【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体芯片，具体涉及一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片及其制备方法。
技术介绍
1、瞬态干扰是一种常见的电子线路故障现象，其主要表现为浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号。这些干扰信号的特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大，对电子设备尤其是控制系统的影响尤为严重。为了确保电子设备的正常运行，必须对瞬态干扰采取有效的抑制措施。瞬态干扰的来源多种多样，主要包括自然界电磁辐射、电网波动、设备切换等。当这些干扰作用于控制系统的电源电压时，会导致电压波动，进而影响控制系统的稳定性。在严重情况下，瞬态干扰甚至会导致控制系统内部设备损坏，从而引发安全事故。
2、目前常用半导体元件是采用瞬态电压抑制器、放电管等解决方案，而对于通讯信号传输电路的高密度集成，对于电压控制要求不断提升及不同方向的过电压控制差异性的要求，现有器件不能完全满足要求，为此本专利技术提出了非对称性器件，可提供一种更优的应对方案。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片及其制备方法。本专利技术芯片具有8v-330v范围较宽的触发电压，不同方向导通电压差可控制在20v-300v之间，跨度较大并可按要求调节，一个周期浪涌电流可达20a-200a，也可通过电感使已充满了电的电容放电，产生高能量的高压脉冲；本专利技术芯片具体负阻特性，导通状态下电压非常低，只有1.5v左右，瞬间能通过较大的电流，而一旦导通，便处于自锁状态，只有流过其本身的电流中断或小于关断电
2、为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其剖面结构包括第一导电类型衬底，所述第一导电类型衬底的两个表面分别定义为a表面和b表面；
4、在所述a表面内具有阵列分布的四个第二导电类型第一重掺区，分布在外围的两个所述第二导电类型第一重掺区之外分别呈轴对称非连接设置两个第一导电类型第一掺杂区，四个所述第二导电类型第一重掺区之间填充设置第二导电类型第三掺杂区，分布在内围的两个所述第二导电类型第一重掺区之间的所述第二导电类型第三掺杂区内设置第二导电类型第五掺杂区，所述第二导电类型第五掺杂区与内围的两个所述第二导电类型第一重掺区连接，分布在内围的两个所述第二导电类型第一重掺区之外分别呈轴对称连接设置两个第一发射区；
5、在所述b表面内具有整面第一导电类型重掺区，在所述第一导电类型重掺区上连接设置呈陈列分布的四个第二导电类型第二重掺区，分布在外围的两个所述第二导电类型第二重掺区之外分别呈轴对称非连接设置两个第一导电类型第二掺杂区，四个所述第二导电类型第二重掺区之间填充设置第二导电类型第四掺杂区，分布在内围的两个所述第二导电类型第二重掺区之间的所述第二导电类型第四掺杂区内设置第二导电类型第六掺杂区，所述第二导电类型第六掺杂区与内围的两个所述第二导电类型第二重掺区连接，分布在内围的两个所述第二导电类型第二重掺区之外分别呈轴对称连接设置两个第二发射区。
6、进一步地，所述b表面内：所述第二导电类型第二重掺区、所述第二导电类型第四掺杂区、所述第一导电类型重掺区、所述第二导电类型第六掺杂区、所述第一导电类型第二掺杂区的掺杂深度依次递减；所述第二发射区与所述第一导电类型第二掺杂区的掺杂深度相同；
7、所述a表面内：所述第二导电类型第一重掺区、所述第二导电类型第三掺杂区、所述第二导电类型第五掺杂区、所述第一导电类型第一掺杂区的掺杂深度依次递减；所述第一发射区与所述第一导电类型第一掺杂区的掺杂深度相同。
8、进一步地，所述第二导电类型第五掺杂区的宽度是芯片总宽度的3％-5％；所述第二导电类型第六掺杂区的宽度是芯片总宽度的30％-40％。
9、进一步地，所述b表面的内围两个第二导电类型第二重掺区之间的间距相较于所述a表面的内围两个第二导电类型第一重掺区之间的间距宽；
10、所述b表面的外围两个第二导电类型第二重掺区之间的间距与所述a表面的外围两个第二导电类型第一重掺区之间的间距相等且在空间位置上对应。
11、进一步地，所述b表面的两个所述第一导电类型第二掺杂区与所述a表面的两个所述第一导电类型第一掺杂区在空间位置上对应。
12、进一步地，所述a表面的外围两个所述第二导电类型第一重掺区的宽度较内围两个所述第二导电类型第一重掺区的宽度宽；
13、所述b表面的外围两个所述第二导电类型第二重掺区的宽度较内围两个所述第二导电类型第二重掺区的宽度宽。以上芯片具体尺寸需要根据器件大小及电气要求进行具体设计。
14、进一步地，所述a表面外连接设置第一金属电极；所述b表面外连接设置第二金属电极；在所述第一金属电极两侧连接设置绝缘层；在所述第二金属电极两侧连接设置绝缘层。
15、进一步地，当第一导电类型为n型掺杂元素时，则第二导电类型为p型掺杂元素；当第一导电类型为p型掺杂元素时，则第二导电类型为n型掺杂元素。例如当选择p型衬底时，则表面内的所有第一导电类型即为p型、所有第二导电类型即为n型；当选择n型衬底时，则表面内的所有第一导电类型即为n型，所有第二导电类型即为p型。
16、上述非对称性触发开关浪涌吸收芯片的制备方法，包括如下步骤：
17、s1、对第一导电类型衬底进行减薄处理或者腐蚀处理，对其中一个面打标，该打标的面定义为a表面，未打标的面定义为b表面；
18、s2、接着进行氧化处理，于两个表面形成氧化层，对所述b表面整面进行第一导电类型注入，于所述b表面内形成第一导电类型重掺区；
