一种单向低压tvs器件及其制造方法
一种单向低压tvs器件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体功率器件技术领域，具体设及一种单向低压TVS器件及其制造 方法。
【背景技术】
[0002] 雷电和不可预测的浪涌电流等瞬态干扰造成电子电路的损坏，已成为电器设备的 主要模式原因之一，因此，在电路中必须配备防护器件W保护脆弱敏感的1C和精密的电子 元器件。
[0003] 瞬态抑制二极管（Transient Vol1:age Suppressor,TVS)作为有效的防护器件，使 瞬态干扰得到了有效抑制。TVS是利用娃半导体材料制成的特殊功能的二极管，当TVS管两 端经受瞬间的高能量冲击时，它能迅速开启，同时吸收浪涌电流，将其两端间的电压巧位在 一个预定的数值上，从而确保后面精密的电子元器件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
[0004] 国内现有技术生产TVS器件，一般在较低电阻率的P型娃片上，通过扩散的方式形 成一个深的大面积的N+结，采用挖槽的方式隔离，通过调整结深和渗杂浓度来调整电压。但 是对于工作电压小于6V的低压TVS,由于此时PN结击穿中齐纳击穿所占比例增大，器件漏电 成倍增加，通常为几十至几百微安，运会降低电器设备的可靠性，造成误动作和能源的浪 费。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种击穿电压和漏电量均较低的单向低压TVS 器件及其制造方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种单向低压TVS器件，包括N型娃片，N型娃片中设有Pi渗杂区和P2渗杂区，Pi渗杂区中 设有Ni+渗杂区，P2渗杂区中设有恥渗杂区，位于P2渗杂区远离Pi渗杂区一侧的N型娃片中设 有N3+渗杂区；N型娃片的正面设有氧化层，氧化层的上表面设有上金属化电极和互连金属 层，上金属化电极通过贯穿氧化层的开孔与化+渗杂区和化+渗杂区的上表面连接，互连金属 层通过贯穿氧化层的开孔与P2渗杂区和N3+渗杂区的上表面连接;N型娃片的背面设有r渗 杂区，N+渗杂区的背面设有下金属化电极。
[0007] 上述Pi渗杂区的结深大于化+渗杂区的结深，P2渗杂区的结深大于化+渗杂区的结 深。
[0008] 上述上金属化电极和互连金属层的材质为A1，下金属化电极的材质为Ti-Ni-Ag。
[0009] 制造上述单向低压TVS器件的方法，包括W下步骤： (1) 取厚度为250~270μπι，电阻率为0.025~0.050 Ω . cm的N型娃片； (2) 用磨片机对N型娃片的正面进行研磨，再用抛光机进行抛光，抛光后的N型娃片的厚 度为 195 ~205μπι; (3) 清洗Ν型娃片，进入高溫扩散炉，在1100~1180°C的溫度下湿氧氧化3~化，生长一层 厚的氧化层； (4)N型娃片正面的氧化层用光刻胶保护，待背面的氧化层腐蚀净后除去光刻胶； 巧)采用P0化3气相渗杂法，在1070~1100°C溫度下对N型娃片的背面预扩80~120min，形 成N+渗杂区； (6) 在N型娃片的正面光刻出Pi渗杂区和P2渗杂区； (7) 同时在Pi渗杂区和P2渗杂区进行棚杂质注入、推结，注入条件为：剂量9E14~9E15 cm-2，能量75~85KeV;推结条件为:溫度1100°01150°C，时间2~5h，结深4~祉m; (8) 在N型娃片的正面光刻出化+渗杂区、化+渗杂区和如渗杂区； (10) 同时在化+渗杂区、化+渗杂区和化+渗杂区进行憐杂质注入、推结，注入条件为:剂量 化15~1E16 cnf2，能量45~55KeV;推结条件为：溫度950°C~1050°C，时间20~60min，结深2~扣 m; (11) 在氧化层上光刻出开孔，同时腐蚀净N+渗杂区背面的氧化层； (12) 在氧化层的上表面和开孔处蒸发A1，光刻和反刻后形成上金属化电极和互连金属 层，并合金； (13) 在护渗杂区的背面蒸发Ti-Ni-Ag，形成下金属化电极。
