一种瞬态电压抑制器制造技术

本发明专利技术公开一种瞬态电压抑制器，包括单元构件，单元构件包括衬底、第一深阱区、第二深阱区、齐纳耦合区、第一注入区和第二注入区；衬底上设置第一深阱区和第二深阱区，第一深阱区和第二深阱区沿着衬底的表面方向交替相间分布，第一深阱区与第二深阱区为相反导电类型，第二深阱区中设置有齐纳耦合区；第一注入区和第二注入区间隔设置在所述齐纳耦合区中；所有的第一注入区电性连接构成第一工作端，所有的第二注入区电性连接构成第二工作端。本发明专利技术采用多重并联的结构能够释放大电流，将电压钳位在安全水平，在相同面积下能集成更多的晶体管结构，有效增大电流能力，适用于大功率浪涌保护。适用于大功率浪涌保护。适用于大功率浪涌保护。

【技术实现步骤摘要】
一种瞬态电压抑制器


[0001]本专利技术涉及集成电路保护器件
，尤其涉及一种瞬态电压抑制器。

技术介绍

[0002]瞬态电压抑制器(Transientvoltagesuppressor)，简称为TVS，是一种常用电路保护元器件，当TVS受到反向高能量冲击时，它能以10
－12
s级的速度，将其两极间的阻抗由高变低，吸收高达数kW的浪涌功率，使两极的电位箝位于预定值，有效地保护电路中的元器件免受浪涌脉冲的损害。
[0003]在大功率保护应用中，传统的瞬态电压抑制器常常采用垂直型二极管、晶体管等结构进行器件设计，并通过多片串联堆叠封装的方式实现高压。例如，在90V应用时，常常将3颗30V的大功率器件进行堆叠串联，在60V应用时，常常通过两颗器件的串联堆叠实现。这样做的好处是可以在相同的电流能力下通过堆叠实现不同的电压，但是传统结构的瞬态电压抑制器通流能力有限，功率密度低，若需要更大电流的器件，则需要增加单个垂直器件的面积，从而一方面增加成本，另一方面影响电路板布局。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种瞬态电压抑制器，解决目前技术中的瞬态电压抑制器采用多片垂直器件串联堆叠结构，通流能力有限，功率密度低的问题。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种瞬态电压抑制器，包括单元构件，所述单元构件包括衬底、第一深阱区、第二深阱区、齐纳耦合区、第一注入区和第二注入区；<br/>[0007]所述衬底上设置第一深阱区和第二深阱区，并且第一深阱区和第二深阱区沿着所述衬底的表面方向交替相间分布，第一深阱区与第二深阱区为相反的导电类型，所述第二深阱区中设置有齐纳耦合区；
[0008]第一注入区和第二注入区间隔设置在所述齐纳耦合区中；
[0009]所有的第一注入区电性连接以构成第一工作端，所有的第二注入区电性连接以构成第二工作端。
[0010]进一步的，所述齐纳耦合区在进行离子注入时，离子注入能量为60～140keV，并且隔有厚度360～420埃的牺牲氧化层。
[0011]进一步的，所述齐纳耦合区的离子注入倾角为8～12度。
[0012]进一步的，第一深阱区和第二深阱区生长在衬底上。
[0013]进一步的，所述齐纳耦合区与第二深阱区为相反的导电类型。
[0014]进一步的，所述第一注入区和第二注入区分别为P+注入区和N+注入区其中的一种。
[0015]进一步的，所述第一注入区与第二注入区为相同类型的注入区。
[0016]进一步的，所述第一注入区和第二注入区与齐纳耦合区为相反的导电类型。
[0017]进一步的，所有的第一注入区与所有的第二注入区分别通过不同的金属互连线连接。
[0018]进一步的，所述导电类型包括P型和N型，所述第一深阱区为P型深阱区，所述第二深阱区为N型深阱区；或者所述第一深阱区为N型深阱区，所述第二深阱区为P型深阱区。
[0019]进一步的，包含若干的单元构件，所述单元构件依次串联，第一个单元构件的第一工作端构成瞬态电压抑制器工作极一，前一个单元构件的第二工作端与后一个单元构件的第一工作端电连接，最后一个单元构件的第二工作端构成瞬态电压抑制器的工作极二。
[0020]与现有技术相比，本专利技术优点在于：
[0021]本专利技术所述的瞬态电压抑制器采用多重并联的结构，能够释放大电流，第一注入区、齐纳耦合区以及第二注入区组合构成的晶体管结构在遭遇外界静电或浪涌时将会开始工作，从而将电压钳位在安全水平，在相同面积下能集成更多的晶体管结构，有效增大电流能力，并且单元构件进行串联堆叠，可以实现单片高压的功能，适用于大功率浪涌保护。
