[发明专利]一种双向大通流低残压TVS器件

说明书

本发明公开了一种双向大通流低残压TVS器件，包括P型掺杂类型的外延片和N型衬底片、隔离trench，N+多晶poly槽，本发明提出的新型的TVS器件是双向器件，在大幅提升了击穿方向的峰值电流IPP同时降低了钳位电压，使得被保护器件完全处于安全区内，而且可以通过调节隔离trench的深度，可以实现不同的BV击穿电压。隔离trench的使用可以使得N+poly结之间的距离维持在1‑1.2um，但是又不容易发生穿通击穿，N+多晶poly槽实现了在同等面积条件下，N+结的有效面积可以最大化，大幅度提高了TVS的浪涌能力，所获得的TVS器件具有大功率、体积小、集成度高、成本低等优点。

技术领域

本发明一种双向大通流低残压TVS器件涉及半导体技术领域，尤其涉及一种双向大通流低残压TVS器件及其制造方法。

背景技术

瞬态电压抑制器（TVS）被广泛应用于各类电子产品中，随着电路工作电压的减小，芯片的尺寸也在不断减小，因此对相应的TVS保护器件也提出了更高的要求，一方面要求TVS保护器件的面积越来越小，以匹配不断缩小的主芯片尺寸；另一方面，随着各类移动终端设备对安全性和可靠性越来越高的要求，因此要求TVS保护器件既要有很高的浪涌电流保护能力，同时又要有低的钳位电压。

传统的TVS增大浪涌电流能力的做法通常是增加PN结的面积，但是，单纯增大面积会带来一系列问题，主要包括：①.TVS器件面积增大，导致使用更大的封装体，无法满足应用端对小型化的要求。②.单纯增大TVS结面积，成本上升，产品竞争力下降。③.降低VBR可以在一定程度上降低器件的残压，但是带来的问题是漏电流的增大。

随着市场的不断发展，TVS(Transient Voltage Suppressor)，瞬态电压抑制器)逐渐发展为由单个独立器件(如二极管、三极管等)，通过特定的电学通路连接起来的电路结构，因此在其制造中必须能够把单个独立器件隔离开来，这些单个独立器件随后还要能够互连以形成所需要的特定的电路结构。隔离不好会造成漏电、击穿低等问题。因此隔离技术在TVS的生产中也是一项关键技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的在于，提供一种双向大通流低残压TVS器件。

本发明的再一目的在于，所述的双向大通流低残压TVS器件的制备方法

本发明的目的通过下述方案实现：一种双向大通流低残压TVS器件，在N+衬底上形成P型外延，其中，在P型外延上用低压TEOS（LPTEOS）填充深度为2--5um、宽度为1-1.2μm的浅槽trench作为隔离槽，在每二个隔离槽间形成隔离区，共四个尺寸和间距相同的隔离区；在每个隔离区间设有结构相同、间距相等、深度在1—4μm且填充了N+ Poly体的多个Poly或N+区；在N+ poly或N+表面沉积一层SiO₂作为接触孔的介质，在每二个隔离槽间保留N+ poly或N+区的引出位置，并沉积金属层作为引出电极；其中，隔离区一、三的引出电极相连作为IO1，隔离区二、四的引出电极相连作为IO2，构成所述的双向TVS。

本发明双向TVS利用多条N+ poly槽或N+区作为N+引出，当N+ poly填充槽后，因为多数个poly槽，可以布满整个管芯，N+结的有效面积会增大许多，这样可以获得较大的浪涌通流能力；又因为N+ poly结的有效面积增大，且距离较近，所以可以获得较低的残压。同时，浅槽trench的宽度只有1-1.2μm，所以可以节省芯片的面积，将芯片的面积利用率最大化，N+poly的槽比浅槽trench的深度要浅，所以不容易发生穿通击穿；因为可以通过刻蚀工艺控制浅槽trench深度，在一定范围内控制击穿电压。