一种高浪涌低电容NPNTVS器件结构制造技术

本发明专利技术公开一种高浪涌低电容NPNTVS器件结构，属于ESD防护领域，通过调整不同区域的版图，实现高浪涌和低电容参数的兼容。所述高浪涌低电容NPNTVS器件结构包括P型衬底、表面的N型注入结构N1、背面的N型注入结构N2；其中，所述表面的N型注入结构N1的尺寸D1用于实现高浪涌能力；所述背面的N型注入结构N2的尺寸D2用于实现低电容能力；所述表面的N型注入结构N1与阳极连接，所述背面的N型注入结构N2与阴极连接，所述P型衬底浮空，不与电极连接。本发明专利技术通过调整关键的版图尺寸可以有效调整浪涌和电容两个参数，实现高浪涌、低电容兼容的特性。低电容兼容的特性。低电容兼容的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种高浪涌低电容NPN TVS器件结构


[0001]本专利技术涉及ESD防护
，特别涉及一种高浪涌低电容NPN TVS器件结构。

技术介绍

[0002]TVS是一种用于电压瞬变、浪涌电流及ESD防护的半导体器件，具有响应速度快、浪涌能力强、面积小等特点，被广泛应用在各类电子产品中，以提高产品的安全性和可靠性。
[0003]NPN结构的TVS器件，因为在浪涌电流的作用下具备snapback特性，抗浪涌能力较强，是TVS常用的器件结构；然而，在实际设计及应用过程中，高浪涌和低电容参数较难同时兼容。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高浪涌低电容NPN TVS器件结构，以解决现有技术中高浪涌和低电容无法同时兼顾的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高浪涌低电容NPN TVS器件结构，通过调整不同区域的版图，实现高浪涌和低电容参数的兼容；
[0006]所述高浪涌低电容NPN TVS器件结构包括P型衬底、表面的N型注入结构N1、背面的N型注入结构N2；其中，
[0007]所述表面的N型注入结构N1的尺寸D1用于实现高浪涌能力；所述背面的N型注入结构N2的尺寸D2用于实现低电容能力；所述表面的N型注入结构N1与阳极连接，所述背面的N型注入结构N2与阴极连接，所述P型衬底浮空，不与电极连接。
[0008]在一种实施方式中，所述表面的N型注入结构N1为等效NPN结构的集电极，其尺寸D1受表面N型版图尺寸控制；所述背面的N型注入结构N2为寄生NPN结构的发射极，其尺寸D2受背面N型版图尺寸控制；所述表面的N型注入结构N1和所述背面的N型注入结构N2之间的距离D3受P型外延的厚度控制，以控制维持电压参数。
[0009]在本专利技术提供的一种高浪涌低电容NPNTVS器件结构中，通过调整关键的版图尺寸可以有效调整浪涌和电容两个参数，实现高浪涌、低电容兼容的特性。
附图说明
[0010]图1是本专利技术提供的一种高浪涌低电容NPNTVS器件结构的剖面示意图。
[0011]图2是本专利技术提供的一种高浪涌低电容NPNTVS器件结构的等效电路示意图。
具体实施方式
[0012]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种高浪涌低电容NPN TVS器件结构作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0013]本专利技术提供了一种高浪涌低电容NPNTVS器件结构，其剖面结构如图1所示，包括P型衬底，在P型衬底(即P)上，通过光刻版图定义表面的N型注入结构N1的位置和尺寸，再通过注入和高温退火工艺生长出注入结构N1；通过光刻版图定义背面的N型注入结构N2的位置和尺寸，再通过注入和高温退火工艺生长出注入结构N2。所述表面的N型注入结构N1的尺寸D1用于实现高浪涌能力；所述背面的N型注入结构N2的尺寸D2用于实现低电容能力；将表面的N型注入结构N1引出作为TVS的正极，背面的N型注入结构N2作为TVS的负极，所述P型衬底浮空，不与电极连接。
[0014]如图2所示为高浪涌低电容NPNTVS器件结构的等效电路图，当电压施加在器件正极时，由所述表面的N型注入结构N1、所述P型衬底、所述背面的N型注入结构N2构成NPN三极管结构，其中表面的N型注入结构N1等效为三极管的集电极，P型衬底等效为三极管的基极，背面的N型注入结构N2等效为三极管的发射极。根据NPN器件的电势分布特性可知，在器件放电时集电结处的电势高但发射结处电势低，器件的主要功率和薄弱点是集中在集电结而非发射结附近，因此集电结是NPN失效的关键部位。根据这个特点，本专利技术中的NPN器件纵向形状将被设计成上部集电结面积大，下部的发射结面积小的结构。这样以来不仅NPN器件的发射极输入电容值将会大大减小，其浪涌能力不会有较大退化，即实现了高浪涌和低电容同时兼容的特性。此外，通过调整P型外延厚度，控制所述表面的N型注入结构N1和所述背面的N型注入结构N2之间的距离D3，来调整维持电压参数。
[0015]在本实施例中，浪涌能力是由表面的N型注入结构N1的尺寸D1(版图结构)控制，电容能力是由背面的N型注入结构N2的尺寸D2(版图结构)控制，实现了浪涌能力、电容能力可调、可控，将表面的N型注入结构N1设计成大尺寸，背面的N型注入结构N2设计成小尺寸，以实现高浪涌低电容特性。
[0016]上述描述仅是对本专利技术较佳实施例的描述，并非对本专利技术范围的任何限定，本专利
的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浪涌低电容NPN TVS器件结构，其特征在于，通过调整不同区域的版图，实现高浪涌和低电容参数的兼容；所述高浪涌低电容NPN TVS器件结构包括P型衬底、表面的N型注入结构N1、背面的N型注入结构N2；其中，所述表面的N型注入结构N1的尺寸D1用于实现高浪涌能力；所述背面的N型注入结构N2的尺寸D2用于实现低电容能力；所述表面的N型注入结构N1与阳极连接，所述背面的N型注入结构N2与阴极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙，王涛，彭时秋，吴建伟，张世权，
申请(专利权)人：无锡中微晶园电子有限公司，
类型：发明
国别省市：