[发明专利]一种浪涌保护电路及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路及半导体技术，具体的说是涉及一种浪涌保护电路及其制造方法。

背景技术

电子设备在使用过程中经常会遭遇意外的电压瞬变和浪涌电流，这使整机系统面临电过应力失效、误动作的风险，系统的可靠性也因此大大下降。因此，对电压瞬变和浪涌的防护成为提高整机系统可靠性的一个重要组成部分。传统的浪涌防护器件主要有压敏电阻、气体放电管、TVS二极管等，但压敏电阻耐电压冲击能力弱、使用寿命较短，气体放电管虽然能够承受较大的电流冲击但响应速度较慢，TVS虽然具有体积小、响应速度快的优点，但它不能承受大电流的冲击，电容也较大。随着电子技术的进步，一种以晶闸管为基础的半导体保护器件应运而生，它具有精确导通、无限重复、快速响应、电压范围宽（从几伏到几千伏）、耐浪涌冲击能力强、功能多样等优点，因而在电力电子技术、通信、电子设备防护等领域发挥着越来越重要的作用。本发明所提供的就是一种基于晶闸管的浪涌保护电路结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提出一种快速响应（ns级）、承受电压电流冲击能力强、能同时实现双线双向保护的浪涌保护电路结构，满足精密电路浪涌保护的需求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种浪涌保护电路，其特征在于，包括2只第一种导电类型的MOSFET、2只第二种导电类型的MOSFET、2只第一种导电类型的门极晶闸管和2只第二种导电类型的门极晶闸管，所述2只第一种导电类型的MOSFET的栅极短接引出第一电极GN、源极分别与2只第二种导电类型的门极晶闸管的门极短接，所述2只第二种导电类型的门极晶闸管的阳极短接，所述2只第二种导电类型的MOSFET的栅极短接引出第二电极GP、源极分别与2只第一种导电类型的门极晶闸管的门极短接，所述2只第一种导电类型的门极晶闸管的阴极短接，所述第一种导电类型的门极晶闸管的阳极短接引出第三电极TIP，所述1只第二种导电类型的门极晶闸管的阴极和1只第一种导电类型的门极晶闸管的阳极短接引出第三电极TIP，所述另1只第二种导电类型的门极晶闸管的阴极和另1只第一种导电类型的门极晶闸管的阳极短接引出第四电极RING，所述第一种导电类型的MOSFET的漏极、第二种导电类型的MOSFET的漏极、第一种导电类型的门极晶闸管的阴极、第二种导电类型的门极晶闸管的阳极短接形成电极GND。

具体的，所述第一种导电类型的MOSFET为N沟道MOSFET，第二种导电类型的MOSFET为P沟道MOSFET，

所述N沟道MOSFET包括第一N型半导体衬底14，所述第一N型半导体衬底14的一端设置有第一P阱16，所述第一P阱16中设置有第一N阱17，所述第一N阱17外侧与第一P阱16内侧的半导体区域上表面设置有第一电介质层12，在第一电介质层12上表面设置多晶硅层或金属，由第一电介质层12和多晶硅或金属构成N沟道MOSFET的栅极结构13，所述第一N阱17上表面还设置有接触孔和金属构成N沟道MOSFET的源极19，所述第一N型半导体衬底14中设置第一P区18，所述第一P区18设置在第一N型半导体衬底14的侧面并连接第一N型半导体衬底14的一端和另一端，所述第一N型半导体衬底14的另一端设置有第一N区15，所述第一N型半导体衬底14的下表面设置金属层9形成N沟道MOSFET的漏极；

所述P沟道MOSFET包括第二N型半导体衬底10，所述第二N型半导体衬底10中设置有第二P区3，所述第二P区3中设置有第二N阱4，所述第二N阱4中设置有第二P阱5，所述第二P阱5外侧与第二N阱4内侧的半导体区域上表面设置有第二电介质层6，在第二电介质层6上表面设置多晶硅或金属，由第二电介质层6和多晶硅层或金属构成P沟道MOSFET的栅极结构7，所述第二P阱5上表面还设置有接触孔和金属构成P沟道MOSFET的源极8，所述第二N型半导体衬底10中还设置有第三P区2，所述第三P区2设置在二N型半导体衬底10的侧边并连接第二N型半导体衬底10的一端和另一端，所述第二N型半导体衬底10的下表面设置第一金属层9形成P沟道MOSFET的漏极，N沟道MOSFET与P沟道MOSFET之间通过第四P区11连接。