[发明专利]瞬态电压抑制器及其制作方法

说明书

本发明涉及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P型衬底、形成于所述P型衬底上的N型外延、形成于所述N型外延上的P型外延、形成于所述P型外延上的氧化硅层、贯穿所述氧化硅层、所述P型外延并延伸至所述N型外延中的沟槽、形成于所述沟槽底部的N型外延上的P型注入区、形成于所述沟槽侧壁的氧化硅、形成于所述沟槽中的氧化硅及所述P型注入区表面的多晶硅、贯穿所述氧化硅的第一通孔与第二通孔、形成于所述P型外延表面且对应所述第一通孔的第一N型注入区、形成于所述P型外延表面且对应所述第二通孔的第二N型注入区。

【技术领域】

本发明涉及半导体器件制造技术领域，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。低电容的瞬态电压抑制器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，沟槽瞬态电压抑制器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。沟槽瞬态电压抑制器的小封装尺寸对于保护高端芯片非常关键。

目前常用的瞬态电压抑制器(如沟槽瞬态电压抑制器)一般只能实现单向保护，如果需要进行双向保护需要将多个瞬态电压抑制器串联或并联在一起，但是这样会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，本发明提出了一种瞬态电压抑制器及其制作方法。

一种瞬态电压抑制器，其包括P型衬底、形成于所述P型衬底上的N型外延、形成于所述N型外延上的P型外延、形成于所述P型外延上的氧化硅层、贯穿所述氧化硅层、所述P型外延并延伸至所述N型外延中的沟槽、形成于所述沟槽底部的N型外延上的P型注入区、形成于所述沟槽侧壁的氧化硅、形成于所述沟槽中的氧化硅及所述P型注入区表面的多晶硅、贯穿所述氧化硅的第一通孔与第二通孔、形成于所述P型外延表面且对应所述第一通孔的第一N型注入区、形成于所述P型外延表面且对应所述第二通孔的第二N型注入区。

在一种实施方式中，所述瞬态电压抑制器还包括第一金属，所述第一金属包括第一部分、第二部分及第三部分，所述第一部分、第二部分及第三部分分别还连接所述第一N型注入区、第二N型注入区及所述多晶硅。

在一种实施方式中，所述瞬态电压抑制器还包括第二金属，所述第二金属形成于所述P型衬底远离所述N型外延的表面。

在一种实施方式中，所述沟槽位于所述第一通孔与所述第二通孔之间。

在一种实施方式中，所述第一N型注入区的深度与所述第二N型注入区的深度相等。

一种瞬态电压抑制器的制作方法，其包括以下步骤：

提供P型衬底，在所述P型衬底上依序形成N型外延、P型外延、氧化硅层，形成贯穿所述氧化硅层、所述P型外延并延伸至所述N型外延中的沟槽；

进行热氧化，在所述沟槽内壁形成氧化硅；

去除所述沟槽底部的氧化硅；

利用所述沟槽对所述N型外延表面进行P型离子注入从而在所述沟槽底部的N型外延表面形成P型注入区；