[发明专利]一种高EB双极性半导体保护器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种高EB耐压集成互补双极性半导体保护器件及其制造方法。

背景技术

半导体防护器件主要应用于SLICS、CO、PBX、DLC、DSLAM、FITL、WLL、HFC、ISDN等网络、通信和电网的线路浪涌抑制保护。主要作用机理是当系统外部发生的各种干扰冲击引起的过电压、过电流异常状况时，器件能在微妙级时间内快速响应，由阻断状态转化为导通状态，通过对地泄放模式，保护系统安全，并且在干扰冲击后具有迅速自主恢复能力。

针对外部因素引起的过电压、过电流防护模式，传统的的防护器件元器件类型有GSD、MOV、TVS、TSS等类型，仅能实现单一的保护功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贴片式连接器。

本发明采用的技术方案是：

一种高EB双极性半导体保护器件，其特征在于：包括芯片，所述芯片左上方设置2个以N型硅片衬底的NPN晶体管，所述芯片左下方设置2个PNP晶体管，所述芯片中部设置上下排列的2个SCR晶闸管，所述芯片右部区域设置上下排列的2个TRIAC晶闸管。

一种高EB双极性半导体保护器件的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：提供N型CZ衬底硅片，进行双面抛光，电阻率30-35Ω·cm，片厚度210±5μm；

步骤2：将硅片衬底进行高温长时间湿氧氧化，T=1150±10℃，t=12h[1h（O2）↑4h湿氧+1h(O2)+ 4h湿氧+ 2h(O2)+ 4h(N2,O2)↓]，氧化层厚度dsio2≥1.4μm；

步骤3：P型隔离墙光刻，采用双面光刻机，SIO2腐蚀液，100负性光刻胶；

步骤4：P型隔离墙扩散，离子注入条件：4.20E+15，160KV，再扩散条件：T=1270℃，t=20h；

步骤5：二次光刻，采用SIO2腐蚀液，100负性光刻胶；

步骤6：基区扩散1，离子注入条件：1.20E+13，80KV，硼再扩散条件：T=1265℃，t=40h；

步骤7：三次光刻，采用SIO2腐蚀液，100负性光刻胶；

步骤8：基区扩散2，硼预淀积，T=980℃，t=60min，要求：R_□=25-26Ω/□，硼再扩散，T=1250℃，t=4h+12h（通2.5h湿氧），调试片要求：R_□= 42-44Ω/□，x_j=20µm，d_SiO2＞10000A；

步骤9：四次光刻，采用SIO2腐蚀液，100负性光刻胶；

步骤10：磷扩散，磷预淀积条件： T=1085℃、t=120min(通源)，要求：R□= 0.9-0.95Ω/□，磷再扩散（需调试）条件：T=1200℃、t=60±Xmin湿氧；

步骤11：LPCVD，条件：SIPOS T=650℃、t=40min；

步骤12：五次光刻，采用SIO2腐蚀液，450负性光刻胶；

步骤13：金属化：双面蒸发铝，厚度2µm；

步骤14：六次光刻（金属反刻），采用铝腐蚀液，450负性光刻胶；

步骤15：铝合金，T=500℃、t=30min；

步骤16：背面金属化，TI-NI-AG厚度分布为0.1/0.4/0.8µm；

步骤17：芯片测试；

步骤18：划片。

所述N型硅片电阻率为30~35 欧姆·厘米，晶向＜111＞，厚度210±5μm。

本发明的优点：通过半导体功率器件建模仿真软件，在硅基内部集成了PNP、NPN 晶体管、SCR闸流管、交流开关TRAIC多型源胞单元，通过合理版图布局，利用晶体管高EB电压特性、及SCR触发导通机理、TRAIC双向导通、双向阻断特性实现集成互补、双极性保护功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。

图1为本发明的等效电路图；

图2为本发明的功能原理图；

图3为本发明的横向结构图；

图4为本发明的纵向结构图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种高EB双极性半导体保护器件，包括芯片，所述芯片左上方设置2个以N型硅片衬底的NPN晶体管，所述芯片左下方设置2个PNP晶体管，所述芯片中部设置上下排列的2个SCR晶闸管，所述芯片右部区域设置上下排列的2个TRIAC晶闸管。