[发明专利]非对称电压放电管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及放电管技术领域，特别涉及一种非对称电压放电管及其制造方法。

背景技术

用户线接口电路(Subscriber Line Interface Circuit，SLIC)芯片用于实现各种用户线与交换机之间的连接。因为SLIC芯片对外界的干扰比较敏感，所以对SLIC芯片相应的保护是必不可少的。

现有的SLIC芯片的保护方法有三种。第一种保护方法采用可编程器件，例如可编程晶闸管，以SLIC的最高电压为参考电压，当SLIC芯片的TIP/RING端口的电压超过触发电压，则可编程晶闸管开始工作。第二种保护方法采用4颗单向放电管，分成两组，分别连接在SLIC芯片的TIP/RING端口。第三种保护方法采用2颗双向放电管取代4颗单向放电管，分别连接在SLIC芯片的TIP/RING端口。

经发明人的研究发现，第一种方法虽然可以灵活有效的保护SLIC芯片，但是其防浪涌能力低，成本高，而且需要外接电源对其进行供电；第二种方法虽然防浪涌能力高，不需要外接电源，但是其成本高，且占用空间大；第三种方法虽然占用空间比第二种方法小，但是SLIC芯片TIP/RING端的工作电压不一致，则其对称的双向放电管无法精细地保护SLIC芯片。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种非对称电压放电管及其制造方法，旨在提高SLIC芯片的保护精度和降低保护成本。

本发明非对称电压放电管的制造方法，包括氧化、光刻、离子注入、硼扩散、磷扩散、台面腐蚀、玻璃钝化、金属蒸发、电参数测试、封装工序。其中，在离子注入工序中，分别由半导体晶片的正反面向半导体晶片内注入不同剂量的离子源，并将离子源推深至预定深度；由半导体晶片正面注入的离子源的能量为60KeV～100KeV、剂量为4.5E14～5.5E14cm-2，由半导体晶片反面注入的离子源的能量为60KeV～100KeV、剂量为4E14～5E14cm-2，所述离子源包括：磷离子源或砷离子源。

优选地，上述将注入半导体晶片正反面的离子源推深至预定深度的步骤采用高温推深，且其推深温度的范围为：1200℃～1280℃。

优选地，上述硼扩散工序的步骤具体为：在半导体晶片的正反面分别注入硼离子源；高温推深至预定深度，进行硼扩散工序。

优选地，上述进行硼扩散工序的温度为1200℃～1280℃，工作时间为12H～36H。

本发明提供了一种非对称电压放电管，该非对称电压放电管由上述非对称电压放电管的制造方法制成。

本发明一种非对称电压放电管及其制造方法通过在半导体晶片正反面的埋层分别注入不同剂量的离子源，使得经过硼扩散后的半导体晶片正反两面PN结附近的杂质浓度不一致，从而使得半导体晶片正反面的击穿电压不一致，可以应用于输入输出端口的浪涌电压不一致的芯片防护。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明的放电管为固体放电管，也称为半导体放电管。固体放电管利用晶闸管原理制成，依靠PN结的击穿电压触发器件的导通进行放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。在浪涌电压的作用下，固体放电管两极间的电压由额定反向关断电压上升至击穿电压，因此该固体放电管被击穿，由高阻态进入低阻态。此时，流过固体放电管的电流将达到峰值脉冲电流，同时在固体放电管两端的电压被箝位在预定的最大箝位电压以下。随着脉冲电流的衰减，固体放电管两极间的电压也不断变化，最后恢复到初态，完成一次放电过程。该PN结的击穿电压范围即固体放电管过压保护的电压范围，其击穿电压受固体放电管的工艺参数的影响。固体放电管的生产工艺包括氧化、光刻、离子注入、硼扩散、磷扩散、台面腐蚀、玻璃钝化、金属蒸发、电参数测试、封装等工序。本发明主要对离子注入及硼扩散两个工序做了进一步的修改，因此将对离子注入工序及硼扩散工序进行重点描述。

一种非对称电压放电管及其制造方法，包括氧化、光刻、离子注入、硼扩散、磷扩散、台面腐蚀、玻璃钝化、金属蒸发、电参数测试、封装工序。其中，在离子注入工序中，分别由半导体晶片的正反面向半导体晶片内注入不同剂量的离子源，并将离子源推深至预定深度；由半导体晶片正面注入的离子源的能量为60KeV～100KeV、剂量为4.5E14～5.5E14cm-2，由半导体晶片反面注入的离子源的能量为60KeV～100KeV、剂量为4E14～5E14cm-2，所述离子源包括：磷离子源或砷离子源。