[实用新型]一种基于SOI材料的超低电容TVS器件

说明书

本实用新型提出一种基于SOI材料的超低电容TVS器件，该TVS器件包括：衬底层，该衬底层采用SOI硅片制作；N阱/P阱/N+/P+区域，该N阱/P阱/N+/P+区域形成于衬底层上，由N阱/P阱/N+/P+区域构成TVS管；N+/P+区域，该N+/P+区域形成于衬底层上，由N+/P+区域构成开关管；表面浅槽，该表面浅槽形成于N+/P+区域，并环绕于N+与P+之间，其结深浅于N+/P+区域的结深；浅槽填充层，该浅槽填充层采用氧化层形成于表面浅槽内；表面深槽，该表面深槽形成于衬底层上，并将N阱/P阱/N+/P+区域与N+/P+区域隔离；深槽填充层，该深槽填充层采用氧化层形成于表面深槽内；电极，该电极形成于晶圆表面，并通过多层金属化引出，减小了寄生电容，提高了运行速度，具有更低的功耗。

技术领域

本实用新型涉及瞬态抑制二极管，尤其涉及一种基于SOI材料的超低电容TVS器件。

背景技术

低电容TVS二极管用于保护敏感电子设备，使其免受高浪涌的侵害，成为了高速以太网通信线路、工业应用中高速接口、汽车电子产品中理想型的电路被动保护元器件。同时，由于低电容瞬态TVS二极管自身独有的低漏电流优势，在高速通信领域得到了广泛的应用，有助于提高车载电子的CAN系统、安防监控设备、智能家居、物联网传感器等产品的电源效率，并延长运作时间。但是目前绝大多数TVS二极管器件还是在传统的硅片衬底或者外延上设计的，传统的硅片和TVS器件间存在着一定大小的寄生电容，一般寄生电容发生在I/O到I/O之间或者I/O到GND。低电容TVS二极管对电容的要求尤其高，体内的寄生电容会影响到TVS管的响应时间，让TVS的性能美中不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于SOI材料的超低电容TVS器件。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于SOI材料的超低电容TVS器件，包括：

衬底层，该衬底层采用SOI硅片制作；

N阱/P阱/N+/P+区域，该N阱/P阱/N+/P+区域形成于衬底层上，由N阱/P阱/N+/P+区域构成TVS管；

N+/P+区域，该N+/P+区域形成于衬底层上，由N+/P+区域构成开关管；

表面浅槽，该表面浅槽形成于N+/P+区域，并环绕于N+与P+之间，其结深浅于N+/P+区域的结深；

浅槽填充层，该浅槽填充层采用氧化层形成于表面浅槽内；

表面深槽，该表面深槽形成于衬底层上，并将N阱/P阱/N+/P+区域与N+/P+区域隔离；

深槽填充层，该深槽填充层采用氧化层形成于表面深槽内；

电极，该电极形成于晶圆表面，并通过多层金属化引出。

进一步，表面浅槽的宽度为0.35μm～3μm，其深度为1μm～2μm。

进一步，浅槽填充层及深槽填充层分别采用二氧化硅形成于表面浅槽及表面深槽内。

进一步，深槽填充层与衬底层的绝缘层结合，将TVS管与开关管隔离形成封闭的独立区域。

进一步，表面深槽的宽度为0.6μm～2μm，其深度为6μm～15μm。

上述基于SOI材料的超低电容TVS器件的制造方法，包括以下步骤：

1)在衬底层上利用光刻刻蚀注入扩散形成N阱：注入磷元素，浓度为E12～E15，扩散温度为1000～1150℃；

2)在衬底层上利用光刻刻蚀注入扩散形成P阱：注入硼元素，浓度为E12～E15，扩散温度为1000～1150℃；