一种双向骤回型瞬态电压抑制器制造技术

本实用新型专利技术提出一种双向骤回型瞬态电压抑制器，包括P型衬底，P型衬底上具有N型外延层，N型外延层中具有N型隔离阱与P型隔离阱，N型隔离阱与P型隔离阱间隔设置，其中，N型隔离阱与P型隔离阱之间设有P+隔离阱。P型衬底的电阻率为10～50MΩ·cm，N型外延层的电阻率为0.1～10Ω·cm，其厚度为5～20μm。该双向骤回型瞬态电压抑制器在N‑well和P‑well之间插入一个P+，这个双向瞬态抑制电压器的击穿电压取决于N‑well/P+，而不是N‑well/P‑well，这样会让维持电压变低，该分割技术能有效的减少单向TVS管中寄生NPN和PNP晶体管发射极的注入效率，箝位电压小于常规TVS单管的箝位电压。

A bidirectional flash back transient voltage suppressor

The utility model presents a bidirectional flash back transient voltage suppressor, including the P type substrate, the P type substrate with N epitaxial layer, the N type isolation well and P type isolation well in the N epitaxial layer, the N type isolation well and the P type isolation well spacing, in which the N type isolation well and the P isolation trap have a P+ isolation trap. The resistivity of P type substrate is 10 to 50M cm. The resistivity of N epitaxial layer is 0.1 to 10 ohm cm, and its thickness is 5~20 m. The bidirectional snap transient voltage suppressor inserts a P+ between the N well and the P well. The breakdown voltage of the bidirectional transient suppressor depends on the N well/P+, rather than N, well/P well, which will make the maintenance voltage lower, and the segmentation technique can effectively reduce the parasitic NPN and transistor emitter in the single direction TVS tube. The injection efficiency and clamping voltage are less than the clamping voltages of conventional TVS single transistor.

