[發明專利]一種利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201811283080.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109509749A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 王允;趙德益;蘇海偉;葉毓明;杜牧涵;蘇亞兵;馮星星;吳青青;張利明;蔣騫苑;趙志方
• 申請（專利權）人: 上海長園維安微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 衣然

1.一種利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件，其特征在于，包括一個P型襯底材料，P型襯底材料正面有N型摻雜區域和P型摻雜區域，P型襯底材料正面的N型摻雜區域做金屬引出；P型襯底材料背面有N型摻雜區域和P型摻雜區域，N型摻雜區域中有P+區域，P型襯底材料背面的P型摻雜區域、P型襯底材料、N型摻雜區域和P+區域做互連金屬引出；所述P+區域位置全部或部分在背面N型摻雜區域中。

2.權利要求1所述利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：在P型襯底材料晶圓片正面和背面同時生長氧化層；

步驟(2)：在晶圓片正面和背面氧化層上開出N型摻雜區域窗口；

步驟(3)：去除晶圓片正面和背面N型摻雜區域窗口內的氧化層；

步驟(4)：用擴散摻雜的方式進行雙面N型元素摻雜；

步驟(5)：在晶圓片正面和背面氧化層上開出P型摻雜區域窗口；

步驟(6)：去除正面和背面P型摻雜區域窗口內的氧化層；

步驟(7)：用擴散摻雜的方式進行雙面P型元素摻雜；

步驟(8)：高溫推阱；

步驟(9)：在P型襯底材料晶圓片背面的氧化層上開出P+區域窗口；

步驟(10)：去除背面P+區域窗口內的氧化層；

步驟(11)：用擴散摻雜的方式進行背面面P型元素摻雜；

步驟(12)：高溫推阱；

步驟(13)：在晶圓片正面N型摻雜區域開接觸孔窗口，把晶圓片背面全部打開做接觸孔；

步驟(14)：去除正面和背面接觸孔區域窗口的氧化層；

步驟(15)：正面和背面的接觸孔區域做金屬布線引出。

3.根據權利要求2所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(1)中，P型襯底電阻率為0.1～1Ω·CM，厚度180-220um，生長的氧化層厚度范圍是0.5～2μm。

4.根據權利要求2所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(2)、(5)、(9)中用光刻膠掩膜開出摻雜區域窗口。

5.根據權利要求2所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(3)、(6)、(10)中用濕法刻蝕的方法將正面和背面摻雜區域窗口內的氧化層去除。

6.根據權利要求2所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(4)、(7)、(11)中，先去除光刻膠，然后再進行元素擴散摻雜。

7.根據權利要求6所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(4)中進行磷擴散摻雜，采用POCl3工藝，溫度范圍為950～1100℃。

8.根據權利要求6所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(7)、(11)中進行硼擴散摻雜，溫度范圍為950～1150℃。

9.根據權利要求2所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(8)中推阱的工藝條件為：溫度范圍1150～1250℃，推阱時間12～30小時，結深范圍20～35μm。

10.根據權利要求2所述的利用可控硅雙門極與陽極短路結構的單向負阻TVS器件的制造方法，其特征在于：步驟(12)中推阱的工藝條件為：溫度范圍1150～1250℃，推阱時間6～12小時，結深范圍10～15μm。