一种深槽结构高浪涌能力器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种深槽结构高浪涌能力器件，具体涉及半导体器件领域，其技术方案是：包括设置在器件容纳槽中的低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1，所述器件容纳槽顶端通过器件密封盖密封，所述低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1并联形成等效结构，所述低残压结构TVS管T1的阳极与低正向残压二极管D1的阳极相连，所述低残压结构TVS管T1的阴极与低正向残压二极管D1的阴极相连，本实用新型专利技术的有益效果是：克服了小尺寸下浪涌电流无法提高的问题，从而使得产品能够在更小的尺寸下实现大浪涌保护，采用了深沟槽工艺集成实现并联结构，解决了小尺寸下多芯片封装存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种深槽结构高浪涌能力器件
本技术涉及半导体器件领域，具体涉及一种深槽结构高浪涌能力器件。
技术介绍
近年快充技术取得了快速的发展，各种快充协议相继出现，升压大电流充电成为技术主流，可由于应用环境、各国电网稳定性等因素的影响，对EOS保护一直存在很大的差异，特别是手机充电应用。现有技术存在以下不足：现有的EOS保护对保护产品提出了更为严苛的要求，主要体现在产品的高浪涌能力、低残压、小型化上，现有工艺不仅在小型化方面难以提升，而且抗浪涌能力的提升也是空间有限。因此，专利技术一种深槽结构高浪涌能力器件很有必要。
技术实现思路
为此，本技术提供一种深槽结构高浪涌能力器件，以解决现有工艺不仅在小型化方面难以提升，而且抗浪涌能力的提升也是空间有限的问题。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种深槽结构高浪涌能力器件，包括设置在器件容纳槽中的低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1，所述器件容纳槽顶端通过器件密封盖密封，所述低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1并联形成等效结构，所述低残压结构TVS管T1的阳极与低正向残压二极管D1的阳极相连，所述低残压结构TVS管T1的阴极与低正向残压二极管D1的阴极相连，所述低残压结构TVS管T1自上而下设置有第一电泳保护区域，所述低正向残压二极管D1自上而下设置有第二电泳保护区域，所述第一电泳保护区域由扩区部件、第一P型衬底和P+扩区构成，所述第二电泳保护区域由深沟槽部件、第一P型衬底、扩区部件构成，所述器件容纳槽中心点处的内壁中固定设置有深沟槽部件，所述器件容纳槽的内壁的两端对称设置有浅沟槽部件。优选的，所述扩区部件包括对称设置这器件容纳槽中的第一N+扩区和第二N+扩区，所述第一N+扩区和第二N+扩区之间设置有第一P型衬底，所述低残压结构TVS管T1背面通过金属将第二N+扩区与P+扩区短接。优选的，所述深沟槽部件包括有最内层的第一深沟槽区，所述第一深沟槽区的两侧对称设置有第二深沟槽区，所述第二深沟槽区设置为两组，所述第二深沟槽区远离第一深沟槽区的一侧设置有第三深沟槽区，所述第一深沟槽区、第二深沟槽区和第三深沟槽区的深度均为110-150um。优选的，所述浅沟槽部件包括有对称设置在扩区部件两侧的外浅沟槽区和内浅沟槽区，所述外浅沟槽区和内浅沟槽区中均填充有二氧化硅SiO2。优选的，所述第一深沟槽区、第二深沟槽区和第三深沟槽区中均填充有多晶或者金属。优选的，所述深沟槽部件通过溅射铝或者LPCVD方式填充。本技术的有益效果是：本器件通过将TVS与沟槽二极管并联，实现了低残压保护，NPN结构的TVS实现了小芯片大浪涌的反向浪涌保护，通过沟槽二极管的低正向压降实现了低残压正向保护，与传统EPI工艺相比较，克服了小尺寸下浪涌电流无法提高的问题，从而使得产品能够在更小的尺寸下实现大浪涌保护，采用了深沟槽工艺集成实现并联结构，解决了小尺寸下多芯片封装存在的问题，使得集成度更高，并且采用低阻衬底单晶材料，反向结构采用双面短路孔工艺结构，有效提升电流密度分布，增大空间电荷区宽度，提升浪涌能力，进一步采用TSV深刻工艺，通过填埋金属降低器件正向压降，集成实现大浪涌反向泄放和低通态阻抗的正向防护，整体的结果设计更加合理，制作成本更低，安全系数更高，实用性更强，值得后期推广使用。附图说明图1为本技术提供的主体结构示意图；图2为本技术提供的低正向残压二极管D1放电路径图；图3为本技术提供的背面P+扩区结构图；图4为本技术提供的等效示意图；图5为本技术提供的深沟槽区、P+扩区的背面俯视图；图6为本技术提供的低正向残压二极管D1放电路径。图中：101第一P型衬底、201第一N+扩区、202第二N+扩区、203第三N+扩区、204外浅沟槽区、205内浅沟槽区、301第一深沟槽区、302第二深沟槽区、303第三深沟槽区、304P+扩区、401器件密封盖、402器件容纳槽、501扩区部件、601浅沟槽区部件、701深沟槽部件。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供的一种深槽结构高浪涌能力器件，包括设置在器件容纳槽402中的低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1，器件容纳槽402顶端通过器件密封盖401密封，低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1并联形成等效结构，低残压结构TVS管T1的阳极与低正向残压二极管D1的阳极相连，低残压结构TVS管T1的阴极与低正向残压二极管D1的阴极相连，低残压结构TVS管T1自上而下设置有第一电泳保护区域，低正向残压二极管D1自上而下设置有第二电泳保护区域，第一电泳保护区域由扩区部件501、第一P型衬底101和P+扩区304构成，第二电泳保护区域由深沟槽部件701、第一P型衬底101、扩区部件501构成，器件容纳槽402中心点处的内壁中固定设置有深沟槽部件701，器件容纳槽402的内壁的两端对称设置有浅沟槽部件601；进一步地，扩区部件501包括对称设置这器件容纳槽402中的第一N+扩区201和第二N+扩区202，第一N+扩区201和第二N+扩区202之间设置有第一P型衬底101，低残压结构TVS管T1背面通过金属将第二N+扩区202与P+扩区304短接，对于低残压TVS管T1，通过调节夹在两个N+扩区之间的距离，实现高浪涌能力和低残压，浪涌通过TVS管的阴极时，正面PN结击穿，电流通过第一P型衬底到达背面，随着流过P+区电流的增加，落在第二N+扩区202上的压降达到正向PN结（第一P衬底101与第一N+扩区201的结）开启条件，器件进入NPN击穿状态，通态阻抗降低，残压减小；进一步地，深沟槽部件701包括有最内层的第一深沟槽区301，第一深沟槽区301的两侧对称设置有第二深沟槽区302，第二深沟槽区302设置为两组，第二深沟槽区302远离第一深沟槽区301的一侧设置有第三深沟槽区303，第一深沟槽区301、第二深沟槽区302和第三深沟槽区303的深度均为110-150um；进一步地，浅沟槽部件601包括有对称设置在扩区部件501两侧的外浅沟槽区204和内浅沟槽区205，外浅沟槽区204和内浅沟槽区205中均填充有二氧化硅SiO2；进一步地，第一深沟槽区301、第二深沟槽区302和第三深沟槽区303中均填充有多晶或者金属，降低器件正向通态阻抗实现低残压；进一步地，深沟槽部件701通过溅射铝或者LPCVD方式填充。本技术的使用过程如下：在使用本技术时，进行实施以下工艺，对整个部件进行完善：S1、在第一P型衬底101上通过注入掺杂方式在衬底材料的正面形成第一N+扩区201，在第一P型衬底101的背面通过注入掺杂方式形成第二N+扩区202；S2、正面第一N+扩区201结深在10-20um，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深槽结构高浪涌能力器件，包括设置在器件容纳槽（402）中的低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1，所述器件容纳槽（402）顶端通过器件密封盖（401）密封，其特征在于：所述低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1并联形成等效结构，所述低残压结构TVS管T1的阳极与低正向残压二极管D1的阳极相连，所述低残压结构TVS管T1的阴极与低正向残压二极管D1的阴极相连，所述低残压结构TVS管T1自上而下设置有第一电泳保护区域，所述低正向残压二极管D1自上而下设置有第二电泳保护区域，所述第一电泳保护区域由扩区部件（501）、第一P型衬底（101）和P+扩区（304）构成，所述第二电泳保护区域由深沟槽部件（701）、第一P型衬底（101）、扩区部件（501）组成，所述器件容纳槽（402）中心点处的内壁中固定设置有深沟槽部件（701），所述器件容纳槽（402）的内壁的两端对称设置有浅沟槽部件（601）。/n

