[发明专利]瞬态电压抑制器及其制作方法

说明书

本发明涉及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N型衬底、形成于所述N型衬底上的N型外延层、形成于所述N型外延层表面的P阱、形成于所述P阱上间隔设置的第一沟槽与第二沟槽、形成于所述第一沟槽与所述第二沟槽内的N型掺杂区域及N型多晶硅、形成于所述第一沟槽中的N型多晶硅上的第一输入电极、形成于所述第二沟槽中的N型多晶硅上的第二输入电极、及形成于所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的P阱上的输出电极，所述P阱与第一沟槽中的N型掺杂区域及所述N型多晶硅构成第一齐纳二极管，所述P阱与第二沟槽中的N型掺杂区域及所述N型多晶硅构成第二齐纳二极管。

【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。然而，如何提高器件性能及降低器件的制造成本是业界的重要课题。

【发明内容】

本发明提出了一种瞬态电压抑制器及其制造方法，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N型衬底、形成于所述N型衬底上的N型外延层、形成于所述N型外延层表面的P阱、形成于所述P阱上间隔设置的第一沟槽与第二沟槽、形成于所述第一沟槽与所述第二沟槽内的N型掺杂区域及N型多晶硅、形成于所述第一沟槽中的N型多晶硅上的第一输入电极、形成于所述第二沟槽中的N型多晶硅上的第二输入电极、及形成于所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的P阱上的输出电极，所述P阱与第一沟槽中的N型掺杂区域及所述N型多晶硅构成第一齐纳二极管，所述P阱与第二沟槽中的N型掺杂区域及所述N型多晶硅构成第二齐纳二极管。

在一种实施方式中，所述N型掺杂区域均匀形成于所述第一沟槽与所述第二沟槽表面，所述第一沟槽中的所述N型掺杂区域夹于所述第一沟槽与其内的所述N型多晶硅之间，所述第二沟槽中的所述N型掺杂区域夹于所述第二沟槽与其内的所述N型多晶硅之间。

在一种实施方式中，所述第一沟槽与所述第二沟槽的尺寸相同。

在一种实施方式中，所述P阱远离所述N型衬底的顶面、所述N型掺杂区域远离所述N型衬底的顶面、及所述N型多晶硅远离所述N型衬底的顶面平齐。

在一种实施方式中，所述第一输入电极、所述第二输入电极及所述输出电极的厚度均相等。

一种瞬态电压抑制器的制作方法，其包括如下步骤：

提供N型衬底，在所述N型衬底上形成N型外延层，在所述N型外延层表面制备氧化层，对所述氧化层进行第一次光刻，干法刻蚀形成两个注入窗口；

在所述两个注入窗口对应的所述N型外延层进行至少三次不同能量的P型离子注入；

进行高温退火，所述两个注入窗口注入的P型离子扩散形成P阱；

使用所述氧化层作为掩膜，利用所述两个注入窗口进行干法刻蚀，形成位于所述P阱中的第一沟槽与第二沟槽，所述第一沟槽与所述第二沟槽的底部距所述P阱的底部具有预定距离；

进行N型热扩散，使得所述第一沟槽与所述第二沟槽表面形成N型掺杂区域；

去除所述氧化层；

在所述第一沟槽与所述第二沟槽中且所述N型掺杂区域表面形成N型多晶硅；及