專利名稱：低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，尤其是一種低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體過壓保護(hù)器件是一種新型的電壓抑制器。由于其響應(yīng)速度快、體積小、性能穩(wěn)定、短路保護(hù)及單位面積吸收浪涌能力強(qiáng)而廣泛地應(yīng)用于通信設(shè)備的抗浪涌保護(hù)電路中。半導(dǎo)體過壓保護(hù)器件的工作原理和基本結(jié)構(gòu)與晶閘管類似，大多采用兩端四層的PNPN結(jié)構(gòu)，通過PN結(jié)的雪崩擊穿或門極電流觸發(fā)器件快速導(dǎo)通，從而在有電浪涌出現(xiàn)時(shí)對(duì)通信設(shè)備起到限壓保護(hù)作用。目前，浪涌保護(hù)器件(surge Protection Device)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺 少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護(hù)器”，英文簡(jiǎn)寫為SPD?，F(xiàn)有的浪涌保護(hù)器件，主要應(yīng)用于第二代互聯(lián)網(wǎng)、第三代移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)電視交換設(shè)備的程控交換機(jī)、配線架、XDSL、通訊發(fā)射、線路接入復(fù)用器(IP DSLAM)、語音IP(VOIP)設(shè)備等一切需要防雷保護(hù)的領(lǐng)域，以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)免受瞬間過電壓的沖擊和破壞；由于具有高浪涌能力和低泄露，超低的關(guān)態(tài)電容，DP300為下一代高速傳輸網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)用的電壓或頻率提供極佳的線性度。但是現(xiàn)有的浪涌保護(hù)器件在保障設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行安全的時(shí)候，會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度，尤其是在數(shù)據(jù)傳輸速度高的電路中，效率極低。高頻帶寬通信網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)是近年高速發(fā)展的最新技術(shù)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有保護(hù)模塊在電容值、保護(hù)電壓、高壓雪崩電流等指標(biāo)達(dá)不到要求，尤其是電容值在200p左右，由于對(duì)信號(hào)衰減大、僅能適用于傳輸速率為l_8Mbps，不能滿足高速傳輸數(shù)據(jù)電路的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的浪涌保護(hù)器件在保障設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行安全的時(shí)候，會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度，效率不高，不能滿足現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展要求的問題，提出一種采用“平面+平衡結(jié)+SIPOS鈍化”工藝生產(chǎn)的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，具有電容小、抗電涌能力強(qiáng)和耐雪崩電流強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其小電容特點(diǎn)解決了防護(hù)產(chǎn)品對(duì)傳輸信息產(chǎn)生哀減的關(guān)鍵問題，適合在數(shù)據(jù)傳輸速度高的電路中使用。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，PN結(jié)為扁平PN結(jié)平衡結(jié)。本發(fā)明的半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的發(fā)射區(qū)分兩次注入。本發(fā)明的半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的P_區(qū)的厚度加深10% -20%。本發(fā)明的半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的N_區(qū)的厚度減薄10-20%。本發(fā)明的N+襯底為雙面拋光的硅片，片厚200-300 u m,電阻率為20-22%。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用扃平PN結(jié)平衡結(jié)結(jié)構(gòu)，改善電流密度分布；多層金屬膜電極使器件瞬態(tài)熱分布均勻，平衡小尺寸和浪涌能力，同時(shí)維持低電容和低泄露。本發(fā)明采用加深P—區(qū)厚度、發(fā)射區(qū)兩次注入、場(chǎng)板等技術(shù)提高了控制管EB結(jié)反向擊穿電壓，解決了 EB結(jié)反向擊穿電壓與P的矛盾通過對(duì)四重結(jié)構(gòu)晶閘管的NPN的@的控制，解決了維持電流及轉(zhuǎn)折電流的控制問題通過降低接觸電壓、減薄N—區(qū)、提高少子壽命、控制維持電流等措施降低了器件的導(dǎo)通壓降，提高器件性能。本發(fā)明采用“平面+平衡結(jié)+SIP0S”鈍化工藝，具有電容小、抗電涌能力強(qiáng)和耐雪崩電流強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其小電容特點(diǎn)解決了防護(hù)產(chǎn)品對(duì)傳輸信息產(chǎn)生哀減的關(guān)鍵問題，適合在數(shù)據(jù)傳輸速度高的電路中使用。 本發(fā)明采用“平面+平衡結(jié)+SIP0S”鈍化工藝，解決了防護(hù)產(chǎn)品對(duì)傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生的衰減、抗電涌和耐高壓雪崩電流的技術(shù)難題。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)抗雷電突破，瞬間過電壓防護(hù)，安全、可靠，納秒級(jí)反應(yīng)速度(< Ins):啟動(dòng)電壓SV-550V，瞬間沖擊電流20A — 3000A :無極性、雙向浪涌保護(hù)、對(duì)浪涌具有良好吸收性具有單硅片、雙硅片及三硅片3端子平衡型可應(yīng)用于電話機(jī)、傳真機(jī)、通訊接口、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)線路保護(hù)、配線架保安單元，程控機(jī)用戶電路、SUC電路、ISDN等。


