[发明专利]一种基于硫系化合物的浪涌保护阵列及制备方法

权利要求书

1.一种基于硫系化合物的浪涌保护阵列制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：

1）在N型硅衬底（1）上外延生长第一绝热材料层（21），在第一绝热材料层（21）表面进行离子注入，退火形成掺杂的P型层；然后等间距刻蚀通道至硅衬底内部，通道内填充SiO₂作为PN二极管（3）之间的隔离；

2）在步骤1）之后获得的结构上淀积第二绝热材料层（22）；在第二绝热材料层（22）表面等间距刻蚀凹槽至P型层，在该凹槽内淀积下电极材料，形成下电极（4），然后进行化学机械抛光使其表面平坦化；

3）在步骤2）之后获得的结构上再淀积第三绝热材料层（23），在所第三绝热材料层（23）表面等间距刻蚀沟道至下电极（4），在该沟道内淀积下加热电极材料，形成下加热电极（5），然后进行化学机械抛光使其表面平坦化；

4）在步骤3）之后获得的结构上继续沉积第四绝热材料层（24），在第四绝热材料层（24）表面等间距刻蚀凹槽至下加热电极，在该凹槽内淀积硫系化合物层（6），然后进行化学机械抛光使其表面平坦化；

5）在步骤4）之后获得的结构上淀积上电极材料，然后等间距刻蚀使其形成条状结构，即形成上电极（7）。

2.根据权利要求1所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述硫系化合物层（6）是通过采用磁控溅射方法制备得到的。

3.根据权利要求1所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列制备方法，其特征在于，所述下电极（4）的材料为W、Ti、TiN或TiW中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列制备方法，其特征在于，所述硫系化合物层（6）的材料为锑Sb、碲Te两种元素的化合物，或以其为基础掺入Ga、Si、Ge、Sn元素中的一种或几种混合；且掺入元素的比例在10%-75%之间。

5.应用权利要求1~3中任意一项所述方法制作的基于硫系化合物的浪涌保护阵列，其特征在于，所述浪涌保护阵列包括：PN二极管（3）、下电极（4）、下加热电极（5）、硫系化合物层（6）以及上电极（7）；

所述PN二极管（3）呈栓状，等间距阵列式排布；所述下电极（4）位于PN二极管（3）之上；所述下加热电极（5）位于下电极（4）之上；所述硫系化合物层（6）位于下加热电极（5）之上；所述上电极（7）位于硫系化合物层（6）之上；所述上电极（7）呈条状等间距排布，且与硫系化合物层（6）相互垂直。

6.根据权利要求5所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列，其特征在于，所述硫系化合物层（6）上部与上电极（7）构成电性连接；所述硫系化合物层（6）下部通过下加热电极（5）与下电极（4）构成电性连接。

7.根据权利要求5所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列，其特征在于，所述硫系化合物层（6）为梯形棱柱结构，横向剖面为下窄上宽的梯形，纵向剖面图为正方形；梯形的上宽与高之比为3:2。

8.根据权利要求5~7中任意一项所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列，其特征在于，所述浪涌保护阵列还包括硅衬底和绝热材料层（2）；所述PN二极管（3）等间距阵列式排布在硅衬底上；所述绝热材料层（2）设置在硅衬底上表面以及PN二极管（3）与硫系化合物层（6）之间的内侧壁和外侧壁。

9.根据权利要求5~7中任意一项所述的基于硫系化合物的浪涌保护阵列，其特征在于，所述浪涌保护阵列两端的电势差未超过阈值导通电压时，其上电极（7）与下电极（4）之间的通路处于关闭的状态；所述浪涌保护阵列两端的电势差超过阈值导通电压时，其上电极（7）与下电极（4）之间的通路处于导通的状态。