[发明专利]一种低钳位电压单向TVS器件及其制造方法

权利要求书

1.一种低钳位电压单向TVS器件，其特征在于，包括P型半导体衬底(1)、N型隔离区(2)和N型上掺杂区(3)；

TVS器件的中部设有P型半导体衬底(1)，所述P型半导体衬底(1)的两侧设有N型隔离区(2)，所述P型半导体衬底(1)的上部设有N型上掺杂区(3)，所述N型上掺杂区(3)的两侧设有P型掺杂区(4)，所述P型半导体衬底(1)的下部设有N型下掺杂区(5)；

所述P型半导体衬底(1)的上端表面设有上金属层(7)，所述上金属层(7)的两端设有二氧化硅上绝缘层(6)，所述P型半导体衬底(1)的下端表面设有下金属层(9)，所述下金属层(9)的两端设有二氧化硅下绝缘层(8)；

所述上金属层(7)上设有阳极电极(10)，所述下金属层(9)上设有阴极电极(11)。

2.根据权利要求1所述的一种低钳位电压单向TVS器件，其特征在于，所述N型隔离区(2)的宽度为50-100μm。

3.根据权利要求1所述的一种低钳位电压单向TVS器件，其特征在于，所述N型上掺杂区(3)和P型掺杂区(4)的面积比为4:1-1:1。

4.根据权利要求1所述的一种低钳位电压单向TVS器件，其特征在于，所述N型上掺杂区(3)和P型掺杂区(4)均与阳极电极(10)连接。

5.根据权利要求1所述的一种低钳位电压单向TVS器件，其特征在于，所述P型半导体衬底(1)下端的阴极电极(11)与N型下掺杂区(5)连接。

6.一种低钳位电压单向TVS器件的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，衬底准备

选择P型硅单晶片，厚度260±5μm；

步骤S2，抛光

采用化学机械抛光方法将硅单晶片抛光到厚度为200±5μm；

步骤S3，氧化

采用氢氧合成方法在硅片表面生长一层二氧化硅绝缘层，氧化温度1000-1100℃，t＝5-10h，氧化层厚度T_OX＝1.2-1.5μm；

步骤S4，N型隔离区光刻

利用隔离区光刻版，采用双面光刻机在硅片的上下两面同时形成隔离区窗口；

步骤S5，N型隔离区扩散

采用三氯氧磷液态源扩散方法，先在硅片两面隔离区窗口同时进行磷预沉积扩散掺杂，预沉积温度1100-1170℃，预沉积时间2h-6h，扩散方块电阻0.1-0.5Ω/□，经过长时间的再扩散推结使得两面的磷扩散区连在一起形成隔离区，再扩散温度1270±5℃，时间80h-140h；

步骤S6，阳极P+区光刻

利用阳极P+区光刻版在硅片的上表面形成P+区扩散窗口；

步骤S7，阳极P+区扩散

采用硼液态源扩散的方法，在硅片的上表面的P+区扩散窗口进行硼扩散掺杂，预沉积温度1000-1100℃，预沉积时间1h-3h，扩散方块电阻5-15Ω/□，再扩散温度1200±5℃，时间3h-5h；

步骤S8，阳极N+区光刻

利用阳极N+区光刻版，在硅片的上表面形成阳极N+区扩散窗口；

步骤S9，阳极N+区扩散

采用三氯氧磷液态源扩散方法，在硅片上表面的阳极N+区扩散窗口进行磷扩散掺杂，预沉积温度1100-1150℃，预沉积时间2h-3h，扩散方块电阻0.5-0.8Ω/□，再扩散温度1250±5℃，时间10h-12h；

步骤S10，阴极N+区光刻

利用光刻原理在硅片的下表面形成阴极N+区扩散窗口；

步骤S11，阴极N+区扩散

采用三氯氧磷液态源扩散方法，在硅片下表面的阴极N+区扩散窗口进行磷扩散掺杂，预沉积温度1000-1100℃，预沉积时间1.5h-2h，扩散方块电阻1.5-2Ω/□，再扩散温度1200±5℃，时间2h-5h；

步骤S12，引线孔光刻

利用光刻原理在硅片的上、下表面形成金属欧姆接触窗口；

步骤S13，蒸铝

在硅片的上表面蒸发一层厚度为5±2μm的金属铝层；

步骤S14，铝反刻

利用光刻原理在硅片的上表面形成金属铝电极区；

步骤S15，背面金属化

在硅片的下表面蒸发一层钛镍银复合金属层，厚度分别为钛层镍层银层并进行合金，温度510±5℃，时间30-45min，从而形成易焊接层。