【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种过流防护器件。
技术介绍
1、半导体防护器件广泛应用于消费电子、白色家电、工业控制、电力电子以及国防电子等领域。作为瞬间释放多余电压或电流的电子元器件，在正常状态下，防护器件仅仅是作为主电路的辅助元件而不参与或影响主电路的正常电路功能；只有当防护器件两端的电压或流过防护器件的电流超出一定的阈值时，防护器件进入防护工作状态以达到保护主电路的目的。
2、目前，防护器件的防护模式多为电压型防护，即当被保护的线路两端电压过载时，防护器件的等效阻抗发生改变，从而抑制电压过冲而达到保护电路的效果（如图1虚线所示）；然而，当线路中产生电流过载时，电压型防护器件的防护效果有限，需采用电流型防护器件或电流、电压型组合防护的系统。
3、目前电流型防护器件多为温度相关的热敏型元件，当流经热敏元件的电流超出额定值后，该元件温度升高，其等效阻抗随之变大，从而削弱过载电流达到防护目的。显然，热敏型电流防护器件需等待温度变化来产生防护效果，响应速度过慢，不适合对响应时间要求高的应用领域，如对高速数字通信接口的雷电浪涌等防护。公开号为cn113972264a的中国专利申请公开了一种电流防护型半导体器件，该半导体器件能够在线路过载电流出现时从低阻瞬时变换成高阻，响应时间达到微秒甚至纳秒级，很好的解决了上述热敏型电流防护器件响应过慢的问题。
4、本申请将针对现有热敏型电流防护器件响应过慢的技术问题提出另外一种解决方案。
技术实现思路
1、本申请提供了一
2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种过流防护器件，包括至少一个元胞结构，每个所述元胞结构包括第一导电类型或第二导电类型的衬底区，所述衬底区上方设有第一导电类型的耐压层；所述耐压层上设有至少一个第二导电类型的第一源体区，所述第一源体区上设有至少一个第一导电类型的第二源体区，所述耐压层和所述第二源体区通过第一导电类型的沟道耗尽区进行间接接触；所述衬底区底部设有第一电极，所述第一电极与所述衬底区底部外表面直接接触；
4、所述耐压层顶部外表面自上而下设有第一部分的第二电极和第一介质层，第一部分的第二电极覆盖在所述第一介质层表面上，所述第一介质层底部与所述耐压层、所述第二源体区以及所述沟道耗尽区的顶部外表面均存在直接接触；所述第一源体区的顶部外表面设有第二部分的第二电极，第二部分的第二电极与第一部分的第二电极连接；所述第一源体区和所述第二源体区的顶部外表面设有浮空欧姆接触电极，所述浮空欧姆接触电极的一部分与所述第一源体区顶部外表面形成欧姆接触、另一部分与所述第二源体区顶部外表面形成欧姆接触；
5、其中，所述沟道耗尽区的掺杂浓度小于所述第二源体区的掺杂浓度；当所述衬底区为第一导电类型时，所述衬底区的掺杂浓度不小于所述耐压层的掺杂浓度。
6、进一步地，所述衬底区和所述耐压层之间还包括第一导电类型的截止层。
7、进一步地，所述衬底区内设有第一导电类型的阳极短路区，所述阳极短路区的一侧与所述截止层连接、另一侧与所述第一电极连接。
8、进一步地，所述耐压层上设有第一导电类型和第二导电类型交替排列的超级结结构。
9、进一步地，所述第一源体区上还设有第一导电类型的电荷补偿区。
10、进一步地，所述第一源体区顶部外表面设有平面型金属-介质-半导体结构，该平面型金属-介质-半导体结构包括自上而下依次连接的金属层、第二介质层和半导体层，所述金属层为第三电极，所述半导体层为所述第一源体区顶部外表面的部分区域，所述金属层覆盖在所述第二介质层上，所述第二介质层覆盖在所述半导体层上。
11、进一步地，所述第一源体区内部设有至少一个沟槽型金属-介质-半导体结构，该沟槽型金属-介质-半导体结构自内而外包括金属层、第二介质层和半导体层，所述金属层为第三电极，所述半导体层为所述第一源体区内的部分区域，所述半导体层包围所述第二介质层，所述第二介质层包围所述金属层。
12、本申请的有益效果在于：本申请所述的过流防护器件包括至少一个元胞结构，每个所述元胞结构包括第一导电类型或第二导电类型的衬底区，所述衬底区上方设有第一导电类型的耐压层；所述耐压层上设有至少一个第二导电类型的第一源体区，所述第一源体区上设有至少一个第一导电类型的第二源体区，所述耐压层和所述第二源体区通过第一导电类型的沟道耗尽区进行间接接触；所述衬底区底部设有第一电极，所述第一电极与所述衬底区底部外表面直接接触。所述耐压层顶部外表面自上而下设有第一部分的第二电极和第一介质层，第一部分的第二电极覆盖在所述第一介质层表面上，所述第一介质层底部与所述耐压层、所述第二源体区以及所述沟道耗尽区的顶部外表面均存在直接接触；所述第一源体区的顶部外表面设有第二部分的第二电极，第二部分的第二电极与第一部分的第二电极连接；所述第一源体区和所述第二源体区的顶部外表面设有浮空欧姆接触电极，所述浮空欧姆接触电极的一部分与所述第一源体区顶部外表面形成欧姆接触、另一部分与所述第二源体区顶部外表面形成欧姆接触。
13、该过流防护器件内阻可在线路过载电流出现时从低阻瞬时变换成高阻，从而达到快速阻断浪涌电流保护线路中其它元件的目的，响应时间为微秒甚至纳秒级。
