本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

恒流源是一種常用的電子設(shè)備和裝置，在電子線路中使用相當(dāng)廣泛。恒流源用于保護(hù)整個(gè)電路，即使出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定或負(fù)載電阻變化很大的情況，都能確保供電電流的穩(wěn)定。恒流二極管(CRD，Current Regulative Diode)是一種半導(dǎo)體恒流器件，其用兩端結(jié)型場效應(yīng)管作為恒流源代替普通的由晶體管、穩(wěn)壓管和電阻等多個(gè)元件組成的恒流源，可以在一定的工作范圍內(nèi)保持一個(gè)恒定的電流值，其正向工作時(shí)為恒流輸出，輸出電流在幾毫安到幾十毫安之間，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了電路結(jié)構(gòu)簡單、器件體積小、器件可靠性高等目的。另外恒流器件的外圍電路非常簡單，使用方便，經(jīng)濟(jì)可靠，已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、儀表儀器、保護(hù)電路等領(lǐng)域。但是，目前的恒流器件并不能應(yīng)對惡劣的外界環(huán)境，在受到雷擊，或電網(wǎng)波動(dòng)產(chǎn)生的大電壓，大電流的情況很容易燒毀，導(dǎo)致后續(xù)的驅(qū)動(dòng)電路的安全也難以保障，在恒流器件外圍集成瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS，Transient Voltage Suppressor)后，恒流器件和整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的抗浪涌能力都能得到增強(qiáng)，可靠性大大提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是將雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管集成到恒流器件外圍，形成一個(gè)三端器件來驅(qū)動(dòng)電路，提高抗浪涌能力，進(jìn)一步保障了器件和電路的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件，其特征在于：包括集成在同一硅基片上的恒流器件結(jié)構(gòu)和雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)；所述恒流器件結(jié)構(gòu)和雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)共用如下部分：N型摻雜襯底，N型摻雜襯底下表面的第三P型重?fù)诫s區(qū)，第三P型重?fù)诫s區(qū)下表面的陽極，位于N型摻雜襯底之上的N型摻雜外延層；

所述恒流器件結(jié)構(gòu)還包括：N型摻雜外延層內(nèi)部靠近上表面的兩個(gè)第一擴(kuò)散P型阱區(qū)，兩個(gè)第一擴(kuò)散P型阱區(qū)內(nèi)部設(shè)有上表面和N型摻雜外延層上表面平齊的N型重?fù)诫s區(qū)和第一P型重?fù)诫s區(qū)，兩個(gè)第一擴(kuò)散P型阱區(qū)內(nèi)部的N型重?fù)诫s區(qū)和第一P型重?fù)诫s區(qū)關(guān)于恒流器件結(jié)構(gòu)的中心鏡像對稱，在N型重?fù)诫s區(qū)和N型摻雜外延層之間的第一擴(kuò)散P型阱區(qū)的上表面嵌入N型溝道區(qū)，兩個(gè)N型重?fù)诫s區(qū)之間的N型摻雜外延層的上表面和N型溝道區(qū)上表面被第一氧化層覆蓋，N型重?fù)诫s區(qū)、第一P型重?fù)诫s區(qū)和第一氧化層的上表面被第一金屬陰極覆蓋，所述N型重?fù)诫s區(qū)、第一P型重?fù)诫s區(qū)和第一金屬陰極形成歐姆接觸，所述第三P型重?fù)诫s區(qū)和陽極形成歐姆接觸；

所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)還包括：遠(yuǎn)離N型重?fù)诫s區(qū)的第一P型重?fù)诫s區(qū)外側(cè)的第二P型重?fù)诫s區(qū)、覆蓋N型摻雜外延層和第二P型重?fù)诫s區(qū)邊緣上表面的第二氧化層，位于第二P型重?fù)诫s區(qū)上表面的第二金屬陰極，第二P型重?fù)诫s區(qū)的上表面和N型摻雜外延層上表面平齊，所述第二P型重?fù)诫s區(qū)和第二金屬陰極形成歐姆接觸。

