[发明专利]一种半导体放电管及其制作方法、过电压保护装置

说明书

本发明实施例公开了一种半导体放电管及其制作方法、过电压保护装置。其中，半导体放电管包括：半导体衬底、多个导电块和两个电极，在半导体衬底的任一器件单元区中，第一导电块与第一扩散区和第四扩散区电连接；第二导电块与第一扩散区和第五扩散区电连接；由第三扩散区通过第一扩散区到达最近的第一短路点的最短电流流通路径上，依次经过与第四扩散区相接触的那部分第一扩散区、第二短路点和与第五扩散区相接触的那部分第一扩散区；第四扩散区靠近第三扩散区的一端到第二短路点的最短距离大于第五扩散区靠近第四扩散区的一端到第一短路点的最短距离。本发明实施例提供的技术方案可实现低转折电流高维持电流特性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体放电管及其制作方法、过电压保护装置。

背景技术

半导体放电管(Thyristor Sure Suppresser，简称TSS)又称固体放电管，是一种开关型过压保护器件。半导体放电管可并联于受电设备的两端，在发生雷击、浪涌干扰等过电压时，半导体放电管将导通，以泄放浪涌电压和浪涌电流，从而保护后级的受电设备，避免受电设备承受较高的浪涌电压而损坏。

半导体放电管是利用晶闸管原理制成的，依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。现有技术中，半导体放电管为低转折电流低维持电流的特性时，存在关断难的问题；半导体放电管为高转折电流高维持电流的特性，存在残压高的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体放电管及其制作方法、过电压保护装置，以实现低转折电流，高维持电流的特性。

第一方面，本发明实施例提供了一种半导体放电管，包括：

第一导电类型的半导体衬底，半导体衬底包括至少一个器件单元区；在任一器件单元区中，半导体衬底设置有第二导电类型的第一扩散区和第二扩散区，以及第一导电类型的第三扩散区，第一扩散区和第二扩散区被半导体衬底的第一导电类型的本体区所间隔；第三扩散区均与第一扩散区和半导体衬底的本体区相接触；第一扩散区内设置有第一导电类型的第四扩散区和第五扩散区；第三扩散区、第四扩散区和第五扩散区间隔设置，其中，第一导电类型和第二导电类型不同；

在任一器件单元区中对应设置的第一导电块，第一导电块与第一扩散区和第四扩散区电连接；

在任一器件单元区中对应设置的第二导电块，第二导电块与第一扩散区和第五扩散区电连接；由第三扩散区通过第一扩散区到达最近的第一短路点的最短电流流通路径上，依次经过与第四扩散区相接触的那部分第一扩散区、第二短路点和与第五扩散区相接触的那部分第一扩散区；其中，第一短路点为第一扩散区与第二导电块的相接触部分；第二短路点为第一扩散区与第一导电块的相接触部分；沿由第三扩散区通过第一扩散区到达最近的第一短路点的最短电流流通路径的方向，第四扩散区靠近第三扩散区的一端到第二短路点的最短距离大于第五扩散区靠近第四扩散区的一端到第一短路点的最短距离；

两个电极，在任一器件单元区中，第二导电块和第二扩散区电连接至不同的电极。

进一步地，在任一器件单元区中，半导体衬底的一侧设置有沟槽，第一扩散区与沟槽位于半导体衬底的同一侧，沟槽的深度大于第一扩散区的深度；第三扩散区和第四扩散区位于沟槽的第一侧；第五扩散区位于沟槽的与第一侧相对的第二侧；第三扩散区和第四扩散区的排列方向垂直于第四扩散区和第五扩散区的排列方向。

进一步地，在任一器件单元区中，第三扩散区和第四扩散区的排列方向垂直于第四扩散区和第五扩散区的排列方向；本体区延伸至第四扩散区和第五扩散区之间的相对区域。

进一步地，在任一器件单元区中，第一扩散区和第二扩散区位于半导体衬底的相对的两侧；第一扩散区和第二扩散区沿半导体衬底的厚度方向相对；

器件单元区为至少两个，至少两个器件单元区包括相邻设置的第一器件单元区和第二器件单元区；第一器件单元区的第一扩散区与第二器件单元区的第二扩散区位于半导体衬底的同一侧；