[0010] 与现有技术相比，本发明的优点是:本发明内置两个倒置的Ξ极管，利用Ξ极管集 电极-发射极击穿原理，通过设置合理的放大倍数，能够制造出击穿电压低（<6V)、漏电低 (<1μΑ)的单向TVS器件，避免了传统TVS器件由于高浓度结在低击穿电压时齐纳击穿导致 的高漏电问题，且制造方法简单易行，适应批量生产的要求。
【附图说明】
[0011] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0012] 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明中上金属化电极接正电位时的工作原理图； 图3是本发明中下金属化电极接正电位时的工作原理图。
[001引其中，1、N型娃片，2、Pi渗杂区，3、P2渗杂区，4、Ni+渗杂区，5、化+渗杂区，6、化+渗杂 区，7、氧化层，8、上金属化电极，9、互连金属层，10、护渗杂区，11、下金属化电极，T1或T2、倒 置Ξ极管。
[0014]【具体实施方式】： 请参阅图1，一种单向低压TVS器件，包括N型娃片1，N型娃片1中设有Pi渗杂区2和P2渗 杂区3, Pi渗杂区2中设有Ni+渗杂区4, P2渗杂区3中设有N2+渗杂区5,位于P2渗杂区3远离Pi渗 杂区2-侧的N型娃片1中设有化+渗杂区6;N型娃片1的正面设有氧化层7,氧化层7的上表面 设有上金属化电极8和互连金属层9,上金属化电极8通过贯穿氧化层7的开孔与化+渗杂区4 和化+渗杂区5的上表面连接，互连金属层9通过贯穿氧化层7的开孔与P2渗杂区3和化+渗杂区 6的上表面连接;N型娃片1的背面设有护渗杂区10，护渗杂区10的背面设有下金属化电极11。 [001引在本发明中，Pi渗杂区2的结深大于Ni+渗杂区4的结深，P2渗杂区3的结深大于化+渗 杂区5的结深;上金属化电极8和互连金属层9的材质为A1，下金属化电极11的材质为Ti-Ni-Ago
[0016] 请参阅图2，当上金属化电极8接正电位时，由Ni+渗杂区4、Pi渗杂区2、N型娃片1构 成的倒置Ξ极管τι与由化+渗杂区5、P2渗杂区3、N型娃片1构成的倒置Ξ极管Τ2处于共射极 状态，而倒置Ξ极管Τ2的发射极(化+渗杂区6)和基极(Ρ2渗杂区3)被互连金属层9短路，倒置 Ξ极管Τ2无放大作用，不工作。TVS器件的击穿电压取决于倒置Ξ极管Τ1基极-发射极的击 穿电压，从而实现TVS器件的反向击穿特性，且盈讀聘鱗=茗拓斬蜗 ?Ι击另，根据S极管 击穿原理，通过合理设置倒置Ξ极管Τ1的放大倍数，可W实现TVS器件的低的反向击穿（< 6V)和低漏电水平（<1μΑ)，此时该TVS器件的电流流动方向如图中的箭头所示。
[0017] 请参阅图3,当下金属化电极11接正电位时，由于倒置Ξ极管T1的Pi渗杂区巧日N型 娃片1构成反偏PN结，T1不工作。而互连金属层則尋N型娃片1和P2渗杂区3短路，h渗杂区3和 化+渗杂区5构成正偏PN结，倒置Ξ极管T2处于开通状态，从而实现TVS器件的正向偏置，此时 该TVS器件的电流流动方向如图中的箭头所示。
