一种低电容TVS器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低电容TVS器件，包括绝缘体上覆半导体衬底，绝缘体上覆半导体衬底包括第一导电类型的衬底、绝缘层及上第一导电类型的外延层，外延层表面由隔离结构分隔为一TVS二极管区及多个低电容二极管区；TVS二极管区的外延层表面设置有第二导电类型的阱区，阱区表面设置有第一导电类型的第一TVS注入区以及第二导电类型的第二TVS注入区，第一TVS注入区和第二TVS注入区内分别设置有第一导电类型的TVSN+区和第二导电类型的TVSP+区，第一TVS注入区与第二TVS注入区之间的外延层表面设置有极间氧化层，形成TVS二极管。本实用新型专利技术的TVS二极管的结构进行了优化改进，通过引入PNPN结构，减薄其极间氧化层，使其厚度在几百数量级，进一步降低了钳位电压。进一步降低了钳位电压。进一步降低了钳位电压。

【技术实现步骤摘要】
一种低电容TVS器件


[0001]本技术涉及半导体
，具体为一种低电容TVS器件。

技术介绍

[0002]瞬变电压抑制二级管(TVS)广泛应用于半导体、敏感零件、二级电源和信号电路等的静电和过压防护。TVS具有体积小、功率大、响应快、无噪声、性能可靠、使用寿命长等诸多优点。常用的TVS管的击穿电压有从5V到550V的系列值。
[0003]申请号为202010496991.2、公布号为CN111640740A的中国技术专利申请公开一种TVS器件，其通过不同的金属电极的连接方式，能够实现单个TVS二极管给不同的IO接口共用，能够满足多个IO接口的单向瞬态抑制；也可以通过将某一IO接口接地、TVS二极管不接地的方式，实现IO接口的双向瞬态抑制，形成低电容双向TVS器件。
[0004]上述专利申请中，TVS二极管区的N型外延层表面设置有P阱区，P阱区表面设置有TVSN+区，形成TVS二极管T1，该TVS二极管T1的结构较为常规。技术人在对TVS二极管结构进行改进后，发现了一种具有更低钳位电压的TVS二极管结构。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种新的低电容TVS器件，以期克服既有器件的工艺及材料局限，提高器件性能。
[0006]为实现上述目的，本技术一方面提供了一种低电容TVS器件，包括绝缘体上覆半导体衬底，所述绝缘体上覆半导体衬底包括第一导电类型的衬底、上覆于所述衬底的绝缘层及上覆于所述绝缘层的第一导电类型的外延层，所述外延层表面由隔离结构分隔为一TVS二极管区及多个低电容二极管区；
[0007]所述TVS二极管区的外延层表面设置有第二导电类型的阱区，所述阱区表面设置有第一导电类型的第一TVS注入区以及第二导电类型的第二TVS注入区，所述第一TVS注入区和所述第二TVS注入区内分别设置有第一导电类型的TVSN+区和第二导电类型的TVSP+区，所述第一TVS注入区与所述第二TVS注入区之间的外延层表面设置有极间氧化层，形成TVS二极管；
[0008]所述低电容二极管区的外延层表面设置有普通N+区和普通P+区，形成低电容二极管。
[0009]优选的，所述极间氧化层的厚度为
[0010]优选的，第二TVS注入区的掺杂浓度大于所述阱区，所述TVSN+区的掺杂浓度大于所述第一TVS注入区，所述TVSP+区的掺杂浓度大于所述第二TVS注入区。
[0011]优选的，所述隔离结构包括隔离槽，所述隔离槽贯穿所述外延层并延伸至所述绝缘层的表面，所述隔离槽内填充有二氧化硅。
[0012]优选的，所述TVS器件的表面还包括金属电极，所述金属电极形成于所述第一TVS注入区、第二TVS注入区、普通N+区和普通P+区上；所述隔离结构贯穿所述金属电极。
[0013]优选的，每两个不同的所述低电容二极管串联形成一低电容二极管组，所述低电容二极管组中的两个所述低电容二极管的连接处为IO接口。
[0014]优选的，所述TVS二极管的阳极与多组所述低电容二极管组的阳极连接并接地，所述TVS二极管的阴极与多组所述低电容二极管组的阴极连接，实现了单个TVS二极管给不同的IO接口共用，能够满足多个IO接口的单向瞬态抑制。
[0015]优选的，所述TVS二极管的阳极与多组所述低电容二极管组的阳极连接，所述TVS二极管的阴极与多组所述低电容二极管组的阴极连接，某一所述IO接口接地，实现了IO接口的双向瞬态抑制，形成了低电容双向TVS器件。
[0016]本技术另一方面还提供了一种低电容TVS器件，包括绝缘体上覆半导体衬底，所述绝缘体上覆半导体衬底包括第一导电类型的衬底、上覆于所述衬底的绝缘层及上覆于所述绝缘层的第一导电类型的外延层，所述外延层表面由隔离结构分隔为一TVS二极管区及多个低电容二极管区；
