【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体/集成电路的设计及制造领域，具体为一种大通流tvs二极管pn结的形成方法。
技术介绍
1、瞬态电压抑制二极管tvs(transientvoltagesuppressor)在现代电子电路中扮演着至关重要的角色。随着电子技术的飞速发展，各种电子设备的应用场景日益复杂，对电路的稳定性和安全性要求也越来越高。
2、在电路运行过程中，常常会受到各种瞬态电压的干扰，例如雷击、静电放电、电路切换等情况都可能产生瞬间的高电压脉冲。这些瞬态电压如果不加以抑制，会对电路中的各种元件造成严重损害，导致电路故障，甚至可能损坏整个电子设备。
3、tvs二极管的核心功能就是在极短的时间内承受并疏导大电流，将浪涌电压钳位在一个尽量低的水平上，从而保护电路中的其他元件。它能够在纳秒级甚至更短的时间内对瞬态电压做出响应，迅速启动其保护机制。
4、传统的tvs二极管在满足一些基本的保护需求方面已经取得了一定的成效。然而，随着终端设备不断发展，对安全性的要求日益提高，对tvs二极管也提出了更高的要求。例如，在一些对可靠性要求极高的工业控制设备、通信基站设备以及汽车电子设备等领域，需要tvs二极管具有更高的浪涌电流吸收能力，以应对更为复杂和强烈的瞬态电压干扰。同时，为了更好地保护电路中的敏感元件，还要求tvs二极管能够实现更低的钳位电压。
5、目前常规增加tvs浪涌电流吸收能力的方法是增加pn结面积。但是这种方法存在明显的局限性。单纯增加pn结面积会导致体电阻增加，这不仅会增大钳位电压，使得保护效果大
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种大通流tvs二极管pn结的形成方法。可以提高pn结面积，增加tvs吸收浪涌电流的能力，另一方面可以减小体电阻，降低钳位电压，从而形成更有市场竞争力的tvs器件。
2、本专利技术的技术方案具体如下：
3、一种大通流tvs二极管pn结的形成方法，包括：
4、选择掺杂硅衬底，先通过热氧化或者化学气相沉积工艺在衬底表面氧化层，再通过光刻工艺，显影出不同形状的trench俯视图形；
5、通过刻蚀工艺，在衬底上刻蚀出所需trench；
6、通过沉积工艺，将与衬底反型的掺杂多晶硅填充至trench并封口；
7、对掺杂多晶硅进行反向刻蚀，只保留trench引出位置的poly，再高温扩散推结至满足需求的结电压性能；
8、通过沉积工艺，沉积一层氧化层为通孔介质层，并在trenchpoly位置通过光刻和刻蚀工艺开出通孔；
9、通过沉积工艺，在介质层上沉积金属，形成正面电极，在衬底背面研磨减薄，沉积多层金属，形成背面电极。
10、所述掺杂硅衬底选择选择<100>或者<111>晶向的掺杂硅衬底，在掺杂硅衬底表面形成100-10000a的氧化层。
11、所述不同形状的trench俯视图形包含矩形，正方形，圆形，椭圆形或多边形。
12、所述不同形状的trench俯视图形成型过程为：在衬底表面均匀涂覆光刻胶，经曝光、显影操作，在氧化层上显影出不同形状trench俯视图形；其中，光刻胶通过转轮涂覆或喷涂均匀涂覆在氧化层表面。
13、所述刻蚀工艺选择干法刻蚀或湿法刻蚀；在刻蚀工艺完成后，去除氧化层，其中通过化学腐蚀法或干法去除氧化层。
14、所述沉积工艺包括化学气相沉积和物理气相沉积，封口方式采用化学气相沉积封口或在化学气相沉积封口中用二氧化硅或氮化硅作为封口材料，通过使用硅烷和氧气作为反应气体进行沉积；
15、物理气相沉积封口或在物理气相沉积封口中采用反应溅射的方式，以二氧化硅为靶材进行沉积。
16、所述正面电极形成方式为通过沉积工艺，在通孔和掺杂硅衬底表面沉积金属并图形化，形成正面电极；
17、所述背面电极形成方式具体为在减薄后的衬底背面沉积金属并图形化，形成背面电极；
18、其中，通过键合或其他互连技术将正面电极与背面电极连接起来。
19、所述trench满足的条件是：两trench之间的侧面面积之和大于trench间有源区底面积，以此保证各trench的面积之和大于以所有trench为一整体的面积；两trench的间距需保证高温扩散后所形成的扩散区不牵手，仍有间隙。