作為優(yōu)選方式，雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)還包括位于兩個(gè)擴(kuò)散P型阱區(qū)外側(cè)的N型摻雜外延層內(nèi)部靠近上表面的第二擴(kuò)散P型阱區(qū)，所述第二P型重?fù)诫s區(qū)位于第二擴(kuò)散阱區(qū)內(nèi)部。

作為優(yōu)選方式，所述第一擴(kuò)散P型阱區(qū)和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)之間設(shè)置隔離區(qū)。隔離區(qū)可以由刻槽或填充隔離介質(zhì)形成設(shè)置隔離區(qū)可以使相同的耐壓下縮短第一擴(kuò)散P型阱區(qū)和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)之間的距離，使整個(gè)器件集成度更高。

作為優(yōu)選方式，所述器件中各摻雜類型可相應(yīng)變?yōu)橄喾吹膿诫s，即P型摻雜變?yōu)镹型摻雜的同時(shí)，N型摻雜變?yōu)镻型摻雜。

作為優(yōu)選方式，N型摻雜外延層由多次外延形成。

作為優(yōu)選方式，所述恒流器件結(jié)構(gòu)是平面型或槽型。

作為優(yōu)選方式，第一擴(kuò)散P型阱區(qū)、第二擴(kuò)散P型阱區(qū)、N型溝道區(qū)采用挖槽填充的方式形成。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供一種上述三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：采用N型硅片作為襯底，在其表面進(jìn)行N型摻雜外延，形成N型摻雜外延層；

步驟2：進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)的注入前預(yù)氧；

步驟3：光刻第一擴(kuò)散P型阱區(qū)窗口，進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)注入；

步驟4：然后進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)推結(jié)，刻蝕多余的氧化層；

步驟5：進(jìn)行N型溝道區(qū)注入前預(yù)氧，進(jìn)行N型溝道區(qū)的注入；

步驟6：光刻N(yùn)型重?fù)诫s區(qū)窗口，進(jìn)行N型重?fù)诫s區(qū)注入；光刻第一P型重?fù)诫s區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)窗口，進(jìn)行第一P型重?fù)诫s區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)注入，刻蝕多余的氧化層；N型重?fù)诫s區(qū)、第一P型重?fù)诫s區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)的注入無先后順序；

步驟7：淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第一氧化層，步驟1之后步驟2之前淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第二氧化層；

步驟8：歐姆孔刻蝕，淀積鋁金屬；

步驟9：刻蝕金屬，形成第一金屬陰極、第二金屬陰極；

步驟10：淀積鈍化層，刻第一陰極PAD孔、第二陰極PAD孔；

步驟11：將硅片減薄，在N型摻雜襯底下表面注入第三P型重?fù)诫s區(qū)；

步驟12：第三P型重?fù)诫s區(qū)1下表面形成陽極；

步驟13：淀積鈍化層，刻陽極PAD孔。

在設(shè)置了第二擴(kuò)散P型阱區(qū)的情況下，本發(fā)明的三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的制造方法進(jìn)一步包括如下步驟：

步驟1：采用N型硅片作為襯底，在其表面進(jìn)行N型摻雜外延，形成N型摻雜外延層；

步驟2：進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)的注入前預(yù)氧；

步驟3：光刻第一擴(kuò)散P型阱區(qū)窗口，進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)注入；

步驟4：然后進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)推結(jié)，刻蝕多余的氧化層；

步驟5：進(jìn)行N型溝道區(qū)注入前預(yù)氧，進(jìn)行N型溝道區(qū)的注入；

步驟5-1：在步驟(1)之后和步驟(6)之前的任意位置，按如下方法生成第二擴(kuò)散P型阱區(qū)：進(jìn)行第二擴(kuò)散P型阱區(qū)的注入前預(yù)氧；光刻第二擴(kuò)散P型阱區(qū)窗口，進(jìn)行第二擴(kuò)散P型阱區(qū)注入、推結(jié)，刻蝕多余的氧化層；

