[实用新型]一种低电压半导体放电管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体放电管领域，特别是涉及一种低电压半导体放电管的PN结扩散区结构。

背景技术

固体放电管又叫半导体放电管，是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围。固体放电管使用时可直接跨接在被保护电路的两端。

半导体放电管被广泛应用于通讯交换设备中的程控交换机、电话机、传真机、配线架、XDSL、通讯接口、通讯发射设备等一切需要防雷保护的领域，以保护其内部的IC免受瞬间过电压的冲击和破坏。在当今世界微电子及通讯设备高速发展的今天，半导体放电管已成为世界通讯设备的首选器件。

如图1所示，半导体放电管工作状态如同一个开关。在断开状态下，其漏电流I_R极小，不会影响与其并联的被保护电路的正常工作。当瞬间过电压超过其断态峰值电压V_RWM时，产生瞬间雪崩效应，一旦瞬间电流超过开关电流I_S，其电压即降为导通电压V_T，大量的瞬间浪涌电流就此旁路而因保护了并联的敏感电子线路。浪涌之后，当电力降到最小维持电流I_H值之下时，半导体放电管自然恢复，回到其阻断状态。

对于半导体元器件来说，选择衬底材料的电阻率越小，V_RWM越小。传统放电管工艺采用的衬底的电阻率一般在10～40Ω/□，小于10Ω/□的电阻率非常难实现，而且价格非常高昂，成本不好控制。

现阶段，国内大部分半导体放电管的电压V_RWM在200～400V，其制造工艺过程如图2、图3所示，虽然通过离子注入方式，可以把电压做到100V～200V，但是用常规的半导体放电管对于常用的24V，36V，48V，60V的信号线无法起到有效的保护。

因此，本实用新型提供一种低电压半导体放电管，可以将V_RWM的电压范围做到10～100V，满足低压信号线对电压的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低电压半导体放电管，可以将断态峰值电压V_RWM做到10～100V，满足低压信号线对电压的要求。

本实用新型的技术方案：一种低电压半导体放电管，包括N1型衬底、正面P扩散区、背面P扩散区、正面P扩散区内的N+扩散区、背面P扩散区内的N+扩散区，还包括设于所述N1型衬底的正面和背面的N2扩散区。

本实用新型中，增设N2扩散区之前的N1型衬底材料的电阻率为10Ω/□。

本实用新型中，增设N2扩散区之后的N1衬底材料的电阻率为5Ω/□。

本实用新型中，所述低电压半导体放电管的断态峰值电压VRWM的电压范围为10-100V。

本实用新型具有的有益效果：采用本实用新型所述低电压半导体放电管，通过采用大面积扩散法，调整衬底浓度，将衬底浓度降低至10Ω/□以下，从而实现低电压半导体放电管，实现断态峰值电压V_RWM的电压范围为10-100V，满足了24V，36V，48V，60V等不同电压的需要。

附图说明

图1是现有技术半导体放电管工作状态的V-I特征图；

图2是现有技术半导体放电管制造工艺过程的平面图；

图3是现有技术半导体放电管制造工艺过程的剖面图；

图4是本实用新型低电压半导体放电管制造工艺过程的平面图；

图5是本实用新型低电压半导体放电管制造工艺过程的剖面图。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

图4是本实用新型低电压半导体放电管制造工艺过程的平面图，图5是本实用新型低电压半导体放电管制造工艺过程的剖面图，如图所示。本实施例中的一种低电压半导体放电管，包括N1型衬底、正面P扩散区、背面P扩散区、正面P扩散区内的N+扩散区、背面P扩散区内的N+扩散区，还包括设于所述N1型衬底的正面和背面的N2扩散区。

相对于传统的半导体放电管制造工艺(如图2，图3所示)，本实用新型是先在N1型衬底的正面和背面增设N2扩散区，然后在N2扩散区中形成正面P扩散区和背面P扩散区，以及形成正面P扩散区内的N+扩散区和背面P扩散区内的N+扩散区。