基底包括底层硅以及依次位于所述底层硅表面的埋氧层和顶层硅；

4、在所述顶层硅内形成相邻的nwell和pwell；

5、在所述nwell内分别形成n型外延层和p+离子注入区，所述p+离子注入区的离子浓度大于所述pwell的离子浓度，所述n型外延层和p+离子注入区具有间距；

6、在所述pwell内分别形成p型外延层和n+离子注入区，所述n+离子注入区的离子浓度大于所述nwell的离子浓度，所述p型外延层和n+离子注入区具有间距，所述p+离子注入区和n+离子注入区之间为部分nwell和部分pwell，所述n型外延层和p型外延层与所述埋氧层均具有间距，所述p+离子注入区和n+离子注入区与所述埋氧层接触；

7、在所述n型外延层的表面形成n型体极金属硅化物层，在所述p+离子注入区的表面形成阳极金属硅化物层，在所述p型外延层的表面形成p型体极金属硅化物层，在所述n+离子注入区的表面形成阴极金属硅化物层，所述n型体极金属硅化物层、阳极金属硅化物层、p型体极金属硅化物层和阴极金属硅化物层均隔开。

8、可选的，在所述的硅控整流器结构的形成方法中，在所述顶层硅的表面形成多个栅多晶硅层，所述n型体极金属硅化物层与阳极金属硅化物层通过栅多晶硅层隔开，所述阳极金属硅化物层与所述阴极金属硅化物层通过栅多晶硅层隔开，所述阴极金属硅化物层与所述p型体极金属硅化物层通过栅多晶硅层隔开。

9、可选的，在所述的硅控整流器结构的形成方法中，向所述顶层硅内分别注入第一数量的n型离子和第一数量的p型离子，分别在所述顶层硅内形成相邻的nwell和pwell。

10、可选的，在所述的硅控整流器结构的形成方法中，向所述nwell内注入第二数量的p型离子，以形成p+离子注入区，向所述pwell内注入第二数量的n型离子，以形成n+离子注入区，所述第二数量大于所述第一数量。

11、可选的，在所述的硅控整流器结构的形成方法中，外延生长sic材料形成n型外延层。

12、可选的，在所述的硅控整流器结构的形成方法中，外延生长sige材料形成p型外延层。

13、相应地，本发明提供了一种使用硅控整流器结构的形成方法形成的硅控整流器结构，包括：

14、soi基底，所述soi基底包括底层硅以及依次位于所述底层硅表面的埋氧层和顶层硅；

15、位于所述顶层硅内相邻的nwell和pwell；

16、位于所述nwell内的n型外延层和p+离子注入区，所述p+离子注入区的离子浓度大于所述pwell的离子浓度，所述n型外延层和p+离子注入区之间隔开；

17、位于所述pwell内的p型外延层和n+离子注入区，所述n+离子注入区的离子浓度大于所述nwell的离子浓度，所述p型外延层和n+离子注入区具有间距，所述n型外延层和p型外延层与所述埋氧层均具有间距，所述p+离子注入区和n+离子注入区之间为部分nwell和部分pwell，所述p+离子注入区和n+离子注入区与所述埋氧层均接触；

18、位于所述n型外延层表面的n型体极区，位于所述p+离子注入区表面的阳极，位于所述p型外延层表面的p型体极区，位于所述n+离子注入区表面的阴极，所述n型体极金属硅化物层、阳极金属硅化物层、p型体极金属硅化物层和阴极金属硅化物层均隔开。

19、可选的，在所述的硅控整流器结构中，还包括：位于所述顶层硅表面的栅多晶硅层，所述n型体极金属硅化物层与阳极金属硅化物层通过栅多晶硅层隔开，所述阳极金属硅化物层与所述阴极金属硅化物层通过栅多晶硅层隔开，所述阴极金属硅化物层与所述p型体极金属硅化物层通过栅多晶硅层隔开。

20、可选的，在所述的硅控整流器结构中，所述n型外延层的材料包括sic。

21、可选的，在所述的硅控整流器结构中，所述p型外延层的材料包括sige。

22、在本发明提供的硅控整流器结构及形成方法中，形成了与埋氧层接触的p+离子注入区和n+离子注入区，p+离子注入区和n+离子注入区分别接阳极金属硅化物和阴极金属硅化物。因此，减小了硅控整流器导通后会产生的导通电阻，从而提高了硅控整流器的电流承受能力。并且，与n型体极金属硅化物层连接的仍然是n型外延层，与p型体极金属硅化物层连接的仍然是p型外延层，所以在硅控整流器导通前，还提供了较低的导通电阻。