[发明专利]瞬态电压抑制器及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201811024218.5 申请日: 2018-09-04
公开(公告)号: CN109192727A 公开(公告)日: 2019-01-11
发明(设计)人: 不公告发明人 申请(专利权)人: 深圳市诚朗科技有限公司
主分类号: H01L27/08 分类号: H01L27/08;H01L21/822
代理公司: 深圳市兰锋知识产权代理事务所(普通合伙) 44419 代理人: 曹明兰
地址: 518000 广东省深圳市罗湖区*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 外延层 注入区 双向瞬态电压抑制器 衬底 上表面 制备 第一导电类型 导电类型 下表面 瞬态电压抑制器 击穿电压 氧化层 粘接 延伸
【说明书】:

发明提供一种双向瞬态电压抑制器包括结构相同的第一器件及第二器件,所述第一器件包括第一导电类型的衬底、形成在所述衬底的上表面的第一导电类型的外延层、形成在所述外延层两侧且延伸至所述外延层内的第二导电类型的第一注入区、形成在所述第一注入区的上表面的第一氧化层及形成在所述外延层的上表面且位于所述第一注入区之间的第二导电类型的第二注入区,所述第一器件的衬底的下表面与所述第二器件的衬底的下表面相粘接。本发明还提供双向瞬态电压抑制器的制备方法,提高了双向瞬态电压抑制器的击穿电压和稳定性,降低了制备成本。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的技术领域,尤其涉及瞬态电压抑制器及其制备方法。

背景技术

瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor,TVS)是一种钳位过压保护器件,它能够在短时间内将浪涌电压固定在较低的电压水平,使后端电路免受过压损坏,其主要应用于手机、平板、电视机、电脑主板等各类接口电路中。瞬态电压抑制器按照保护方向可以分为单向瞬态电压抑制器和双向瞬态电压抑制器,单向瞬态电压抑制器主要应用于电源、耳机等端口的保护,而双向瞬态电压抑制器普遍应用于信号线之间以及交流环境下的保护。随着电子产品的不断发展,双向瞬态电压抑制器器件在信号传输接口中使用的愈加频繁,然而随着应用端传输速率的不断提升,相应的对瞬态电压抑制器的电学特性要求也越高,尤其对双向瞬态电压抑制器的电压的对称性提出了更高的要求。

现有的双向瞬态电压抑制器为了保证双向击穿电压的对称性,通常采用平面工艺的方法,将两个N型区通过一次光刻、注入形成,然后将两个PN结用同一P型区来保证两个PN结的反向耐压基本一致。但这种方法存在明显的缺陷,由于硅片表面有两块相同的N型区域,且必须分开,导致每个方向的PN结面积都受到制约,使得瞬态电压抑制器在两个方向上的防浪涌能力都被弱化,如果要保证瞬态电压抑制器的浪涌能力,则需要增大整个瞬态电压抑制器的面积,而增大单个器件的面积,不仅意味着成本的增加,而且会影响器件在电路板上的正常使用。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种具有极佳的双向击穿电压对称性、未额外增加单个器件的面积,同时也增强了防浪涌能力和可靠性的双向瞬态电压抑制器,来解决上述存在的问题,一方面,本发明采用以下方案来实现。

一种双向瞬态电压抑制器,其包括结结构相同的第一器件及第二器件,所述第一器件包括第一导电类型的衬底、形成在所述衬底的上表面的第一导电类型的外延层、形成在所述外延层两侧且延伸至所述外延层内的第二导电类型的第一注入区、形成在所述第一注入区的上表面的第一氧化层及形成在所述外延层的上表面且位于所述第一注入区之间的第二导电类型的第二注入区,所述第一器件的衬底的下表面与所述第二器件的衬底的下表面相粘接。

本发明提供一种双向瞬态电压抑制器的有益效果为:通过在第一导电类型的衬底上形成第一导电类型的外延层,在所述外延层的两侧且延伸至所述外延层内形成第二导电类型的第一注入区,在所述第一注入区的上表面形成第一氧化层,在所述第一氧化层之间的所述外延层的上表面形成第二导电类型的第二注入区,在垂直于所述衬底的上表面的方向上,所述第一注入区与所述外延层之间的击穿电压大于所述第二注入区与所述外延层之间的击穿电压,所述第二器件与所述第一器件结构相同,所述第一器件的衬底的下表面与所述第二器件的衬底的下表面相粘接,形成结构对称的双向瞬态电压抑制器,在所述双向瞬态电压抑制器击穿导通时,电流沿着垂直于所述衬底的上表面的方向上流动,防止了所述双向瞬态电压抑制器的边缘击穿,提高了所述双向瞬态电压抑制器的耐压性能和可靠性。所述双向瞬态电压抑制器由结构对称的所述第一器件与所述第二器件组成,具有较强的双向对称性,从而提高了所述双向瞬态电压抑制器的稳定性。

另一方面,本发明还提供一种双向瞬态电压抑制器的制备方法,其包括以下工艺步骤:

S1:提供一个第一导电类型的衬底,在所述衬底的上表面形成第一导电类型的外延层;

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