[发明专利]一种自隔离非对称垂直型瞬态电压抑制保护器件有效

专利信息
申请号: 202111325282.9 申请日: 2021-11-10
公开(公告)号: CN113764406B 公开(公告)日: 2022-03-01
发明(设计)人: 朱伟东;赵泊然 申请(专利权)人: 江苏应能微电子有限公司
主分类号: H01L27/02 分类号: H01L27/02
代理公司: 北京中济纬天专利代理有限公司 11429 代理人: 丁燕华
地址: 213002 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 隔离 对称 垂直 瞬态 电压 抑制 保护 器件
【说明书】:

发明公开了一种自隔离非对称垂直型瞬态电压抑制保护器件,包括P型衬底、N型基区、P型基区、第一N+注入区、第二N+注入区、第一P+注入区、第二P+注入区、第一表面结构和第二表面结构,第一表面结构包括第一场氧化层和第二电极金属层,第二表面结构包括第二场氧化层和第二电极金属层。本发明将NPN与PNP进行垂直整合,内部实现自隔离的同时,通过调整NPN与PNP基区掺杂浓度来调整其工作电压,很好地规避了二极管串带来的问题,既实现两个方向不同的维持电压Vh与回扫特性,又实现器件内部自隔离。

技术领域

本发明属于电子科学与技术领域,具体涉及一种自隔离非对称垂直型瞬态电压抑制保护器件。

背景技术

瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor,简称为TVS)是系统应用中必须的浪涌保护器件,而各类TVS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,因此亟需优化。

对于浪涌保护而言,双向NPN结构是一种可用于5 V电源浪涌设计的可靠器件,但由于双向NPN特性对称,因此难以应用于非对称电源的浪涌保护。而PNP器件是一种弱回扫器件,可用于各类电压的保护。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题,本发明提供一种自隔离非对称垂直型瞬态电压抑制保护器件,将NPN与PNP进行垂直整合,内部实现自隔离的同时,通过调整NPN与PNP基区掺杂浓度来调整其工作电压,很好地规避了二极管串带来的问题,既实现两个方向不同的维持电压Vh与回扫特性,又实现器件内部自隔离。

本发明中主要采用的技术方案为:

一种自隔离非对称垂直型瞬态电压抑制保护器件,包括:

P型衬底;

N型基区,所述N型基区设置在P型衬底上端,所述N型基区外侧被P型衬底包裹,且所述N型基区的上端露出P型衬底,且与P型衬底齐平,所述N型基区的下端沉入P型衬底中;

P型基区,所述P型基区设置在P型衬底上端,所述P型基区外侧被P型衬底包裹,且所述P型基区的上端露出P型衬底,且与P型衬底齐平,所述P型基区的下端沉入P型衬底中,所述P型基区和N型基区并列设置,且与N型基区之间存在间隙;

第一N+注入区,所述第一N+注入区设置在P型基区上,所述第一N+注入区外侧被P型基区包裹,所述第一N+注入区的上端露出P型基区,且与P型基区上表面齐平;

第二N+注入区,所述第二N+注入区设置在P型衬底底端,所述第二N+注入区外侧被P型衬底包裹,所述第二N+注入区的下端露出P型衬底,且与P型衬底齐平,所述第二N+注入区的上端沉入P型衬底,所述第一N+注入区和第二N+注入区上下对应设置;

第一P+注入区,所述第一P+注入区设置在N型基区上,所述第一P+注入区外侧被N型基区包裹,所述第一P+注入区的上端露出N型基区,且与N型基区上表面齐平;

第二P+注入区,所述第二P+注入区设置在P型衬底底端,所述第二P+注入区外侧被P型衬底包裹,所述第二P+注入区的下端露出P型衬底,且与P型衬底齐平,所述第二P+注入区的上端沉入P型衬底,所述第一P+注入区和第二P+注入区上下对应,所述第二P+注入区与第二N+注入区并列设置,且与第二N+注入区之间存在间隙;

第一表面结构,所述第一表面结构设置在所述P型衬底的上表面,用于芯片封装焊接;

第二表面结构,所述第二表面结构设置在所述P型衬底的下表面,用于芯片封装焊接。

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