[发明专利]具有深阱结构的可编程半导体抗浪涌保护器件

权利要求书

1.一种具有深阱结构的可编程半导体抗浪涌保护器件，由一个、两个或四个保护单元组成，每个保护单元均由一个PN结二极管、一个PNPN型晶闸管和一个NPN型三极管组成，其中，二极管的阳极与晶闸管的阴极相连并共同作为保护单元的K端口，二极管的阴极与晶闸管的阳极以及三极管的集电极相连并共同作为保护单元的A端口，三极管的发射极与晶闸管的控制极相连，三极管的基极作为保护单元的G端口；

其特征在于：以一块N型半导体衬底作为基片(9)，在俯视平面上，每个保护单元对应一个半导体有源区域，每个半导体有源区域由一个二极管区(10)、一个晶闸管区(11)和一个三极管区(12)组成；

在横截面上，所述基片(9)正面的二极管区(10)从上向下依次设有P+扩散层(13)和P扩散层(14)，基片(9)反面的二极管区(10)从下向上设有N+注入层(15)，所述二极管区(10)的P扩散层(14)与N+注入层(15)之间为基片(9)自身的N型轻掺杂层(16)，以此在二极管区(10)自上而下构成杂质浓度按P+、P、N、N+梯度次序变化的PN结；在P扩散层(14)与N型轻掺杂层(16)相连的交界面上设有一组深阱(17)，这组深阱(17)在交界面上间隔分布，其中，每个深阱(17)由所述N型轻掺杂层(16)顶部向下挖孔或开沟后，在孔内或沟内淀积P杂质或P-杂质材料形成，孔内或沟内淀积的P杂质或P-杂质材料的顶部与P扩散层(14)底部相连，以此在PN结中形成凹凸型交界面。

2.根据权利要求1所述的可编程半导体抗浪涌保护器件，其特征在于：在横截面上，所述基片(9)正面的晶闸管区(11)从上向下依次设有N+注入层(21)和P扩散层(22)，基片(9)反面的晶闸管区(11)从下向上设有P+扩散层(23)，所述晶闸管区(11)的P扩散层(22)与P+扩散层(23)之间为基片(9)自身的N型轻掺杂层(16)，以此在晶闸管区(11)自下而上构成PNPN型晶闸管。

3.根据权利要求2所述的可编程半导体抗浪涌保护器件，其特征在于：所述晶闸管区(11)的N+注入层(21)中，间隔设置一组短路孔(24)，每个短路孔(24)的顶部均与N+注入层(21)上方所设的上金属层(18)相连，N+注入层(21)下方的P扩散层(22)通过短路孔(24)向上延伸至上金属层(18)。

4.根据权利要求1所述的可编程半导体抗浪涌保护器件，其特征在于：在横截面上，所述基片(9)正面的三极管区(12)从上向下依次设有第一N+注入层(25)和P扩散层(26)，基片(9)反面的三极管区(12)从下向上设有第二N+注入层(27)，所述三极管区(12)的P扩散层(26)与第二N+注入层(27)之间为基片(9)自身的N型轻掺杂层(16)，以此在三极管区(12)自上而下构成NPN型三极管。

5.根据权利要求4所述的可编程半导体抗浪涌保护器件，其特征在于：所述三极管区(12)的P扩散层(26)在水平外周边缘位置上设有P+扩散环(28)，该P+扩散环(28)与三极管区(12)的P扩散层(26)相连。