本發(fā)明涉及一種TVS管的制作方法。

背景技術(shù)：

瞬態(tài)電壓抑制器(TVS，Transient Voltage Suppressor)是一種PN結(jié)雪崩二極管器件，用來保護(hù)敏感器件和電路系統(tǒng)防止電壓瞬變和浪涌的瞬態(tài)干擾。當(dāng)TVS管受到反向瞬態(tài)高電壓沖擊時(shí)，TVS管由于PN結(jié)雪崩效應(yīng)，能迅速將原來的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗晕找粋€(gè)瞬間大電流，并使兩級(jí)間電壓箝制在一個(gè)預(yù)定值，從而保護(hù)電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。

當(dāng)TVS管輸入瞬態(tài)反向電壓時(shí)，雪崩TVS二極管反偏，低電容二極管正偏。正偏PN結(jié)電容會(huì)隨外加電壓的變化而改變。一般TVS管電容的測(cè)試是在0V下測(cè)試的，但實(shí)際的應(yīng)用中，電壓是變化的，由于PN結(jié)勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容都隨電壓增加而增加，就會(huì)導(dǎo)致TVS管電容的增加。在特定的電路應(yīng)用中，不穩(wěn)定的電容會(huì)導(dǎo)致電路性能的不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的TVS管的電容穩(wěn)定性差的缺陷，提出了一種提高TVS管電容穩(wěn)定性的TVS管的制作方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：

一種TVS管的制作方法，包括以下步驟：

S1、在所述TVS管完成前半段工藝后形成器件區(qū)域，在所述初始器件區(qū)域進(jìn)行隔離槽刻蝕；

S2、在所述隔離槽內(nèi)熱氧化生長第一預(yù)設(shè)厚度的二氧化硅；

S3、在所述隔離槽的二氧化硅上通過化學(xué)氣相淀積生長第二預(yù)設(shè)厚度的N型摻雜多晶硅以填滿所述隔離槽；

S4、用光刻膠遮擋住介質(zhì)電容區(qū)和隔離槽進(jìn)行光刻后，再進(jìn)行多晶硅刻蝕，刻蝕完成后將光刻膠去除；

S5、在所述多晶硅上采用LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低壓力化學(xué)氣相沉積)淀積第三預(yù)設(shè)厚度的氮化硅；

S6、淀積第四預(yù)設(shè)厚度的層間介質(zhì)層，采用接觸式刻蝕方法刻蝕出引線孔；

S7、在所述引線孔上淀積頂層金屬層。

較佳地，在步驟S3中，并將具有第二預(yù)設(shè)厚度的N型摻雜多晶硅作為所述TVS管的介質(zhì)電容區(qū)的下極板。

較佳地，在步驟S6中，在進(jìn)行刻蝕時(shí)，刻蝕掉二氧化硅并在所述介質(zhì)電容區(qū)保留氮化硅；

在步驟S7中，將所述頂層金屬層作為上極板和電極。

較佳地，所述第四預(yù)設(shè)厚度為3000A～7000A。

較佳地，在步驟S6之前還包括以下步驟：

S56、在所述氮化硅上淀積第五預(yù)設(shè)厚度的第一金屬層后，對(duì)所述第一金屬層進(jìn)行光刻和刻蝕，并將所述第一金屬層作為介質(zhì)電容區(qū)的上極板；

在步驟S6中，在淀積第四預(yù)設(shè)厚度的層間介質(zhì)層后，再采用接觸式刻蝕方法在所述層間介質(zhì)層的所述TVS管的器件區(qū)域、所述上極板和所述下極板上方分別刻蝕出引線孔。

較佳地，在步驟S6中，在淀積第四預(yù)設(shè)厚度的層間介質(zhì)層之后，通過化學(xué)機(jī)械拋光磨去第六預(yù)設(shè)厚度的層間介質(zhì)層，再進(jìn)行刻蝕。

較佳地，所述第一金屬層的材質(zhì)為AlCu或TiN，所述第四預(yù)設(shè)厚度為3微米～4微米，所述第五預(yù)設(shè)厚度為1000A～5000A，所述第六預(yù)設(shè)厚度為0.5微米～1.5微米。

較佳地，在步驟S1中，所述隔離槽的深度為20微米～30微米，所述隔離槽的寬度為1微米～2微米。

較佳地，在步驟S2中，所述第一預(yù)設(shè)厚度為400A～1000A；在步驟S3中，所述第二預(yù)設(shè)厚度為4000A～8000A；在步驟S6中，所述第三預(yù)設(shè)厚度為600A～1000A；所述頂層金屬層的材質(zhì)為AlCu。