步驟6：光刻N(yùn)型重?fù)诫s區(qū)窗口，進(jìn)行N型重?fù)诫s區(qū)注入；光刻第一P型重?fù)诫s區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)窗口，進(jìn)行第一P型重?fù)诫s區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)注入，刻蝕多余的氧化層；N型重?fù)诫s區(qū)、第一P型重?fù)诫s區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)的注入無先后順序；

步驟7：淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第一氧化層，步驟1之后步驟2之前淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第二氧化層；

步驟8：歐姆孔刻蝕，淀積鋁金屬；

步驟9：刻蝕金屬，形成第一金屬陰極、第二金屬陰極；

步驟10：淀積鈍化層，刻第一陰極PAD孔、第二陰極PAD孔；

步驟11：將硅片減薄，在N型摻雜襯底下表面注入第三P型重?fù)诫s區(qū)；

步驟12：第三P型重?fù)诫s區(qū)1下表面形成陽極；

步驟13：淀積鈍化層，刻陽極PAD孔。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明將雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管和恒流器件集成在一起，使得恒流器件具備了一定的抗浪涌能力，增強(qiáng)了恒流器件以及由其組成的系統(tǒng)的可靠性。

2、本發(fā)明通過一套工藝將雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管和恒流器件集成在同一硅基上，與外接分立的瞬態(tài)電壓抑制二極管相比，大大縮減了面積。

3、本發(fā)明中可以通過調(diào)節(jié)第二擴(kuò)散P型阱區(qū)、第二P型重?fù)诫s區(qū)和第三P型重?fù)诫s區(qū)的結(jié)深和濃度來得到合適的瞬態(tài)電壓抑制二極管的擊穿電壓，鉗位電壓及峰值脈沖電流。

4、本發(fā)明中第三P型重?fù)诫s區(qū)與N型摻雜襯底構(gòu)成一個(gè)二極管與集成的瞬態(tài)電壓抑制二極管連接，通過調(diào)節(jié)第三P型重?fù)诫s區(qū)與N型摻雜襯底的濃度來降低瞬態(tài)電壓抑制二極管的電容，加快響應(yīng)速度。

5、本發(fā)明中第一擴(kuò)散P型阱區(qū)、第二擴(kuò)散P型阱區(qū)可共用同一道掩膜版，可節(jié)省工藝成本，第一擴(kuò)散P型阱區(qū)、第二擴(kuò)散P型阱區(qū)的結(jié)深和濃度分布相同；也可以用不同的掩模版，其結(jié)深和摻雜濃度分布不同。

6、本發(fā)明中第一P型重?fù)诫s區(qū)和第二P型重?fù)诫s區(qū)可共用同一道掩膜版，也可以用不同的掩模版。

7、本發(fā)明相關(guān)參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，大大增加了器件設(shè)計(jì)的靈活性。

附圖說明

圖1為(a)、(b)分別為本發(fā)明的三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件應(yīng)用示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的工藝仿真示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的正向電流電壓特性曲線圖；

圖5(1)-圖5(6)為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的制造方法的工藝流程示意圖；

圖6(1)-圖6(6)為圖5器件制造過程中對應(yīng)的工藝仿真圖；

其中，1為第三P型重?fù)诫s區(qū)，2為N型摻雜襯底，3為N型摻雜外延層，4為第一擴(kuò)散P型阱區(qū)，5為第二擴(kuò)散P型阱區(qū)，6為N型溝道區(qū)，7為N型重?fù)诫s區(qū)，8為第一P型重?fù)诫s區(qū)，9為第二P型重?fù)诫s區(qū)，10為第一氧化層，11為第二氧化層，12為第一金屬陰極，13為第二金屬陰極，14為陽極。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件，包括集成在同一硅基片上的恒流器件結(jié)構(gòu)和雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)；所述恒流器件結(jié)構(gòu)和雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)共用如下部分：N型摻雜襯底2，N型摻雜襯底2下表面的第三P型重?fù)诫s區(qū)1，第三P型重?fù)诫s區(qū)1下表面的金屬陽極14，位于N型摻雜襯底2之上的N型摻雜外延層3；