[0018] 制造上述单向低压TVS器件的方法，包括W下步骤： (1) 取厚度为250~270μm，电阻率为0.025~0.050Ω.cm的N型娃片l; (2) 用磨片机对N型娃片1的正面进行研磨，再用抛光机进行抛光，抛光后的N型娃片1的 厚度为195~205皿； (3) 清洗N型娃片1，进入高溫扩散炉，在1100~1180°C的溫度下湿氧氧化3~化，生长一层 厚的氧化层； (4) N型娃片1正面的氧化层7用光刻胶保护，待背面的氧化层腐蚀净后除去光刻胶； 巧)采用P0化3气相渗杂法，在1070~1100°C溫度下对N型娃片1的背面预扩80~120min， 形成N+渗杂区10; (6) 在N型娃片1的正面光刻出Pi渗杂区2和P2渗杂区3; (7) 同时在Pi渗杂区2和P2渗杂区3进行棚杂质注入、推结，注入条件为:剂量9E14~犯15 cm-2，能量75~85KeV;推结条件为:溫度1100°01150°C，时间2~5h，结深4~祉m; (8) 在N型娃片1的正面光刻出化+渗杂区4、化+渗杂区5和恥渗杂区6; (10) 同时在Ni+渗杂区4、化+渗杂区5和恥渗杂区6进行憐杂质注入、推结，注入条件为： 剂量化15~1E16 cnf2，能量45~55KeV;推结条件为:溫度950°C~1050°C，时间20~60min，结深2 ~如m; (11) 在氧化层7上光刻出开孔，同时腐蚀净N+渗杂区10背面的氧化层； (12) 在氧化层7的上表面和开孔处蒸发A1，光刻和反刻后形成上金属化电极8和互连金 属层9,并合金； (13) 在护渗杂区10的背面蒸发Ti-Ni-Ag，形成下金属化电极11。
[0019] 该制造方法简单易行，通过在N型娃片1上设置两个倒置Ξ极管T1和T2实现单向 TVS器件;通过合理设置结深和浓度，调整倒置Ξ极管T1的放大倍数至合适，实现单向TVS器 件低反向击穿电压和低漏电的效果。
【主权项】
1. 一种单向低压TVS器件，其特征在于:包括N型硅片，所述N型硅片中设有杂区和p2 掺杂区，所述Pi掺杂区中设有Λ+掺杂区，所述P2掺杂区中设有N2+掺杂区，位于所述P2掺杂区 远离Pi掺杂区一侧的N型硅片中设有N3+掺杂区；所述N型硅片的正面设有氧化层，所述氧化 层的上表面设有上金属化电极和互连金属层，所述上金属化电极通过贯穿氧化层的开孔与 Λ+掺杂区和N2+掺杂区的上表面连接，所述互连金属层通过贯穿氧化层的开孔与内掺杂区和 N3+掺杂区的上表面连接;所述N型硅片的背面设有N+掺杂区，所述N+掺杂区的背面设有下金 属化电极。2. 根据权利要求1所述的一种单向低压TVS器件，其特征在于:所述丹掺杂区的结深大于 Λ+掺杂区的结深，所述P2掺杂区的结深大于N2+掺杂区的结深。3. 根据权利要求1所述的一种单向低压TVS器件，其特征在于:所述上金属化电极和互 连金属层的材质为A1，所述下金属化电极的材质为Ti-Ni-Ag。4. 一种制造如权利要求1至3中任一项所述单向低压TVS器件的方法，其特征在于:包括 以下步骤： (1) 取厚度为250~270μπι，电阻率为0.025~0.050Ω·cm的N型硅片； (2) 用磨片机对N型硅片的正面进行研磨，再用抛光机进行抛光，抛光后的N型硅片的厚 度为 195~205μηι; (3) 清洗Ν型硅片，进入高温扩散炉，在1100~1180°C的温度下湿氧氧化3~5h，生长一层 1.1~1.4μηι厚的氧化层； (4)Ν型硅片正面的氧化层用光刻胶保护，待背面的氧化层腐蚀净后除去光刻胶； (5) 采用POCL3气相掺杂法，在1070~1100°C温度下对Ν型硅片的背面预扩80~120min，形 成N+掺杂区； (6) 在N型娃片的正面光刻出Pi掺杂区和P2掺杂区； (7) 同时在杂区和Ρ2·杂区进行硼杂质注入、推结，注入条件为：剂量9E14~9E15cm-2，能量75~85KeV;推结条件为:温度1100°01150°C，时间2~5h，结深4~8μπι; (8) 