[发明专利]瞬态电压抑制器及其制作方法

说明书

本发明提供一种瞬态电压抑制器及其制作方法。所述瞬态电压抑制器包括P型衬底、形成于所述P型衬底上的P型外延层、形成于所述P型外延层中的P型隔离阱、形成于所述P型外延层表面的N型掺杂区域、及形成于所述N型掺杂区域表面的第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域，其中所述第一P型掺杂区域与所述第二P型掺杂区域位于所述N型掺杂区域的两端，所述第一P型掺杂区域与所述N型掺杂区域形成第一齐纳二极管，所述第二P型掺杂区域与所述N型掺杂区域形成第二齐纳二极管。所述瞬态电压抑制器具有器件面积小，工艺难度低，制造成本低、保护特性和可靠性较高的优点。

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种瞬态电压抑制器及其制作方法。

背景技术

瞬态电压抑制器(TVS)是一种用来保护敏感半导体器件，使其免遭瞬态电压浪涌破坏而特别设计的固态半导体器件，它具有箝位系数小、体积小、响应快、漏电流小和可靠性高等优点，因而在电压瞬变和浪涌防护上得到了广泛的应用。静电放电(ESD)以及其他一些电压浪涌形式随机出现的瞬态电压，通常存在于各种电子器件中。随着半导体器件日益趋向小型化、高密度和多功能，电子器件越来越容易受到电压浪涌的影响，甚至导致致命的伤害。从静电放电到闪电等各种电压浪涌都能诱导瞬态电流尖峰，瞬态电压抑制器通常用来保护敏感电路受到浪涌的冲击。基于不同的应用，瞬态电压抑制器可以通过改变浪涌放电通路和自身的箝位电压来起到电路保护作用。

低电容瞬态电压抑制器适用于高频电路的保护器件，因为它可以减少寄生电容对电路的干扰，降低高频电路信号的衰减。为了改善瞬态电压抑制器的反向特性，提高器件可靠性。通常采用保护环结构和金属场板结构。但是这两种结构引入的附加电容大，而且器件面积大，降低了器件性提高了器件制造成本。

发明内容

针对现有方法的不足，提出了一种低电容静电防护瞬态电压抑制器，提高了器件性能，降低了器件制造成本。

一种瞬态电压抑制器，其包括P型衬底、形成于所述P型衬底上的P型外延层、形成于所述P型外延层中的P型隔离阱、形成于所述P型外延层表面的N型掺杂区域、及形成于所述N型掺杂区域表面的第一P型掺杂区域及第二P型掺杂区域，其中所述第一P型掺杂区域与所述第二P型掺杂区域位于所述N型掺杂区域的两端，所述第一P型掺杂区域与所述N型掺杂区域形成第一齐纳二极管，所述第二P型掺杂区域与所述N型掺杂区域形成第二齐纳二极管，所述第一齐纳二极管与所述第二齐纳二极管共用所述N型掺杂区域使得所述第一齐纳二极管与所述第二齐纳二极管负极对接，进而所述瞬态电压抑制器具有双路双向保护功能。

在一种实施方式中，所述P型隔离阱与所述N型掺杂区域间隔设置，所述P型隔离阱贯穿所述P型外延层并延伸至所述P型衬底与所述P型衬底接触。

在一种实施方式中，所述瞬态电压抑制器还包括形成于所述P型外延层及所述N型掺杂区域上的层间介质，所述层间介质上形成有贯穿的第一开口与第二开口，所述第一开口正对所述第一P型掺杂区域，所述第二开口正对所述第二P型掺杂区域。

在一种实施方式中，所述层间介质上形成有贯穿的第三开口，所述第三开口正对所述P型隔离阱。

在一种实施方式中，所述瞬态电压抑制器还包括形成于所述层间介质上的第一电极与第二电极，所述第一电极与所述第二电极为所述瞬态电压抑制器的用于与外部器件电连接的外接电极，所述第一电极分别通过所述第一开口及所述第三开口与所述第一P型掺杂区域及所述P型隔离阱电连接，所述第二电极通过所述第二开口与所述第二P型掺杂区域电连接。

一种瞬态电压抑制器的制作方法，其包括如下步骤：

提供P型衬底，在所述P型衬底制作P型外延层，在所述P型外延层表面形成隔离层；

利用第一光刻胶作为掩膜，采用干法/湿法刻蚀所述隔离层形成第一注入窗口，去除所述第一光刻胶；

通过所述第一注入窗口进行P型离子注入形成P型隔离阱；