[发明专利]瞬时电压抑制器电路与用于其中的二极管元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种瞬时电压抑制器(transient voltage suppressor,TVS)电路与用于其中的二极管元件及其制造方法，特别是指一种可承受较高顺向电流的TVS电路与用于其中的二极管元件及其制造方法。

背景技术

图1A显示典型的瞬时电压抑制器(transient voltage suppressor,TVS)电路1，用以与至少一受保护电路2耦接，进而限制来自输入输出垫3的瞬时电压的振幅，以保护受保护电路2免于被具有高电压的瞬时讯号(如静电)损害。一般而言，TVS电路1包含抑制元件S1，用以箝位上述瞬时讯号的电压振福，并吸收其电流。由于此抑制元件S1需要在非常短的时间内消耗高电流，因此具有大面积的PN接面，也因此使其具有非常高的寄生电容；如此一来，当受保护电路2正常操作时，受到此高寄生电容的影响，使其操作速度变慢，而限制了元件的应用范围。

图3A与图3B显示现有技术用于TVS电路中的二极管元件100的剖视示意图与杂质浓度模拟分布图。如图3A所示，现有技术二极管元件100形成于基板11中，包含N型井区13、场氧化区12与隔绝区12a、P型顺向区15与N型逆向区16。图3B显示现有技术二极管元件100中，自P型顺向区15所在位置的上表面以下的杂质浓度模拟分布图。

一种改善前述受保护电路2操作速度变慢的方法，如图1A所示，是于受保护电路2与抑制元件S1之间，插入至少一寄生电容较小的二极管元件D1。二极管元件D1与抑制元件S1中的PN接面反向对接，以使电流顺向流经二极管元件D1，并由抑制元件S1吸收高电流；此种方法利用低电容串联高电容的方式，以降低电容值，提高受保护电路2的操作速度。这种作法虽然可改善抑制元件S1电容值太高的问题，但二极管元件D1仍须顺向承受来自输入输出垫3的瞬时讯号高电流，因此，若要保持其较低的电容值，TVS电路1可承受的瞬时讯号电流值就会下降，如此也会限制TVS电路1的应用范围。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种TVS电路与用于其中的二极管元件及其制造方法，以提高TVS电路可承受的电流值，并增加电路的保护与应用范围。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种瞬时电压抑制器电路与用于其中的二极管元件及其制造方法。

为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种瞬时电压抑制器电路，用以耦接至一受保护电路，进而限制一输入该受保护电路的瞬时电压的振幅，该瞬时电压抑制器电路包含：一抑制元件，具有一PN接面，用以限制该瞬时电压的振幅；以及至少一二极管元件，耦接于该受保护电路与该抑制元件之间，且与该PN接面反向对接；其中，该二极管元件形成于一第一导电型基板中，该基板具有一上表面，该二极管元件包括：一第一导电型或第二导电型井区，形成于该上表面下的该基板中；一分隔区，形成于该上表面下的该基板中，由俯视图视之，该分隔区位于该井区中；一第一导电型顺向区，形成于该分隔区一侧的该上表面下方；一第二导电型逆向区，形成于该分隔区另一侧的该上表面下方，且该顺向区与该逆向区由该分隔区隔开；以及一埋层，形成于该井区下方的该基板中，其具有与该井区相同的导电型，且该埋层的杂质浓度高于该井区的杂质浓度。

就另一观点，本发明也提供了一种用于瞬时电压抑制器电路中的二极管元件，用以与该瞬时电压抑制器电路中所包含的一具有PN接面的抑制元件反向对接，该用于瞬时电压抑制器电路中的二极管元件形成于一第一导电型基板中，该基板具有一上表面，该二极管元件包含：一第一导电型或第二导电型井区，形成于该上表面下的该基板中；一分隔区，形成于该上表面下的该基板中，由俯视图视之，该分隔区位于该井区中；一第一导电型顺向区，形成于该场氧化区一侧的该上表面下方；一第二导电型逆向区，形成于该场氧化区另一侧的该上表面下方，且该顺向区与该逆向区由该场氧化区隔开；以及一埋层，形成于该井区下方的该基板中，其具有与该井区相同的导电型，且该埋层的杂质浓度高于该井区的杂质浓度。