在Ν型硅片的正面光刻出Λ+掺杂区、Ν2+掺杂区和Ν3+掺杂区； (10) 同时在Λ+掺杂区、Ν2+掺杂区和ν3+掺杂区进行磷杂质注入、推结，注入条件为：剂量 1Ε15~1Ε16cm-2，能量45~55KeV;推结条件为：温度950°01050°C，时间20~60min，结深2~5μ m； (11) 在氧化层上光刻出开孔，同时腐蚀净N+掺杂区背面的氧化层； (12) 在氧化层的上表面和开孔处蒸发A1，光刻和反刻后形成上金属化电极和互连金属 层，并合金； (13) 在N+掺杂区的背面蒸发Ti-Ni-Ag，形成下金属化电极。
【专利摘要】本发明公开了一种单向低压TVS器件，包括N型硅片，？N型硅片中设有P1掺杂区和P2掺杂区，P1掺杂区中设有N1+掺杂区，P2掺杂区中设有N2+掺杂区，位于P2掺杂区远离P1掺杂区一侧的N型硅片中设有N3+掺杂区；N型硅片的正面设有氧化层，氧化层的上表面设有上金属化电极和互连金属层；N型硅片的背面依次设有N+掺杂区和下金属化电极。本发明内置两个倒置的三极管，利用三极管集电极-发射极击穿原理，通过设置合理的放大倍数，能够制造出击穿电压低、漏电低的单向TVS器件，避免了低击穿电压时齐纳击穿导致的高漏电问题，且制造方法简单易行，适应批量生产的要求。
【IPC分类】H01L21/329, H01L29/861, H01L29/868, H01L29/06
【公开号】CN105489657
【申请号】CN201610100408
【发明人】张超, 王成森, 姜瑞, 王志超
【申请人】江苏捷捷微电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月24日
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体功率器件技术领域，具体设及一种单向低压TVS器件及其制造 方法。
【背景技术】
[0002] 雷电和不可预测的浪涌电流等瞬态干扰造成电子电路的损坏，已成为电器设备的 主要模式原因之一，因此，在电路中必须配备防护器件W保护脆弱敏感的1C和精密的电子 元器件。
[0003] 瞬态抑制二极管（Transient Vol1:age Suppressor,TVS)作为有效的防护器件，使 瞬态干扰得到了有效抑制。TVS是利用娃半导体材料制成的特殊功能的二极管，当TVS管两 端经受瞬间的高能量冲击时，它能迅速开启，同时吸收浪涌电流，将其两端间的电压巧位在 一个预定的数值上，从而确保后面精密的电子元器件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
[0004] 国内现有技术生产TVS器件，一般在较低电阻率的P型娃片上，通过扩散的方式形 成一个深的大面积的N+结，采用挖槽的方式隔离，通过调整结深和渗杂浓度来调整电压。但 是对于工作电压小于6V的低压TVS,由于此时PN结击穿中齐纳击穿所占比例增大，器件漏电 成倍增加，通常为几十至几百微安，运会降低电器设备的可靠性，造成误动作和能源的浪 费。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种击穿电压和漏电量均较低的单向低压TVS 器件及其制造方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种单向低压TVS器件，包括N型娃片，N型娃片中设有Pi渗杂区和P2渗杂区，Pi渗杂区中 设有Ni+渗杂区，P2渗杂区中设有恥渗杂区，位于P2渗杂区远离Pi渗杂区一侧的N型娃片中设 有N3+渗杂区；N型娃片的正面设有氧化层，氧化层的上表面设有上金属化电极和互连金属 层，上金属化电极通过贯穿氧化层的开孔与化+渗杂区和化+渗杂区的上表面连接，互连金属 层通过贯穿氧化层的开孔与P2渗杂区和N3+渗杂区的上表面连接;N型娃片的背面设有r渗 杂区，N+渗杂区的背面设有下金属化电极。
