[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

专利信息
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
【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。

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