20、本专利技术的有益效果为：本专利技术基于既有工艺技术，利用掺杂多晶硅代替离子注入，可形成浓度均一，深/宽可精准调控的pn结，有利于精准调控钳位电压，且多trench并联，一方面可以增加pn结面积，有效增加浪涌电流吸收能力，另一方面并联的pn结可以降低体电阻，可得到低的钳位电压。
21、本专利技术中trench poly所形成的掺杂区比离子注入形成的掺杂区浓度分布更均匀，同时可以精准设计控制trenchpoly的形状大小及深度，精准控制钳位电压，相比常规tvs二极管整块的pn结区域，本专利技术所形成的trench poly pn结总面积远大于一整块pn结面积，可以有效增加tvs的浪涌电流吸收能力，正面金属通过通孔将各个trenchpoly并联，可以降低pn结的体电阻，从而得到低的钳位电压。
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1.一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，所述掺杂硅衬底选择选择<100>或者<111>晶向的掺杂硅衬底，在掺杂硅衬底表面形成100-10000A的氧化层。
3.根据权利要求1所述的一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，所述不同形状的trench俯视图形包含矩形，正方形，圆形，椭圆形或多边形。
4.根据权利要求3所述的一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，所述不同形状的trench俯视图形成型过程为：在衬底表面均匀涂覆光刻胶，经曝光、显影操作，在氧化层上显影出不同形状trench俯视图形；其中，光刻胶通过转轮涂覆或喷涂均匀涂覆在氧化层表面。
5.根据权利要求1所述的一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，所述刻蚀工艺选择干法刻蚀或湿法刻蚀；在刻蚀工艺完成后，去除氧化层，其中通过化学腐蚀法或干法去除氧化层。
6.根据权利要求1所述的一种大通流TVS二极管PN结的形
7.根据权利要求1所述的一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，所述正面电极形成方式为通过沉积工艺，在通孔和掺杂硅衬底表面沉积金属并图形化，形成正面电极；
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种大通流TVS二极管PN结的形成方法，其特征在于，所述trench满足的条件是：两trench之间的侧面面积之和大于trench间有源区底面积，以此保证各trench的面积之和大于以所有trench为一整体的面积；两trench的间距需保证高温扩散后所形成的扩散区不牵手，仍有间隙。
...【技术特征摘要】
1.一种大通流tvs二极管pn结的形成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大通流tvs二极管pn结的形成方法，其特征在于，所述掺杂硅衬底选择选择<100>或者<111>晶向的掺杂硅衬底，在掺杂硅衬底表面形成100-10000a的氧化层。
3.根据权利要求1所述的一种大通流tvs二极管pn结的形成方法，其特征在于，所述不同形状的trench俯视图形包含矩形，正方形，圆形，椭圆形或多边形。
4.根据权利要求3所述的一种大通流tvs二极管pn结的形成方法，其特征在于，所述不同形状的trench俯视图形成型过程为：在衬底表面均匀涂覆光刻胶，经曝光、显影操作，在氧化层上显影出不同形状trench俯视图形；其中，光刻胶通过转轮涂覆或喷涂均匀涂覆在氧化层表面。
5.根据权利要求1所述的一种大通流tvs二极管pn结的形成方法，其特征在于，所述刻蚀工艺选择干法刻蚀...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟伟，王行之，韩石磊，
申请(专利权)人：上海维攀微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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