[发明专利]瞬态电压抑制器及其制作方法

说明书

本发明提供一种瞬态电压抑制器及其制作方法。所述瞬态电压抑制器包括N型衬底、形成于所述N型衬底上的N型外延层、形成于所述N型外延层表面的第一、第二及第三P型注入区、形成于所述第一P型注入区表面的第一N型注入区、形成于所述第二P型注入区表面的第二N型注入区，所述第三P型注入区位于所述第一及第二P型注入区之间且连接所述第一及第二P型注入区，所述第一P型注入区与所述第一N型注入区构成第一二极管，所述第二P型注入区与所述第二N型注入区构成第二二极管，所述第三P型注入区与所述N型外延层及所述N型衬底构成第三二极管，所述三个二极管的正极相连接，所述三个二极管的负极用于连接外部电路。

【技术领域】

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种瞬态电 压抑制器及其制作方法。

【背景技术】

瞬态电压抑制器(TVS)是一种用来保护敏感半导体器件，使其免遭 瞬态电压浪涌破坏而特别设计的固态半导体器件，它具有箝位系数小、 体积小、响应快、漏电流小和可靠性高等优点，因而在电压瞬变和浪 涌防护上得到了广泛的应用。低电容TVS适用于高频电路的保护器件， 因为它可以减少寄生电容对电路的干扰，降低高频电路信号的衰减。

静电放电(ESD)以及其他一些电压浪涌形式随机出现的瞬态电压， 通常存在于各种电子器件中。随着半导体器件日益趋向小型化、高密 度和多功能，电子器件越来越容易受到电压浪涌的影响，甚至导致致 命的伤害。从静电放电到闪电等各种电压浪涌都能诱导瞬态电流尖峰， 瞬态电压抑制器(TVS)通常用来保护敏感电路受到浪涌的冲击。基于 不同的应用，瞬态电压抑制器可以通过改变浪涌放电通路和自身的箝 位电压来起到电路保护作用。为了节省芯片面积，并且获得更高的抗 浪涌能力，沟槽TVS的概念已经被提出和研究。沟槽TVS的结面形成 于纵向的沟槽的侧壁，这样，在相同的芯片面积下，它有更多的有效 结面积,即更强的放电能力。沟槽TVS的小封装尺寸对应用于保护高端 IC非常关键。

然而，目前常用的沟槽TVS只能实现单向保护，如果需要进行双 向保护可能需要将多个TVS串联或并联在一起，增大了器件面积和制 造成本。

【发明内容】

针对现有方法的不足，提出了一种瞬态电压抑制器，可提高器件 性能，降低器件制造成本。

一种瞬态电压抑制器，其包括N型衬底、形成于所述N型衬底上 的N型外延层、形成于所述N型外延层表面的第一、第二及第三P型 注入区、形成于所述第一P型注入区表面的第一N型注入区、形成于 所述第二P型注入区表面的第二N型注入区，所述第三P型注入区位于所述第一及第二P型注入区之间且连接所述第一及第二P型注入区， 所述第一P型注入区与所述第一N型注入区构成第一二极管，所述第 二P型注入区与所述第二N型注入区构成第二二极管，所述第三P型 注入区与所述N型外延层及所述N型衬底构成第三二极管，所述三个 二极管的正极相连接，所述三个二极管的负极用于连接外部电路。

在一种实施方式中，所述瞬态电压抑制器还包括形成于所述N型 外延层与所述第一、第二及第三P型注入区上的氧化硅层、第一金属 层及第二金属层，所述氧化硅层具有对应所述第一N型注入区的第一 通孔及对应所述第二N型注入区的第二通孔，所述第一金属层包括第 一部分及第二部分，所述第一部分经由所述第一通孔与所述第一N型 注入区连接，所述第二部分经由所述第二通孔与所述第二N型注入区 连接，所述第二金属层形成于所述N型衬底远离所述N型外延层的表 面。

在一种实施方式中，所述N型外延层表面还形成有第一隔离槽与 第二隔离槽，所述第一隔离槽位于所述第一P型注入区远离所述第三 P型注入区的一侧，所述第二隔离槽位于所述第二P型注入区远离所 述第三P型注入区的一侧，所述第一隔离槽与所述第二隔离槽中填充 氧化硅。

在一种实施方式中，所述第一P型注入区与所述第二P型注入区 在同一注入步骤中注入P型杂质，所述第三P型注入区与所述第一P 型注入区在不同的注入步骤中注入P型杂质。