带有离子注入区的固体放电管制造技术

一种带有离子注入区的固体放电管，该固体放电管从下至上依次为衬底（3）、基区（2）和发射区（1），在衬底（3）和基区（2）之间设有离子注入区（4），离子注入区（4）在基区（2）范围内，其深度超过基区（2）。本实用新型专利技术的离子注入区对于硅片的电阻率进行了重新调节，由于本身离子注入工艺掺入扩散杂质的片内和片间一致性较好，可以解决一致性问题，电压的离散性大大降低；另外，设定不同的注入剂量又可以解决不同击穿电压规格的问题，不需要对硅片进行电阻率分档。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种过压保护器件，尤其是固体放电管，具体地说是一种带有离子注入区的固体放电管。
技术介绍
现有的半导体过压保护器件包括固体放电管、瞬态电压抑制二极管等。其中，固体放电管是比较常用的，传统固体放电管衬底硅片一般选用低电阻率的硅片。不同电压规格的产品选用不同电阻率的硅片，甚至同一规格产品也需要对硅片电阻率分档后投入生产，不同档位的硅片工艺不同。多规格，细分化硅片采购难度较大。对于不同档位电阻率要做到同一击穿电压规格需使用不同的硼扩散工艺，对温度和时间进行控制，击穿电压控制的一致性难度高；受硅片电阻率(片内、片间)差异的影响，击穿电压有较大的离散。同时，受硼扩散工艺不同的影响，后续磷扩散工艺也要进行分档控制，参数控制难度较大；产品PN结整体处于低电阻率衬底区，寄生电容较大；另外对于平面工艺结构，一般呈表面击穿状态。产品合格率、可靠性受芯片表面状态(生产或使用过程)影响。相对来说， 合格率、可靠性较低。
技术实现思路
本技术的目的是针对传统固体放电管衬底硅片需要选择电阻率低的硅片。不同电压规格的产品需要配合不同电阻率的硅片，多规格，细分化硅片采购难度较大、后续工艺复杂的问题，提出一种带有离子注入区的固体放电管。离子注入对于硅片的电阻率进行了重新调节，由于本身离子注入工艺掺入扩散杂质的片内和片间一致性较好，可以解决一致性问题，电压的离散性大大降低；另外，设定不同的注入剂量又可以解决不同击穿电压规格的问题，不需要对硅片进行电阻率分档。本技术的技术方案是—种带有离子注入区的固体放电管，该固体放电管从下至上依次为衬底、基区和发射区，在衬底和基区之间设有离子注入区，离子注入区在基区范围内，其深度超过基区。本技术的离子注入区在发射区范围内，其深度超过发射区。本技术的离子注入区在发射区的中部。本技术的有益效果本技术离子注入对于硅片的电阻率进行了重新调节，由于本身离子注入工艺掺入扩散杂质的片内和片间一致性较好，可以解决一致性问题，电压的离散性大大降低；另外，可选用高电阻率的硅片，设定不同的注入剂量又可以解决不同击穿电压规格的问题， 不需要对硅片进行电阻率分档，不同击穿电压规格的产品可以选用同一电阻率档位的硅片，大大地提高了硅片供应的方便。降低采购成本。采用本技术的结构，不需要对硅片进行电阻率分档，增加了离子注入区，能够有效调节衬底电阻率；前期工艺一致，后续硼扩散工艺的温度和时间可以固定，降低了后续工艺的复杂程度，便于大批量生产。本技术能够对区域性衬底电阻率进行调节，只有区域面积为低电阻率区(单位面积电容较大)，其他大部分面积处于高电阻率衬底区(单位面积电容较小)，因此综合的寄生电容大幅度降低。本技术中，区域面积的离子注入调节区处于芯片基区体内，此区域耐压低，施加电压后为初始击穿区域，因此呈体内击穿状态，受PN结表面状态影响小。电压合格率较高，产品使用可靠性和耐过压过流能力较高。附图说明图1是本技术的衬底和离子注入区的结构示意图。图2是本技术的衬底、离子注入区和基区的结构示意图。图3是本技术的衬底、离子注入区、基区和发射区的结构示意图。其中1、发射区N ；2、基区P ；3、发射区N ；4、离子注入区N-具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1所示，一种带有离子注入区的固体放电管，该固体放电管从下至上依次为衬底3、基区2和发射区1，在衬底3和基区2之间设有离子注入区4，离子注入区4在基区 2范围内，其深度超过基区2。本技术的离子注入区4在发射区1范围内，其深度超过发射区1。本技术的离子注入区4在发射区1的中部。本技术离子注入对于硅片的电阻率进行了重新调节，由于本身离子注入工艺掺入扩散杂质的片内和片间一致性较好，可以解决一致性问题，电压的离散性大大降低；另外，可选用高电阻率的硅片，设定不同的注入剂量又可以解决不同击穿电压规格的问题， 不需要对硅片进行电阻率分档，不同击穿电压规格的产品可以选用同一电阻率档位的硅片，大大地提高了硅片供应的方便。降低采购成本。本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。权利要求1.一种带有离子注入区的固体放电管，该固体放电管从下至上依次为衬底(3)、基区 (2)和发射区(1)，其特征是在衬底(3)和基区(2)之间设有离子注入区(4)，离子注入区(4) 在基区(2)范围内，其深度超过基区(2)。2.根据权利要求1所述的带有离子注入区的固体放电管，其特征是所述的离子注入区 (4)在发射区(1)范围内，其深度超过发射区(1 )。3.根据权利要求1所述的带有离子注入区的固体放电管，其特征是所述的离子注入区 (4)在发射区(1)的中部。专利摘要一种带有离子注入区的固体放电管，该固体放电管从下至上依次为衬底(3)、基区(2)和发射区(1)，在衬底(3)和基区(2)之间设有离子注入区(4)，离子注入区(4)在基区(2)范围内，其深度超过基区(2)。本技术的离子注入区对于硅片的电阻率进行了重新调节，由于本身离子注入工艺掺入扩散杂质的片内和片间一致性较好，可以解决一致性问题，电压的离散性大大降低；另外，设定不同的注入剂量又可以解决不同击穿电压规格的问题，不需要对硅片进行电阻率分档。文档编号H01L29/06GK202172070SQ20112025802公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日专利技术者贺子龙 申请人:江苏东光微电子股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺子龙，
申请(专利权)人：江苏东光微电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：