[发明专利]低电压/低漏电流的TVS二极管器件结构及其制备方法

权利要求书

1.一种低击穿电压/低漏电流的TVS二极管的制备方法，包括步骤：

S₁、在电阻率为0.002-0.04ohm·cm，衬底浓度为1E19-5E19/cm³的P型衬底<100>晶面上区域(101)，在1100℃条件下化学气相生长厚度为2.5-5μm，电阻率为10-50ohm·cm的P型外延生成外延层P-区域(102)，该外延层P-区域(102)的浓度为1E14-1E16/cm³；

S₂、在所述<100>晶面取区域(103)进行干法刻蚀深槽结构，使得深槽一直达到P型衬底上，深度为3-6μm；

S₃、在<100>晶面上的所述外延层P-区域中取N型注入区域(104)，以离子注入5E15-1E16/cm²的磷，形成N+注入，浓度为1E20/cm³，结深D1为0.5-1μm；

S₄、由表面热氧处理后形成的氧化层，然后在<100>晶面上适当处开出窗口，作为TVS二极管的阴极接触和阳极接触。

2.根据权利要求1所述的低击穿电压/低漏电流的TVS二极管的制备方法，所述步骤S4包括：

S₄₁、先对表面全部区域进行表面热氧处理形成的氧化层，然后在<100>晶面的对应于所述N型注入区域(104)的区域(105)处开出窗口，作为TVS二极管的阴极接触；

S₄₂、衬底通过机械减薄到150μm后，在450℃温度下进行背金处理，形成TVS二极管的阳极接触；

S₄₃、在<100>晶面衬底设阳极接触区(106)并使其接地，和对作为阴极接触的所述窗口(105)加电压3.3V时，该二极管器件PN结耗尽区宽度D2为1.5μm。

3.根据权利要求1所述的低击穿电压/低漏电流的TVS二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤S₄包括S′₄₀、在执行步骤S₄之前，先为芯片阳极从<100>晶面正面引出，在区线(107)处离子注入5E14-1E15/cm²、45KeV的硼，所述N型注入区域(104)到所述区线(107)的距离为3-6μm，以保证击穿首先发生在所述N型注入区域(104)区域的底部；

S′₄₁、在表面热氧处理后，形成的氧化层，分别对对应于所述N型注入区域(104)的区域(105)，和在<100>晶面上取出的对应于所述区线(107)的区域(108)处开出窗口，溅射金属A1，分别作为TVS二极管的阴极接触和阳极接触。

4.根据权利要求1所述的低击穿电压/低漏电流的TVS二极管的制备方法，其特征在于，所述的步骤S4包括：

S″₄₀、在执行步骤S₄之前，先在<100>晶面上选定区域(109)，并在该选定区域(109)处环形离子注入2E15/cm²、80KeV的硼，所述N型注入区域(104)到注入硼的所述选定区域(109)的距离为5-10μm，以保证击穿首先发生在所述N型注入区域(104)的底部；

S″₄₁、表面热氧化处理后，形成的氧化层，分别在对应于所述N型注入区域(104)的区域(105)，和对应于注入硼的所述选定区域(109)的区域(110)处开出窗口，溅射金属A1，分别作为TVS二极管的阴极接触和阳极接触，而所述对应于注入硼的所述选定区域(109)的区域(110)处的A1形成环路，同时注入硼的所述选定区域(109)处的环路注入的离子又起到隔离作用。

5.一种采用权利要求1所述的方法制造的低击穿电压/低漏电流的TVS二极管，其特征在于，具有N₊/P_-/P₊₊深槽结构，该深槽结构系在P型浓衬底上设有外延层P_-，在外延层P_-上注入N型杂质。