[发明专利]一种具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有双向大骤回SCR特性超低电容TVS的器件的制造方法，其特征在于，该器件包括：一个GND-IO路径上横向的PNPN结构和一个IO-GND路径上纵向的PNPN结构，二者通过深槽隔离，每个PNPN结构都有一个降容二极管并联；

包括下述制备步骤：

步骤A：在重掺杂N型硅衬底用光刻胶掩膜开出P型掺杂区域窗口，进行P型掺杂形成P埋层；

步骤B：生长一层轻掺杂N型外延层（1）；

步骤C：在轻掺杂N型外延层（1）上用光刻胶掩膜开出P型掺杂区域窗口，进行P型掺杂形成第一P阱（Pwell-1）层；

步骤D：在轻掺杂N型外延层（1）上用光刻胶掩膜开出N型掺杂区域窗口，进行N型掺杂形成N埋层；

步骤E：生长一层更轻掺杂N型外延层（2）；

步骤F：用光刻胶掩膜开出P型掺杂区域窗口，进行P型掺杂离子注入，形成P型掺杂形成第二P阱（Pwell-2）层；

步骤G：用光刻胶掩膜开出N型掺杂区域窗口，进行N型掺杂离子注入,形成N型掺杂形成N阱（Nwell）层；

步骤H：用光刻胶掩膜开出P型掺杂区域窗口，进行P型掺杂离子注入，形成P型掺杂形成P+层；

步骤I：用光刻胶掩膜开出N型掺杂区域窗口，进行N型掺杂离子注入，形成N型掺杂形成N+层；

步骤J：沉积一层1.5-2μm的SiO₂膜作为刻深隔离槽的掩蔽层；

步骤K：在步骤J的掩蔽层上进行光刻和二氧化硅腐蚀，刻蚀出深隔离槽的窗口，该窗口作为步骤L中干法刻蚀深隔离槽的参照位置；

步骤L：在外延上干法刻蚀深隔离槽一直延伸到N型衬底；将左边的横向PNPN结构和右边的纵向PNPN结构隔离开来；

步骤M: 用二氧化硅膜填充步骤L中形成的深隔离槽；

步骤N：刻蚀孔；

步骤O：淀积金属。

2.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤A中，P埋层的注入剂量在1E16到3E16之间，退火的温度在1100-1150℃之间，该P埋层用于阻断I/O到GND的电流通路。

3.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤B中，N型外延层（1）的厚度在3-5μm，电阻率在1-20ohm之间。

4.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤C中，第一P阱（Pwell-1）层的注入剂量在1E12到3E12之间，扩散透整个外延层（1）。

5.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤D中，N埋层的注入剂量在1E16到3E16之间，退火的温度在1100-1150℃之间。

6.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤E中外延层（2）厚度在5-8μm，浓度较外延层（1）更淡，接近为本征外延，电阻率在200ohm以上。

7.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤F中第二P阱（Pwell-2）层形成后应与第一P阱（Pwell-1）层形成纵向相连，第一P阱（Pwell-1）注入剂量在1E11到1E12之间。

8.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：步骤L中，深槽的深度为10-15μm，深宽比在15:1和15:2之间。

9.根据权利要求1所述的具有双向大骤回SCR特性超低电容的TVS器件的制造方法，其特征在于：在步骤J中包括步骤：沉积一层1.5-2μm的SiO₂膜作为深隔离槽的掩蔽层，在掩蔽层上进行光刻和SiO₂腐蚀，刻蚀出窗口，该定位沟槽窗口作为步骤L中干法刻蚀深槽的参照位置。