[实用新型]高电压瞬态电压抑制器芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶体二极管芯片生产技术领域， 特别涉及一种高电压瞬态电压抑制器（TVS）芯片。 

背景技术

目前半导体行业内生产瞬态电压抑制器（TVS）芯片通常采用纸源两次扩散单扩散结的生产工艺。现有技术存在问题：生产瞬态电压抑制器芯片使用单个扩散结时，如果反向击穿电压达到250以上，当芯片击穿时，台面的表面电场过高，造成表面击穿先于体内击穿，击穿电流集中分布在台面附近，使台面的结温上升，容易造成芯片的损坏，所以行业内瞬态电压抑制器反向击穿电压多为250V以下，250V以上产品多采用双低压芯片串联的方式实现，这就产生一些封装外形没法实现封装和影响产品可靠性等问题。采用纸源扩散的扩散结深不平坦，导致击穿电压不够稳定，抗浪涌能力差。 

发明内容

本实用新型的目的就是为克服现有技术的不足，设计新的瞬态电压抑制器芯片的结构，这种新的结构及生产工艺在提高瞬态电压抑制器击穿电压的同时，保证了二极管的反向浪涌能力稳定性及可靠性，延长了二极管的寿命。 

    本实用新型是通过这样的技术方案实现的：一种高电压瞬态电压抑制器芯片，其特征在于： 

芯片结构为P⁺NN⁺ 单向高电压瞬态电压抑制器或P⁺NP⁺双向高电压瞬态电压抑制器芯片；

P⁺NN⁺ 单向高电压瞬态电压抑制器的芯片正面截层依次为： TVS芯片、台面沟槽、玻璃层和金属面；

P⁺NP⁺双向高电压瞬态电压抑制器，芯片正面截层依次为：TVS芯片、台面沟槽、玻璃层和金属面；

    高电压瞬态电压抑制器芯片剖面结构，依次为： 二次硼扩散结， 一次硼扩散结， 材料硅片， 磷扩散结。

芯片参数： 

雪崩击穿电压 VBO                 250V-400V；

反向漏电流 I_R                     <1 μA；

结温 Tj                          150℃。

本实用新型的高电压瞬态电压抑制器芯片，采用增加辅助击穿扩散结的芯片结构，芯片主体结可使击穿电压达到250V-400V，而在芯片台面沟槽附近区域设计的辅助PN结，其击穿电压高于主体结击穿电压，使主体结区域先击穿，漏电流分布于主体结区域，而辅助结区域不发生击穿，从而解决了单扩散结结构在生产高电压芯片时的漏电大，击穿电压低，易损坏的问题，提高了高电压瞬态电压抑制器的耐压性能，同时提高瞬态电压抑制器的抗浪涌能力及可靠性。 

附图说明

图1为高电压瞬态电压抑制器的芯片正面结构示意图； 

图2为高电压瞬态电压抑制器的芯片生产工艺流程图；

图3为单向瞬态电压抑制器的芯片剖面结构图；

图4 为双向瞬态电压抑制器的芯片剖面结构图；

图5为高电压瞬态电压抑制器的芯片光刻版单元图形A；

图6为高电压瞬态电压抑制器的芯片光刻版单元图形B。

     图中：1. TVS芯片，2.台面沟槽，3.玻璃层，4.金属面：5 .二次硼扩散结，6. 一次硼扩散结，7. 材料硅片，8 .磷扩散结。

具体实施方式 

    为了更清楚的理解本实用新型，结合附图和实施例详细描述本实用新型：

    如图1至图6所示，一种高电压瞬态电压抑制器芯片，结构为P⁺NN⁺ 单向高电压瞬态电压抑制器或P⁺NP⁺双向高电压瞬态电压抑制器芯片；

P⁺NN⁺ 单向高电压瞬态电压抑制器的芯片正面截层依次为： TVS芯片1、台面沟槽2、玻璃层3和金属面4；

P⁺NP⁺双向高电压瞬态电压抑制器，芯片正面截层依次为：TVS芯片1、台面沟槽2、玻璃层3和金属面4。

 如图2所示，瞬态电压抑制器TVS的芯片工艺流程如下： 

1）扩散前处理：通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；

2）氧化：把经过扩散前处理的硅片在1100～1200℃的氧化炉中长一层氧化层；