[0017]所述TVS二极管区的外延层表面设置有第一导电类型的第一TVS注入区以及第二导电类型的第二TVS注入区，所述第一TVS注入区和所述第二TVS注入区内分别设置有第一导电类型的TVSN+区和第二导电类型的TVSP+区，所述第一TVS注入区与所述第二TVS注入区之间的外延层表面设置有极间氧化层，形成TVS二极管；
[0018]所述低电容二极管区的外延层表面设置有普通N+区和普通P+区，形成低电容二极管。
[0019]与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0020](1)本技术的TVS二极管的结构进行了优化改进，通过引入PNPN结构，减薄其极间氧化层，使其厚度在几百数量级，进一步降低了钳位电压。
[0021](2)本技术通过不同的金属电极的连接方式，能够实现单个TVS二极管给不同的IO接口共用，能够满足多个IO接口的单向瞬态抑制；也可以通过将某一IO接口接地、TVS二极管不接地的方式，实现IO接口的双向瞬态抑制，形成低电容双向TVS器件。
[0022](3)本技术采用绝缘体上覆半导体衬底，能够减小寄生电容、减小泄漏电流，同时提升了保护速度，降低过冲，能够减小隔离结构设置的深度，降低了工艺难度。
附图说明
[0023]图1为本技术的实施例一的TVS器件的剖面示意图；
[0024]图2为本技术的实施例一的TVS器件的一连接方式的等效电路结构示意图；
[0025]图3为本技术的实施例一的TVS器件的另一连接方式的等效电路结构示意图；
[0026]图4A至图4G为本技术的实施例一的TVS器件的制造方法的剖面示意图；
[0027]图5为本技术的实施例二的TVS器件的剖面示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0029]实施例一
[0030]图1示出了本实施例的低电容TVS器件的剖面示意图，本实施例以N型器件为例，包括绝缘体上覆半导体(SOI)衬底，所述SOI衬底包括N型衬底1、上覆于所述N型衬底1的绝缘层7及上覆于所述绝缘层7的N型外延层2，所述N型外延层2表面由隔离结构分隔为TVS二极管区10及多个低电容二极管区11。
[0031]所述TVS二极管区10的N型外延层2表面设置有P型阱区3，所述P型阱区3表面设置有N型第一TVS注入区12以及P型第二TVS注入区16，所述第一TVS注入区12和所述第二TVS注入区16内分别设置有第一导电类型的TVSN+区17和第二导电类型的TVSP+区18，所述第一TVS注入区12与所述第二TVS注入区16之间的外延层2表面设置有极间氧化层19，形成TVS二极管T1；其中，所述极间氧化层19的厚度为当然地，第二TVS注入区16的掺杂浓度大于所述P型阱区3，所述TVSN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电容TVS器件，包括绝缘体上覆半导体衬底，所述绝缘体上覆半导体衬底包括第一导电类型的衬底、上覆于所述衬底的绝缘层及上覆于所述绝缘层的第一导电类型的外延层，所述外延层表面由隔离结构分隔为一TVS二极管区及多个低电容二极管区；其特征在于：所述TVS二极管区的外延层表面设置有第二导电类型的阱区，所述阱区表面设置有第一导电类型的第一TVS注入区以及第二导电类型的第二TVS注入区，所述第一TVS注入区和所述第二TVS注入区内分别设置有第一导电类型的TVSN+区和第二导电类型的TVSP+区，所述第一TVS注入区与所述第二TVS注入区之间的外延层表面设置有极间氧化层，形成TVS二极管；所述低电容二极管区的外延层表面设置有普通N+区和普通P+区，形成低电容二极管。2.根据权利要求1所述的低电容TVS器件，其特征在于，所述极间氧化层的厚度为3.根据权利要求1所述的低电容TVS器件，其特征在于，第二TVS注入区的掺杂浓度大于所述阱区，所述TVSN+区的掺杂浓度大于所述第一TVS注入区，所述TVSP+区的掺杂浓度大于所述第二TVS注入区。4.根据权利要求1所述的低电容TVS器件，其特征在于，所述隔离结构包括隔离槽，所述隔离槽贯穿所述外延层并延伸至所述绝缘层的表面，所述隔离槽内填充有二氧化硅或多晶硅。5.根据权利要求1所述的低电容TVS器件，其特征在于，所述TVS器件的表面还包括金属电极，所述金属电极形成于所述第一TVS注入区、第二TVS...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾昀浦，黄健，孙闫涛，张楠，
申请(专利权)人：捷捷微电上海科技有限公司，
类型：新型
国别省市：