[发明专利]高通流能力的单向ESD保护器件及其制作方法

权利要求书

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。