一种半导体浪涌保护器件结构及其制备方法技术

本申请涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种半导体浪涌保护器件结构及其制备方法，半导体浪涌保护器件结构，包括：三极管和电容二极管，三极管的发射极与电容二极管的阳极连接，三极管的集电极与电容二极管的阴极连接；电容二极管的电容小于三极管的电容。本申请通过将半导体浪涌保护器件结构设计为由三极管和电容二极管并联构成，使得半导体浪涌保护器件结构同时具有三极管的优良的瞬态功率，和相较于电容二极管更小的超低的寄生结电容，解决了半导体浪涌保护器件结构的结电容与瞬态功率无法兼容的问题。法兼容的问题。法兼容的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体浪涌保护器件结构及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其是涉及一种半导体浪涌保护器件结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体浪涌保护器件适用于各种信号传输接口上以保护后续信号接收线路的安全性，浪涌保护器件可以将线路传输中瞬态高能量钳位释放，以便后续电路不被烧坏。这就需要浪涌保护器件具备极快的反应频率，能迅速的应对一个又一个的瞬态电压高峰值；相应的就需要浪涌保护器件具备较高的瞬态功率峰值。当瞬态功率峰值较高时，浪涌保护器件需要较大的额定功率值，相应的，半导体器件的面积就会增加，其PN结的结面也会增加，也就意味着结电容会增加，这样，又造成了器件频率表降低。
[0003]因此，相关技术的半导体浪涌保护器件存在结电容与峰值功率无法兼容的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决半导体浪涌保护器件的结电容与峰值功率无法兼容的问题，本申请提供一种半导体浪涌保护器件结构及其制备方法。
[0005]本申请提供的一种半导体浪涌保护器件结构及其制备方法采用如下的技术方案：一方面，一种半导体浪涌保护器件结构，包括：三极管和电容二极管，所述三极管的发射极与所述电容二极管的阳极连接，所述三极管的集电极与所述电容二极管的阴极连接；所述电容二极管的电容小于所述三极管的电容。
[0006]通过采用上述技术方案，半导体浪涌保护器件结构由三极管和电容二极管并联构成，使得半导体浪涌保护器件结构同时具有三极管的优良的瞬态功率，和相较于电容二极管更小的超低的寄生结电容，解决了半导体浪涌保护器件结构的结电容与瞬态功率无法兼容的问题。
[0007]可选的，所述半导体浪涌保护器件结构包括：第一掺杂类型导电衬底；第一掺杂类型外延区，设于所述第一掺杂类型导电衬底的一侧；间隔设置的第二掺杂类型阱区和第二掺杂类型基区，所述第二掺杂类型阱区嵌设于所述第一掺杂类型外延区内，贯穿所述第一掺杂类型外延区并与所述第一掺杂类型导电衬底连接，所述第二掺杂类型基区嵌设于所述第一掺杂类型外延区内，并位于所述第一掺杂类型外延区背离所述第一掺杂类型导电衬底的一侧；发射区和截止区，所述发射区嵌设于所述第二掺杂类型阱区内，并位于所述第二掺杂类型阱区背离所述第一掺杂类型导电衬底的一侧，所述截止区嵌设于所述第一掺杂类型外延区内，并位于所述第一掺杂类型外延区背离所述第一掺杂类型导电衬底的一侧，所述截止区与所述第二掺杂类型阱区、所述第二掺杂类型基区间隔设置，并分别包围所述第二掺杂类型阱区和所述第二掺杂类型基区；
