一种TVS器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种TVS器件，器件由外向内分别设置有未掺杂玻璃层、磷酸玻璃层、铝层、二氧化硅层以及硅衬底；二氧化硅层上设有窗口，窗口的两端开口沿器件的深度方向设置，窗口贯穿二氧化硅层，二氧化硅层上不与硅衬底相接触的外表面上覆盖有氮化硅层，氮化硅层与铝层相接触；铝层填充窗口，且铝层经窗口与硅衬底相接触，相接触的铝层和硅衬底形成了器件的接触孔。本实用新型专利技术通过增强保护环的质量并降低TVS的漏电流来提高TVS器件的HTRB能力。

A TVS device

【技术实现步骤摘要】
一种TVS器件
本技术涉及一种晶体二极管的生产
，尤其涉及一种TVS器件。
技术介绍
随着国内华为5G项目拉开序幕，2019年开始各大厂商，产品设计公司都在为未来5年逐步开始和普及的5G时代纷纷布局，希望可以抓住这一波市场机遇。以国内消费类电子为列，体量最大的5G市场非手机市场莫属，当5G网络正式普及后，老的4G网络手机无法支持5G应用，全中国人平均换一部手机的话，体量也非常惊人。以华为、小米、OPPO为主力的国产手机厂商竞争激烈，手机功能性越来越丰富，充电频率增加，充电环境更加复杂多样化，以及快充技术的广泛普及，使得对手机充电的USB充电端(Vbus)和电池端(Vbat)的要求越来越严苛，手机充电过程中的插拔动作都会造成突波噪声，这种噪声频率不会很快，但是能量大，产生的电流很容易超出IC能够承受的范围值。另外手机各大功能IC的集成度和功能性虽然比之前要丰富很多，但是由于芯片设计的线宽很多都已经到达深纳米级别，因此IC的抗浪涌能力与之前相比更加薄弱，因此必须在老一代浪涌防护TVS器件的基础上进一步优化产品的可靠性，降低TVS的钳位电压和漏电流，从而好更好的起到防护作用。衡量TVS特性的一个非常重要可靠性指标为高温反偏性能测试，简称HTRB。HTRB的实验结果反映了一个防护器件的漏电流大小，以及长时间反偏特性的寿命特性。以手机为例，一边充电一边使用的情况是非常普遍的，如果充电口的TVS防护器件漏电流过大轻则会导致手机充电过慢，重则会导致TVS烧毁，手机无法充电，甚至手机typeC端口充电IC烧毁。对于大功率TVS器件HTRB标准的实验条件为：将待测产品置于150℃下，加上工作电压80％的反向偏压1000小时对比，实验前后器件的常规电参数的变化。这种实验标准导致了，客户在TVS选型时应该选择被保护器件或线路正常工作电压至少高于15％-25％余量的TVS防护器件。例如针对于12V充电口，通常会使用15V的TVS对充电口后端IC的防护，如直接选择12V的TVS，TVS管在长期反偏充电过程中会因为热量的积累产生热崩效应，从而导致TVS管烧毁进而引起充电口无法充电。但是在相同芯片尺寸的前提下，TVS管的工作电压越高，相同Ipp电流下的钳位电压Vc也会越高，TVS对后端防护的效果就越差，换言之在某些恶劣环境下，TVS管没有烧坏，可能因为TVS的Vc过高导致后端IC无法被很好的保护，而被浪涌打坏。因此有必要通过工艺优化来增加TVS的HTRB的性能。
技术实现思路
本技术克服了现有技术的不足，提供一种TVS器件。为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种TVS器件，所述器件由外向内分别设置有未掺杂玻璃层、磷酸玻璃层、铝层、二氧化硅层以及硅衬底；所述二氧化硅层上设有窗口，所述窗口的两端开口沿所述器件的深度方向设置，所述窗口贯穿所述二氧化硅层，所述二氧化硅层上不与所述硅衬底相接触的外表面上覆盖有氮化硅层，所述氮化硅层与所述铝层相接触；所述铝层填充所述窗口，且所述铝层经所述窗口与所述硅衬底相接触，相接触的所述铝层和所述硅衬底形成了所述器件的接触孔；在所述铝层上依次生长能够吸杂的所述磷酸玻璃层和能够防划伤的所述未掺杂玻璃层；在所述二氧化硅层外设置所述氮化硅层，使得所述铝层边缘保护环的致密度提高。本技术一个较佳实施例中，所述氮化硅层的厚度为180-220A。本技术一个较佳实施例中，所述硅衬底上的所述二氧化硅层通过低压化学气相沉积法制备。本技术一个较佳实施例中，所述二氧化硅层上的所述氮化硅层通过低压化学气相沉积法制备。本技术一个较佳实施例中，所述器件上的铝层通过正面溅射的方式设置到所述器件上。本技术一个较佳实施例中，所述铝层上的所述磷酸玻璃层通过低压化学气相沉积法制备。本技术一个较佳实施例中，所述磷酸玻璃层上的所述未掺杂玻璃层通过低压化学气相沉积法制备。本技术一个较佳实施例中，所述二氧化硅层是由四乙氧基硅烷分解制得。本技术一个较佳实施例中，所述窗口由对所述二氧化硅层进行光刻、刻蚀而成。