[发明专利]一种双向对称TVS二极管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种双向对称TVS二极管及其制造方法，利用低压化学气相淀积的方法减少了热过程，实现了横向双向TVS，性能稳定，双向的对称性一致；利用干法加湿法的刻蚀方法，既保证窗口内的硅不被过刻，也保证窗口具有良好的形貌，有利于金属覆盖，提高了器件的可靠性，表面介质层用低压化学气相淀积生产的TEOS二氧化硅代替热氧生产的二氧化硅，大大减少了工艺中的热过程，降低了生产成本，提高了器件的稳定性。本发明TVS的一端通过穿通区连接到芯片背面，节省了芯片的面积。

技术领域

本发明涉及一种TVS二极管，尤其涉及一种双向对称TVS二极管及其制造方法。

背景技术

电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因，常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自于电力设备的起停操作，交流电网的不稳定、雷电干扰及静电放点等。瞬态干扰几乎无处不在，无时不有，使人感到防不胜防，幸好，一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到有效控制。当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压钳位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。TVS根据极性可分为单向和双向TVS。单向TVS一般适用于直流电路，而在交流电路中，就需要有双向保护的TVS二极管。TVS如果做成横向双向二极管，因为是表面器件，其性能受热过程的影响很大。因此传统的双向TVS一般做成纵向的双向二极管，工艺一般采用台面工艺做成双向TVS二极管，或者异质外延的衬底，通过在外延上进行掺杂与衬底同类型的杂质形成NPN或PNP的结构。传统的双极性TVS有很大局限性，它们的双向电压的一致性很难控制，工艺上的波动对两个方向的电压影响非常大。另有一些双向的TVS保护电路由多个封装好的分离TVS组合而成，这些独立的芯片组合造成集成度低，尺寸很大，浪费芯片的面积。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种双向对称TVS二极管及其制造方法，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一方面，提供一种双向对称TVS二极管，其中，包括：

P型衬底；

N型外延层，形成于所述P型衬底上；

P+掺杂区，形成于所述N型外延层表面；

P+穿通区，穿过所述N型外延层，所述P+穿通区的底部与所述P型衬底连接；

氧化层，形成于所述N型外延层之上，所述P+穿通区的表面通过所述氧化层与所述P+掺杂区连接；

金属孔，形成于所述P+穿通区及所述P+掺杂区之上、所述氧化层之间；

钝化层，形成于所述金属层之上；以及

背面金属层，形成于所述P型衬底的背面。

上述双向对称TVS二极管，其中，所述钝化层包括氧化层和氮化硅，所述氧化层与金属接触，所述氮化硅形成于所述氧化层之上。

上述双向对称TVS二极管，其中，所述背面金属层依次包括钛层、镍层和银层。

另一方面，提供一种双向对称TVS二极管制造方法，其中，包括：

S1、提供一个P型衬底，在P型衬底上生长N型外延；

S2、N型外延上通过干法热氧化生长一层800A的二氧化硅层，然后在650℃～750℃的低温条件下通过低压化学气相淀积的方法生长一层8000A的TEOS二氧化硅，之后通过850℃，40分钟致密化TEOS二氧化硅；