[發明專利]瞬時電壓抑制器電路與用于其中的二極管元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210205997.5
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN103515940A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 黃宗義;蘇金練
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H01L29/861;H01L27/02;H01L21/82
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳肖梅;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種瞬時電壓抑制器(transient?voltage?suppressor,TVS)電路與用于其中的二極管元件及其制造方法，特別是指一種可承受較高順向電流的TVS電路與用于其中的二極管元件及其制造方法。

背景技術

圖1A顯示典型的瞬時電壓抑制器(transient?voltage?suppressor,TVS)電路1，用以與至少一受保護電路2耦接，進而限制來自輸入輸出墊3的瞬時電壓的振幅，以保護受保護電路2免于被具有高電壓的瞬時訊號(如靜電)損害。一般而言，TVS電路1包含抑制元件S1，用以箝位上述瞬時訊號的電壓振福，并吸收其電流。由于此抑制元件S1需要在非常短的時間內消耗高電流，因此具有大面積的PN接面，也因此使其具有非常高的寄生電容；如此一來，當受保護電路2正常操作時，受到此高寄生電容的影響，使其操作速度變慢，而限制了元件的應用范圍。

圖3A與圖3B顯示現有技術用于TVS電路中的二極管元件100的剖視示意圖與雜質濃度模擬分布圖。如圖3A所示，現有技術二極管元件100形成于基板11中，包含N型井區13、場氧化區12與隔絕區12a、P型順向區15與N型逆向區16。圖3B顯示現有技術二極管元件100中，自P型順向區15所在位置的上表面以下的雜質濃度模擬分布圖。

一種改善前述受保護電路2操作速度變慢的方法，如圖1A所示，是于受保護電路2與抑制元件S1之間，插入至少一寄生電容較小的二極管元件D1。二極管元件D1與抑制元件S1中的PN接面反向對接，以使電流順向流經二極管元件D1，并由抑制元件S1吸收高電流；此種方法利用低電容串聯高電容的方式，以降低電容值，提高受保護電路2的操作速度。這種作法雖然可改善抑制元件S1電容值太高的問題，但二極管元件D1仍須順向承受來自輸入輸出墊3的瞬時訊號高電流，因此，若要保持其較低的電容值，TVS電路1可承受的瞬時訊號電流值就會下降，如此也會限制TVS電路1的應用范圍。

有鑒于此，本發明即針對上述現有技術的不足，提出一種TVS電路與用于其中的二極管元件及其制造方法，以提高TVS電路可承受的電流值，并增加電路的保護與應用范圍。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種瞬時電壓抑制器電路與用于其中的二極管元件及其制造方法。

為達上述目的，就其中一個觀點言，本發明提供了一種瞬時電壓抑制器電路，用以耦接至一受保護電路，進而限制一輸入該受保護電路的瞬時電壓的振幅，該瞬時電壓抑制器電路包含：一抑制元件，具有一PN接面，用以限制該瞬時電壓的振幅；以及至少一二極管元件，耦接于該受保護電路與該抑制元件之間，且與該PN接面反向對接；其中，該二極管元件形成于一第一導電型基板中，該基板具有一上表面，該二極管元件包括：一第一導電型或第二導電型井區，形成于該上表面下的該基板中；一分隔區，形成于該上表面下的該基板中，由俯視圖視之，該分隔區位于該井區中；一第一導電型順向區，形成于該分隔區一側的該上表面下方；一第二導電型逆向區，形成于該分隔區另一側的該上表面下方，且該順向區與該逆向區由該分隔區隔開；以及一埋層，形成于該井區下方的該基板中，其具有與該井區相同的導電型，且該埋層的雜質濃度高于該井區的雜質濃度。

就另一觀點，本發明也提供了一種用于瞬時電壓抑制器電路中的二極管元件，用以與該瞬時電壓抑制器電路中所包含的一具有PN接面的抑制元件反向對接，該用于瞬時電壓抑制器電路中的二極管元件形成于一第一導電型基板中，該基板具有一上表面，該二極管元件包含：一第一導電型或第二導電型井區，形成于該上表面下的該基板中；一分隔區，形成于該上表面下的該基板中，由俯視圖視之，該分隔區位于該井區中；一第一導電型順向區，形成于該場氧化區一側的該上表面下方；一第二導電型逆向區，形成于該場氧化區另一側的該上表面下方，且該順向區與該逆向區由該場氧化區隔開；以及一埋層，形成于該井區下方的該基板中，其具有與該井區相同的導電型，且該埋層的雜質濃度高于該井區的雜質濃度。