[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

说明书

本发明涉及一种基于硫系化合物的浪涌保护阵列及制备方法，属于半导体技术领域。该述浪涌保护阵列包括：PN二极管、下电极、下加热电极、硫系化合物层、上电极、衬底和绝热材料层；PN二极管呈栓状，等间距阵列式排布在硅衬底上；下电极位于PN二极管之上；下加热电极位于下电极之上；硫系化合物层位于下加热电极之上；上电极位于硫系化合物层之上；上电极呈条状等间距排布，且与硫系化合物层相互垂直。硫系化合物层上部与上电极构成电性连接；硫系化合物层下部通过下加热电极与下电极构成电性连接。本发明利用硫系化合物所特有的阈值导通特性实现过电压保护，是一种过压保护响应速度极快，抑制过压能力极强的浪涌保护阵列。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种用于电路中的基于硫系化合物的过电压浪涌保护阵列及其制备方法。

背景技术

如今，电子设备在计算机、通信、航空航天以及家电等领域得到了广泛应用。为适用电子设备应用环境的精密化需求，对其电源性能提出了更高的要求。然而，雷电、静电或开关电路等引起的瞬间过电压会越来越频繁地通过电源、天线以及信号接收设备等线路侵入室内电气设备，造成设备或元器件损坏、传输或储存的数据受到干扰或丢失乃至人员伤亡，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿，数据传输中断，局域网乃至广域网遭到破坏。浪涌保护器(Surge Protection Device，SPD)就是一种通过现代电学以及其他技术来防止过电压对设备造成危害的器件。

浪涌保护器作为电子设备雷击防护中不可缺少的一种器件，常称为“避雷器”或“过电压保护器”。浪涌保护器通常设置在电源进线端或各弱电系统引入端进线处，通过自身高低阻抗的变化，在极短的时间内导通分压，吸收窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压，使被保护的设备或系统电压处于可承受范围之内，防止因过电压造成的损坏。

常用的低电压浪涌保护装置如气体放电管、雪崩二极管、pnpn晶闸管等都属于半导体浪涌保护装置。一般的浪涌保护装置峰值电压值不能达到应用要求，且反应速度有限，不能使浪涌保护装置在使用时以极短的时间进行导通分压，从而导致过电压对回路中的设备造成损害。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于硫系化合物的浪涌保护阵列及其制备方法，应用于电路中起到过压保护的作用，大大提高过压保护响应速度和抑制过压能力。

为达到上述目的，本发明提供技术方案一：

一种基于硫系化合物的浪涌保护阵列，至少包括：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。

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。

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。

可选的，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。

可选的，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。

本发明提供技术方案二：

一种基于硫系化合物的浪涌保护阵列制备方法，具体包括以下步骤：