[发明专利]制造单向负阻ESD保护器件的方法及单向负阻ESD保护器件

说明书

本发明提供了一种制造单向负阻ESD保护器件的方法及单向负阻ESD保护器件，方法包括：在衬底的正面外延生长外延层；在外延层内形成与衬底正面相接触的第一阱区，对第一阱区进行高温退火；在外延层内形成第一阱区外的其他区域，同步形成第二阱区与第三阱区，对第二阱区和第三阱区进行高温退火；在第一阱区内形成第一掺杂区；在第二阱区内形成第二掺杂区，及，在第三阱区内形成第三掺杂区，对第二掺杂区与第三掺杂区进行高温退火；在退火后的外延层、第一掺杂区、第二掺杂区与第三掺杂区的表面形成的层间介质层上形成接触孔；在接触孔溅射金属，以在接触孔上方形成第一电极以及第二电极；在衬底的背面形成第三电极。可以提高浪涌防护能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种制造单向负阻静电放电(ESD，Electro Static Discharge)保护器件的方法及单向负阻ESD保护器件。

背景技术

随着电子产品的快速发展，ESD保护器件被广泛应用在电子产品中，以克服电子产品在制造、封装、测试、运输及使用过程中产生的静电。据统计，在电子产品的集成电路(IC，Integrated Circuits)功能失效中，由于静电浪涌导致的ESD保护器件失效是重要因素之一。以消费类电子产品的电池模块为例，电池模块在插拔过程中由于受到大浪涌电流的冲击，因而，电池模块中的ESD保护器件，需要能够适应电源电压(VBAT)端和USB电压(VBUS)端不同电压的浪涌防护，例如，VBAT端的电压一般为4.5V，VBUS端电压搭配过压保护(OVP，Over Voltage Protection)方案，电压从7V到30V不等。尤其是随着高速快充需求的增多，该类电子产品的工作电压从传统的7、12V逐步切换成18、22、24V甚至更高电压，因而，该类ESD保护器件，不仅需要将击穿方向与正向导通方向的大浪涌旁路到地，同时，ESD保护器件的浪涌残压，还需要保证后级IC不受浪涌冲击，使得如何设计成本更小、更薄、封装浪涌能力满足电路中不同实际浪涌需求的ESD保护器件，成为亟需解决的技术问题。

目前的ESD保护器件，一般采用单向负阻ESD保护器件，图1为单向负阻ESD保护器件的结构示意图，如图1所示，在P衬底单晶上通过双面光刻形成N+区，从而形成垂直开基区双极晶体管；背面形成P+区，形成背面金属与N+区进行短接，其等效电路为开基区双极晶体管与二极管并联形成单向负阻ESD保护器件。但该单向负阻ESD保护器件，由于需要进行双面光刻，存在正面光刻与背面光刻对准精度的问题，导致批次间浪涌电流与残压能力不一致，浪涌防护能力不高，不能满足高压浪涌防护的需求，难以满足消费类产品的浪涌防护需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供制造单向负阻ESD保护器件的方法及单向负阻ESD保护器件，以提高浪涌防护能力。

第一方面，本发明实施例提供了制造单向负阻ESD保护器件的方法，包括：

在衬底的正面外延生长外延层；

在外延层内形成与衬底正面相接触的第一阱区，并对第一阱区进行高温退火；

在外延层内形成第一阱区外的其他区域，同步形成第二阱区与第三阱区，对第二阱区和第三阱区进行高温退火；

在第一阱区内形成第一掺杂区；

在第二阱区内形成第二掺杂区，以及，在第三阱区内形成第三掺杂区，对第二掺杂区与第三掺杂区进行高温退火；

在退火后的外延层、第一掺杂区、第二掺杂区与第三掺杂区的表面形成的层间介质层上形成接触孔；

在接触孔溅射金属，以在接触孔上方分别形成第一电极以及第二电极；

在衬底的背面形成第三电极。