[发明专利]高通流能力的单向ESD保护器件及其制作方法在审
申请号: | 202010338206.0 | 申请日: | 2020-04-26 |
公开(公告)号: | CN111599805A | 公开(公告)日: | 2020-08-28 |
发明(设计)人: | 宋文龙;杨珏林;张鹏;李泽宏;许志峰 | 申请(专利权)人: | 成都吉莱芯科技有限公司 |
主分类号: | H01L27/02 | 分类号: | H01L27/02;H01L29/06;H01L21/8222 |
代理公司: | 南京正联知识产权代理有限公司 32243 | 代理人: | 卢海洋 |
地址: | 610015 四川省成都市自由贸易试*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 通流 能力 单向 esd 保护 器件 及其 制作方法 | ||
1.高通流能力的单向ESD保护器件,其特征在于:包括N型衬底材料,所述N型衬底材料正面外延有N型外延层,所述N型外延层内设有带高低不同的深浅PN结的P型扩散区,所述N型外延层上淀积隔离介质层,所述隔离介质层和P型扩散区外正面溅射或蒸发正面金属区,所述N型衬底材料背面减薄并金属化形成背面金属区。
2.根据权利要求1所述的高通流能力的单向ESD保护器件,其特征在于:当背面金属区加高电位,正面金属区加负电位时,ESD保护器件雪崩击穿,呈现PN结反向击穿的钳位保护特性,当背面金属区加低电位,正面金属区加高电位时,ESD保护器件正向导通,呈现PN结正向导通的典型特性。
3.根据权利要求1所述的高通流能力的单向ESD保护器件的制作方法,其特征在于,包括下列步骤:
步骤1)制备N型衬底材料,通过外延工艺生长一层N型外延层;
步骤2)在N型外延层102上生长一层牺牲氧化层,在P型扩散区的光刻工艺中,设计大小不同的光刻窗口,合理优化大小窗口的间距,从而在P型扩散区进行扩散工艺完成后可以获得高低不同的深浅PN结,在P型扩散区光刻窗口的设计中,大窗口的尺寸命名为L1,小窗口的尺寸命名为L2,L1L2,L1获得深的PN结,L2获得浅的PN结,正面光刻形成P型扩散区图形;
步骤3)正面硼注入,硼推进,形成P型扩散区;
步骤4):正面淀积隔离介质层,正面光刻形成接触孔区;
步骤5)正面溅射或蒸发金属;正面金属光刻,形成正面金属区,背面减薄,背面金属化,形成背面金属区。
4.根据权利要求2所述的高通流能力的单向ESD保护器件的制作方法,其特征在于:所述步骤1)中的N型衬底材料的晶向为111,电阻率为0.002-0.006Ω.cm,N型外延层的电阻率为0.01-0.3Ω.cm,厚度为10-30um。
5.根据权利要求2所述的高通流能力的单向ESD保护器件的制作方法,其特征在于:所述步骤2)中的牺牲氧化层的厚度为680-1000Å。
6.根据权利要求2所述的高通流能力的单向ESD保护器件的制作方法,其特征在于:所述步骤3)中的硼注入剂量为3E15-8E15cm-2,能量为80-120KeV,硼推进的温度条件为1100-1200℃,时间为60-420min。
7.根据权利要求2所述的高通流能力的单向ESD保护器件的制作方法,其特征在于:所述步骤4)中的隔离介质层为四乙氧基硅烷TEOS,厚度为5000-10000Å。
8.根据权利要求2所述的高通流能力的单向ESD保护器件的制作方法,其特征在于:所述步骤5)中的正面溅射或蒸发的金属为铝或铝铜或铝硅铜,厚度为2-4um,合金的温度为360-430℃,时间为25-45min,背面减薄,减薄至片厚为100-200um,背面金属化为TI/NI/AG,其中TI的厚度为1000-3000Å,NI的厚度为5000-7000Å,AG的厚度为10000-15000Å。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的