【技术特征摘要】
1.一种深槽结构高浪涌能力器件，包括设置在器件容纳槽（402）中的低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1，所述器件容纳槽（402）顶端通过器件密封盖（401）密封，其特征在于：所述低残压结构TVS管T1与低正向残压二极管D1并联形成等效结构，所述低残压结构TVS管T1的阳极与低正向残压二极管D1的阳极相连，所述低残压结构TVS管T1的阴极与低正向残压二极管D1的阴极相连，所述低残压结构TVS管T1自上而下设置有第一电泳保护区域，所述低正向残压二极管D1自上而下设置有第二电泳保护区域，所述第一电泳保护区域由扩区部件（501）、第一P型衬底（101）和P+扩区（304）构成，所述第二电泳保护区域由深沟槽部件（701）、第一P型衬底（101）、扩区部件（501）组成，所述器件容纳槽（402）中心点处的内壁中固定设置有深沟槽部件（701），所述器件容纳槽（402）的内壁的两端对称设置有浅沟槽部件（601）。


2.根据权利要求1所述的一种深槽结构高浪涌能力器件，其特征在于：所述扩区部件（501）包括对称设置这器件容纳槽（402）中的第一N+扩区（201）和第二N+扩区（202），所述第一N+扩区（201）和第二N+扩区（202）之间设置有第一P型衬底（101），所述低残压结构TVS...

【专利技术属性】
技术研发人员：张关保，王康，
申请(专利权)人：西安迈驰半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61