附图说明
[0022]图1为本专利技术瞬态电压抑制器的单元构件剖面结构示意图；
[0023]图2为本专利技术瞬态电压抑制器的多个单元构件堆叠串联的示意图。
[0024]图中：
[0025]衬底1、第一深阱区2、第二深阱区3、齐纳耦合区4、第一注入区5、第二注入区6、第一工作端7、第二工作端8。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术实施例公开一种瞬态电压抑制器，结构紧凑，采用并联封装结构，能有效增加电流能力，可以实现单片高压的功能，适用于大功率浪涌保护。
[0028]实施例一
[0029]如图1所示，一种瞬态电压抑制器，包括单元构件，所述瞬态电压抑制器可仅包含一个单元构件，也可包含多个单元构件，所述单元构件包括衬底1、第一深阱区2、第二深阱区3、齐纳耦合区4、第一注入区5和第二注入区6；
[0030]所述衬底1的上设置第一深阱区2和第二深阱区3，所述衬底1呈平板状，第一深阱区2和第二深阱区3沿着衬底1的上表面设置，并且第一深阱区2和第二深阱区3在衬底1的上表面沿着衬底1的表面方向交替相间分布，第一深阱区2和第二深阱区3都生长在衬底1上，第一深阱区2和第二深阱区3都与衬底1直接接触，即，在衬底1的上表面沿着某一方向上依次是第一深阱区2、第二深阱区3、第一深阱区2、第二深阱区3、第一深阱区2等，具体可以是，第一深阱区2和第二深阱区3在衬底1的上表面沿着直线、曲线或圆周交替相间分布，第一深阱区2与第二深阱区3为相反的导电类型，所述导电类型包括P型和N型，在本实施例中，第一
深阱区2为P型深阱，第二深阱区3为N型深阱，所述衬底1为P型衬底；
[0031]所述第二深阱区3中设置有齐纳耦合区4，所述齐纳耦合区4与第二深阱区3为相反的导电类型，在本实施例中，所述齐纳耦合区4为P型齐纳耦合区，齐纳耦合区4通过特殊工艺制成，齐纳齐纳耦合区4与传统的高能齐纳离子注入制作方法不同，首先其通过低能量离子注入，避免了高能离子注入带来的晶圆表面缺陷(传统高能离子注入能量至少大于200keV，而形成齐纳耦合区4的离子注入能量仅为60～140keV，优选为100keV，并隔有厚度360～420埃的牺牲氧化层，优选400埃的牺牲氧化层)，另一方面，形成齐纳耦合区4时的离子注入倾角控制在8～12度角，优选为10度，精确控制离子注入能量和离子注入倾角能使注入的离子浓度分布与传统的P阱或N阱退火工艺相兼容，在后续P阱或N阱退火后，该齐纳耦合区4具备低漏电、均流、触发均匀等优点，所述齐纳耦合区4嵌入在第二深阱区3中，所述齐纳耦合区4的上表面与第二深阱区3的上表面齐平；
[0032]第一注入区5和第二注入区6间隔设置在所述齐纳耦合区4中，具体的，第一注入区5和第二注入区6嵌入设置在所述齐纳耦合区4中，第一注入区5和第二注入区6与所述齐纳耦合区4的顶面齐平，在本实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瞬态电压抑制器，其特征在于，包括单元构件，所述单元构件包括衬底(1)、第一深阱区(2)、第二深阱区(3)、齐纳耦合区(4)、第一注入区(5)和第二注入区(6)；所述衬底(1)上设置第一深阱区(2)和第二深阱区(3)，并且第一深阱区(2)和第二深阱区(3)沿着所述衬底(1)的表面方向交替相间分布，第一深阱区(2)与第二深阱区(3)为相反的导电类型，所述第二深阱区(3)中设置有齐纳耦合区(4)；第一注入区(5)和第二注入区(6)间隔设置在所述齐纳耦合区(4)中；所有的第一注入区(5)电性连接以构成第一工作端(7)，所有的第二注入区(6)电性连接以构成第二工作端(8)。2.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述齐纳耦合区(4)在进行离子注入时，离子注入能量为60～140keV，并且隔有厚度360～420埃的牺牲氧化层。3.根据权利要求2所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述齐纳耦合区(4)的离子注入倾角为8～12度。4.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国华，王雪颖，雷成勇，刘环宇，
申请(专利权)人：四川中光防雷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：