[發(fā)明專利]具有對稱擊穿電壓的瞬時電壓抑制器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010174319.8 | 申請日： | 2010-04-29 |
| 公開（公告）號： | CN101877358A | 公開（公告）日： | 2010-11-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 管靈鵬;馬督兒·博德;安荷·叭剌 | 申請（專利權(quán)）人： | 萬國半導(dǎo)體有限公司 |
| 主分類號： | H01L29/73 | 分類號： | H01L29/73;H01L29/06;H01L29/36;H01L21/331 |
| 代理公司： | 上海新天專利代理有限公司 31213 | 代理人： | 王敏杰 |
| 地址： | 美國加利福尼亞*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 對稱 擊穿 電壓 瞬時 抑制器 | ||
1.一種垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，包括：
一個第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s的半導(dǎo)體襯底；
一個形成在襯底上的第一導(dǎo)電類型的外延層，此外延層具有第一厚度；以及
一個植入在外延層中的第二導(dǎo)電類型的基極區(qū)，此基極區(qū)位于外延層的一個中間區(qū)域，
其中基極區(qū)以及外延層在基極區(qū)的兩邊提供一個基本對稱的垂直摻雜結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，選取合適的基極區(qū)以及外延層的摻雜濃度，使得基極區(qū)通過穿通擊穿。
3.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，選取合適的基極區(qū)以及外延層的摻雜濃度，使得基極區(qū)通過雪崩擊穿。
4.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，還包括：
在外延層和部分半導(dǎo)體襯底中形成的一個或多個溝道隔離結(jié)構(gòu)，所述溝道隔離結(jié)構(gòu)圍繞在一部分基極區(qū)以及一部分外延層周圍，以便隔離瞬時電壓抑制器(TVS)器件。
5.如權(quán)利要求4所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，基極區(qū)包括在溝道隔離結(jié)構(gòu)附近的基極區(qū)邊緣處的擴(kuò)大部分。
6.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型包括N-型電導(dǎo)率，所述第二導(dǎo)電類型包括P-型電導(dǎo)率。
7.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型包括P-型電導(dǎo)率，所述第二導(dǎo)電類型包括N-型電導(dǎo)率。
8.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，所述基極區(qū)的第二厚度遠(yuǎn)小于第一厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，外延層的第一厚度至少是5μm。
10.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，外延層包括一個摻雜濃度極低的外延層，所述瞬時電壓抑制器(TVS)器件還包括：
在外延層中形成的第一導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)，此第二摻雜區(qū)輕摻雜，但比
外延層摻雜濃度更高，基極區(qū)形成在第二摻雜區(qū)的中間區(qū)域。
11.如權(quán)利要求1所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，外延層包括一個摻雜濃度極低的外延層，所述瞬時電壓抑制器(TVS)器件還包括：
一個位于基極區(qū)和外延層之間的底部結(jié)處的第一導(dǎo)電類型的底部摻雜區(qū)；以及一個位于底部結(jié)對面的基極區(qū)和外延層之間的頂部結(jié)處的第一導(dǎo)電類型的頂部摻雜區(qū)，其底部和頂部摻雜區(qū)為輕摻雜，但摻雜濃度比外延層更高，每個底部和頂部摻雜區(qū)的一部分位于基極區(qū)中，另一部分位于外延層中。
12.如權(quán)利要求11所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，還包括：
在外延層和部分半導(dǎo)體襯底中形成的一個或多個溝道隔離結(jié)構(gòu)，所述溝道隔離結(jié)構(gòu)圍繞在一部分基極區(qū)以及一部分外延層周圍，以便隔離瞬時電壓抑制器(TVS)器件，
其中頂部和底部摻雜區(qū)距一個或多個溝道隔離結(jié)構(gòu)有一定的距離。
13.如權(quán)利要求11所述的垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件，其特征在于，底部摻雜區(qū)到達(dá)襯底。
14.一種制備垂直瞬時電壓抑制器(TVS)器件的方法，其特征在于，包括：
提供一個第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，對此襯底重?fù)诫s；
在襯底上形成一個第一導(dǎo)電類型的外延層，此外延層具有第一厚度；以及
在外延層中形成一個第二導(dǎo)電類型的基極區(qū)，此基極區(qū)位于外延層的一個中間區(qū)域，
其中基極區(qū)以及外延層在基極區(qū)的兩邊提供一個基本對稱的垂直摻雜結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，形成一個基極區(qū)是由通過高能離子注入形成一個基極區(qū)組成的。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，通過高能離子注入形成一個基極區(qū)的方法包括植入能量約為1000keV的高能離子注入形成基極區(qū)。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的半導(dǎo)體器件；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