【技术实现步骤摘要】
一种双向骤回型瞬态电压抑制器
本技术涉及半导体器件，尤其涉及一种双向骤回型瞬态电压抑制器。
技术介绍
目前市场上双向瞬态电压抑制器普遍结构如图1所示，不管是纵向结构还是横向结构，都是简单的NPN或者PNP，这种普通的双向瞬态电压抑制器的测试曲线如图2中a曲线所示，属于正常的双向二极管的击穿曲线。这种简单的NPN或PNP结构设计存在不足之处：1、维持电压(V_hold)等于击穿电压Vbr，电压值偏大；2、箝位电压Vclamp偏大。因此，有必要对这种双向瞬态电压抑制器进行结构优化，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双向骤回型瞬态电压抑制器，以保持击穿电压不变，让维持电压值小于击穿电压，降低器件的箝位电压。本技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双向骤回型瞬态电压抑制器，包括P型衬底，P型衬底上具有N型外延层，N型外延层中具有N型隔离阱与P型隔离阱，N型隔离阱与P型隔离阱间隔设置，其中，N型隔离阱与P型隔离阱之间设有P+隔离阱。P型衬底的电阻率为10～50MΩ·cm，N型外延层的电阻率为0.1～10Ω·cm，其厚度为5～20μm。其生产工艺包括以下步骤：投料，选用P型的衬底材料，电阻率在10～50MΩ·cm左右；注入掩蔽层左右；埋层光刻，包括涂胶、曝光、显影等过程；注入N型杂质(砷、锑或磷)，能量在40～120kev，剂量在E16数量级；去除埋层光刻后保留的光刻胶；埋层推进，温度保持在900～1200℃，时间持续60min～200min；先做LPTEOS，再做LPSI3N4将晶圆侧边及背面保护起来，防止外延生长过程中有自掺杂；去除晶圆正面的SIO2及SI3N4；外延生长，采用N型外延，电阻率为0.1～10Ω·cm，厚度为5～20μm；注入掩蔽层左右；NWL光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；注入N型杂质(砷、锑或磷)，能量在40～120kev，剂量在E14～E15数量级；去除NWL光刻后保留的光刻胶；PWL光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；注入P型杂质硼，能量在40～100kev，剂量在E14～E15数量级；去PWL光刻后保留的光刻胶；推进，温度保持900～1200℃，时间持续20min～100min；NPlus光刻，包括涂胶、曝光、显影；注入N型杂质(砷、锑或磷)，能量在40～120kev，剂量在E14数量级；去除N+光刻后保留的光刻胶；NPlus推进，温度保持在900～1200℃，时间持续60min～200min；PPlus光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；注入P型杂质硼，能量为100kev，剂量在E15数量级；去除P+光刻后保留的光刻胶；硬掩模淀积，1.5μm左右的PESiO2；沟槽光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；硬掩模刻蚀，采用干法刻蚀；去除沟槽光刻后保留的光刻胶；沟槽刻蚀，深度为20μm左右；去除硬掩模；深槽填充，通常先长linearoxide左右，再长LPTEOS；PPlus推进，温度保持在900～1200℃，时间持续20min～100min；接触孔光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；接触孔刻蚀，采用干法或者湿法；金属溅射，通常采用Ti/TiN+4UMAlSiCu；金属光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；金属刻蚀，采用干法或者湿法刻蚀；淀积，钝化淀积，采用USG+Si3N4，总厚度为1.5μm左右；钝化光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；钝化刻蚀，采用干法刻蚀；背面研磨，研磨厚度依封装需求而定；背面金属化，金属种类及厚度依封装需求而定。本技术的优点在于：该双向骤回型瞬态电压抑制器在N-well和P-well之间插入一个P+，这个双向瞬态抑制电压器的击穿电压取决于N-well/P+，而不是N-well/P-well，这样会让维持电压变低，该分割技术能有效的减少单向TVS管中寄生NPN和PNP晶体管发射极的注入效率，箝位电压小于常规TVS单管的箝位电压。附图说明图1是本技术提出的双向骤回型瞬态电压抑制器的俯视图；图2是该双向骤回型瞬态电压抑制器的侧视图；图3是双向骤回型瞬态电压抑制器的I-V曲线，图中a为普通双向瞬态电压抑制器的测试曲线，b为本技术提出的双向骤回型瞬态电压抑制器的测试曲线；图4是该双向骤回型瞬态电压抑制器的生产工艺流程图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本技术。如图1、图2所示，本技术提出的双向骤回型瞬态电压抑制器，包括P型衬底，P型衬底上具有N型外延层，N型外延层中具有N型隔离阱与P型隔离阱，N型隔离阱与P型隔离阱间隔设置，其中，N型隔离阱与P型隔离阱之间设有P+隔离阱。P型衬底的电阻率为10～50MΩ·cm，N型外延层的电阻率为0.1～10Ω·cm，其厚度为5～20μm。其I-V曲线如图3中b曲线所示，随着电流的增大，曲线的第一个转折点为击穿电压，电流继续增大到第二个转折点即为维持电压，到达维持电压后电压基本稳定不变，该芯片会在维持电压下正常工作。如图4，其制作工艺如下：1、Substrate，投料，选用P型的衬底材料，电阻率在10～50MΩ·cm左右；2、ScreenOX，注入掩蔽层左右；3、BNPhoto，埋层光刻，包括涂胶、曝光、显影等过程；4、BNimplant，注入N型杂质(砷、锑或磷)，能量在40～120kev，剂量在E16数量级；5、PRstrip，去除埋层光刻后保留的光刻胶；6、BNdrivein，埋层推进，温度保持在900～1200℃，时间持续60min～200min；7、Backseal，先做LPTEOS，再做LPSI3N4将晶圆侧边及背面保护起来，防止外延生长过程中有自掺杂；8、Removefrontoxide&Nitride，去除晶圆正面的SIO2及SI3N4；9、EPIGrowth，外延生长，采用N型外延，电阻率为0.1～10Ω·cm，厚度为5～20μm；10、ScreenOX，注入掩蔽层左右；11、NWLPhoto，NWL光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；12、NWLImplant，注入N型杂质(砷、锑或磷)，能量在40～120kev，剂量在E14～E15数量级；13、PRstrip，去除NWL光刻后保留的光刻胶；14、PWLPhoto，PWL光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；15、PWLImplant，注入P型杂质硼，能量在40～100kev，剂量在E14～E15数量级；16、PRstrip，去PWL光刻后保留的光刻胶；17、NWL/PWLdrivein，推进，温度保持900～1200℃，时间持续20min～100min；18、N+Photo，NPlus光刻，包括涂胶、曝光、显影；19、N+implant，注入N型杂质(砷、锑或磷)，能量在40～120kev，剂量在E14数量级；20、PRstrip，去除N+光刻后保留的光刻胶；21、N+drivein，NPlus推进，温度保持在900～1200℃，时间持续60min～200min；22、P+Photo，PPlus光刻，包括涂胶、曝光、显影过程；23、P+implant，注入P型杂质硼，能量为100kev，剂量在E15数量级；24、PRstrip，去除P+光刻后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向骤回型瞬态电压抑制器，包括P型衬底，P型衬底上具有N型外延层，N型外延层中具有N型隔离阱与P型隔离阱，N型隔离阱与P型隔离阱间隔设置，其特征在于，N型隔离阱与P型隔离阱之间设有P+隔离阱。

【技术特征摘要】
1.一种双向骤回型瞬态电压抑制器，包括P型衬底，P型衬底上具有N型外延层，N型外延层中具有N型隔离阱与P型隔离阱，N型隔离阱与P型隔离阱间隔设置，其特征在于，N型隔离阱与P型隔离阱之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，余晓明，
申请(专利权)人：深圳傲威半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44