TVS半导体器件制造技术

本实用新型专利技术涉及TVS半导体器件。在一个实施方案中，TVS半导体器件包括第一端子，被配置为耦接到数据线或公共线中的一个；第二端子，被配置为耦接到所述数据线或所述公共线中的不同一个；P‑N二极管，具有耦接到所述第二端子的阳极，并且具有耦接到所述第一端子的阴极；和双极型晶体管，具有耦接到所述第一端子的第一载流电极，耦接到所述第二端子的第二载流电极，以及浮置并且不直接耦接到电位的基极电极。

【技术实现步骤摘要】
TVS半导体器件
本技术整体涉及电子器件，并且更具体地讲，涉及TVS半导体器件。
技术介绍
过去，电子工业通常利用瞬态电压抑制器(TVS)来保护在器件之间通过连接件(诸如导线或电缆)互连的电子器件或电子设备。连接件可以是电源连接件或者在充电器和另一种器件(诸如手机)之间或在其他类型的设备或器件之间的导线，或者连接件可以是在两件设备或器件之间(诸如在两台计算机，或相机和计算机，或手机和计算机等之间)的数据线或数据连接件。TVS器件通常作为齐纳二极管实现，该齐纳二极管连接在连接件(诸如在导线或电缆之间)和公共返回电压(诸如地电压或其他公共参考电压)之间。在一些应用中，TVS器件没有足够低的钳位电压来充分保护电子器件或设备。另外，在一些应用中，设备或器件可经受足够高以损坏TVS器件的瞬态电压。因此，期望具有这样的TVS器件，该TVS器件具有较低的钳位电压，或者可经受住较大的瞬态事件或其电压。
技术实现思路
一方面，提供一种TVS半导体器件，包括：所述TVS半导体器件的第一端子，所述第一端子被配置为耦接到数据线或公共线中的一个；所述TVS半导体器件的第二端子，所述第二端子被配置为耦接到所述数据线或所述公共线中的不同一个；P-N二极管，所述P-N二极管具有耦接到所述第二端子的阳极，并且具有耦接到所述第一端子的阴极；和双极型晶体管，所述双极型晶体管具有耦接到所述第一端子的第一载流电极，耦接到所述第二端子的第二载流电极，以及浮置并且不直接耦接到电位的基极电极。另一方面，提供一种TVS半导体器件，包括：具有第一掺杂浓度的第一导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底连接到所述TVS半导体器件的第一端子，所述半导体衬底形成双极型晶体管的第一载流电极；具有小于所述第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的第二导电类型的第一半导体区域；围绕所述第一半导体区域的第一部分的第一隔离结构，其中在所述半导体衬底和所述第一半导体区域的所述第一部分之间的界面形成P-N二极管；围绕所述第一半导体区域的第二部分并且将所述第一半导体区域的所述第二部分与所述第一半导体区域的所述第一部分隔离的第二隔离结构，所述第一半导体区域的所述第二部分形成所述双极型晶体管的基极区域；和形成在所述第一半导体区域和所述第二半导体区域的所述第二部分中的所述第一导电类型的第二半导体区域，所述第二半导体区域通常连接到所述第一半导体区域的所述第二部分并且连接到所述TVS半导体器件的第二端子，所述第二半导体区域形成所述双极型晶体管的第二载流电极。又一方面，提供一种TVS半导体器件，包括：并联连接在双极型晶体管的集电极和发射极之间的P-N二极管，其中所述双极型晶体管的基极浮置并且不直接连接到所述双极型晶体管的外部；其中，所述P-N二极管的反向击穿电压大于所述双极型晶体管的开路基极集电极到发射极击穿电压(Bveco)。附图说明图1示意性地示出根据本技术的系统的一部分的实施方案的示例，该系统包括TVS；图2示出根据本技术的图1的TVS的一部分的实施方案的示例的放大平面图；图3示出根据本技术的图2的TVS的放大剖视图；图4示意性地示出根据本技术的另一个TVS的一部分的实施方案的示例，该TVS可以是图1-图3的TVS的替代实施方案；图5示出根据本技术的图4的TVS的一部分的实施方案的示例的放大剖视图；图6示出根据本技术的另一个TVS的一部分的实施方案的示例的放大剖视图，该TVS可具有可作为图1-图5中的任一个的TVS的替代实施方案的实施方案；并且图7示出根据本技术的另一个TVS的一部分的实施方案的示例的放大剖视图，该TVS可具有可作为图1-图6中的任一个的TVS的替代实施方案的实施方案。为使图示清晰且简明，图中的元件未必按比例绘制，一些元件可能为了进行示意性的说明而被夸大，而且除非另外规定，否则不同图中的相同参考标号指示相同的元件。此外，为使描述简单，可省略公知步骤和元件的描述和细节。如本文所用，载流元件或载流电极意指器件的载送通过器件的电流的元件，诸如MOS晶体管的源极或漏极或者双极型晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极，而控制元件或控制电极意指器件的控制通过器件的电流的元件，诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。另外，一个载流元件可载送沿一个方向通过器件的电流，诸如载送进入器件的电流，而第二载流元件可载送沿相反方向通过器件的电流，诸如载送离开器件的电流。尽管器件在本文中可以被描述为某些N沟道或P沟道器件或者某些N型或P型掺杂区，但本领域的普通技术人员将理解，根据本技术的互补器件也是可以的。本领域的普通技术人员理解，导电类型是指通过其发生传导的机制，诸如通过孔或电子传导，因此，导电类型不是指掺杂浓度而是指掺杂类型，诸如P型或N型。本领域的技术人员应当理解，本文所用的与电路操作相关的术语“在…期间”、“在…同时”和“当…时”并不确切地意指称某个动作在引发动作后立即发生，而是指在初始动作所引发的反应之间可能存在一些较小但合理的延迟，诸如各种传播延迟。另外，术语“在…同时”意指某个动作至少在引发动作持续过程中的一段时间内发生。词语“大概”或“基本上”的使用意指元件的值具有预期接近陈述值或位置的参数。然而，如本领域所熟知，始终存在妨碍值或位置确切地为陈述值或位置的微小差异。本领域公认的是，高达至少百分之十(10％)(并且对于包括半导体掺杂浓度的一些元件，高达百分之二十(20％))的偏差是与确切如所述的理想目标相差的合理偏差。在关于信号状态使用时，术语“生效”意指信号的有效状态，而术语“失效”意指信号的无效状态。信号的实际电压值或逻辑状态(诸如“1”或“0”)取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。因此，如果使用的是正逻辑，则高电压或高逻辑可生效，如果使用的是负逻辑，则低电压或低逻辑可生效；而如果使用的是正逻辑，则低电压或低状态可失效，如果使用的是负逻辑，则高电压或高逻辑可失效。在本文中，使用正逻辑约定，但本领域的技术人员理解，也可以使用负逻辑约定。权利要求书和/或具体实施方式中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如用在元件名称的一部分中)用于区分在类似元件之间，并且不一定描述时间上、空间上、等级上或任何其他方式的顺序。应当理解，如此使用的术语在适当情况下可互换，并且本文所述的实施方案能够以除本文所述或举例说明外的其他顺序来操作。提到“一个实施方案”，意味着结合该实施方案描述的特定的特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施方案中。因此，在本说明书通篇内的不同位置出现的短语“在一个实施方案中”，不一定都指同一个实施方案，但在某些情况下，有可能指同一个实施方案。此外，如本领域的普通技术人员所清楚的，在一个或多个实施方案中，具体特征、结构或特性可以任何合适的方式结合。为了附图清楚显示，器件结构的掺杂区域被示出为具有大致直线的边缘和精确角度的拐角。然而，本领域的技术人员理解，由于掺杂物的扩散和激活，掺杂区域的边缘通常可不为直线并且拐角可不为精确角度。另外，本说明书示出了一种蜂窝式设计来代替单体设计(在该蜂窝式设计中，体区是多个蜂窝区)，(在单体设计中，体区由以细长图案，通常以蜿蜒图案形成的单个区域构成)。然而，本说明书旨在应用于蜂窝式实现方式和单个基底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TVS半导体器件，其特征在于，包括：所述TVS半导体器件的第一端子，所述第一端子被配置为耦接到数据线或公共线中的一个；所述TVS半导体器件的第二端子，所述第二端子被配置为耦接到所述数据线或所述公共线中的不同一个；P‑N二极管，所述P‑N二极管具有耦接到所述第二端子的阳极，并且具有耦接到所述第一端子的阴极；和双极型晶体管，所述双极型晶体管具有耦接到所述第一端子的第一载流电极，耦接到所述第二端子的第二载流电极，以及浮置并且不直接耦接到电位的基极电极。

