[发明专利]一种防电源反接防双向浪涌器件及其制造方法

说明书

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种具有防电源反接防双向浪涌器件，主要由防电源反接单元和瞬态抑制单元构成的三端子保护器件，所述防电源反接单元包括至少一个二极管D；所述瞬态抑制单元包括至少一个双向TVS瞬态抑制二极管和至少一个单向TVS瞬态抑制二极管器件。本发明的防电源反接防双向浪涌器件，当用电终端因为启停或者感性负载开关等动作产生浪涌电压时，单向TVS瞬态抑制二极管及双向TVS瞬态抑制二极管能对浪涌过电压进行钳位，从而防止用电终端负载对电源产生冲击，保证电源供电的纯净。可以只用一个芯片同时实现防电源反接及双向浪涌防护功能，同时能减小电源模块PCB板的面积，从而大大降低成本。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种具有防电源反接防双向浪涌器件及其制造方法。

背景技术

在复杂电磁环境下工作的电子电路经常会遭遇瞬变电压浪涌的冲击，电压浪涌会导致电子电路系统的误动作甚至损坏。为了防止瞬变的浪涌电压对整个电路系统的冲击，提高电子系统的可靠性，浪涌保护成为了现代电子电路必须考虑的问题。TVS型浪涌保护电路具有精确导通、无限重复、电压范围宽(几伏到几百伏)和快速响应(ns级)、准确钳位的优越性能，因而广泛应用在电源、通信线路以及各类电子电路的防护。

由直流电源供电的用电终端在维修更换时极有可能把终端的正负极与电源的正负极接反，造成短路导致终端及电源损坏，同时电源电压会受其他负载或外界环境的影响而引入电压瞬态脉冲，引起电源所供电终端的误动作及损坏。因此为了提高产品的可靠性，在电源供电设计上一般会考虑电源的浪涌防护以及反接防护。目前直流电源电压浪涌防护主要是采用单向功率TVS管进行防护，其典型电路如图1所示，单向TVS将正向浪涌钳位到安全水平防止电源电压浪涌损坏后端负载线路；防电源反接保护电路如图2所示，当电源极性正确时，图中NMOS中源漏之间的寄生二极管先导通，此时，MOS的S极对地电压约为0.7V，G极电压由于稳压管的作用被稳到5V以上的电位，使得VGS大于NMOS的开启电压，于是NMOS导通，将寄生二极管短路，因此电流只经过NMOS，而不经过寄生二极管。当电源接反时，VGS＝0，MOS截止，寄生二极管反偏，电源开路，终端电路得以保护。

发明内容

本发明的技术目的是提出了一种新的具有防止电源反接和双向浪涌防护功能的器件。

实现本发明目的的技术方案是：

一种防电源反接防双向浪涌器件，主要由防电源反接单元和瞬态抑制单元构成的三端子保护器件，所述防电源反接单元包括至少一个二极管D；所述瞬态抑制单元包括至少一个双向TVS瞬态抑制二极管和至少一个单向TVS瞬态抑制二极管。

具体地，所述二极管D为一个，双向TVS瞬态抑制二极管为一个，单向TVS瞬态抑制二极管为一个。

进一步地，所述二极管D的阳极与双向TVS瞬态抑制二极管的一端相连，构成第一主端子T1；二极管D的阴极与双向TVS瞬态抑制二极管的另一端相连并与单向TVS瞬态抑制二极管的阴极端相连构成第三主端子T3；单向TVS瞬态抑制二极管的阳极端为第二主端子T2。

进一步地，所述二极管D包括：n型半导体衬底，形成于n型半导体衬底中的p型接触区，形成于n型半导体衬底中的n型接触区；所述二极管D还包括形成于p型接触区及n型接触区中的金属电极，两个金属电极分别构成第一主端子T1、第三主端子T3的一部分。

具体地，所述p型接触区为p型掺杂的半导体区域或肖特基势垒区域。

进一步地，所述双向TVS瞬态抑制二极管包括：n型半导体衬底，形成于n型半导体衬底中的p阱，形成于p阱中的n阱以及形成于n阱中的两块p型半导体区域；所述双向TVS瞬态抑制二极管还包括形成于两个p型接触区中的两个金属电极，两个电极分别构成第一主端子T1、第三主端子T3的一部分。