[發(fā)明專利]具有減少諧波的瞬態(tài)電壓抑制二極管及其制造和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710930501.3
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107919322B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.戈爾班扎德;J.克拉克;W.A.拉塞爾
• 申請（專利權(quán)）人: 商升特公司
• 主分類號: H01L21/822
• 分類號: H01L21/822;H01L27/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳嵐

本申請涉及具有減少諧波的瞬態(tài)電壓抑制二極管及其制造和使用方法。半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體管芯。在半導(dǎo)體管芯中形成瞬態(tài)電壓抑制（TVS）結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體管芯上形成電容器。在一個實施例中，通過在半導(dǎo)體管芯上沉積第一導(dǎo)電層、在第一導(dǎo)電層上沉積絕緣層、以及在半導(dǎo)體管芯上沉積第二導(dǎo)電層來形成電容器。在另一個實施例中，通過在半導(dǎo)體管芯中形成溝道、在溝道中沉積絕緣材料、以及在溝道中沉積導(dǎo)電材料來形成電容器。

優(yōu)先權(quán)聲明

本申請要求于2016年10月6日提交的美國臨時申請No.62/405,135的權(quán)益，該申請通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及減少瞬態(tài)電壓抑制二極管中的諧波生成的半導(dǎo)體器件和方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件通常見于現(xiàn)代電子產(chǎn)品中。半導(dǎo)體器件在電氣部件的數(shù)量和密度有所不同。分立半導(dǎo)體器件通常包含一種類型的電氣部件，例如發(fā)光二極管（LED）、小信號晶體管、電阻器、電容器、電感器和功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）。集成半導(dǎo)體器件通常包含數(shù)百到數(shù)百萬個電氣部件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦接器件（CCD）、太陽能電池和數(shù)字微鏡器件（DMD）。

半導(dǎo)體器件執(zhí)行寬范圍的功能，例如信號處理、高速計算、發(fā)送和接收電磁信號、控制電子裝置、將陽光轉(zhuǎn)化為電力，以及為電視顯示器創(chuàng)建視覺投影。半導(dǎo)體器件也可見于娛樂、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)和消費產(chǎn)品領(lǐng)域中。半導(dǎo)體器件也可見于軍事應(yīng)用、航空、汽車、工業(yè)控制器和辦公設(shè)備中。

電子裝置通常包括與負(fù)載并聯(lián)耦接的瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管。TVS二極管通過TVS二極管將瞬態(tài)電壓尖峰分流遠(yuǎn)離負(fù)載以保護(hù)負(fù)載。TVS二極管的一個問題是TVS二極管可能導(dǎo)致在電子裝置中生成不需要的諧波。當(dāng)在射頻（RF）信號路徑或電力線附近使用時，由TVS二極管生成的諧波特別成問題。諧波是具有基頻的整數(shù)倍的頻率的信號或波形。因此，對于具有頻率f的信號，二次諧波頻率為2f，三次諧波為3f，等等。

如果在生成的諧波信號內(nèi)包含足夠的能量，則諧波可能在基頻處引起RF或電力線上的初級波形的顯著干擾和失真。由于非線性的緣故生成諧波特別是奇次諧波。在TVS二極管的情況下，電容對反向電壓（dCj/dVR）存在非線性依賴性，這是因為TVS二極管是由一個或多個p-n結(jié)構(gòu)成的固態(tài)硅雪崩器件。p-n結(jié)的耗盡區(qū)的寬度隨著電壓而變化，從而導(dǎo)致TVS二極管的電容的非線性變化。

需要通過生成更線性的電容值的器件來減少TVS二極管的諧波生成。

附圖說明

圖1a-1e示出了在TVS二極管上形成MIM電容器；

圖2a-2d示出了封裝具有集成MIM電容器的TVS二極管；

圖3示出了保護(hù)負(fù)載的MIM電容器和TVS二極管的電路圖；

圖4示出了具有MIM電容器的備選TVS二極管實施例；

圖5a-5e示出了在具有TVS二極管的半導(dǎo)體管芯中形成溝道電容器；

圖6示出了具有溝道電容器的TVS二極管的電路圖；以及

圖7a-7b示出了具有集成電容器以減少諧波生成的TVS二極管的使用。

具體實施方式

在下面參考附圖的描述中的一個或多個實施例中描述了本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件。雖然根據(jù)實現(xiàn)本發(fā)明目標(biāo)的最佳方式描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，該描述旨在涵蓋可包括在例如由所附權(quán)利要求和由下列公開和附圖支持的權(quán)利要求的等同物所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代、修改和等同物。