[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N型外延层、形成于所述N型外延层表面的第一沟槽与第二沟槽、形成于所述第一沟槽表面的第一P型扩散区、形成于所述第二沟槽表面的第二P型扩散区、形成于所述第一沟槽与第二沟槽中及所述N型外延层上的P型外延层、贯穿所述P型外延层且延伸至所述第一沟槽与第二沟槽之间的N型外延层中的N型注入区、及形成于所述N型注入区表面的P型注入区。

【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。低电容TVS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。

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(TVS)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。为了节省芯片面积，并且获得更高的抗浪涌能力，沟槽TVS的概念已经被提出和研究。沟槽TVS的结面形成于纵向的沟槽的侧壁，这样，在相同的芯片面积下，它有更多的有效结面积,即更强的放电能力。沟槽TVS的小封装尺寸对应用于保护高端IC非常关键。

然而，目前常用的沟槽TVS只能实现单向保护，如果需要进行双向保护可能需要将多个TVS串联或并联在一起，增大了器件面积和制造成本。

【发明内容】

针对现有方法的不足，提出了一种瞬态电压抑制器，可提高器件性能，降低器件制造成本。

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N型外延层、形成于所述N型外延层表面的第一沟槽与第二沟槽、形成于所述第一沟槽表面的第一P型扩散区、形成于所述第二沟槽表面的第二P型扩散区、形成于所述第一沟槽与第二沟槽中及所述N型外延层上的P型外延层、贯穿所述P型外延层且延伸至所述第一沟槽与第二沟槽之间的N型外延层中的N型注入区、及形成于所述N型注入区表面的P型注入区，所述P型注入区与所述N型注入区构成第一二极管，所述N型注入区下方的N型外延层与所述P型衬底构成第二二极管，所述第一沟槽上方的P型外延层、所述第一沟槽中的P型外延层、所述第一P型扩散区与所述N型外延层构成第三二极管，所述第一沟槽下方的N型外延层与所述P型衬底构成第四二极管，所述第二沟槽上方的P型外延层、所述第二沟槽中的P型外延层、所述第二P型扩散区与所述N型外延层构成第五二极管，所述第一沟槽下方的N型外延层与所述P型衬底构成第六二极管。

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型注入区、所述P型外延层、所述N型注入区上的第一金属层，所述第一金属层用于连接外部电路。

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型衬底远离所述N型外延层一侧的第二金属层，所述第二金属层用于连接外部电路。

在一种实施方式中，所述N型注入区下方的N型外延层的厚度大于所述第一P型扩散区下方的N型外延层的厚度以及大于所述第二P型扩散区下方的N型外延层的厚度。

在一种实施方式中，所述第一二极管与所述第二二极管的负极对接，所述第一二极管与所述第二二极管组成第一支路，所述第三二极管与所述第四二极管的负极对接，所述第三二极管与所述第四二极管组成第二支路，所述第五二极管与所述第六二极管的负极对接，所述第五二极管与所述第六二极管组成第三支路，所述第一支路、第二支路及第三支路并联。