[发明专利]具有补偿阱可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种具有补偿阱可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件，包括N型衬底；在N型衬底中的顶部间隔制作有左P型阱和右P型阱；在所述左P型阱中形成有第一P+注入区和第一N+注入区；在所述右P型阱中形成有第二P+注入区和第二N+注入区；在左P型阱和右P型阱的中间、左P型阱的外侧以及右P型阱的外侧分别制作有第一N型阱、第二N型阱和第三N型阱，左P型阱分别与其两侧的第二N型阱和第一N型阱相交，右P型阱分别与其两侧的第一N型阱和第三N型阱相交；左P型阱与其两侧N型阱的相交区、右P型阱与其两侧N型阱的相交区分别形成由于杂质补偿所形成的中性区；本发明器件更为紧凑，节约成本。

技术领域

本发明涉及可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件，尤其是一种具有补偿阱可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件及其制作方法。

背景技术

瞬态电压抑制（TVS）保护器件，简称TVS器件，是系统应用中必须的浪涌保护器件，而各类TVS器件的用途均不相同；在双电源线系统中，两个电源往往电压不同因此在其之间需要悬浮设计一个非对称TVS器件，该TVS器件通常采用二极管串的方式实现；而二极管串钳位电压高，保护能力弱，高压应用需要串联多个器件，因此芯片面积较大，成本高昂，效费比低，因此并不优化；

对于浪涌保护而言，图1所示的双向NPN结构是一种可用于5V电源浪涌设计的可靠器件，但由于双向NPN结构特性对称，因此难以应用于非对称电源的浪涌保护。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种具有补偿阱可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件及其制作方法，将NPN与PNP进行整合，内部实现了自隔离的同时，可通过调整NPN与PNP基区掺杂浓度来调整其工作电压，很好的规避了二极管串带来的问题。为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种具有补偿阱可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件，包括N型衬底；

在所述N型衬底中的顶部间隔制作有左P型阱和右P型阱；在所述左P型阱中形成有第一P+注入区和第一N+注入区，第一N+注入区位于第一P+注入区的右侧；在所述右P型阱中形成有第二P+注入区和第二N+注入区，第二N+注入区位于第二P+注入区的左侧；

在左P型阱和右P型阱的中间、左P型阱的外侧以及右P型阱的外侧分别制作有第一N型阱、第二N型阱和第三N型阱，左P型阱分别与其两侧的第二N型阱和第一N型阱相交，右P型阱分别与其两侧的第一N型阱和第三N型阱相交；左P型阱与其两侧N型阱的相交区、右P型阱与其两侧N型阱的相交区分别形成由于杂质补偿所形成的中性区；

所述第一P+注入区和第一N+注入区通过第一金属相连形成器件阳极和阴极其中之一，所述第二P+注入区和第二N+注入区通过第二金属相连形成器件阳极和阴极其中之另一。

作为优选，所述左P型阱、右P型阱、第一N型阱、第二N型阱和第三N型阱的掺杂浓度相同。

作为优选，所述左P型阱、右P型阱、第一N型阱、第二N型阱和第三N型阱的结深相同。

第二方面，本发明实施例提供了一种具有补偿阱可控硅结构的瞬态电压抑制保护器件的制作方法，包括：

步骤S10，提供N型衬底，在所述N型衬底中的顶部间隔分别制作左P型阱和右P型阱；

步骤S20，在左P型阱和右P型阱的中间、左P型阱的外侧以及右P型阱的外侧分别制作相同剂量的第一N型阱、第二N型阱和第三N型阱，并同时退火推结；左P型阱分别与其两侧的第二N型阱和第一N型阱相交，右P型阱分别与其两侧的第一N型阱和第三N型阱相交；左P型阱与其两侧N型阱的相交区、右P型阱与其两侧N型阱的相交区分别形成由于杂质补偿所形成的中性区；