[实用新型]一种利用可控硅双门极与阳极短路结构的单向负阻TVS器件

说明书

本实用新型公开了一种利用可控硅双门极与阳极短路结构的单向负阻TVS器件，包括一个P型衬底材料，P型衬底材料正面有N型掺杂区域和P型掺杂区域，P型衬底材料正面的N型掺杂区域做金属引出；P型衬底材料背面有N型掺杂区域和P型掺杂区域，N型掺杂区域中有P+区域，背面的P型掺杂区域、P型衬底材料、N型掺杂区域和P+区域做互连金属引出；所述P+区域位置全部或部分在背面N型掺杂区域中。本实用新型的器件结构正面到背面利用NPN结构进行电荷泄放，对于保护下一级OVP电路具有更加优秀的性能；背面到正面利用PPN并联P+NPN结构，获得更好地正向残压的表现，对后端OVP电路起到更好地保护效果。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种利用可控硅双门极与阳极短路结构的单向负阻结构TVS(Transient Voltage Suppressors)器件。

背景技术

随着各类ESD电路集成度的不断增高，集成电路的线宽也随之减小。电路中以静电放电(ESD)或其他形式存在的瞬态过冲电压也因此更容易对电子器件造成破坏。双向TVS二极管，能够将来自数据线两端正负极的浪涌脉冲泄放，从而保护系统免于遭受各种形式的瞬态高压的冲击。而单向TVS二极管，在保护正向浪涌时相对双向TVS二极管效果会差，而保护负向浪涌时具有超低的残压，对OVP(过电压保护IC)的正向保护效果不佳，对负向保护效果良好。而常规的单向负阻结构TVS二极管，如图A所示，正向具有双向TVS二极管的保护效果的特点，负向具有部分单向TVS二极管的优点，但是相对于单向TVS二极管残压还是过高，保护效果不佳。为了改善上述问题，本专利结构在常规单向负阻结构TVS二极管的基础上对反向结构进行了改进，如图B所示，在保证正向保护效果不变的情况下，对VF方向电流通道进行特殊设计，相对图A结构中只有IF1电流泄放通道，本专利结构增加了IF2的电流泄放通道，使得负向在遭受浪涌冲击时具有更低的残压，达到与常规单向TVS二极管相同的保护效果，尤其适用于保护OVP电路，其具有非常优良的正负双向过压保护效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种利用可控硅双门极与阳极短路结构的单向负阻TVS器件。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种利用可控硅双门极与阳极短路结构的单向负阻TVS器件，其特征在于，其特征在于，包括一个P型衬底材料，P型衬底材料正面有N型掺杂区域和P型掺杂区域，P型衬底材料正面的N型掺杂区域做金属引出；P型衬底材料背面有N型掺杂区域和P型掺杂区域，N型掺杂区域中有P+区域，背面的P型掺杂区域、P型衬底材料、N型掺杂区域和P+区域做互连金属引出；所述P+区域位置可以全部或部分在背面N型掺杂区域中。

上述利用可控硅双门极与阳极短路结构的单向负阻TVS器件的制造方法包括以下步骤：

步骤(1)：在P型衬底材料晶圆片正面和背面同时生长氧化层；

步骤(2)：在晶圆片正面和背面氧化层上开出N型掺杂区域窗口；

步骤(3)：去除晶圆片正面和背面N型掺杂区域窗口内的氧化层；

步骤(4)：用扩散掺杂的方式进行双面N型元素掺杂；

步骤(5)：在晶圆片正面和背面氧化层上开出P型掺杂区域窗口；

步骤(6)：去除正面和背面P型掺杂区域窗口内的氧化层；

步骤(7)：用扩散掺杂的方式进行双面P型元素掺杂；

步骤(8)：高温推阱；

步骤(9)：在P型衬底材料晶圆片背面的氧化层上开出P+区域窗口；

步骤(10)：去除背面P+区域窗口内的氧化层；

步骤(11)：用扩散掺杂的方式进行背面面P型元素掺杂；