[实用新型]低电容低钳位电压瞬态电压抑制器

权利要求书

1.一种低电容低钳位电压瞬态电压抑制器，在TVS管结构基础上，包含N-型的硅衬底N-sub硅片、P型阱PW、P+区、N+区、介质、接地金属层Gnd、接电源金属层VCC、信号端IO1和IO2金属层的TVS器件，其特征在于：在N-型的硅衬底N-sub或生长的N-型外延层N-epi上至少包括第一至四P型阱PW1-4，其中，

所述的第一、四P型阱PW1、4结构相同的轻掺杂P型阱，阱内包括P+区和N+区；

所述的第二P型阱PW2内包括N+区的重掺杂乱；以及，

所述的第三P型阱PW3阱内依序包括N+区、P+区和N+区的轻掺杂，第三P型阱PW3内P+区的宽度小于N+区的宽度；

TVS管由N+/PW2/PW3/N+组成双极性晶体管，其基区第二P型阱PW2和第三P型阱PW3通过P+引出与接地端集电极N+短接在一起；当静电释放或浪涌产生时，由于第二P型阱PW2为重掺杂，故N+/PW2击穿电压较低，N+/PW2结击穿后，电流经过第二P型阱PW2到第三P型阱PW3，再从P+端流出到接地端；同时，又因为第三P型阱PW3为轻掺杂，其电阻较高，因此电流从第三P型阱PW3到P+产生的电压差很容易大于0.7V，此时，双极性晶体管效应产生，电流不仅可以从P+端流出，也同时从接地端的N+流出，呈现出显著的负阻特性，即电流-电压曲线发生明显骤回；

所述的第二P型阱PW2和第三P型阱PW3下方增加P-型埋层P-BL，与N-型衬底搭配，可以形成较宽的耗尽区，大大降低了TVS管底面结的寄生电容；

所述的P+区为超浅结或与N+区结深相同，当TVS管导通时，电流从第二、三P型阱PW2、PW3到达基区P+的路径加长，同时基区P+宽度设置较窄，宽度小于其二侧的N+；

所形成的两种二极管中：第一种从IO端到VCC端的二极管，是由P+/N-epi/N+形成，N-epi为高阻外延，所述的P+与N-epi形成较宽的空间电荷区，以降低此种二极管的电容；第二种从接地端Gnd到信号端IO的二极管，由P+/PW1/N+和/或P+/PW4/N+形成的二个二极管，第一P型阱PW1和第四P型阱PW4为轻掺杂，因此N+与第一P型阱PW1和第四P型阱PW4间形成较宽的空间电荷区，以降低此种二极管的电容。

2.根据权利要求1所述的低电容低钳位电压瞬态电压抑制器，其特征在于：所述的第一、四P型阱PW1、4注入元素为硼，注入剂量为5E11~1E13CM^-2，注入能量为60~100KeV；第二P型阱PW2注入元素为硼，注入剂量为1E14~9E14CM^-2，注入能量为60~100KeV；第三P型阱PW3注入元素为硼，注入剂量为1E12~1E14CM^-2，注入能量为60~100KeV。

3.根据权利要求1所述的低电容低钳位电压瞬态电压抑制器，其特征在于：所述的N-型外延生长掺入磷或砷杂质，其电阻率为50~300Ω*CM，外延厚度3~8μm；P+为超浅结，注入元素为硼，注入剂量为1E15~8E15CM^-2，注入能量为40~80KeV；N+区为重掺杂，注入元素为磷或砷，注入剂量为2E15~1.2E16 CM^-2，注入能量为80~150KeV；从IO端到VCC端由P+/N-epi/N+形成的二极管中，由P+与N-epi形成更小结面积。

4.根据权利要求1或2所述的低电容低钳位电压瞬态电压抑制器，其特征在于：所述的第三P型阱PW3与第二P型阱PW2设置为环绕形或插指形。