[发明专利]一种超低漏电水平的低压TVS器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超低漏电水平的低压TVS器件及其制造方法，其纵向结构N+击穿区（1）与N+吸杂区（2）可采用垂直交叉式结构或圆形环状式结构。N+吸杂区（1）的结深为15~25um，宽度范围为20~50um，N+击穿区（2）的结深为8~15um，宽度范围为根据不同IPP要求定制；所述N+吸杂区与N+击穿区的间隙设计要求为5~50um。N+吸杂区的主要目的为吸收硅单晶在高温过程中产生的氧化诱生缺陷，形成重度缺陷区域，而N+击穿区则为器件实际有效工作区。通过该发明，实现了低漏电水平，并满足对高Isubgt;PP/subgt;通流能力的要求。

技术领域

本发明涉及一种半导体芯片技术领域，具体是一种超低漏电水平的低压TVS器件的制造方法。

背景技术

瞬态抑制二极管TVS产品，广泛应用于太阳能逆变器、机顶盒、MOSFET保护、工业控制、电信基站和以太网供电（PoE）之类的应用。而近年来，越来越多的领域提出需求V_BR低于10V，同时，对漏电流I_R值希望越低越好，这对器件的开关响应速度及可靠性等有影响。

国内现有技术生产TVS器件，一般在较低电阻率的P型硅片上，通过扩散的方式形成一个深的大面积的N+结，采用挖槽的方式隔离，通过调整结深和掺杂浓度来调整电压。但是对于工作电压小于10V的低压TVS，由于此时P型称底材料为重掺杂硼，器件在高温下，容易生产氧化诱生缺陷，致使漏电不受控，造成误动作，使得产品可靠性降低。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种超低漏电水平的低压TVS器件，包括N+吸杂区和N+击穿区，N+吸杂区旁设有N+击穿区，两个区域间的间隙设为5~50um，两个区域的上表面设有SiO2钝化层将两个区域进行隔离，最终在上表面蒸发钛镍银金属，将击穿区互联；N+击穿区与N+吸杂区采用垂直交叉式结构或圆形环状式结构。

作为本发明的一种改进，N+吸杂区的结深为15~25um，宽度范围为20~50um，N+击穿区的结深为8~15um。

一种超低漏电水平的低压TVS器件的制造方法包括以下步骤：

1）取硅单晶片，要求：ρ=0.001-0.01 Ω·㎝，硅单晶片厚度t=（200～300）±5 um。

 2）硅单晶片用抛光机进行抛光或化学腐蚀：采用HF、HNO2、HAC溶液对硅片进行酸腐蚀，而后采用CMP方式对硅片表面抛光，完成后的硅片厚度t=（170～270）±5 um。

 3)氧化：在温度1140±20℃下氧化4.0±1h，生长出一层厚度为1.0-1.5um氧化层（3）。

 4)双面光刻N+吸杂区1：纵向结构带有短路孔，利用双面光刻机，对准上、下两块光刻版，将硅片置于两块光刻版的中间，同时曝光；上、下两块光刻版的图形是相同的。

 5)采用POCL3气相掺杂法对N+吸杂区（1）磷予扩，予沉积T=1050~1170℃，t=2.2±1.0h，R□=0.5~1.2Ω/□。

 6)采用POCL3气相掺杂法对N+吸杂区（1）磷再扩，再分布T=1200~1250℃，t=15±5h，Xj=15~25um。

 7)光刻形成N+击穿区。

 8) N+击穿区（2）磷予扩：

予沉积T=850~950℃，t=1.0±0.5h, R□=15~35Ω/□。

 9)N+击穿区（2）磷再扩：

再分布T=1100~1200℃，t=4.0±2.0h, Xj=8~15um。

 10)光刻引线孔：用刻引线孔版进行光刻，将N+击穿区域刻出，用于金属互联。