[发明专利]一种瞬态电压抑制器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种瞬态电压抑制器。本发明还涉及一种瞬态电压抑制器的制造方法。

背景技术

瞬态电压抑制器（TVS管，Transient Voltage Suppressor），TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10^-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。TVS二极管有着非常广泛的应用范围,在各种电路、传输线路及电器设备中,都可提供浪涌电压保护。如家用电器；音、视频输入；电子仪器；仪表；精密设备；计算机系统；通讯设备；IC电路保护；交、直流电源；电机、继电器噪声的抑制等各个领域。

TVS的结构由三个二极管构成，分别是上二极管（Top Diode），下二极管（Down Diode）和位于上二极管正下方的埋入齐纳二极管（Buried Zener Diode）。标准齐纳二极管的击穿电压一般为6伏左右，但在TVS中的器件二极管一般都只能得到8伏特以上的击穿电压。其主要原因与其制作工艺相关。它的制作工艺一般是在P型低阻的衬底上租入高浓度的N型杂质，来制作齐纳二极管；然后在外延生长一层低浓度的N型外延层，在这层N型高阻的外延层上完成上二极管和下二极管的制作。为了完成二极管之间的隔离，通常需要制作N型和P型的隔离阱。这些隔离阱需要高温长时间的退火推进，以使得其扩散的做够深。这个高温、长时间的退火会使得P型衬底的杂质上扩至N型外延层，导致齐纳二极管中的P区一边的杂质浓度太低，进而难以实现更低的击穿电压。虽然有各种方法来降低这个齐纳二极管的击穿电压，但业界一般就在8伏特左右的水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提供6伏特标准击穿电压的瞬态电压抑制器。

本发明要解决的另一技术问题提供一种瞬态电压抑制器的制造方法能实现瞬态电压抑制器中的齐纳二极管的击穿电压不受隔离阱高温退火的影响，将其击穿电压降低到标准的6伏特水平，依据本发明的制造方法能制造出不同（根据设计要求）击穿电压的瞬态电压抑制器。

为解决上述技术问题，本发明的瞬态电压抑制器，包括：N型衬底上的P型外延层，P型外延层中并列形成有P型隔离阱和深P阱，所述P型隔离阱和深P阱与N型衬底有接触，形成在两个P型隔离阱之间P型外延层中的P型注入区，形成在P型注入区上方的N型注入区，形成在深P阱中的N型注入区；将P型注入区上方的N型注入区和深P阱中的N型注入区连接接出作为抑制器的一端，将N型衬底连接接出作为抑制器的另一端。

其中，所述N型衬底是低阻值衬底。

其中，所述P型外延层厚度为6um～12um。

其中，所述深P阱和P型隔离阱具有硼杂质。

其中，所述P型注入区具有硼杂质。

其中，所述N型注入区是重掺杂注入区，具有砷或磷杂质。

为解决上述技术问题，本发明瞬态电压抑制器的制造方法,包括：

（1）在N型衬底上生长P型外延层；

（2）进行杂质注入形成深P阱；

（3）进行杂质注入形成P型隔离阱；

（4）进行热退火推进，使深P阱和P型隔离阱与N型衬底接触；

（5）进行杂质注入，形成两个P型隔离阱之间P型外延层中的P型注入区；

（6）进行杂质注入，形成在P型注入区上方的N型注入区；

（7）进行杂质注入，在深P阱中形成N型注入区；

（8）将P型注入区上方的N型注入区和深P阱中的N型注入区通过引线引出作为抑制器的一端，将N型衬底通过引线接出作为抑制器的另一端。

其中，实施步骤（1），采用低阻N型衬底，生长P型外延层厚度为6um～12um。

其中，实施步骤（2），注入杂质硼，注入剂量为1e¹²cm^-2～1e¹⁴cm^-2，能量为1500KeV～2000KeV。

其中，实施步骤（3），重掺杂注入杂质硼，注入剂量为1e¹⁵cm^-2～1e¹⁶cm^-2，能量为100KeV～300KeV。