所述恒流器件結(jié)構(gòu)還包括：N型摻雜外延層3內(nèi)部靠近上表面的兩個(gè)第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4，兩個(gè)第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4內(nèi)部設(shè)有上表面和N型摻雜外延層3上表面平齊的N型重?fù)诫s區(qū)7和第一P型重?fù)诫s區(qū)8，兩個(gè)第一擴(kuò)散P型阱區(qū)內(nèi)部的N型重?fù)诫s區(qū)7和第一P型重?fù)诫s區(qū)8關(guān)于恒流器件結(jié)構(gòu)的中心鏡像對稱，在N型重?fù)诫s區(qū)7和N型摻雜外延層3之間的第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4的上表面嵌入N型溝道區(qū)6，兩個(gè)N型重?fù)诫s區(qū)7之間的N型摻雜外延層3的上表面和N型溝道區(qū)6上表面被第一氧化層10覆蓋，N型重?fù)诫s區(qū)7、第一P型重?fù)诫s區(qū)8和第一氧化層10的上表面被第一金屬陰極12覆蓋，所述N型重?fù)诫s區(qū)7、第一P型重?fù)诫s區(qū)8和第一金屬陰極12形成歐姆接觸，所述第三P型重?fù)诫s區(qū)1和陽極14形成歐姆接觸；

所述雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)還包括：遠(yuǎn)離N型重?fù)诫s區(qū)7的第一P型重?fù)诫s區(qū)8外側(cè)的第二P型重?fù)诫s區(qū)9、覆蓋N型摻雜外延層3和第二P型重?fù)诫s區(qū)9邊緣上表面的第二氧化層11，位于第二P型重?fù)诫s區(qū)9上表面的第二金屬陰極13，第二P型重?fù)诫s區(qū)9的上表面和N型摻雜外延層3上表面平齊，所述第二P型重?fù)诫s區(qū)9和第二金屬陰極13形成歐姆接觸。

雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管結(jié)構(gòu)還包括位于兩個(gè)擴(kuò)散P型阱區(qū)4外側(cè)的N型摻雜外延層3內(nèi)部靠近上表面的第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5，所述第二P型重?fù)诫s區(qū)9位于第二擴(kuò)散阱區(qū)5內(nèi)部。

所述三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件第三P型重?fù)诫s區(qū)1與N型襯底2構(gòu)成一個(gè)二極管與集成的瞬態(tài)電壓抑制二極管連接，通過調(diào)節(jié)第三P型重?fù)诫s區(qū)1與N型襯底2的濃度、結(jié)深和厚度來控制瞬態(tài)電壓抑制二極管的電容，從而控制響應(yīng)時(shí)間。

通過在第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4表面注入磷離子與P型阱區(qū)補(bǔ)償形成薄層溝道，即為N型溝道區(qū)6，本發(fā)明即通過N型溝道區(qū)6導(dǎo)電，器件的電流能力可通過控制N型溝道區(qū)6注入的劑量和能量、N型溝道區(qū)6的溝道長度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述N型溝道區(qū)6是在熱擴(kuò)散形成P阱后，通過磷離子淺層注入得到的。

三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件中的第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4、第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5采用硼離子注入，然后進(jìn)行熱擴(kuò)散推結(jié)得到，可通過調(diào)節(jié)硼注入?yún)^(qū)域、注入劑量、能量及推結(jié)時(shí)間控制所形成的擴(kuò)散P型阱區(qū)的寬度、擴(kuò)散P型阱區(qū)間間距及N型溝道區(qū)6的長度。

所述第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5之間設(shè)置隔離區(qū)。隔離區(qū)可以由刻槽或填充隔離介質(zhì)形成設(shè)置隔離區(qū)可以使相同的耐壓下縮短第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5之間的距離，使整個(gè)器件集成度更高。