[0007] 上述Pi渗杂区的结深大于化+渗杂区的结深，P2渗杂区的结深大于化+渗杂区的结 深。
[0008] 上述上金属化电极和互连金属层的材质为A1，下金属化电极的材质为Ti-Ni-Ag。
[0009] 制造上述单向低压TVS器件的方法，包括W下步骤： (1) 取厚度为250~270μπι，电阻率为0.025~0.050 Ω . cm的N型娃片； (2) 用磨片机对N型娃片的正面进行研磨，再用抛光机进行抛光，抛光后的N型娃片的厚 度为 195 ~205μπι; (3) 清洗Ν型娃片，进入高溫扩散炉，在1100~1180°C的溫度下湿氧氧化3~化，生长一层 厚的氧化层； (4)N型娃片正面的氧化层用光刻胶保护，待背面的氧化层腐蚀净后除去光刻胶； 巧)采用P0化3气相渗杂法，在1070~1100°C溫度下对N型娃片的背面预扩80~120min，形 成N+渗杂区； (6) 在N型娃片的正面光刻出Pi渗杂区和P2渗杂区； (7) 同时在Pi渗杂区和P2渗杂区进行棚杂质注入、推结，注入条件为：剂量9E14~9E15 cm-2，能量75~85KeV;推结条件为:溫度1100°01150°C，时间2~5h，结深4~祉m; (8) 在N型娃片的正面光刻出化+渗杂区、化+渗杂区和如渗杂区； (10) 同时在化+渗杂区、化+渗杂区和化+渗杂区进行憐杂质注入、推结，注入条件为:剂量 化15~1E16 cnf2，能量45~55KeV;推结条件为：溫度950°C~1050°C，时间20~60min，结深2~扣 m; (11) 在氧化层上光刻出开孔，同时腐蚀净N+渗杂区背面的氧化层； (12) 在氧化层的上表面和开孔处蒸发A1，光刻和反刻后形成上金属化电极和互连金属 层，并合金； (13) 在护渗杂区的背面蒸发Ti-Ni-Ag，形成下金属化电极。
[0010] 与现有技术相比，本发明的优点是:本发明内置两个倒置的Ξ极管，利用Ξ极管集 电极-发射极击穿原理，通过设置合理的放大倍数，能够制造出击穿电压低（<6V)、漏电低 (<1μΑ)的单向TVS器件，避免了传统TVS器件由于高浓度结在低击穿电压时齐纳击穿导致 的高漏电问题，且制造方法简单易行，适应批量生产的要求。
【附图说明】
[0011] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0012] 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明中上金属化电极接正电位时的工作原理图； 图3是本发明中下金属化电极接正电位时的工作原理图。
[001引其中，1、N型娃片，2、Pi渗杂区，3、P2渗杂区，4、Ni+渗杂区，5、化+渗杂区，6、化+渗杂 区，7、氧化层，8、上金属化电极，9、互连金属层，10、护渗杂区，11、下金属化电极，T1或T2、倒 置Ξ极管。