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1.一种过流防护器件，其特征在于，包括至少一个元胞结构，每个所述元胞结构包括第一导电类型或第二导电类型的衬底区，所述衬底区上方设有第一导电类型的耐压层；所述耐压层上设有至少一个第二导电类型的第一源体区，所述第一源体区上设有至少一个第一导电类型的第二源体区，所述耐压层和所述第二源体区通过第一导电类型的沟道耗尽区进行间接接触；所述衬底区底部设有第一电极，所述第一电极与所述衬底区底部外表面直接接触；
2.如权利要求1所述的过流防护器件，其特征在于，所述衬底区和所述耐压层之间还包括第一导电类型的截止层。
3.如权利要求2所述的过流防护器件，其特征在于，所述衬底区内设有第一导电类型的阳极短路区，所述阳极短路区的一侧与所述截止层连接、另一侧与所述第一电极连接。
4.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述耐压层上设有第一导电类型和第二导电类型交替排列的超级结结构。
5.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区上还设有第一导电类型的电荷补偿区。
6.如权利要求4所述的过流防护器件，其特征在于，
7.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区顶部外表面设有平面型金属-介质-半导体结构，该平面型金属-介质-半导体结构包括自上而下依次连接的金属层、第二介质层和半导体层，所述金属层为第三电极，所述半导体层为所述第一源体区顶部外表面的部分区域，所述金属层覆盖在所述第二介质层上，所述第二介质层覆盖在所述半导体层上。
8.如权利要求4所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区顶部外表面设有平面型金属-介质-半导体结构，该平面型金属-介质-半导体结构包括自上而下依次连接的金属层、第二介质层和半导体层，所述金属层为第三电极，所述半导体层为所述第一源体区顶部外表面的部分区域，所述金属层覆盖在所述第二介质层上，所述第二介质层覆盖在所述半导体层上。
9.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区内部设有至少一个沟槽型金属-介质-半导体结构，该沟槽型金属-介质-半导体结构自内而外包括金属层、第二介质层和半导体层，所述金属层为第三电极，所述半导体层为所述第一源体区内的部分区域，所述半导体层包围所述第二介质层，所述第二介质层包围所述金属层。
10.如权利要求4所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区内部设有至少一个沟槽型金属-介质-半导体结构，该沟槽型金属-介质-半导体结构自内而外包括金属层、第二介质层和半导体层，所述金属层为第三电极，所述半导体层为所述第一源体区内的部分区域，所述半导体层包围所述第二介质层，所述第二介质层包围所述金属层。
...【技术特征摘要】
1.一种过流防护器件，其特征在于，包括至少一个元胞结构，每个所述元胞结构包括第一导电类型或第二导电类型的衬底区，所述衬底区上方设有第一导电类型的耐压层；所述耐压层上设有至少一个第二导电类型的第一源体区，所述第一源体区上设有至少一个第一导电类型的第二源体区，所述耐压层和所述第二源体区通过第一导电类型的沟道耗尽区进行间接接触；所述衬底区底部设有第一电极，所述第一电极与所述衬底区底部外表面直接接触；
2.如权利要求1所述的过流防护器件，其特征在于，所述衬底区和所述耐压层之间还包括第一导电类型的截止层。
3.如权利要求2所述的过流防护器件，其特征在于，所述衬底区内设有第一导电类型的阳极短路区，所述阳极短路区的一侧与所述截止层连接、另一侧与所述第一电极连接。
4.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述耐压层上设有第一导电类型和第二导电类型交替排列的超级结结构。
5.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区上还设有第一导电类型的电荷补偿区。
6.如权利要求4所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区上还设有第一导电类型的电荷补偿区。
7.如权利要求1-3任一所述的过流防护器件，其特征在于，所述第一源体区顶部外表面设有平面型金属-介质-半导体结构，该平面型金属-介质-半导...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭强，吕信江，杜文芳，
申请(专利权)人：南京芯舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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