其第二金屬陰極作為泄放電流通路可與第一金屬陰極連接構(gòu)成二端器件。

所述器件中各摻雜類型可相應(yīng)變?yōu)橄喾吹膿诫s，即P型摻雜變?yōu)镹型摻雜的同時(shí)，N型摻雜變?yōu)镻型摻雜。

第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5之間的距離可根據(jù)具體要求調(diào)節(jié)。第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5的結(jié)深和濃度可相同或不同。第一P型重?fù)诫s區(qū)8和第二P型重?fù)诫s區(qū)9的結(jié)深和濃度可相同或不同。

N型摻雜外延層3由多次外延形成。

所述恒流器件結(jié)構(gòu)是平面型或槽型。

第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4、第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5、N型耗盡型溝道區(qū)6采用挖槽填充的方式形成。

本實(shí)施例還提供一種上述三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：采用N型硅片作為襯底，在其表面進(jìn)行N型摻雜外延，形成N型摻雜外延層3；

步驟2：進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4的注入前預(yù)氧；

步驟3：光刻第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4窗口，進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4注入；

步驟4：然后進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4推結(jié)，刻蝕多余的氧化層；

步驟5：進(jìn)行N型溝道區(qū)6注入前預(yù)氧，進(jìn)行N型溝道區(qū)6的注入；

步驟6：光刻N(yùn)型重?fù)诫s區(qū)7窗口，進(jìn)行N型重?fù)诫s區(qū)7注入；光刻第一P型重?fù)诫s區(qū)8、第二P型重?fù)诫s區(qū)9窗口，進(jìn)行第一P型重?fù)诫s區(qū)8、第二P型重?fù)诫s區(qū)9注入，刻蝕多余的氧化層；N型重?fù)诫s區(qū)7、第一P型重?fù)诫s區(qū)8、第二P型重?fù)诫s區(qū)9的注入無先后順序；

步驟7：淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第一氧化層10，步驟1之后步驟2之前淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第二氧化層11；

步驟8：歐姆孔刻蝕，淀積鋁金屬；

步驟9：刻蝕金屬，形成第一金屬陰極12、第二金屬陰極13；

步驟10：淀積鈍化層，刻第一陰極PAD孔、第二陰極PAD孔；

步驟11：將硅片減薄，在N型摻雜襯底2下表面注入第三P型重?fù)诫s區(qū)1；

步驟12：第三P型重?fù)诫s區(qū)1下表面形成金屬陽極14；

步驟13：淀積鈍化層，刻陽極PAD孔。

在設(shè)置了第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5的情況下，本實(shí)施例的三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的制造方法包括如下步驟：

步驟1：采用N型硅片作為襯底，在其表面進(jìn)行N型摻雜外延，形成N型摻雜外延層3；

步驟2：進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4的注入前預(yù)氧；

步驟3：光刻第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4窗口，進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4注入；

步驟4：然后進(jìn)行第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4推結(jié)，刻蝕多余的氧化層；

步驟5：進(jìn)行N型溝道區(qū)6注入前預(yù)氧，進(jìn)行N型溝道區(qū)6的注入；

步驟5-1：在步驟(1)之后和步驟(6)之前的任意位置，按如下方法生成第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5：進(jìn)行第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5的注入前預(yù)氧；光刻第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5窗口，進(jìn)行第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5注入、推結(jié)，刻蝕多余的氧化層；

步驟6：光刻N(yùn)型重?fù)诫s區(qū)7窗口，進(jìn)行N型重?fù)诫s區(qū)7注入；光刻第一P型重?fù)诫s區(qū)8、第二P型重?fù)诫s區(qū)9窗口，進(jìn)行第一P型重?fù)诫s區(qū)8、第二P型重?fù)诫s區(qū)9注入，刻蝕多余的氧化層；N型重?fù)诫s區(qū)7、第一P型重?fù)诫s區(qū)8、第二P型重?fù)诫s區(qū)9的注入無先后順序；

步驟7：淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第一氧化層10，步驟1之后步驟2之前淀積氧化層，光刻、刻蝕形成第二氧化層11；

