[发明专利]一种双向低压平面瞬态电压抑制二极管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种双向低压平面瞬态电压抑制二极管及其制造方法，包括P型重掺杂硅衬底；在衬底的正面和背面分别形成有第一正面掺杂区和第一背面掺杂区，在衬底的正面和背面通过掺杂窗口扩散掺杂分别形成第二正面掺杂区和第二背面掺杂区，在第二正面掺杂区和第二背面掺杂区上分别形成有第二正面掺杂区氧化层和第二背面掺杂区氧化层，第二正面掺杂区氧化层和第二背面掺杂区氧化层上形成有正面接触孔和背面接触孔；在正面接触孔和背面接触孔上分别形成有正面金属电极和背面金属电极。本发明增加与硅衬底掺杂类型相同的正面掺杂区和背面掺杂区，起到调整衬底浓度，形成的PN结两端浓度梯度增大，可动离子减少，TVS漏电流减小。

【技术领域】

本发明属于半导体元器件技术领域，具体涉及一种双向低压平面瞬态电压抑制二极管芯片及其制造方法。

【背景技术】

瞬态电压抑制二极管(TVS)目前已被广泛应用于电路、网络端口、精密器件的静电、浪涌、雷击等的防护。国内外绝大部分厂家采用酸洗(OJ)或玻璃钝化(GPP)台面工艺制造TVS。

相比较而言，采用平面工艺制造TVS无需开槽、涂覆玻璃粉，工艺设备简单，加工周期短，工艺稳定性及一致性更加优越。但采用平面工艺制造电压较低的TVS，尤其是击穿电压小于10V时，由于PN结击穿介于雪崩击穿和隧道击穿之间，这就导致TVS出现“软击穿”，漏电流大。对双向TVS而言，由于其击穿电压相比同型号单向电压低了0.7V左右，反向漏电流更大。低压TVS漏电流大一方面会带来能源浪费，另一方面会给保护电路和器件带来潜在隐患。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双向低压平面瞬态电压抑制二极管及其制造方法，解决了双向低压平面瞬态电压抑制二极管反向漏电流大的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种双向低压平面瞬态电压抑制二极管，包括：衬底，所述衬底为P型重掺杂硅衬底；在所述衬底的正面和背面分别形成有第一正面掺杂区和第一背面掺杂区，所述第一正面掺杂区和第一背面掺杂区与所述衬底掺杂类型相同；在所述衬底的正面和背面通过掺杂窗口扩散掺杂分别形成第二正面掺杂区和第二背面掺杂区，所述第二正面掺杂区和第二背面掺杂区与所述衬底掺杂类型相反；在所述第二正面掺杂区和第二背面掺杂区上分别形成有第二正面掺杂区氧化层和第二背面掺杂区氧化层，所述第二正面掺杂区氧化层和第二背面掺杂区氧化层上形成有正面接触孔和背面接触孔；在所述正面接触孔和背面接触孔上分别形成有正面金属电极和背面金属电极。

进一步的，所述第二正面掺杂区和第二背面掺杂区结深相同，第二正面掺杂区氧化层和第二背面掺杂区氧化层厚度相同。

进一步的，所述第二正面掺杂区和第二背面掺杂区结深为10μm-20μm，第二正面掺杂区氧化层和第二背面掺杂区氧化层厚度大于0.8μm。进一步的，所述正面金属电极和背面金属电极为多层金属电极。

进一步的，所述双向低压平面瞬态电压抑制二极管的反向漏电流为10uA～20uA。

一种双向低压平面瞬态电压抑制二极管的制造方法，包括以下步骤：

S1、提供P型重掺杂硅衬底，并对所述硅衬底正面和背面扩散掺杂形成P型掺杂区，所述掺杂区与所述硅衬底的掺杂类型相同；

S2、在所述第一正面掺杂区和第一背面掺杂区刻蚀出掺杂窗口；

S3、在所述正面掺杂区窗口和背面掺杂区窗口扩散掺杂形成N型掺杂区，所述掺杂区与所述硅衬底的掺杂类型相反；

S4、在所述掺杂区氧化层的正面和背面刻蚀出正面接触孔和背面接触孔；

S5、在所述正面接触孔和背面接触孔中蒸发淀积形成正面金属层和背面金属层；

S6、刻蚀所述正面金属层和背面金属层，形成正面电极和背面电极；