【技术特征摘要】
2017.08.23 US 15/684,5561.一种TVS半导体器件，其特征在于，包括：所述TVS半导体器件的第一端子，所述第一端子被配置为耦接到数据线或公共线中的一个；所述TVS半导体器件的第二端子，所述第二端子被配置为耦接到所述数据线或所述公共线中的不同一个；P-N二极管，所述P-N二极管具有耦接到所述第二端子的阳极，并且具有耦接到所述第一端子的阴极；和双极型晶体管，所述双极型晶体管具有耦接到所述第一端子的第一载流电极，耦接到所述第二端子的第二载流电极，以及浮置并且不直接耦接到电位的基极电极。2.根据权利要求1所述的TVS半导体器件，其中所述TVS半导体器件形成在第一导电类型的半导体衬底上，所述半导体衬底具有形成在所述半导体衬底上的第二导电类型的第一半导体区域；和围绕所述第一半导体区域的第一部分的第一隔离结构，其中在所述第一部分和所述半导体衬底之间的界面形成所述P-N二极管。3.根据权利要求2所述的TVS半导体器件，还包括：第二隔离结构，所述第二隔离结构围绕所述第一半导体区域的第二部分；所述第一导电类型的第二半导体区域，所述第二半导体区域形成在所述第一半导体区域的所述第二部分内；和所述第二导电类型的第三半导体区域，所述第三半导体区域形成在所述第二半导体区域内，其中所述半导体衬底形成所述双极型晶体管的集电极区域，所述第一半导体区域的所述第二部分形成所述双极型晶体管的基极电极，并且所述第三半导体区域形成所述双极型晶体管的发射极区域。4.根据权利要求1所述的TVS半导体器件，其中所述P-N二极管的击穿电压大于所述双极型晶体管的开路基极集电极到发射极击穿电压BVeco。5.一种TVS半导体器件，其特征在于，包括：具有第一掺杂浓度的第一导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底连接到所述TVS半导体器件的第一端子，所述半导体衬底形成双极型晶体管的第一载流电极；具有小于所述第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的第二导电类型的第一半导体区域；围绕所述第一半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇鹏，S·M·埃特尔，U·夏尔马，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US