[實(shí)用新型]一種低正向電壓TVS器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721251979.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN207233732U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒有彪;徐玉豹;劉宗賀;廖航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽富芯微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L29/06;H01L21/822
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于屬于半導(dǎo)體防護(hù)器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種低正向電壓TVS器件。

背景技術(shù)

TVS器件作為一種保護(hù)器件，因其具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓容易控制、體積小等優(yōu)點(diǎn)，一直廣泛用于各種電子類產(chǎn)品。針對(duì)某些特殊應(yīng)用，比如防電源反接及防浪涌電壓，需要TVS器件具有較低的正向壓降以降低出現(xiàn)電源反接時(shí)的功耗，常規(guī)的TVS器件已經(jīng)不能滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供的一種低正向電壓TVS器件，解決了現(xiàn)有TVS器件的正向壓降大，造成TVS器件的功耗大，嚴(yán)重影響TVS器件的性能。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種低正向電壓TVS器件，低正向電壓TVS器件包括N+型半導(dǎo)體基體，位于N+型半導(dǎo)體基體上方的N-型外延層，位于N-型外延層中的P+型擴(kuò)散區(qū)且P+型擴(kuò)散區(qū)的底部延伸至N+型半導(dǎo)體基區(qū)內(nèi)部，位于N-型外延層上表面的氧化層及肖特基勢(shì)壘金屬層，位于N-型外延層和P+型擴(kuò)散區(qū)上方設(shè)有與接電極T1的金屬層，位于N+型半導(dǎo)體基體下方用于連接電極T2的金屬層。

進(jìn)一步地，所述P+型擴(kuò)散區(qū)的底部延伸至N+型半導(dǎo)體基區(qū)內(nèi)部的深度為2-20um。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型中的低正向電壓TVS器件,通過將TVS二極管和肖特基二極管集成制作在同一芯片上，利用肖特基二極管進(jìn)行電源反接保護(hù)并利用TVS二極管進(jìn)行瞬態(tài)過壓保護(hù),可降低TVS器件的正向壓降，提高TVS器件的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型一種低正向電壓TVS器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1-氧化層，2-肖特基勢(shì)壘金屬層，3-連接T1的金屬層，4-連接T2的金屬層。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1所示，一種低正向電壓TVS器件，通過將TVS二極管和肖特基二極管集成在同一芯片上構(gòu)成低正向電壓TVS器件，肖特基二極管具有低正向電壓特性，肖特基二極管的反向擊穿電壓為20-45V，TVS二極管在反向工作時(shí)可抑制瞬態(tài)過電壓，TVS二極管的反向擊穿電壓為14-28V，其中肖特基二極管的反向擊穿電壓高于TVS二極管的反向擊穿電壓，利用肖特基二極管進(jìn)行電源反接保護(hù)，利用TVS二極管進(jìn)行瞬態(tài)過壓保護(hù)。

低正向電壓TVS器件包括N+型半導(dǎo)體基體，位于N+型半導(dǎo)體基體上方的N-型外延層，位于N-型外延層中的P+型擴(kuò)散區(qū)且P+型擴(kuò)散區(qū)的底部延伸至N+型半導(dǎo)體基區(qū)內(nèi)部，P+型擴(kuò)散區(qū)的底部延伸至N+型半導(dǎo)體基區(qū)內(nèi)部的深度為2-20um；位于N-型外延層上表面的氧化層1及肖特基勢(shì)壘金屬層2，位于N-型外延層和P+型擴(kuò)散區(qū)上方用于連接電極T1的金屬層3，位于N+型半導(dǎo)體基體下方用于連接電極T2的金屬層4。

一種低正向電壓TVS器件，其制造方法包括以下步驟：

S1、襯底材料:選擇N+型硅片，電阻率ρ為0.01～0.05Ω·cm、硅片厚為320～330μm，并對(duì)硅片進(jìn)行單面拋光；

S2、外延生長：在硅片表面生長N型外延層，外延層電阻率0.1-0.3Ω·cm，外延層的厚度為5～8μm；

S3、氧化:對(duì)硅片進(jìn)行氧化，氧化溫度為1150℃，氧化時(shí)間5h，保證生長的氧化層厚度至少為1.2μm；

S4、P+擴(kuò)散區(qū)光刻：使用勻膠機(jī)將氧化后硅片正面涂上光刻膠，在105℃環(huán)境下進(jìn)行25min時(shí)長的前烘，光刻機(jī)曝光，顯影，堅(jiān)膜，利用SiO₂腐蝕液腐蝕出P+擴(kuò)散區(qū)窗口，然后去膠，清洗，甩干；