[实用新型]瞬态电压抑制器

说明书

本实用新型公开了瞬态电压抑制器，瞬态电压抑制器包括：第一掺杂类型的半导体衬底；第一掺杂类型的第一外延层；第一掺杂类型的第二外延层，设置于半导体衬底的第一表面之上以覆盖第一外延层；多个第一掺杂区，形成于半导体衬底内；多个第二掺杂区，各个第二掺杂区形成于第二外延层内或穿过第二外延层与对应的第一掺杂区相连，多个第一掺杂区、多个第二掺杂区、半导体衬底以及第二外延层用于形成双向抑制电路，双向抑制电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管。本实用新型提供的瞬态电压抑制器具有双向瞬态电压抑制功能，电容低、体积小、制成简单，且能够从正反两面分别引出电极。

技术领域

本实用新型涉及半导体微电子技术领域，更具体地，涉及一种瞬态电压抑制器。

背景技术

瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor,TVS)是目前普遍实用的一种高效能电路保护器件，其外形与普通二极管无异，但其特殊的结构和工艺设计使其能够吸收高达数千瓦的浪涌功率。瞬态电压抑制器的工作机理是：在反向应用条件下，当瞬态电压抑制器承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗会快速降至极低的导通值，从而允许大电流流过，同时把电压钳制在预定水平，一般的响应时间仅为10^-12秒，因此可以有效地保护电子线路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的损坏。

相对于仅能在单一方向上对电路进行保护的单向的瞬态电压抑制器，双向瞬态电压抑制器在正、反两个方向上满足符合基本对称的常规电性I-V曲线的特征，从而在实际应用中，能同时保护电路的两个方向，所以应用范围更广。

消费类电子的市场飞速发展，以手机和移动终端为代表的电子产品性能不断提升，手机或移动终端等对反应速度、传输速度都有较高要求，小于1pF的超低电容是瞬态电压抑制器须满足的硬性指标。

现有技术中的双向瞬态电压抑制器一般由纵向的NPN或PNP结构构成。图1a示出现有技术中具有纵向PNP结构的双向瞬态电压抑制器的结构示意图，图1b示出现有技术中具有纵向NPN结构的双向瞬态电压抑制器的结构示意图。如图1a和图1b所示的瞬态电压抑制器虽然能够实现较大的功率和较好的电压对称性，且成本低廉、工艺简单，但这种结构的双向瞬态电压抑制器的电容较大，不能满足目前市场对瞬态电压抑制器的需求。

图2a示出现有技术的利用两组单向低电容芯片串联封装的双向瞬态电压抑制器的原理示意图。为实现双向瞬态电压抑制器，可以将两组分离的、性能完全一样的单向低电容瞬态电压抑制器按照图2a所示的方式串联以实现电容较小的双向瞬态电压抑制器。然而这种双向瞬态电压抑制器须有将两组单向瞬态电压抑制器串联封装，成本较高，并且对于较小的封装体，两组单向瞬态电压抑制器无法同时封装，增加了工艺制程方面的难度。

图2b示出现有技术的一种两通道的单向低电容瞬态电压抑制器的原理示意图。如图2b所示，由于两通道的单向低电容瞬态电压抑制器的两个通道端完全对称，因此可以直接将两通道的单向低电容瞬态电压抑制器的两个通道端引出以实现双向低电容的瞬态电压抑制。然而，在这种应用下，由于两通道的单向低电容瞬态电压抑制器的两个通道端必须同时从正面引出，因此芯片面积会增大，不适合较小的封装体；同时，由于在封装过程中，两通道的单向瞬态电压抑制器的两个通道端必须各打一根金属线以引出两个通道端，这也会增加制造成本。

图2c示出现有技术的一种利用多颗独立的整流二极管和普通瞬态抑制二极管封装集成的双向瞬态电压抑制器的原理示意图。如图2c所示，由于该双向瞬态电压抑制器中需要在基岛上放置2颗芯片，因此容易导致封装缺陷发生的概率增大，从而使芯片贴片的成本较高；在封装过程中，两个通道端需要各打一根金属线，也使得成本增加；同时，由于多颗芯片的集成封装需要较大的空间，因此整个双向瞬态电压抑制器的尺寸较大，不适合较小的封装体。

因此，需要一种新的、结合了低电容设计的且能够从正反两面分别引出电极的双向瞬态电压抑制器。

实用新型内容