[發明專利]瞬態電壓抑制器及其制造方法

有效

• 申請號: 201210161049.6
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103426879A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 段文婷;劉冬華;石晶;錢文生;胡君
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L21/822
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種瞬態電壓抑制器，其特征在于，包括：

N型半導體襯底；

形成于所述N型半導體襯底上的P型外延層；

P+埋層，位于所述N型半導體襯底的表面并擴散到所述P型外延層的底部，所述P+埋層具有一定橫向寬度，所述P+埋層和其底部區域的所述N型半導體襯底組成齊納二極管；

在所述P+埋層的正上方的所述P型外延層表面形成有一N+區，該N+區和其底部的所述P型外延層組成上二極管，所述P型外延層的摻雜濃度小于所述N+區的摻雜濃度并使所述上二極管為一種單邊突變結的結構；

在和所述上二極管相隔一橫向距離的所述P型外延層表面形成有一P+區，該P+區和其底部的所述P型外延層以及所述P+區底部的所述N型半導體襯底組成下二極管，所述P+區用于將所述P型外延層引出，所述P型外延層的摻雜濃度小于所述N型半導體襯底的摻雜濃度并使所述下二極管為一種單邊突變結的結構；

在所述上二極管的周側的所述P型外延層中形成有將所述上二極管環繞的P型隔離阱；在縱向上，所述P型隔離阱的從所述P型外延層的頂部一直延伸到所述P型外延層的底部，所述P型隔離阱的底部和所述P+埋層相交并用于將所述P+埋層引出；

在所述下二極管的周側的所述P型外延層中形成有將所述下二極管環繞的N型隔離阱；在縱向上，所述N型隔離阱的從所述P型外延層的頂部一直延伸到所述P型外延層的底部。

2.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，其特征在于：所述N型半導體襯底的電阻率0.0064歐姆·厘米～0.014歐姆·厘米。

3.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，其特征在于：所述P型外延層的摻雜雜質為硼，摻雜濃度為1e13cm^-3～1e14cm^-3。

4.一種瞬態電壓抑制器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、進行P型離子注入在N型半導體襯底的表面形成一P+埋層，所述P+埋層具有一定橫向寬度，所述P+埋層和其底部區域的所述N型半導體襯底組成齊納二極管；

步驟二、在所述N型半導體襯底上進行外延生長形成P型外延層；

步驟三、進行P型離子注入在所述P型外延層中形成P型隔離阱，所述P型隔離阱為一環繞式結構，所述P型隔離阱的環繞區域為上二極管區域；在縱向上，所述P型隔離阱的從所述P型外延層的頂部一直延伸到所述P型外延層的底部，所述P型隔離阱的底部和所述P+埋層相交并用于將所述P+埋層引出；

步驟四、進行N型離子注入在所述P型外延層中形成N型隔離阱，所述N型隔離阱為一環繞式結構，所述N型隔離阱的環繞區域為下二極管區域，所述下二極管區域和所述上二極管區域相隔一橫向距離；在縱向上，所述N型隔離阱的從所述P型外延層的頂部一直延伸到所述P型外延層的底部；

步驟五、進行N型離子注入在所述上二極管區域的所述P型外延層表面形成一N+區，該N+區和其底部的所述P型外延層組成上二極管，所述P型外延層的摻雜濃度小于所述N+區的摻雜濃度并使所述上二極管為一種單邊突變結的結構；

步驟六、進行P型離子注入在所述下二極管區域的所述P型外延層表面形成一P+區，該P+區和其底部的所述P型外延層以及所述P+區底部的所述N型半導體襯底組成下二極管，所述P+區用于將所述P型外延層引出，所述P型外延層的摻雜濃度小于所述N型半導體襯底的摻雜濃度并使所述下二極管為一種單邊突變結的結構。

5.如權利要求4所述的瞬態電壓抑制器的制造方法，其特征在于：步驟一中所述P+埋層的P型離子注入的工藝條件為：注入雜質為硼或氟化硼，注入的劑量為1e14cm^-2～1e16cm^-2，注入能量10KeV～50KeV。

6.如權利要求4所述的瞬態電壓抑制器的制造方法，其特征在于：步驟三中所述P型隔離阱的P型離子注入的工藝條件為：注入雜質為硼，注入的劑量為2e14cm^-2～2e16cm^-2，注入能量35KeV～150KeV。

7.如權利要求4所述的瞬態電壓抑制器的制造方法，其特征在于：步驟四中所述N型隔離阱的N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為磷，注入的劑量為2e14cm^-2～1e15cm^-2，注入能量200KeV～1000KeV。