[發明專利]低壓雙向保護二級管

有效

• 申請號: 201010561335.2
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102130183A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 本杰明·莫里永
• 申請（專利權）人: 意法半導體(圖爾)公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

技術領域

本發明涉及一種低壓雙向保護二極管，也就是說，該二極管的雙向擊穿電壓都小于10伏，優選地接近6伏。

背景技術

通常，當期望減小擊穿電壓時，更具體地說，當要獲得對稱二極管時，也就是說，該二極管具有接近于6到10伏基本上相等的擊穿電壓，用于構造雙向保護二極管的各種技術都存在局限性。此外，已知的雙向二極管通常會受到存在于兩個偏置方向中的至少一個或另一個方向中的“階躍恢復(Snapback)”現象的影響，也就是說，即使發生擊穿的電壓很小，例如，接近10伏，也會存在短暫的初始過電壓，也就是說，二極管兩端的電壓上升到比基準值更大的值，例如，在退回到接近10伏的保護值之前，從12伏到14伏的值。

發明內容

因而，本發明一個實施例的主要目的是為了克服已知雙向保護二極管的至少一部分缺點。

本發明一個實施例的另一個目的是為了提供雙向都具有接近6伏的擊穿電壓的雙向保護二極管。

本發明一個實施例的一個目的是為了提供一種自由階躍恢復的雙向保護二極管。

本發明一個實施例的一個目的是為了提供一種小型的雙向保護二極管。

為了達到至少部分這些目的，本發明的一個實施例提供了一種垂直雙向保護二極管，包括，在第一導電類型的重摻雜襯底上的第一、第二和第一導電類型的第一、第二和第三區域，這些區域的摻雜級都大于2到5x10¹⁹atoms/cm³，并且被絕緣溝道橫向分隔，這些區域中的每一個區域的厚度都小于4μm。

根據本發明一個實施例，第二和第三區域由厚度小于4μm的外延層中的植入物形成。

根據本發明一個實施例，這些不同的區域分別是P型，N型和P型，第一區域的最大摻雜級近似5x10¹⁹atoms/cm³，第二區域的最大摻雜級近似10²⁰atoms/cm³，第三區域的最大摻雜級近似5x10¹⁹atoms/cm³，每個區域的摻雜曲線的頂部間隔小于3μm。

本發明的一個實施例提供了一種用于制造垂直雙向保護二極管的方法，包括以下步驟：

在重摻雜P型襯底中形成第一最重摻雜P型區域；

在該結構上形成第一外延層；

在第一外延層中形成第二重摻雜N型區域；

在該結構上形成第二外延層；

在第二外延層中形成第三重摻雜P型區域；

該結構四周圍繞橫越前述三個區域的絕緣溝道。

根據本發明一個實施例，最后兩個步驟的順序可以倒置。

根據本發明一個實施例，各種植入物的劑量范圍在1到10x10¹⁶atoms/cm²之間。

結合附圖將詳細討論本發明的前述目的，特征和優點，不限于具體實施例的描述。

附圖說明

圖1是說明根據本發明一個實施例的保護二極管的橫截面視圖；

圖2示出了圖1二極管一個例子的摻雜級；和

圖3A至3F示出了用于制造根據本發明一個實施例的雙向保護二極管的連續步驟。

具體實施方式

與通常對微型元件的表示相同，各種橫截面視圖不是按照實際比例繪制的，應當認為僅是示例說明的。

圖1示出了一種垂直類型的二極管，包括，在P⁺型襯底1上面，分別是P⁺⁺型、N⁺⁺型和P⁺⁺型的最重摻雜連續層3、4和5。這里的“最重摻雜”意味著摻雜級大于或等于5x10¹⁹atoms/cm³。襯底1的下表面覆蓋有金屬M1。層3，4和5的組件被具有絕緣邊緣8的外圍溝道7橫向分隔，并且上層5覆蓋有金屬M2。由于PNP晶體管的N⁺⁺底部的最重摻雜級，該晶體管的增益相當低，這抑制了階躍恢復現象。同樣應當注意該結構具有基本對稱的形狀。此外，有源結構被絕緣溝道環繞著的事實能夠避免在其他類型結構中的組件邊界上所會出現的任何邊緣和交界彎曲的現象。