本发明涉及半导体保护器件领域，特别涉及一种具有双向大骤回scr特性超低电容的tvs(tvs，transientvoltagesuppressors)器件及其制造方法。
背景技术：
随着各类esd电路集成度的不断增高，集成电路的线宽也随之减小。电路中以静电放电(esd)或其他形式存在的瞬态电压也因此更容易对电子器件造成破坏。各种多功能移动终端设备不断涌现以满足人们日益增加的使用需求，对应的功能接口也在不断的升级，usb作为手机最主要的通信接口，从usb2.0到现在最新usb3.1对数据传输的要求越来越高，主芯片的升级对端口防护提出更苛刻的要求，传统结构的esd产品已不能满足客户应用要求。
双向大骤回scr特性低电容tvs具有超低残压和超低电容的特性，主要是针对目前hmdi2.0和usb3.0/3.1等高速数据接口esd保护。
双向tvs二极管，能够将来自数据线两端正负极的浪涌脉冲泄放，从而保护系统免于遭受各种形式的瞬态高压的冲击。与普通的双向tvs相比，大骤回特性的tvs采用scr工艺(可控硅技术)实现esd和surge测试时超低残压的目标，其原理是当大电压击穿器件后，tvs电压快速降低到1-3v，达到超低残压的目的，在实际应用过程中具有非常可靠的双向过压保护功能，在eds器件保护应用中具有更高的灵活性和可靠性。
普通的双向tvs大多是npn结构,等效电路图如图1所示。双向tvs在n型硅衬底/p-外延上掺杂一层n型杂质，形成npn结，如图2所示，普通双向tvs包括alsicu金属层24、sio2绝缘层23、n型掺杂层22，p-外延21,n+衬底20。目前很多端口的保护都趋于双向保护，但是普通双向tvs已经无法满足高速数据通讯端口的超低残压、超低电容的要求，所以研发出双向低残压的器件显得十分迫切。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供具有双向大骤回scr特性超低电容的tvs器件及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明产品的技术方案是：
一种具有双向大骤回scr特性超低电容tvs的器件，其特征在于，包括：一个gnd-io路径上横向的pnpn结构和一个io-gnd路径上纵向的pnpn结构，二者通过深槽隔离，每个pnpn结构都有一个降容二极管并联。
上述具有双向大骤回scr特性超低电容tvs的器件的制备方法，包括：
步骤a：在重掺杂n型硅衬底用光刻胶掩膜开出p型掺杂区域窗口，进行p型掺杂形成p埋层；
步骤b:生长一层轻掺杂n型外延层1；
步骤c：在轻掺杂n型外延层1上用光刻胶掩膜开出p型掺杂区域窗口，进行p型掺杂形成pwell-1层；
步骤d：在轻掺杂n型外延层1上用光刻胶掩膜开出n型掺杂区域窗口，进行n型掺杂形成n埋层；
步骤e：生长一层更轻掺杂n型外延层2；
步骤f：用光刻胶掩膜开出p型掺杂区域窗口，进行p型掺杂离子注入,形成p型掺杂形成pwell-2层；
步骤g：用光刻胶掩膜开出n型掺杂区域窗口，进行n型掺杂离子注入,形成n型掺杂形成nwell层；
步骤h：用光刻胶掩膜开出p型掺杂区域窗口，进行p型掺杂离子注入,形成p型掺杂形成p+层；
步骤i：用光刻胶掩膜开出n型掺杂区域窗口，进行n型掺杂离子注入,形成n型掺杂形成n+层；
步骤j：沉积一层1.5-2μm的sio2膜作为刻深隔离槽的掩蔽层；
步骤k：在步骤j的掩蔽层上进行光刻和二氧化硅腐蚀，刻蚀出深隔离槽的窗口，该窗口作为步骤l中干法刻蚀深隔离槽的参照位置；
步骤l：在外延上干法刻蚀深隔离槽一直延伸到n型衬底；将左边的横向pnpn结构和右边的纵向pnpn结构隔离开来；
步骤m:用二氧化硅膜填充步骤l中形成的深隔离槽；
步骤n：刻蚀孔；
步骤o：淀积金属。