19、s3、接着再进行氧化处理，使得表面所述氧化层变厚，按照要求两面同时进行光刻处理定义出扩散区域，后续进行第二导电类型扩散，在所述a表面内形成四个阵列分布的第二导电类型第一重掺区、在所述b表面内形成四个阵列分布的第二导电类型第二重掺区；
20、s4、接着再进行氧化处理，按照要求两面同时进行光刻处理定义出注入区域，后续进行第二导电类型注入，在所述a表面内形成三个第二导电类型第三掺杂区、在所述b表面内形成三个第二导电类型第四掺杂区；
21、s5、接着进行高温推结(即热退火)处理；
22、s6、按照要求两面同时进行光刻处理定义出扩散区域以进行第一导电类型预扩散以及第一导电类型再扩散，在所述a表面内形成两个第一发射区和两个第一导电类型第一掺杂区、在所述b表面内形成两个第二发射区和两个第一导电类型第二掺杂区；
23、s7、按照要求两面同时进行光刻处理定义出扩散区域以进行第二导电类型扩散，在所述a表面内形成第二导电类型第五掺杂区、在所述b表面内形成第二导电类型第六掺杂区；
24、s8、cvd沉积绝缘层；
25、s9、去除电极区域的绝缘层，然后进行金属化处理，在所述a表面上得到第一金属电极，在所述b表面上得到第二金属电极。
26、进一步地，s1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，其剖面结构包括第一导电类型衬底，所述第一导电类型衬底的两个表面分别定义为A表面和B表面；
2.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述B表面内：所述第二导电类型第二重掺区、所述第二导电类型第四掺杂区、所述第一导电类型重掺区、所述第二导电类型第六掺杂区、所述第一导电类型第二掺杂区的掺杂深度依次递减；所述第二发射区与所述第一导电类型第二掺杂区的掺杂深度相同；
3.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述第二导电类型第五掺杂区的宽度是芯片总宽度的3％-5％；所述第二导电类型第六掺杂区的宽度是芯片总宽度的30％-40％。
4.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述B表面内的内围两个第二导电类型第二重掺区之间的间距相较于所述A表面的内围两个第二导电类型第一重掺区之间的间距宽；
5.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述A表面外连接设置第一金属电极；所述B表面外连接设置第二
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，当第一导电类型为N型掺杂元素时，则第二导电类型为P型掺杂元素；当第一导电类型为P型掺杂元素时，则第二导电类型为N型掺杂元素。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的非对称性触发开关浪涌吸收芯片的制备方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的非对称性触发开关浪涌吸收芯片的制备方法，其特征在于，S1中所述第一导电类型衬底的电阻率在0.002Ω·cm-50Ω·cm范围内，所述减薄处理或所述腐蚀处理至所述第一导电类型衬底的厚度为150μm-270μm；
9.根据权利要求7所述的非对称性触发开关浪涌吸收芯片的制备方法，其特征在于，S2中所述第一导电类型注入的条件为：能量80KEV-120KEV、剂量1×1014-1×1016/cm3；
10.根据权利要求7所述的非对称性触发开关浪涌吸收芯片的制备方法，其特征在于，S8中所述绝缘层(115)的结构由SIPOS层和二氧化硅层组合的复合层结构，其中所述SIPOS层层叠在衬底表面，所述二氧化硅层层叠在所述SIPOS层表面；
...【技术特征摘要】
1.一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，其剖面结构包括第一导电类型衬底，所述第一导电类型衬底的两个表面分别定义为a表面和b表面；
2.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述b表面内：所述第二导电类型第二重掺区、所述第二导电类型第四掺杂区、所述第一导电类型重掺区、所述第二导电类型第六掺杂区、所述第一导电类型第二掺杂区的掺杂深度依次递减；所述第二发射区与所述第一导电类型第二掺杂区的掺杂深度相同；
3.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述第二导电类型第五掺杂区的宽度是芯片总宽度的3％-5％；所述第二导电类型第六掺杂区的宽度是芯片总宽度的30％-40％。
4.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述b表面内的内围两个第二导电类型第二重掺区之间的间距相较于所述a表面的内围两个第二导电类型第一重掺区之间的间距宽；
5.根据权利要求1所述的一种非对称性触发开关浪涌吸收芯片，其特征在于，所述a表面外连接设置第一金属电极；所述b表面外连接设置第二金属电极；在所述第一金属电极两侧连接设置绝缘层；在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，耿恩厚，施小明，
申请(专利权)人：常州银河世纪微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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