[0014]【具体实施方式】： 请参阅图1，一种单向低压TVS器件，包括N型娃片1，N型娃片1中设有Pi渗杂区2和P2渗 杂区3, Pi渗杂区2中设有Ni+渗杂区4, P2渗杂区3中设有N2+渗杂区5,位于P2渗杂区3远离Pi渗 杂区2-侧的N型娃片1中设有化+渗杂区6;N型娃片1的正面设有氧化层7,氧化层7的上表面 设有上金属化电极8和互连金属层9,上金属化电极8通过贯穿氧化层7的开孔与化+渗杂区4 和化+渗杂区5的上表面连接，互连金属层9通过贯穿氧化层7的开孔与P2渗杂区3和化+渗杂区 6的上表面连接;N型娃片1的背面设有护渗杂区10，护渗杂区10的背面设有下金属化电极11。 [001引在本发明中，Pi渗杂区2的结深大于Ni+渗杂区4的结深，P2渗杂区3的结深大于化+渗 杂区5的结深;上金属化电极8和互连金属层9的材质为A1，下金属化电极11的材质为Ti-Ni-Ago
[0016] 请参阅图2，当上金属化电极8接正电位时，由Ni+渗杂区4、Pi渗杂区2、N型娃片1构 成的倒置Ξ极管τι与由化+渗杂区5、P2渗杂区3、N型娃片1构成的倒置Ξ极管Τ2处于共射极 状态，而倒置Ξ极管Τ2的发射极(化+渗杂区6)和基极(Ρ2渗杂区3)被互连金属层9短路，倒置 Ξ极管Τ2无放大作用，不工作。TVS器件的击穿电压取决于倒置Ξ极管Τ1基极-发射极的击 穿电压，从而实现TVS器件的反向击穿特性，且盈讀聘鱗=茗拓斬蜗 ?Ι击另，根据S极管 击穿原理，通过合理设置倒置Ξ极管Τ1的放大倍数，可W实现TVS器件的低的反向击穿（< 6V)和低漏电水平（<1μΑ)，此时该TVS器件的电流流动方向如图中的箭头所示。
[0017] 请参阅图3,当下金属化电极11接正电位时，由于倒置Ξ极管T1的Pi渗杂区巧日N型 娃片1构成反偏PN结，T1不工作。而互连金属层則尋N型娃片1和P2渗杂区3短路，h渗杂区3和 化+渗杂区5构成正偏PN结，倒置Ξ极管T2处于开通状态，从而实现TVS器件的正向偏置，此时 该TVS器件的电流流动方向如图中的箭头所示。
[0018] 制造上述单向低压TVS器件的方法，包括W下步骤： (1) 取厚度为250~270μm，电阻率为0.025~0.050Ω.cm的N型娃片l; (2) 用磨片机对N型娃片1的正面进行研磨，再用抛光机进行抛光，抛光后的N型娃片1的 厚度为195~205皿； (3) 清洗N型娃片1，进入高溫扩散炉，在1100~1180°C的溫度下湿氧氧化3~化，生长一层 厚的氧化层； (4) N型娃片1正面的氧化层7用光刻胶保护，待背面的氧化层腐蚀净后除去光刻胶； 巧)采用P0化3气相渗杂法，在1070~1100°C溫度下对N型娃片1的背面预扩80~120min， 形成N+渗杂区10; (6) 在N型娃片1的正面光刻出Pi渗杂区2和P2渗杂区3; (7) 同时在Pi渗杂区2和P2渗杂区3进行棚杂质注入、推结，注入条件为:剂量9E14~犯15 cm-2，能量75~85KeV;推结条件为:溫度1100°01150°C，时间2~5h，结深4~祉m; (8) 在N型娃片1的正面光刻出化+渗杂区4、化+渗杂区5和恥渗杂区6; (10) 同时在Ni+渗杂区4、化+渗杂区5和恥渗杂区6进行憐杂质注入、推结，注入条件为： 剂量化15~1E16 cnf2，能量45~55KeV;推结条件为:溫度950°C~1050°C，时间20~60min，结深2 ~如m; (11) 在氧化层7上光刻出开孔，同时腐蚀净N+渗杂区10背面的氧化层； (12) 在氧化层7的上表面和开孔处蒸发A1，光刻和反刻后形成上金属化电极8和互连金 属层9,并合金； (13) 在护渗杂区10的背面蒸发Ti-Ni-Ag，形成下金属化电极11。
[0019] 该制造方法简单易行，通过在N型娃片1上设置两个倒置Ξ极管T1和T2实现单向 TVS器件;通过合理设置结深和浓度，调整倒置Ξ极管T1的放大倍数至合适，实现单向TVS器 件低反向击穿电压和低漏电的效果。
【主权项】