步骤a中，p埋层的注入剂量在1e16到3e16之间，退火的温度在1100-1150℃之间,该层用于阻断i/o到gnd的电流通路。
步骤b中，n型外延层1的厚度在3-5um，电阻率在1-20ohm之间。
步骤c中，pwell-1层的注入剂量在1e12到3e12之间，扩散透整个外延层1。
步骤d中，n埋层的注入剂量在1e16到3e16之间，退火的温度在1100-1150℃之间。
步骤e中外延层2厚度在5-8um，浓度较外延层1更淡，接近为本征外延，电阻率在200ohm以上。
步骤f中pwell-2层形成后应与pwell-1层相连,pwell-1注入剂量在1e11到1e12之间。
步骤l中，深槽的深度为10-15μm，深宽比在15:1和15:2之间。
在步骤j中包括步骤：沉积一层1.5-2μm的sio2膜作为深隔离槽的掩蔽层，在掩蔽层上进行光刻和sio2腐蚀，刻蚀出窗口，该定位沟槽窗口作为步骤l中干法刻蚀深槽的参照位置。
本发明分别利用横向和纵向的pnpn结构实现了双向大骤回特性，而且分别串联一个降容二极管d1和d2，实现了降低电容的目的。而且表面只需要引出一个i/01，另外一个i/02从gnd引出，封装简单且更容易实现，比表面多io的打线方式封装成本更低。此特殊结构的设计实现使其具有超低的电容，超低残压，所以在保护高频数据接口(例如htmi2.0、type-c接口usb3.0)电路上的应用优势十分明显。
附图说明
图1所示为普通的npn结构双向tvs的等效电路图。
图2所示为双向tvs在n型硅衬底/p-外延上掺杂一层n型杂质形成的npn结构。
图3为本发明具有大骤回scr特性超低电容的tvs器件的结构图。
图4为本发明具有大骤回scr特性超低电容的tvs器件的等效电路图。
图5-图17为本发明具有大骤回scr特性超低电容的tvs器件制备方法步骤a到步骤o的状态示意图；图中31为n型衬底，32为p埋层，33为n型外延层1,34为pwell-1，35为n埋层，36为n型外延层2,37为pwell-2,38为nwell，39为n+,40为p+，41为深槽，42为sio2填充，43为接触孔，44为金属。
具体实施方式
如图3所示，当器件正面i/o1加正电压，i/02加负电压时，由于p埋层的存在，阻断了电流向衬底的路径，电流只能经过p+/pwell-2/n型外延层2/nwell/n+形成的正向二极管d1，由于pwell-2注入剂量较淡，况且n型外延层2的电阻率高达200ohm.cm，所以此二极管由很好的降容作用，然后电流通过金属连接经过p+/pwell-2/n埋层/pwell-1形成的纵向的pnpn的scr结构，由于此结构具有大骤回iv特性，电压可以回扫到1-3v，所以具备了超低残压的性能。
反之当i/02加正电压时，i/01加负电压时，n型衬底与pwell-1处于反偏状态，电流只能从n型衬底/n型外延层1/n型外延层2/n+/p+/pwell-2/nwell/n+流过，pwell-2/nwell形成降容二极管d2，然后通过金属连接到达p+/nwell/n型外延层2/pwell-2/p+,p+/nwell/n型外延层2/pwell-2/p+构成一个横向的scr结构。
如以上描述，构成了一种具有双向大骤回scr特性超低电容的tvs器件，图4为其等效电路图，从图中可以看出，每个pnpn结构都有一个降容二极管并联，实现了双向大骤回的功能，能抵抗数据线两端正负极的浪涌脉冲泄放。
图5-图17为本发明的具有大骤回scr特性超低电容的tvs器件的制备方法步骤a到步骤o的状态示意图。
以上已将本发明做详细说明，但以上所述，仅为本发明的较好的实施例，不应当限定本发明实施的范围。凡是根据本发明申请范围所作的等效变化与修饰等，都应仍然属于本发明的专利涵盖范围内。