圖I是本發(fā)明的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件制作的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。一種低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，PN結(jié)為扁平PN結(jié)平衡結(jié)。本發(fā)明的半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的發(fā)射區(qū)分兩次注入。本發(fā)明的半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的P_區(qū)的厚度加深10% -20%。本發(fā)明的半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的N—區(qū)的厚度減薄10-20%。本發(fā)明的N+襯底為雙面拋光的硅片，片厚200-300 iim，電阻率為20-22%。如圖I所示，是本發(fā)明的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的工藝流程示意圖，在工藝流程示意圖中，是以每次高溫過程為線索，從襯底的薄層氧化開始，到器件的基本結(jié)構(gòu)形成，描述了器件的工藝過程。在工藝過程中，原始N+襯底為雙面拋光的硅片，片厚200-300iim，電阻率為20-22%。在硅片厚度選擇時(shí)，減薄K區(qū)的厚度是降低晶閘管導(dǎo)通降壓的重要途徑。要減薄N_區(qū)的厚度就必須加深正、反面的結(jié)深或減薄硅片厚度，而加深正反面的結(jié)深相對(duì)困難，因此，綜合考慮減薄硅片的厚度在200-300 u m ;P_區(qū)的厚度加深10% -20%;N_區(qū)的厚度減薄10-20%來達(dá)到以上要求。本發(fā)明采用扃平PN結(jié)平衡結(jié)結(jié)構(gòu)，改善電流密度分布；多層金屬膜電極使器件瞬態(tài)熱分布均勻，平衡小尺寸和浪涌能力，同時(shí)維持低電容和低泄露。本發(fā)明采用加深P—區(qū)厚度、發(fā)射區(qū)兩次注入、場(chǎng)板等技術(shù)提高了控制管EB結(jié)反向擊穿電壓，解決了 EB結(jié)反向擊穿電壓與P的矛盾通過對(duì)四重結(jié)構(gòu)晶閘管的NPN的@的控制，解決了維持電流及轉(zhuǎn)折電流的控制問題通過降低接觸電壓、減薄N—區(qū)、提高少子壽命、控制維持電流等措施降低了器件的導(dǎo)通壓降，提高器件性能。
本發(fā)明采用“平面+平衡結(jié)+SIP0S”鈍化工藝，具有電容小、抗電涌能力強(qiáng)和耐雪崩電流強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其小電容特點(diǎn)解決了防護(hù)產(chǎn)品對(duì)傳輸信息產(chǎn)生哀減的關(guān)鍵問題，適合在數(shù)據(jù)傳輸速度高的電路中使用。本發(fā)明采用“平面+平衡結(jié)+SIP0S”鈍化工藝，解決了防護(hù)產(chǎn)品對(duì)傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生的衰減、抗電涌和耐高壓雪崩電流的技術(shù)難題。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)抗雷電突破，瞬間過電壓防護(hù)，安全、可靠，納秒級(jí)反應(yīng)速度(< Ins):啟動(dòng)電壓SV-550V，瞬間沖擊電流20A — 3000A :無極性、雙向浪涌保護(hù)、對(duì)浪涌具有良好吸收性具有單硅片、雙硅片及三硅片3端子平衡型可應(yīng)用于電話機(jī)、傳真機(jī)、通訊接口、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)線路保護(hù)、配線架保安單元，程控機(jī)用戶電路、SUC電路、ISDN等。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，其特征是PN結(jié)為扁平PN結(jié)平衡結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，其特征是該半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的發(fā)射區(qū)分兩次注入。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，其特征是該半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的p_區(qū)的厚度加深10% -20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，其特征是該半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的N_區(qū)的厚度減薄10-20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，其特征是所述的N+襯底為雙面拋光的硅片，片厚200-300 μ m，電阻率為20-22%。
全文摘要
一種低電容高速傳輸半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件，PN結(jié)為扁平PN結(jié)平衡結(jié)；半導(dǎo)體浪涌保護(hù)器件的發(fā)射區(qū)分兩次注入；的P-區(qū)的厚度加深10％-20％；N-區(qū)的厚度減薄10-20％；N+襯底為雙面拋光的硅片，片厚200-300μm，電阻率為20-22％。本發(fā)明采用扃平PN結(jié)平衡結(jié)結(jié)構(gòu)，改善電流密度分布。采用加深P-區(qū)厚度、發(fā)射區(qū)兩次注入、場(chǎng)板等技術(shù)提高了控制管EB結(jié)反向擊穿電壓，解決了EB結(jié)反向擊穿電壓與β的矛盾通過對(duì)四重結(jié)構(gòu)晶閘管的NPN的β的控制，解決了維持電流及轉(zhuǎn)折電流的控制問題通過降低接觸電壓、減薄N-區(qū)、提高少子壽命。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102769026SQ20111011787
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者肖志良 申請(qǐng)人:江蘇錦豐電子有限公司