[发明专利]可编程半导体抗浪涌保护器件、制作工艺及版图

说明书

技术领域

本发明涉及一种可编程半导体抗浪涌保护器，特别是一种SLIC(用户线接口电路)板上的可编程半导体抗浪涌保护器、制作工艺及版图。

背景技术

信息时代的到来使得人们对可靠性的要求愈来愈高，人们用ppm级的失效率来衡量通讯系统的高可靠性。继欧美各国颁布了各自的通讯设备抗雷击浪涌标准后，我国也于1998年颁布了《中华人民共和国通信行业标准电信终端设备防雷击技术要求及实验方法YD/T9931998》。在短短的几十年间，抗浪涌保护器件历经了气体放电管、TVS二极管、THDTXX/THBTXX系列半导体抗浪涌保护器件和可编程抗浪涌保护器件。其中气体放电管可承受较大的冲击电流，但速度慢，性能易褪化。由于TVS二极管利用PN结反向雪崩击穿特性制成，在承受瞬变电压和浪涌时，反向击穿导通，将电压箝位到预定值。其优点是体积小、响应快、性能较稳定，缺点是电容量大，耐电流容量小，目前在一些要求较低的领域仍被使用。THDT XX/THBT该系列器件都是基于PNPN结构和原理的双端负阻器件(XX代表击穿电压)，不同的击穿电压值代表了不同的保护等级，比如，THBT200S用于程控交换机的二级保护，而THDT58S则用于程控交换机的三级保护，此类器件以其动作快、寿命长、参数一致性好、通态压降低等优点而被广泛应用于各种发射、接收设备。但是，无法实现编程。

为保证长距离传输(比如广大农村电话的普及)，需要提高SLIC板的工作电源，-48V会提高到-65V或-75V，也就是对该器件的保护电压进行硬件编程。但是，随着技术的发展，现在对可编程半导体抗浪涌保护器件需要编程的输入电压的范围要求更为广泛，且要求浪涌电压的承受能力更强。

并且，现在的可编程半导体抗浪涌保护器件的版面尺寸比较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可编程半导体抗浪涌保护器件，其具有可编程的输入电压的范围要求更为广泛，且浪涌电压的承受能力更强的优点。

本发明的另一个目的在于提供可编程半导体抗浪涌保护器件的制作工艺，其具有可编程的输入电压的范围要求更为广泛，且浪涌电压的承受能力更强的优点。

本发明的第三个目的在于提供可编程半导体抗浪涌保护器件的版图设计。

一种可编程半导体抗浪涌保护器件，用于保护用户线接口电路板的浪涌保护，包括：

K1端口，包括K1第一引脚和K1第二引脚；

K2端口，包括K2第一引脚和K2第二引脚；

G端口；

A端口，包括A第一引脚和A第二引脚；

第一二极管，包括正极和负极，该正极连接至K1第一引脚；

第一晶闸管，包括栅极、第一主电极和第二主电极，该第一晶闸管并连至所述第一二极管，该第一主电极连接至第一二极管的负极后连接至A第一引脚，该第二电极连接至第一二极管的正极，该第二电极连接K1第二引脚；

第二二极管；包括正极和负极，该正极连接至K2第一引脚；

第二晶闸管，包括栅极、第一主电极和第二主电极，该第二晶闸管并连至所述第二二极管，该第一主电极连接至第二二极管的负极后连接至A第二引脚，该第二电极连接至第二二极管的正极，该第二电极连接K2第二引脚，该第二晶闸管的栅极连接至第一晶闸管的栅极后连接至该栅极端口。

一种可编程半导体抗浪涌保护器件的制作工艺，包括：

三极管基区光刻，硼注入后，正面形成两个三极管基区；

可控硅磷调制区扩散窗口光刻，正面形成两个可控硅调控区；

正面硼扩，形成可控硅硼基区、三极管浓硼区、二极管硼扩散；

正面磷扩，正面可控硅阴极、三极管发射区磷扩散窗口光刻；

背面三极管、二极管N+区磷扩散窗口光刻；

背面硼扩反刻，背面形成两个可控硅阴极区，二极管硼隔离区；

正面光刻引线孔。

一种可编程半导体抗浪涌保护器件的版图设计，包括两个三极管、两个可控硅和两个二极管。每个三极管包括：背面的三极管N+区，正面的三极管基区、其每个三极管基区内还设置有两个P+区及发射N区，每个可控硅包括：背面的P+区，正面的P+区，并在P+区内设置有N区，每个二极管包括：背面的N+区，正面的P+区。