本技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本技术具备以下有益效果：(1)原有的接触孔仅仅是在二氧化硅上进行刻蚀而形成的，本技术在原有的二氧化硅的接触上生长一层约为200A的氮化硅来增加芯片铝层边缘保护环的致密度，提高了保护环的质量，同时降低了TVS的漏电流，在铝层上生产磷酸玻璃和未掺杂玻璃来降低芯片的漏电流。(2)铝层外设置的磷酸玻璃能够起到吸杂的作用，可以吸附芯片表面的可动离子，未掺杂玻璃的硬度较高，可以保护芯片铝层不被划伤，降低了外界因素导致的漏电流增大。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明；图1是本技术的优选实施例的窗口成型时的层级结构图；图2是本技术的优选实施例的设置氮化硅层并重新打开所述窗口时的层级结构图；图3是本技术的优选实施例的所述器件的层级结构图；图中：1、硅衬底；2、二氧化硅层；3、氮化硅层；4、铝层；5、磷酸玻璃层；6、未掺杂玻璃层；7、窗口。具体实施方式现在结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图3所示，一种TVS器件，器件由外向内分别设置有未掺杂玻璃层6、磷酸玻璃层5、铝层4、二氧化硅层2以及硅衬底1；二氧化硅层2上设有窗口7，窗口7的两端开口沿器件的深度方向设置，窗口7贯穿二氧化硅层2，二氧化硅层2上不与硅衬底1相接触的外表面上覆盖有氮化硅层3，氮化硅层3与铝层4相接触；铝层4填充窗口7，且铝层4经窗口7与硅衬底1相接触，相接触的铝层4和硅衬底1形成了器件的接触孔；在铝层4上依次生长能够吸杂的磷酸玻璃层5和能够防划伤的未掺杂玻璃层6；在二氧化硅层外设置氮化硅层3，使得铝层4边缘保护环的致密度提高。本技术在制备时，如图1所示，先在硅衬底1表面生产二氧化硅层2，硅衬底1上的二氧化硅层2通过低压化学气相沉积法制备，由四乙氧基硅烷分解制得，并光刻、刻蚀，打开二氧化硅层2的窗口7，窗口7贯穿二氧化硅层2的表面，可直接由外侧经窗口7与硅衬底1相接触。此时在二氧化硅层2上重新生长一层约为200A的氮化硅层3(氮化硅层3的厚度为180-220A，此处优选200A)，二氧化硅层2上的氮化硅层3通过低压化学气相沉积法制备，并光刻、刻蚀该氮化硅层3，使被覆盖的窗口7重新被打开，窗口7内的硅衬底1能够暴露在器件的表面，如图2所示。氮化硅层3完全包裹住之前生长的二氧化硅层2，大大提高了接触孔边缘介质的致密度。氮化硅层3完全包裹住之前生长的二氧化硅层2，大大提高了接触孔边缘介质的致密度。器件上的铝层4通过正面溅射的方式设置到器件上。铝层4能够填充并充满整个窗口7内腔，铝层4覆盖住氮化硅层3的外表面同时铝层4经过窗口7于硅衬底1相接触。在铝层4上先后生长磷酸玻璃层5和未掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TVS器件，其特征在于，所述器件由外向内分别设置有未掺杂玻璃层、磷酸玻璃层、铝层、二氧化硅层以及硅衬底；/n所述二氧化硅层上设有窗口，所述窗口的两端开口沿所述器件的深度方向设置，所述窗口贯穿所述二氧化硅层，所述二氧化硅层上不与所述硅衬底相接触的外表面上覆盖有氮化硅层，所述氮化硅层与所述铝层相接触；/n所述铝层填充所述窗口，且所述铝层经所述窗口与所述硅衬底相接触，相接触的所述铝层和所述硅衬底形成了所述器件的接触孔；/n在所述铝层上依次生长能够吸杂的所述磷酸玻璃层和能够防划伤的所述未掺杂玻璃层；/n在所述二氧化硅层外设置所述氮化硅层，使得所述铝层边缘保护环的致密度提高。/n

【技术特征摘要】
1.一种TVS器件，其特征在于，所述器件由外向内分别设置有未掺杂玻璃层、磷酸玻璃层、铝层、二氧化硅层以及硅衬底；
所述二氧化硅层上设有窗口，所述窗口的两端开口沿所述器件的深度方向设置，所述窗口贯穿所述二氧化硅层，所述二氧化硅层上不与所述硅衬底相接触的外表面上覆盖有氮化硅层，所述氮化硅层与所述铝层相接触；
所述铝层填充所述窗口，且所述铝层经所述窗口与所述硅衬底相接触，相接触的所述铝层和所述硅衬底形成了所述器件的接触孔；
在所述铝层上依次生长能够吸杂的所述磷酸玻璃层和能够防划伤的所述未掺杂玻璃层；
在所述二氧化硅层外设置所述氮化硅层，使得所述铝层边缘保护环的致密度提高。


2.根据权利要求1所述的一种TVS器件，其特征在于：所述氮化硅层的厚度为180-220A。


3.根据权利要求1所述的一种TVS器件，其特征在于：所述硅衬底上的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐远，
申请(专利权)人：苏州矽航半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32