[实用新型]一种低钳位电压单向TVS器件

说明书

本实用新型公开一种低钳位电压单向TVS器件，包括P型半导体衬底、位于TVS器件两侧的N型隔离区，TVS器件的中部设有P型半导体衬底，所述P型半导体衬底的两侧设有N型隔离区，所述P型半导体衬底的上部设有N型上掺杂区，所述N型上掺杂区的两侧设有P型掺杂区，所述P型半导体衬底的下部设有N型下掺杂区；通过在传统单向TVS二极管中集成了一个NPN三极管，利用了NPN三极管反向击穿负阻效应，实现了在浪涌电流增加时，可以有效降低单向TVS器件的钳位电压，使得被保护电路可以正常工作，增加了电路的使用寿命，减少了后端电路发生损坏或者误操作的可能性，提高了电路的安全性。

技术领域

本实用新型属于半导体防护器件领域，尤其涉及一种低钳位电压单向TVS器件。

背景技术

TVS是一种电压钳位型过压保护二极管，TVS一般并联于被保护电子电路两端，当TVS两端的电压超过其反向击穿电压时，它能以极快的速度将浪涌过电压钳位在一定的电压上，从而泄放掉浪涌能量，并且不影响被保护电路的正常工作。从应用上来说，为了避免后端电路损坏或者误操作，TVS的钳位电压必须高于被保护线路的正常工作电压并且低于被保护线路的击穿电压。

TVS二极管通常利用pn结反向雪崩击穿原理制作，随着浪涌电流的增大，TVS的钳位电压也会增大，对于一些低浪涌能量高电流的应用(比如8/20μs波形)，传统的TVS器件的钳位电压太高，已经不能满足应用要求。为了降低TVS器件的钳位电压，有的公司采用外延片来制作TVS器件，外延TVS包括N⁺衬底、N^-外延层及P⁺扩散区，由于采用了低阻衬底及较薄的外延层，相比于传统TVS来说外延TVS的串联电阻大大降低，因而能有效降低钳位电压，大大扩展了TVS的应用范围。但外延TVS因为采用外延片制作，也存在成本过高的不足，更重要的是外延TVS仍然是利用pn结反向雪崩击穿原理，钳位电压和浪涌电流存在正阻特性，本质上还是存在钳位电压随着浪涌电流增大而明显增大的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的TVS器件的钳位电压太高，不能满足应用要求，若是采用外延片来制作TVS器件成本过高，且外延TVS的钳位电压和浪涌电流存在正阻特性，随着浪涌电流的增大，TVS的钳位电压也会增大，影响到被保护电路的正常工作，容易发生后端电路损坏或者误操作的技术问题，而提供一种低钳位电压单向TVS器件，可以实现在浪涌电流增加时，低钳位电压单向TVS器件的钳位电压可以有效降低。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种低钳位电压单向TVS器件，包括P型半导体衬底1、N型隔离区和N型上掺杂区；

TVS器件的中部设有P型半导体衬底，所述P型半导体衬底的两侧设有N型隔离区，所述P型半导体衬底的上部设有N型上掺杂区，所述N型上掺杂区的两侧设有P型掺杂区，所述P型半导体衬底的下部设有N型下掺杂区；

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

所述上金属层上设有阳极电极，所述下金属层上设有阴极电极。

进一步地，所述N型隔离区的宽度为50-100μm。

进一步地，所述N型上掺杂区和P型掺杂区的面积比为4:1-1:1。

进一步地，所述N型上掺杂区和P型掺杂区均与阳极电极连接。

进一步地，所述P型半导体衬底下端的阴极电极与N型下掺杂区连接。

本实用新型的技术原理：