一种瞬态抑制二极管芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种瞬态抑制二极管芯片，形成有新器件结构，栅极和漏极之间并联有

【技术实现步骤摘要】
一种瞬态抑制二极管芯片


[0001]本技术涉及一种二极管芯片，尤其涉及一种瞬态抑制二极管芯片，本技术属于半导体器件

。

技术介绍

[0002]瞬态电压抑制二极管
(Transientvoltagesuppressiondiode)
也称为
TVS
二极管，是一种保护用的电子零件，可以保护电器设备不受导线引入的电压尖峰破坏
。
对于高频电路的保护，则需要低电容或者超低电容，以减少寄生电容对电路的干扰降低高频电路信号的衰减
。
在常规的工程领域，降低结电容的办法是减小
PN
结的面积或者采用串联小电阻的方式
。
当减小
PN
结面积的时候，会让二极管对浪涌电流的吸收能力下降；而当与小电容串联的方式时，除了增大电路板面积外，也显著增加了成本
。
[0003]在常规的器件设计方案中，工程人员为了提升
TVS
二极管的浪涌泄放能力，通常会在器件结构中引入三极管
。
如图3‑4共同所示，利用
NPN
型三极管和
PNP
型三极管在闩锁效益启动后，器件呈现出负阻特性，从而提高
TVS
二极管的浪涌泄放能力，但该结构不能实现低电容吸收能力
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术所存在的不足之处，本技术提供了一种瞬态抑制二极管芯片
。
[0005]为了解决以上技术问题，本技术采用的技术方案是：新器件结构为在金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应管的栅极和漏极之间并联有
PN
结组串，栅极位于
MOS
元胞区，漏极位于芯片外围连接区，
PN
结组串形成有
PN
结组串区；
[0006]新器件结构包括
N
型重掺杂硅衬底以及形成于
N
型重掺杂硅衬底表面的
N
型轻掺杂外延层；
[0007]位于
MOS
元胞区的
N
型轻掺杂外延层内左右间隔设置有两处
P
型重掺杂区，每处
P
型重掺杂区内均设置有
N
型重掺杂区；
[0008]位于芯片外围连接区的
N
型轻掺杂外延层内设置有
N
型重掺杂区
。
[0009]进一步地，
MOS
元胞区的
N
型轻掺杂外延层的表面上形成有栅极氧化层，栅极氧化层位于左右两处
N
型重掺杂区之间且跨接在两处
P
型重掺杂区相互靠近的单端上
。
[0010]进一步地，栅极氧化层的表面形成有栅极多晶硅层，栅极多晶硅层为
N
型掺杂区
。
[0011]进一步地，芯片外围连接区的
N
型轻掺杂外延层上形成有场氧化层，场氧化层避开
N
型重掺杂区设置
。
[0012]进一步地，
PN
结组串区的
N
型轻掺杂外延层上形成有场氧化层，场氧化层的表面上形成有栅极多晶硅层的
N
型掺杂区
、P
型掺杂区，
N
型掺杂区
、P
型掺杂区从左到右依次交替排布且两端均为
N
型掺杂区
。
[0013]进一步地，栅极与
PN
结组串通过栅极多晶硅层的
N
型掺杂区结合
N
型重掺杂区形成
的多晶硅薄膜进行连接
。
[0014]进一步地，漏极通过其
N
型重掺杂区连通
PN
结组串另一端的
N
型掺杂区进行连接
。
[0015]进一步地，
MOS
元胞区
、PN
结组串区
、
芯片外围连接区从左到右依次设置且三者之间相互形成有沟道
。
[0016]本技术公开了一种瞬态抑制二极管芯片，实际上在金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应管的源极和漏极之间形成具有电压瞬态抑制功能的器件，它的结电容通过电容串联的方式使之显著减小，同时通过金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应管的沟道使其能量泄放能力显著增强，如此在同一颗芯片上，实现低电容和高浪涌吸收能力的双优能力，不仅如此，本技术创新的新器件结构与金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应管的兼容性强，进而成本控制的宽容度高
。
附图说明
[0017]图1为本技术的新器件结构的等效电路图
。
[0018]图2为本技术的新器件结构整体构造示意图
。
[0019]图3为现有技术中带负阻特性的
TVS
二极管结构示意图
。
[0020]图4为现有技术中带负阻特性的
TVS
二极管结构的等效电路图
。
[0021]图中：
101、N
型重掺杂硅衬底；
102、N
型轻掺杂外延层；
103、P
型重掺杂区；
104、N
型重掺杂区；
105、
栅极氧化层；
106、
栅极多晶硅层；
201、
场氧化层；
202、P
型掺杂区；
[0022]N
‑
sub
，即
N
型重掺杂硅衬底；
[0023]N
‑
EPI
，即
N
型轻掺杂外延层；
[0024]Drain
，即漏极；
[0025]Source
，即源极；
[0026]Gate
，即栅极；
[0027]N+
，即
N
型较重掺杂区；
[0028]P+
，即
P
型较重掺杂区；
[0029]PWELL
，即
P
型掺杂区；
[0030]ZN+
，即区别于
N+
的另外一些
N
型较重掺杂区；
[0031]ZP+
，即区别于
P+
的另外一些
P
型较重掺杂区
。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明
。
[0033]参考图1‑2共同所示，本实施例关于一种瞬态抑制二极管芯片，形成有新器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种瞬态抑制二极管芯片，形成有新器件结构，其特征在于：所述新器件结构为在金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应管的栅极和漏极之间并联有
PN
结组串，所述栅极位于
MOS
元胞区，所述漏极位于芯片外围连接区，
PN
结组串形成有
PN
结组串区；新器件结构包括
N
型重掺杂硅衬底以及形成于
N
型重掺杂硅衬底表面的
N
型轻掺杂外延层；位于
MOS
元胞区的所述
N
型轻掺杂外延层内左右间隔设置有两处
P
型重掺杂区，每处所述
P
型重掺杂区内均设置有
N
型重掺杂区；位于芯片外围连接区的所述
N
型轻掺杂外延层内设置有
N
型重掺杂区
。2.
根据权利要求1所述的瞬态抑制二极管芯片，其特征在于：所述
MOS
元胞区的
N
型轻掺杂外延层的表面上形成有栅极氧化层，所述栅极氧化层位于左右两处
N
型重掺杂区之间且跨接在两处
P
型重掺杂区相互靠近的单端上
。3.
根据权利要求2所述的瞬态抑制二极管芯片，其特征在于：所述栅极氧化层的表面形成有栅极多晶硅层，所述栅极多晶硅层为
N
型掺杂区

【专利技术属性】
技术研发人员：柳菲，
申请(专利权)人：青岛鑫蓬电子有限公司，
类型：新型
国别省市：