步驟8：歐姆孔刻蝕，淀積鋁金屬；

步驟9：刻蝕金屬，形成第一金屬陰極12、第二金屬陰極13；

步驟10：淀積鈍化層，刻第一陰極PAD孔、第二陰極PAD孔；

步驟11：將硅片減薄，在N型摻雜襯底2下表面注入第三P型重?fù)诫s區(qū)1；

步驟12：第三P型重?fù)诫s區(qū)1下表面形成陽極14；

步驟13：淀積鈍化層，刻陽極PAD孔。

第三P型重?fù)诫s區(qū)1可采用背面注入工藝，采用硼離子注入，可通過調(diào)節(jié)注入劑量和能量控制第三P型重?fù)诫s區(qū)深度。

本發(fā)明的工作原理為：

以一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件在LED驅(qū)動(dòng)電路中的應(yīng)用為例，一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件接入LED驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示，一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件金屬陽極14連接市電經(jīng)過變壓整流后的高電位端，第一金屬陰極12接LED燈串的輸入端，第二金屬陰極13接地為浪涌泄放大電流，在沒用浪涌的正常工作條件下，恒流器件外圍的瞬態(tài)電壓抑制二極管不工作，恒流器件正常工作，正常驅(qū)動(dòng)后續(xù)的LED燈串；在有瞬態(tài)高能沖擊恒流器件和驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，N型摻雜襯底2電位高于與接地的第二金屬陰極13相接的第二P型重?fù)诫s區(qū)9，所以N型襯底2、N型摻雜外延層3的電位高于第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5、第二P型重?fù)诫s區(qū)9，使得PN結(jié)反偏發(fā)生雪崩擊穿，雪崩電離產(chǎn)生大電流從第二陰極13流到地，因此達(dá)到泄放大電流，快速從高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)，將恒流器件和驅(qū)動(dòng)電路的兩端鉗位在安全的電壓，吸收浪涌功率，使得恒流器件和驅(qū)動(dòng)電路免受浪涌脈沖的破壞，同時(shí)第三P型重?fù)诫s區(qū)1和N型襯底2形成了相當(dāng)于與瞬態(tài)電壓抑制二極管相連的二極管，從整個(gè)器件的電容角度看，相當(dāng)于瞬態(tài)電壓抑制二極管的電容串聯(lián)了一個(gè)電容，減小了整個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管的電容，縮短浪涌沖擊時(shí)瞬態(tài)電壓抑制二極管的響應(yīng)時(shí)間，提高了可靠性。

借助TSUPREM4及MEDICI仿真軟件對如圖1(a)所示的一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件及相同條件下的恒流器件進(jìn)行工藝仿真并比較。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件及相同條件下的恒流器件通過仿真得到的i-v特性曲線圖。從圖4中可看出，在達(dá)到所設(shè)正向電壓條件后，器件擊穿，泄放電流。

圖5(1)-圖5(6)為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三端自帶防護(hù)功能的垂直型恒流器件的制造方法工藝流程示意圖；圖6(1)-圖6(6)為圖5器件制造過程中對應(yīng)的工藝仿真圖。其中，圖5(1)為初始硅片；圖5(2)為硅片正面外延；圖5(3)為P型摻雜注入推結(jié)形成第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5；圖5(4)為調(diào)溝注入及N型重?fù)诫s注入、P型重?fù)诫s注入；圖5(5)為正面淀積氧化層、金屬層及鈍化；圖5(6)為硅片背面P型重?fù)诫s注入、淀積金屬層及鈍化。初始硅片以其中一面為正面外延后，進(jìn)行預(yù)氧及P型重?fù)诫s注入，注入劑量根據(jù)不同電流能力調(diào)節(jié)，而后進(jìn)行推結(jié)形成第一擴(kuò)散P型阱區(qū)4和第二擴(kuò)散P型阱區(qū)5；然后，預(yù)氧后進(jìn)行調(diào)溝注入，形成表面耗盡溝道，再進(jìn)行N型重?fù)诫s注入、P型重?fù)诫s注入，刻蝕多余的氧化層；然后正面淀積氧化層、金屬層及鈍化；再進(jìn)行背面減薄、P型重?fù)诫s背面注入；最后背面淀積金屬層及鈍化。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。