較佳地，在步驟S7中，在所述引線孔上淀積頂層金屬層之前，淀積金屬鎢以填充所述引線孔，并采用化學(xué)機(jī)械拋光將其他區(qū)域的金屬鎢去除。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明的TVS管的制作方法通過在低電容TVS管工藝的基礎(chǔ)上，以及在不改變器件區(qū)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過增加MIP(Metal Isolation Poly，一種金屬和絕緣層的層疊結(jié)構(gòu))介質(zhì)電容，獲得的TVS管的電容可以達(dá)到原TVS管的電容的5-10倍，通過并聯(lián)介質(zhì)電容來減小PN結(jié)電容變化對(duì)電路電容的影響，提高TVS管的電容穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的TVS管的制作方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的TVS管的制作方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種TVS管的制作方法，包括以下步驟：

步驟101、在所述TVS管完成前半段工藝后形成器件區(qū)域，在所述器件區(qū)域進(jìn)行隔離槽刻蝕。所述TVS管的前半段工藝為現(xiàn)有半導(dǎo)體制作的常用工藝，包括外延和注入層次。所述隔離槽的深度為0微米～30微米，所述隔離槽的寬度為1微米～2微米。

步驟102、在所述隔離槽內(nèi)熱氧化生長第一預(yù)設(shè)厚度的二氧化硅。通過在隔離槽中形成致密氧化層起到隔離作用，防止漏電。所述第一預(yù)設(shè)厚度為400A～1000A。

步驟103、在所述隔離槽的二氧化硅上通過化學(xué)氣相淀積生長第二預(yù)設(shè)厚度的N型摻雜多晶硅以填滿所述隔離槽。并將所述N型摻雜多晶硅作為所述TVS管的介質(zhì)電容區(qū)的下極板。所述第二預(yù)設(shè)厚度為4000A～8000A。

步驟104、用光刻膠遮擋住介質(zhì)電容區(qū)和隔離槽進(jìn)行光刻后，再進(jìn)行多晶硅刻蝕，刻蝕完成后將光刻膠去除。只采用一次光刻，使工藝更簡單。

步驟105、在所述多晶硅上采用LPCVD淀積第三預(yù)設(shè)厚度的氮化硅?？梢愿鶕?jù)淀積的氮化硅的厚度不同，得到不同的電容值的TVS管。所述第三預(yù)設(shè)厚度為600A～1000A。

步驟106、淀積3000A～7000A的層間介質(zhì)層，采用接觸式方法刻蝕出引線孔，在進(jìn)行刻蝕時(shí)，刻蝕掉二氧化硅并在所述介質(zhì)電容區(qū)保留氮化硅。

步驟107、在所述引線孔上淀積頂層金屬層，將所述頂層金屬層作為上極板和電極。所述頂層金屬層的材質(zhì)為AlCu。

在本方案中，在不改變TVS管的器件區(qū)域結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過改變后端工藝，通過增加和并聯(lián)MIP介質(zhì)電容，使TVS管的電容可以達(dá)到原TVS管電容的5倍～10倍，通過并聯(lián)介質(zhì)電容來減小由于PN結(jié)電容變化對(duì)TVS管所在的總電路的影響，以提高TVS管的電容穩(wěn)定性。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例的TVS管的制作方法中的步驟101～步驟105與實(shí)施例1中的TVS管的制作方法中的步驟101～步驟105相同，不同之處在于，本實(shí)施例的TVS管的制作方法在步驟105之后還依次包括以下步驟：

S156、在所述氮化硅上淀積第五預(yù)設(shè)厚度的第一金屬層后，對(duì)所述第一金屬層進(jìn)行光刻和刻蝕，并將所述第一金屬層作為介質(zhì)電容區(qū)的上極板。在刻蝕過程中，只保留介質(zhì)電容區(qū)的第一金屬層，所述第一金屬層的材質(zhì)為AlCu或TiN。所述第五預(yù)設(shè)厚度為1000A～5000A。

S106＇、淀積厚度為3微米～4微米的層間介質(zhì)層，通過化學(xué)機(jī)械拋光磨去厚度為0.5微米～1.5微米的層間介質(zhì)層，再采用接觸式刻蝕方法在所述層間介質(zhì)層的所述TVS管的器件區(qū)域、所述上極板和所述下極板的上方分別刻蝕出引線孔。

S107＇、淀積金屬鎢以填充所述引線孔，并采用化學(xué)機(jī)械拋光將其他區(qū)域的金屬鎢去除并在所述引線孔上淀積頂層金屬層。所述頂層金屬層作為TVS管的引出電極，所述頂層金屬層的材質(zhì)為AlCu。

在本方案中，也是通過改變后端工藝，以及通過增加和并聯(lián)MIP介質(zhì)電容，來提高TVS管的電容值，通過并聯(lián)介質(zhì)電容來減小由于PN結(jié)電容變化對(duì)TVS管所在的總電路的影響，以提高TVS管的電容穩(wěn)定性。

進(jìn)一步，由于本方案采用增加第一金屬層，考慮到第一金屬層的臺(tái)階覆蓋性，因此，本方案中的層間介質(zhì)層較薄，并且在對(duì)層間介質(zhì)層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光前，對(duì)所述層間介質(zhì)層的表面進(jìn)行平坦化，再采用化學(xué)機(jī)械拋光方法磨去一定厚度的層間介質(zhì)層，保證了TVS管的可靠性。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。