一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件制造技术

本发明专利技术涉及一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件，属于功率半导体技术领域，用于保护SLIC免受因雷电等因素引起的浪涌过电压干扰。该保护器件由两个保护单元组成，包括四个JFET和四个晶闸管。四个分立的JFET分别为每个晶闸管保护部分提供独立控制，JFET的栅端分别与SLIC负电源电压及正电源电压相连，当电话线上正电压增加使得正电源电压与电话线正电压差值低于设定的夹断电压或者当电话线上负电压减小使得负电源电压与电话线负电压差值高于设定的夹断电压时，器件开启并将浪涌传导到地，实现可编程双向保护。本发明专利技术JFET工艺与晶闸管工艺兼容，易于单片集成；且JFET输入阻抗高，为单极型器件，使本发明专利技术器件整体噪声小，功耗低，温度特性好，对浪涌响应更快。

【技术实现步骤摘要】
一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件
本专利技术属于功率半导体
，具体涉及一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件。
技术介绍
半导体抗浪涌保护器件主要用于保护SLIC(SubscriberLineInterfaceCircuit，用户线接口电路)免受因雷电等在电话线上造成并传输的浪涌过电压干扰，提高整机系统性能，避免系统出现误动作甚至损坏。传统的抗浪涌保护器件有气体放电管和压敏电阻，之后更广泛使用的有瞬态电压抑制器(TVS)和半导体保护器件。但是此类已有的抗浪涌保护器件只能实现单向保护，且保护电压固定，存在一定局限性，若要实现双向保护则需要四个器件。现有的半导体可编程双向抗浪涌保护器件可实现双向保护并且单片集成，产品P61089基于四层晶闸管结构的原理，利用两个独立NPN控制三极管分别与两个NPNP晶闸管连接提供负向浪涌保护，另外增加两个钳位二极管对正向电压进行钳位，但此种结构只能实现负向较宽的保护范围，但正向钳位电压较低，工作范围小；在此基础上发展起来的双向抗浪涌保护产品，主要由两部分组成，其中一部分由两个缓冲NPN晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件，包括第一保护单元(9)和第二保护单元(10)；/n所述第一保护单元(9)包括第一N型JFET(1)、第一NPNP晶闸管(5)、第二N型JFET(2)、第二NPNP晶闸管(6)，其中，第一N型JFET(1)的源极连接第一NPNP晶闸管(5)的P型栅极，第一N型JFET(1)的漏极连接第一NPNP晶闸管(5)的阳极；第二N型JFET(2)的源极连接第二NPNP晶闸管(6)的P型栅极，第二N型JFET(2)的漏极连接第二NPNP晶闸管(6)的阳极；/n所述第二保护单元(10)包括第一P型JFET(3)、第一PNPN晶闸管(7)、第二P型JFET(4)、...

【技术特征摘要】
1.一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件，包括第一保护单元(9)和第二保护单元(10)；
所述第一保护单元(9)包括第一N型JFET(1)、第一NPNP晶闸管(5)、第二N型JFET(2)、第二NPNP晶闸管(6)，其中，第一N型JFET(1)的源极连接第一NPNP晶闸管(5)的P型栅极，第一N型JFET(1)的漏极连接第一NPNP晶闸管(5)的阳极；第二N型JFET(2)的源极连接第二NPNP晶闸管(6)的P型栅极，第二N型JFET(2)的漏极连接第二NPNP晶闸管(6)的阳极；
所述第二保护单元(10)包括第一P型JFET(3)、第一PNPN晶闸管(7)、第二P型JFET(4)、第二PNPN晶闸管(8)，其中，第一P型JFET(3)的源极连接第一PNPN晶闸管(7)的N型栅极，第一P型JFET(3)的漏极连接第一PNPN晶闸管(7)的阴极；第二P型JFET(4)的源极连接第二PNPN晶闸管(8)的N型栅极，第二P型JFET(4)的漏极连接第二PNPN晶闸管(8)的阴极；
其特征在于，第一N型JFET(1)的栅极和第二N型JFET(2)的栅极相连作为第一保护单元(9)的第一栅极(G1)；第一P型JFET(3)的栅极和第二P型JFET(4)的栅极相连作为第二保护单元(10)的第二栅极(G2)；第一N型JFET(1)的漏极、第一NPNP晶闸管(5)的阳极、第二N型JFET(2)的漏极、第二NPNP晶闸管(6)的阳极、第一P型JFET(3)的漏极、第一PNPN晶闸管(7)的阴极、第二P型JFET(4)的漏极、第二PNPN晶闸管(8)的阴极相连并共同接地；
所述第一栅极(G1)接外部SLIC负电源电压，所述第二栅极(G2)接外部SLIC正电源电压；第一NPNP晶闸管(5)的阴极与第一PNPN晶闸管(7)的阳极共同连接信号传输电话线Tip；第二NPNP晶闸管(6)的阴极与第二PNPN晶闸管(8)的阳极共同连接信号传输电话线Ring。


2.根据权利要求1所述的一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件，其特征在于，在N型硅单晶(23)上形成第一NPNP晶闸管(5)、第一N型JFET(1)、第二N型JFET(2)和第二NPNP晶闸管(6)；
在P型硅单晶(53)上形成第一PNPN晶闸管(7)、第一P型JFET(3)、第二P型JFET(4)和第二PNPN晶闸管(8)。


3.根据权利要求1所述的一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件，其特征在于，所述第一NPNP晶闸管(5)包括由下至上依次层叠设置的第一背面金属(20)、N型硅单晶(23)和正面金属结构；
其中，N型硅单晶(23)的底层由下至上依次层叠设置有重掺杂P型阳极接触区(21)和P型阳极区(22)，所述重掺杂P型阳极接触区(21)位于第一背面金属(20)的上表面；
N型硅单晶(23)的顶层中具有P型基区(28)和P型隔离区(24)，P型隔离区(24)间隔位于P型基区(28)的两侧，且位于P型阳极区(22)的上表面，形成第一隔离区(11)；
P型基区(28)的顶层间隔设置有多个重掺杂N型阴极区(26)，多个重掺杂N型阴极区(26)之间的间隙为P型基区(28)形成的第一短路孔；
所述正面金属结构包括第一正面阴极金属(25)和第一正面基极金属(27)，所述第一正面阴极金属(25)位于N型阴极区(26)和所述第一短路孔上，所述第一正面基极金属(27)位于所述P型基区(28)上。


4.根据权利要求1所述的一种JFET触发的可编程双向抗浪涌保护器件，其特征在于，所述第一N型JFET(1)包括由下至上依次层叠设置的第一背面金属(20)、N型硅单晶(23)和正面金属结构；
其中，N型硅单晶(23)的底层设置有重掺杂N型接触区(37)，重掺杂N型接触区(37)位于第一背面金属(20)的上表面，且其一侧与所述重掺杂P型阳极接触区(21)的一侧接触；
N型硅单晶(23)的顶层间隔设置有两P型栅区(35，36)；
所述正面金属结构包括两正面栅极金属(29，31)和第一正面源极金属(30)，两正面栅极金属(29，31)分别位于两P型栅区(35，36)上，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽宏，何云娇，王彤阳，莫家宁，蒲小庆，程然，王志明，任敏，张金平，高巍，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51