[发明专利]一种带负阻特性的单向TVS器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种带负阻特性的单向瞬态电压抑制二极管器件，包括：第一区域，是P区，由P型掺杂硅衬底构成；第二区域，是N+区，由正面N型掺杂的扩散区构成；第三区域，是P+区，由正面P型掺杂的扩散区构成；第四区域，是N+区，由背面N型掺杂的扩散区构成；其中第二区域和第三区域在第一区域的正面中，第二区域在第一区域的中间，第二区域和第三区域间距大于等于零；第四区域在第一区域的背面中，占据第一区域的整个背面。本发明通过背面深槽后氧化工艺，将背面容易发生短路的位置保护起来，降低了风险，能够改善表面状态，使得击穿发生在硅的体内，提高稳定性和可靠性，该结构的超低漏电流对器件自身的耗电和功耗优势明显。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及双向和单向低压瞬态电压抑制器件领域，为一种带负阻特性的单向TVS(Transient Voltage Suppressors) 器件及其制备方法。

背景技术

伴随IC电路集成度的不断提高、大规模集成电路中线宽也不断地在缩小，IC电路中更容易发生静电放电(ESD)和瞬态过电压对IC芯片造成破坏，因此，在整个电路系统中过压保护就变得至关重要。在消费电子充电电路中，要求浪涌残压超低的单向器件才能满足保护需求，而常规单向 TVS二极管：击穿电压高、后端残压过高，容易损坏后端IC芯片，但负向浪涌抑制效果很优秀；常规双向TVS二极管：击穿电压低、残压低，但负向浪涌的残压很高，容易损坏IC芯片；为改进传统的单向和双向二极管存在的缺点、结合两者的优点，本专利中提出一种特殊的结构，既具有双向 TVS二极管低残压和低击穿电压的优点，又具有单向TVS二极管负向浪涌残压超低的优点，在保护后端IC芯片时，正向浪涌残压超低，负向浪涌残压更低，对后端芯片能够起到优秀的保护作用。

目前绝大部分电源和充电端口的保护都趋向于选择单向保护器件，随着手机、平板等电子设备出货量越来越大，充电电流、充电电压越来越高，各种版本的快充不断推出，为保证充电的安全性和可靠性，对保护器件提出更高的要求，同时针对封装要求体积小、厚度薄和更易焊接。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有产品特性中的不足，提供一种带负阻特性的单向TVS器件及其制备方法，这种带负阻特性的二极管不仅具有双向二极管低残压、低漏电流、低击穿电压的特点，同时还具有单向二极管正向超低残压的特点。

本发明的一种带负阻特性的单向TVS二极管，包括：

第一区域，是P区，由P型掺杂硅衬底构成；

第二区域，是N+区，由正面N型掺杂的扩散区构成；

第三区域，是P+区，由正面P型掺杂的扩散区构成；

第四区域，是N+区，由背面N型掺杂的扩散区构成；

其中第二区域和第三区域在第一区域的正面中，第二区域在第一区域的中间，第二区域和第三区域间距大于等于零；第四区域在第一区域的背面中，占据第一区域的整个背面。

第一区域的P型掺杂浓度在5E17cm^-3～2E18cm^-3之间；第二区域的N 型峰值掺杂浓度范围是5E18cm^-3～3E19cm^-3；第三区域的P型峰值掺杂浓度范围是5E18cm^-3～5E19cm^-3；第四区域的N型峰值掺杂浓度范围是5E18 cm^-3～3E19cm^-3。

第二区域的N型杂的结深范围为25μm～30μm；第三区域的P型杂的结深范围为5μm～15μm；第四个区域的N型杂的结深范围为25μm～30μm。

上述带负阻特性的单向TVS器件的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：在P型硅衬底晶圆片正面和背面开出N型掺杂区域窗口；