[发明专利]单向低电容TVS器件及其制造方法

说明书

公开了一种单向低电容TVS器件及其制造方法中，通过半导体集成工艺形成单向低电容TVS器件由此可以提高单向低电容TVS器件的可靠性。进一步地，在单向低电容TVS器件中形成的第一普通二极管与稳压二极管纵向串联，降低单向低电容TVS器件的体积。相较于现有技术的单向低电容TVS器件能够较大地减小电容，使电源Vcc对地GND的电容可以达到小于0.6pF，正、反向ESD能力都可以达到大于15kV。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种单向低电容TVS器件及其制造方法。

背景技术

目前市场上0.3pF(含)以上单向低电容TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态抑制二极管)芯片的电路通常是将一个第一普通二极管D1(一般选择低电容的普通二极管)与一个稳压管二极管Z1串联，再与另外一个第二普通二极管D2(一般选择低电容的普通二极管)并联组合形成(见图1)，从电源Vcc对地GND的电流～电压(I～V)曲线来看，正、反特性仍然相当于一个普通二极管，但等效电路对应的电容却远远低于相同电压的单个普通TVS二极管。

组合而成的低电容VTS器件，其电源Vcc对地GND的电容值C_T可以表示为：

其中，C_D1为第一普通二极管D1的电容，C_D1为第二普通二极管D2的电容，C_Z1为稳压二极管Z1的电容。

这里C_D1和C_D2都较小，C_Z1要比前两者大一个数量级，所以第一普通二极管D1和稳压二极管Z1串联后，总的串联电容基本等同于第一普通二极管D1的电容。

当电源Vcc加正电位，地GND加负电位时：由于第二普通二极管D2击穿电压较高，稳压二极管Z1击穿电压较低，所以稳压二极管Z1率先击穿，电源Vcc对地GND的反向击穿电压可以表示为：

V_BR＝Vf_D1+V_Z1

其中，Vf_D1为第一普通二极管D1的正向压降。

当电源Vcc加负电位，地GND加正电位时：由于第二普通二极管D2击穿电压较高，稳压二极管Z1击穿电压较低，所以稳压二极管Z1率先击穿，电源Vcc对地GND的反向击穿电压可以表示为：

Vf＝Vf_D2

其中，Vf_D2为第二普通二极管D2的正向压降。

可见组合而成的单向低电容TVS器件正、反向特性基本相当于一个普通二极管，其反向击穿电压主要受稳压二极管Z1的击穿电压控制；电容主要受C_D1和C_D2控制，所以为了实现低电容，实际就是降低C_D1和C_D2；同时电源Vcc对地GND的正、反方向静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)能力实际也是分别等同于D1、D2两个普通二极管的正向ESD能力(稳压二极管Z1的反向击穿电压较低，一般在3.3～7.0V之间，其反向ESD能力很高，可以不予考虑)。所以为了实现高ESD能力，实际就是提高D1、D2两个普通二极管的正向ESD能力。

目前开发的单向低电容TVS器件受当时器件结构和产品性能限制的原因，芯片尺寸相对较大，大于260μm×260μm，无法满足DFN0603之类的小型封装。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种单向低电容TVS器件及其制造方法，以降低单向低电容TVS器件的体积。