[实用新型]一种低残压大浪涌单向骤回TVS器件

说明书

本实用新型公开了一种低残压大浪涌单向骤回TVS器件，包括N型衬底，N型衬底上方设置P型外延层，P型外延层上设置SN层和SP层，SN层和SP层通过深槽隔离，本发提出的TVS器件在提供低漏电流的同时不仅将击穿电压降低，而且大幅提升了击穿方向的峰值电流IPP，同时降低了正向导通方向和负向击穿方向的钳位电压，使得被保护器件完全处于安全区内，使得该器件具有大功率、成本低等优点。

技术领域

本实用新型涉及半导体电子器件技术领域，具体涉及一种低残压大浪涌单向骤回TVS器件。

背景技术

瞬态电压抑制器(TVS)被广泛应用于各类电子产品中，相对数据端口低频次的静电事件，电池端口在电源的插拔过程中不断受到浪涌电流的冲击，电池模块VBAT&VBUS端的电源电压有不同的要求，如VBAT端的电源电压一般为4.5V，VBUS端的电源电压从7V至 26V不等。不同的电池模块方案及其不同的测试应力条件下，需要TVS提供能适应各种电源电压，以及配合OVP保护方案的系列产品。这类TVS不仅能迅速将击穿方向和正向导通方向的大浪涌旁路到地，同时两个方向都能为后级提供低钳位电压，保证主控IC不受损伤。另一方面，在电子产品小型化的趋势下，VBAT&VBUS端的 TVS需要不断地进行技术革新，采用新技术实现在更小的封装体下具有更高功率密度以及更低钳位电压的性能，以适应高集成度、小巧便携的产品需求。

如图1所示为常规的单向TVS器件，常规的单向TVS的VBR方向无法获得较大的IPP和较低的残压，增大TVS的浪涌电流能力通常的做法是增加PN结的面积，但是单纯增大面积会带来一系列问题：①.TVS器件面积增大，导致使用更大的封装体，无法满足应用端对小型化的要求。②.单纯增大TVS结面积，成本上升，产品竞争力下降。降低VBR可以在一定程度上降低器件的残压，但是带来的问题是漏电流的增大。

如图2所示为双向的NPN结构的双向TVS器件，这种器件具有 NPN负阻结构，这种结构的优点是既可以降低VBR从而降低残压，而且漏电流也会更小，因为相同面积二极管在浪涌时的极限功率相近，由公式PPP＝IPP×VC，当钳位电压VC下降较多时，其IPP值将获得大幅度提升，但是带来的缺点是当有负浪涌来时，仍然为击穿 VBR方向必须开启才能泄放电流，势必残压会高很多。

所以综上所述，单向PN结和双向NPN两种结构各有优点和不足，一种结构难以满足高功率密度低钳位电压的产品设计。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种低残压大浪涌单向骤回TVS器件。

本实用新型的技术方案是：

一种低残压大浪涌单向骤回TVS器件，包括N型衬底(Nsub)， N型衬底上方设置P型外延层，P型外延层上设置SN层和SP层，SN 层和SP层通过深槽隔离。

上述低残压大浪涌单向骤回TVS器件的制造方法，包括：

步骤A：选取N+衬底/P型外延片；

步骤B：在P型外延层上进行光刻定义后，通过离子注入形成SN 层；

步骤C：在P型外延层上进行光刻定义后，通过离子注入形成SP 层；

步骤D：对SN层和SP层进行同时RTP退火，对注入元素进行激活；

步骤E：在P型外延层上干法刻蚀深隔离槽一直延伸到衬底并用 LPTEOS填充深槽隔离；

步骤F:淀积一层SiO₂作为接触孔的介质；

步骤G：干法刻蚀接触孔和淀积金属。