[发明专利]一种低电容低残压的双向ESD保护器件及其制作方法

权利要求书

1.一种低电容低残压的双向ESD保护器件，包括N型衬底材料、P型外延层、正面金属区和背面金属区，其特征在于：所述P型外延层顶部设有N型扩散区b，所述N型扩散区b之间设有P型扩散区，最外侧的所述N型扩散区外侧设有N型扩散区a，所述P型外延层顶部设有隔离介质层。

2.根据权利要求1所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件，其特征在于：所述N型衬底材料上外延有一层P型外延层，所述N型衬底材料背面设有背面金属区，所述隔离介质层上方设有正面金属区。

3.根据权利要求1所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件，其特征在于：所述N型扩散区a位于P型外延层和N型衬底材料上部两侧，所述N型扩散区a和N型扩散区b之间有重叠。

4.根据权利要求1所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件，其特征在于：所述隔离介质层位于N型扩散区a和N型扩散区b的上方，所述N型扩散区a和N型扩散区b注入的浓度不一样。

5.根据权利要求1所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件，其特征在于：所述P型扩散区两端和两侧的N型扩散区b有重叠。

6.根据权利要求1所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件，其特征在于：所述正面金属区位于隔离介质层和P型外延层顶部上。

7.一种制作权利要求1所述的低电容低残压的双向ESD保护器件的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1）制备N型衬底材料，通过外延工艺生长一层P型外延层；

步骤2）在P型外延层上顶部生长一层牺牲氧化层，正面光刻形成N型扩散区图形；

步骤3）正面磷注入，磷推进，磷注入剂量为3E15-8E15cm^-2，能量为80-120KeV，温度条件为1150-1200℃，时间为360-900min，形成N型扩散区a；

步骤4）正面光刻形成P型扩散区图形；

步骤5）正面硼注入，硼注入剂量为5E13-2E14cm^-2，能量为50-100KeV，硼推进，温度条件为1000-1100℃，时间为30-90min，形成P型扩散区，；

步骤6）正面光刻形成N型扩散区图形；

步骤7）正面磷注入，注入剂量为3E15-8E15cm^-2，能量为60-100KeV，磷推进，温度条件为950-1050℃，时间为30-90min，形成N型扩散区b；

步骤8）正面淀积隔离介质层，隔离介质层为四乙氧基硅烷TEOS，厚度为5000-10000Å，光刻接触孔后，淀积一层TI/TIN，正面光刻形成接触孔区；

步骤9）正面溅射或蒸发金属，正面金属光刻，形成正面金属区，合金，背面减薄，背面金属化，形成背面金属区。

8.根据权利要求7所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件的制作方法，其特征在于：所述步骤1）中N型衬底材料的晶向为111，电阻率为0.002-0.006Ω.cm，P型外延层的电阻率为5-50Ω.cm，厚度为5-20um。

9.根据权利要求7所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件的制作方法，其特征在于：所述步骤2）中牺牲氧化层的厚度为680-1000Å。

10.根据权利要求7所述的一种低电容低残压的双向ESD保护器件的制作方法，其特征在于：所述步骤9）中正面溅射或蒸发的金属为铝或铝铜或铝硅铜，厚度为2-4um，合金的温度为360-430℃，时间为25-45min，背面减薄一般减薄至片厚为100-200um，背面金属化为TI/NI/AG，其中TI的厚度为1000-3000Å，NI的厚度为5000-7000Å，AG的厚度为10000-15000Å。