绝缘层，设于所述第一掺杂类型外延区上，覆盖所述第一掺杂类型外延区、所述截止区、部分所述第二掺杂类型阱区、部分所述第二掺杂类型基区和部分所述发射区，并形成露出所述第二掺杂类型基区的阳极过孔，露出所述发射区的发射极过孔；第一导电层，包括阳极和发射极，所述阳极与所述发射极连接，所述阳极通过所述阳极过孔与所述第二掺杂类型基区连接，所述发射极通过所述发射极过孔与所述发射区连接；第二导电层，设于所述第一掺杂类型导电衬底背离所述第一外延区的一侧。
[0008]通过采用上述技术方案，第一掺杂类型导电衬底、第一掺杂类型外延区、第二掺杂类型阱区、以及发射区构成半导体浪涌保护器件结构的三极管，第一掺杂类型导电衬底、第一掺杂类型外延区、以及第二掺杂类型基区、构成半导体浪涌保护器件结构的电容二极管，三极管的发射极与电容二极管的阳极电连接，第二导电层同时作为三极管的集电极和电容二极管的阴极，从而使得三极管与电容二极管并联；其中，主工作管为无引线基极的三极管，电容二极管为具有超低结电容的浅结小尺寸PN结，根据多个电容并联时，并联后的总电容值小于被并联的最小电容值，由三极管和电容二极管并联构成的半导体浪涌保护器件结构具有小于电容二极管的超低电容，同时，半导体浪涌保护器件结构还具有三极管具有的大的瞬态功率，从而使得本实施例公开的半导体浪涌保护器件结构同时具有超低的寄生结电容和优良的瞬态大功率，充分调和了常规半导体浪涌保护器件结构的结电容与瞬态功率无法兼容的问题。
[0009]可选的，所述绝缘层上还形成有露出所述第一掺杂类型阱区的第一板场过孔，和露出所述第二掺杂类型基区的第二板场过孔；所述第一导电层还包括第一场板和第二场板，所述第一板场与所述第二板场间隔设置，所述第一板场与所述发射极间隔设置，所述第二板场与所述阳极间隔设置，所述第一场板通过所述第一板场过孔与所述第二掺杂类型阱区连接，所述第二板场通过所述第二板场过孔与所述第二掺杂类型基区连接。
[0010]通过采用上述技术方案，三极管的第二掺杂类型阱区上设计有第一板场来改善三极管的柱面结的弯曲电场性，提高反压，保障了三极管的参数稳定性和可靠性；电容二极管的第二掺杂类型基区上设计有第二板场来改善电容二极管的柱面结的弯曲电场性，提高反压，保障了电容二极管的参数稳定性和可靠性。
[0011]可选的，第二掺杂类型阱区在所述第一掺杂类型导电衬底上的正投影的面积，大于所述第二掺杂类型基区在所述第一掺杂类型导电衬底上的正投影的面积。
[0012]通过采用上述技术方案，进一步保证了电容二极管的电容小于三级管的电容，进一步保证了半导体浪涌保护器件结构具有超低的寄生结电容。
[0013]可选的，所述第一掺杂类型外延区的电阻率大于所述第一掺杂类型导电衬底的电阻率。
[0014]通过采用上述技术方案，第二掺杂类型阱区的两侧边的击穿电压较高，第一掺杂类型导电衬底处的击穿电压较低，因此，本实施例的半导体浪涌保护器件结构的击穿点在第一掺杂类型导电衬底上；相较于常规的半导体浪涌保护器件结构的击穿点在第二掺杂类型阱区的两侧，本实施例的半导体浪涌保护器件结构更有利于维持主工作的三极管的工作参数稳定性，使得三极管的放大值β稳定一致，瞬时功率和钳位电压均能保持一致，使得半
导体浪涌保护器件结构更适用于批量生产。
[0015]可选的，所述发射区和所述截止区的材料相同。
[0016]通过采用上述技术方案，发射区和截止区可以通过同一道工艺制程制备得到，简化了半导体浪涌保护器件结构的工艺和制作成本。
[0017]可选的，所述发射区和所述截止区重掺杂第一掺杂类型的掺杂粒子。
[0018]可选的，第一掺杂类型对应的掺杂粒子包括锑Sb、磷P31、砷As中的任意一种或多种，第二掺杂类型对应的掺杂粒子包括硼B11。
