[實(shí)用新型]一種低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020707219.6
• 申請(qǐng)日: 2020-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN211629114U
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣騫苑;蘇海偉;趙德益;趙志方;呂海鳳;張彩霞;張嘯;王允
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海維安半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L27/07;H01L29/861;H01L21/8222
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

1.一種低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，包括P+/N+襯底材料，在TVS管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其特征在于：在襯底上通過摻雜形成一個(gè)與整個(gè)芯片面積相同或相近的大面積N+/P+結(jié)反偏二極管T1，與一個(gè)以上限制在每組隔離槽內(nèi)的小結(jié)面積P+/P-（PW）/NW（N-）/N+組成的二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：采用P+襯底，在P+襯底正面依序生長(zhǎng)P-外延層、P-外延層表面生長(zhǎng)NW層、NW層表面設(shè)有槽深大于NW結(jié)深的隔離槽，每二個(gè)隔離槽為一組，至少在每組隔離槽內(nèi)的NW區(qū)進(jìn)行N型重?fù)诫s形成N+區(qū)，在NW層和隔離槽表面有介質(zhì)層，N+區(qū)域的上表面進(jìn)行金屬引出，與正面金屬層連接，上表面有鈍化層，形成正面金屬窗口，用于電路中的接地端；在P+襯底背面生長(zhǎng)N+層，在背面N+層底部與背面金屬層連接，作為輸入端，由背面N+/P+襯底組成的反偏二極管T1；限制在每組隔離槽內(nèi)的P+襯底/P-外延/NW/N+組成的二極管均勻分布在硅片的上半部分，與反偏二極管T1串聯(lián)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：所述的P+型襯底電阻率為0.005~0.05Ω*cm，襯底厚度150~300μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：在P+型襯底上生長(zhǎng)的P-外延層厚度為8~15μm，電阻率為50~200Ω*cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于： NW層離子注入的元素為磷或砷，注入劑量1E12~1E13/cm²，注入能量100~120KeV。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：所述的隔離槽為深槽內(nèi)填充二氧化硅或未摻雜的多晶硅形成，隔離槽深度大于NW結(jié)深且小于P-外延與P+襯底交界面，隔離槽兩個(gè)為一組，至少一組，二組以上時(shí)，每組隔離槽內(nèi)的槽間距a相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：所述的隔離槽深度為4~12μm，槽寬度為1~3μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：每組隔離槽內(nèi)的槽間距a與槽組數(shù)的乘積占整個(gè)芯片表面積的10%~33%。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：背面N+層離子注入磷或砷元素，注入劑量為1E16~2E16/cm2，注入能量為100~120KeV。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：在NW區(qū)整面進(jìn)行N型重?fù)诫s形成N+區(qū)，在硅片的上半部每二個(gè)槽之間均形成P+襯底/P-外延/NW/N+組成的二極管。

11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：在背面N+層設(shè)有背面淺槽，且淺槽深大于背面N+結(jié)深。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：采用N+襯底，并在N+襯底上依序有P+外延層、P-外延層，直接在N+襯底背面進(jìn)行金屬蒸發(fā)或淀積工藝，形成背面金屬，作為輸入端。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電容大功率瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于：各個(gè)區(qū)域的摻雜類型反型，即采用P+襯底材料，在P+襯底材料上依序有N+埋層、N-外延層、PW區(qū)，在PW區(qū)表面有二組以上的隔離槽，每組隔離槽內(nèi)進(jìn)行P型重?fù)诫s，形成P+區(qū)，N+區(qū)域的上表面進(jìn)行金屬引出，與正面金屬層連接，上表面有鈍化層，形成正面金屬窗口作為輸入端，在P+襯底背面金屬層作為接地端；浪涌電流從上往下先經(jīng)過多個(gè)二極管，再經(jīng)過N+/P+襯底構(gòu)成反偏二極管T1泄放。