[发明专利]一种瞬态电压抑制器（TVS）芯片及制造方法

摘要

本发明公开了一种瞬态电压抑制器(TVS)芯片及制造方法，其特征在于芯片台面附近区域设计的辅助沟槽结构，当外加最高反向电压时，N型基区耗尽层被限制在基区以内，其击穿电压高于主体结击穿电压，使主体结区域先击穿，漏电流分布于主体结区域，而辅助结区域不发生击穿，从而提高了高电压瞬态电压抑制器的耐压性能，同时提高瞬态电压抑制器的抗浪涌能力及可靠性。增加P型区耗尽层结构，改变了P型扩散区的浓度结构曲线，利用P型扩散区耗尽层宽度的附加耐压，将器件的最高反向耐压值提高到800伏特以上；增加了N+区宽度；增宽了高导电率区域，增强了N+区对N基区发射电子的能力，芯片的正向峰值压降降低到1.22V及以下。

主权项

一种瞬态电压抑制器(TVS)芯片及制造方法，其特征在于包括如下次序的步骤：1)扩散前处理：采用N型单晶硅片，通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；2)氧化：把经过扩散前处理的硅片在1100～1200℃的氧化炉中长一层氧化层；3)光刻：把氧化后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，单向在正面刻出一次扩散图形；4）单面开管磷沉积，采用的单面开管磷酸二氢铵水态源沉积工艺，是将高纯度的磷酸二氢铵粉剂溶于去离子水中，形成水溶液，以饱和量涂敷在需沉积的硅片表面上，在1200℃时，沉积20分钟，可得到8~10um的高浓度沉积层，借助后道扩镓和扩硼的流程，将N+深度推到本产品所需的60~65um深度，形成宽N+层区；5）开管扩镓，由于硅片表面事先生成一层氧化层，可以防止镓原子在硅片表面形成合金点和腐蚀坑，扩散在特殊双恒温区扩散炉和双磨口石英管中进行，扩散时把Ga2O3源粉置于源温区，硅片置于恒温区进行扩散，用H2作携带气体和反应气体，从固态的Ga2O3中分解出镓原子，然后由H2把镓原子带到恒温区，向硅片中扩散，由于镓原子对SiO2的穿透力特强，所以实现了在SiO2膜保护下进行掺杂，最终在N型硅片的两边得到平整的对称的PN结；6）单面开管扩硼，采用的单面开管硼乳胶源扩散工艺，是采用硼酸掺入乳胶源中，形成含硼乳胶源，放入1150～1280℃的扩散炉中进行扩散，扩散时间为0.5～20h,单面涂覆敷在己扩镓的硅片面上，形成40um宽的高浓度P+层；7)硼面腐刻沟槽，扩散后的硅片采用台面工艺蚀刻沟槽，露出P/N结，然后进行表面氧化钝化保护，氧化温度650～900℃；8）沟槽氧化后再按一般玻璃纯化工艺做到金属化，划片，完成整个芯片流程。