[0019]另一方面，一种半导体浪涌保护器件结构的制备方法，用于制备本专利技术任意一项所述的半导体浪涌保护器件结构，所述制备方法包括：提供第一掺杂类型导电衬底；在所述第一掺杂类型导电衬底的第一位置掺杂第二掺杂类型的掺杂粒子，形成第一掺杂区；在所述第一掺杂类型导电衬底上制备第一掺杂类型外延层；在所述第一掺杂类型外延层的第二位置掺杂第二掺杂类型的掺杂粒子，形成第二掺杂区，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区相对应；进行氧化屏蔽和扩散处理，使所述第一掺杂区和所述第二掺杂区扩散相连；在所述第一掺杂类型的外延层的第三位置掺杂所述第二掺杂类型的另一掺杂粒子，并进行氧化屏蔽和扩散，形成发射区和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体浪涌保护器件结构，其特征在于，包括：三极管和电容二极管，所述三极管的发射极与所述电容二极管的阳极连接，所述三极管的集电极与所述电容二极管的阴极连接；所述电容二极管的电容小于所述三极管的电容。2.根据权利要求1所述的半导体浪涌保护器件结构，其特征在于，所述半导体浪涌保护器件结构包括：第一掺杂类型导电衬底；第一掺杂类型外延区，设于所述第一掺杂类型导电衬底的一侧；间隔设置的第二掺杂类型阱区和第二掺杂类型基区，所述第二掺杂类型阱区嵌设于所述第一掺杂类型外延区内，贯穿所述第一掺杂类型外延区并与所述第一掺杂类型导电衬底连接，所述第二掺杂类型基区嵌设于所述第一掺杂类型外延区内，并位于所述第一掺杂类型外延区背离所述第一掺杂类型导电衬底的一侧；发射区和截止区，所述发射区嵌设于所述第二掺杂类型阱区内，并位于所述第二掺杂类型阱区背离所述第一掺杂类型导电衬底的一侧，所述截止区嵌设于所述第一掺杂类型外延区内，并位于所述第一掺杂类型外延区背离所述第一掺杂类型导电衬底的一侧，所述截止区与所述第二掺杂类型阱区、所述第二掺杂类型基区间隔设置，并分别包围所述第二掺杂类型阱区和所述第二掺杂类型基区；绝缘层，设于所述第一掺杂类型外延区上，覆盖所述第一掺杂类型外延区、所述截止区、部分所述第二掺杂类型阱区、部分所述第二掺杂类型基区和部分所述发射区，并形成露出所述第二掺杂类型基区的阳极过孔，露出所述发射区的发射极过孔；第一导电层，包括阳极和发射极，所述阳极与所述发射极连接，所述阳极通过所述阳极过孔与所述第二掺杂类型基区连接，所述发射极通过所述发射极过孔与所述发射区连接；第二导电层，设于所述第一掺杂类型导电衬底背离所述第一外延区的一侧。3.如权利要求2所述的半导体浪涌保护器件结构，其特征在于，所述绝缘层上还形成有露出所述第一掺杂类型阱区的第一板场过孔，和露出所述第二掺杂类型基区的第二板场过孔；所述第一导电层还包括第一场板和第二场板，所述第一板场与所述第二板场间隔设置，所述第一板场与所述发射极间隔设置，所述第二板场与所述阳极间隔设置，所述第一场板通过所述第一板场过孔与所述第二掺杂类型阱区连接，所述第二板场通过所述第二板场过孔与所述第二掺杂类型基区连接。4.如权利要求2所述的半导体浪涌保护器件结构，其特征在于，第二掺杂类型阱区在所述第一掺杂类型导电衬底上的正投影的面积，大于所述第二掺杂类型基区在所述第一掺杂类型导电衬底上的正投影的面积。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，陈嘉轩，刘贺，刘胜军，
申请(专利权)人：江苏铨力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：