1. 一种单向低压TVS器件，其特征在于:包括N型硅片，所述N型硅片中设有杂区和p2 掺杂区，所述Pi掺杂区中设有Λ+掺杂区，所述P2掺杂区中设有N2+掺杂区，位于所述P2掺杂区 远离Pi掺杂区一侧的N型硅片中设有N3+掺杂区；所述N型硅片的正面设有氧化层，所述氧化 层的上表面设有上金属化电极和互连金属层，所述上金属化电极通过贯穿氧化层的开孔与 Λ+掺杂区和N2+掺杂区的上表面连接，所述互连金属层通过贯穿氧化层的开孔与内掺杂区和 N3+掺杂区的上表面连接;所述N型硅片的背面设有N+掺杂区，所述N+掺杂区的背面设有下金 属化电极。2. 根据权利要求1所述的一种单向低压TVS器件，其特征在于:所述丹掺杂区的结深大于 Λ+掺杂区的结深，所述P2掺杂区的结深大于N2+掺杂区的结深。3. 根据权利要求1所述的一种单向低压TVS器件，其特征在于:所述上金属化电极和互 连金属层的材质为A1，所述下金属化电极的材质为Ti-Ni-Ag。4. 一种制造如权利要求1至3中任一项所述单向低压TVS器件的方法，其特征在于:包括 以下步骤： (1) 取厚度为250~270μπι，电阻率为0.025~0.050Ω·cm的N型硅片； (2) 用磨片机对N型硅片的正面进行研磨，再用抛光机进行抛光，抛光后的N型硅片的厚 度为 195~205μηι; (3) 清洗Ν型硅片，进入高温扩散炉，在1100~1180°C的温度下湿氧氧化3~5h，生长一层 1.1~1.4μηι厚的氧化层； (4)Ν型硅片正面的氧化层用光刻胶保护，待背面的氧化层腐蚀净后除去光刻胶； (5) 采用POCL3气相掺杂法，在1070~1100°C温度下对Ν型硅片的背面预扩80~120min，形 成N+掺杂区； (6) 在N型娃片的正面光刻出Pi掺杂区和P2掺杂区； (7) 同时在杂区和Ρ2·杂区进行硼杂质注入、推结，注入条件为：剂量9E14~9E15cm-2，能量75~85KeV;推结条件为:温度1100°01150°C，时间2~5h，结深4~8μπι; (8) 在Ν型硅片的正面光刻出Λ+掺杂区、Ν2+掺杂区和Ν3+掺杂区； (10) 同时在Λ+掺杂区、Ν2+掺杂区和ν3+掺杂区进行磷杂质注入、推结，注入条件为：剂量 1Ε15~1Ε16cm-2，能量45~55KeV;推结条件为：温度950°01050°C，时间20~60min，结深2~5μ m； (11) 在氧化层上光刻出开孔，同时腐蚀净N+掺杂区背面的氧化层； (12) 在氧化层的上表面和开孔处蒸发A1，光刻和反刻后形成上金属化电极和互连金属 层，并合金； (13) 在N+掺杂区的背面蒸发Ti-Ni-Ag，形成下金属化电极。
【专利摘要】本发明公开了一种单向低压TVS器件，包括N型硅片，？N型硅片中设有P1掺杂区和P2掺杂区，P1掺杂区中设有N1+掺杂区，P2掺杂区中设有N2+掺杂区，位于P2掺杂区远离P1掺杂区一侧的N型硅片中设有N3+掺杂区；N型硅片的正面设有氧化层，氧化层的上表面设有上金属化电极和互连金属层；N型硅片的背面依次设有N+掺杂区和下金属化电极。本发明内置两个倒置的三极管，利用三极管集电极-发射极击穿原理，通过设置合理的放大倍数，能够制造出击穿电压低、漏电低的单向TVS器件，避免了低击穿电压时齐纳击穿导致的高漏电问题，且制造方法简单易行，适应批量生产的要求。
【IPC分类】H01L21/329, H01L29/861, H01L29/868, H01L29/06
【公开号】CN105489657
【申请号】CN201610100408
【发明人】张超, 王成森, 姜瑞, 王志超
【申请人】江苏捷捷微电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月24日
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