一种双向瞬态电压抑制保护器件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双向瞬态电压抑制保护器件，包括上台体、中台体和下台体，第一重掺杂N型区位于第一轻掺杂N型区正上方并形成第一接触面，第二重掺杂N型区位于第二轻掺杂N型区正下方并形成第二接触面，第一接触面为上凸面，第二接触面为下凹面；上台体包括第一轻掺杂N型区、第一重掺杂N型区，中台体从上至下依次为第一轻掺杂P型区、重掺杂P型区和第二轻掺杂P型区，下台体包括第二轻掺杂N型区、第二重掺杂N型区；第一重掺杂N型区、第一轻掺杂N型区接触并位于其正上方。本实用新型将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，保证了在高温下，能仰制反向电流快速升高，抗浪涌能力得到了提高。
【专利说明】 一种双向瞬态电压抑制保护器件
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种二极管，具体涉及一种双向瞬态电压抑制保护器件。
【背景技术】
[0002]双向瞬态电压抑制保护器件TVS可确保电路及电子元器件免受静电、浪涌脉冲损伤，甚至失效。一般TVS并联于被保护电路两端，处于待机状态。当电路两端受到瞬态脉冲或浪涌电流冲击，并且脉冲幅度超过TVS的击穿电压时，TVS能以极快的速度把两端的阻抗由高阻抗变为低阻抗实现导通，并吸收瞬态脉冲。在此状态下，其两端的电压基本不随电流值变化，从而把它两端的电压箝位在一个预定的数值，该值约为击穿电压的I. 3?I. 6倍，以而保护后面的电路元件不受瞬态脉冲的影响。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种双向瞬态电压抑制保护器件，该双向瞬态电压抑制保护器件将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，降低漏电流中来自表面的漏电流，大大降低整个器件的反向漏电流，从而进一步降低了功耗，避免了器件的局部温升，提高了电路稳定性和可靠性。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种双向瞬态电压抑制保护器件，包括上台体、与上台体底面面接触的中台体和与中台体底面面接触的下台体，所述上台体和与下台体各自的外侧面均为斜面，此上台体包括第一轻掺杂N型区、第一重掺杂N型区，所述中台体从上至下依次为第一轻掺杂P型区、重掺杂P型区和第二轻掺杂P型区，此下台体包括第二轻掺杂N型区、第二重掺杂N型区；所述第一重掺杂N型区、第一轻掺杂N型区接触并位于其正上方，所述第二重掺杂N型区、第二轻掺杂N型区接触并位于其正下方；
[0005]所述第一重掺杂N型区位于第一轻掺杂N型区正上方并形成第一接触面，所述第二重掺杂N型区位于第二轻掺杂N型区正下方并形成第二接触面，所述第一接触面为上凸面，所述第二接触面为下凹面；
[0006]所述中台体中第一轻掺杂P型区与上台体的第一轻掺杂N型区接触形成第一 PN结接触面，所述中台体中第二轻掺杂P型区与下台体的第二轻掺杂N型区接触形成第二 PN结接触面；
[0007]一第一钝化保护层覆盖于第一重掺杂N型区上表面的边缘区域和第一重掺杂N型区的侧表面，一第二钝化保护层覆盖于第二重掺杂N型区下表面的边缘区域和第二重掺杂N型区的侧表面，上金属层覆盖于第一重掺杂N型区的中央区域，下金属层覆盖于第二重掺杂N型区的中央区域；
[0008]所述第一轻掺杂N型区与第一重掺杂N型区接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区边缘的四周区域具有第一中掺杂N型区，此第一中掺杂N型区的上表面与第一重掺杂N型区的下表面接触，此第一中掺杂N型区的外侧面延伸至上台体外侧面，所述第一轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于第一轻掺杂P型区边缘的四周区域具有第一中掺杂P型区,此第一中掺杂P型区的下表面与重掺杂P型区的上表面接触,此第一中掺杂P型区的外侧面延伸至中台体外侧面；
[0009]所述第二轻掺杂N型区与第二重掺杂N型区接触的下部区域且位于第二轻掺杂N型区边缘的四周区域具有第二中掺杂N型区，此第二中掺杂N型区的下表面与第二重掺杂N型区的上表面接触，此第二中掺杂N型区的外侧面延伸至下台体外侧面，所述第二轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的上部区域且位于第二轻掺杂P型区边缘的四周区域具有第二中掺杂P型区,此第二中掺杂P型区的上表面与重掺杂P型区的下表面接触,此第二中掺杂P型区的外侧面延伸至中台体外侧面。
[0010]上述技术方案中的有关内容解释如下：
[0011]I.上述方案中，所述上台体的外侧面和与中台体中第一轻掺杂P型区的外侧面的夹角为135°?155°，所述下台体的外侧面和与中台体中第二轻掺杂P型区的外侧面的夹角为135。?155。。
[0012]2.上述方案中，所述第一中掺杂N型区与第一轻掺杂N型区的接触面为弧形面，所述第一中掺杂P型区与第一轻掺杂P型区的接触面为弧形面。
[0013]3.上述方案中，所述第二中掺杂N型区与第二轻掺杂N型区的接触面为弧形面，所述第二中掺杂P型区与第二轻掺杂P型区的接触面为弧形面。
[0014]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：
[0015]I.本实用新型双向瞬态电压抑制保护器件，其包括上台体和与上台体底面面接触的下台体，此上台体包括轻掺杂N型区、重掺杂N型区，此下台体包括重掺杂P型区、轻掺杂P型区，轻掺杂N型区与重掺杂N型区接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区边缘的四周区域具有中掺杂N型区，此中掺杂N型区的上表面与重掺杂N型区的下表面接触，此中掺杂N型区的外侧面延伸至上台体外侧面，轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于轻掺杂P型区边缘的四周区域具有中掺杂P型区，此中掺杂P型区的下表面与重掺杂P型区的上表面接触，此中掺杂P型区的外侧面延伸至下台体外侧面，在低压（IOV以下）TVS在隧道击穿模式下，降低漏电流中来自表面的漏电流，大大降低整个器件的反向漏电流，从而进一步降低了功耗，避免了器件的局部温升，提高了电路稳定性和可靠性。
[0016]2.本实用新型双向瞬态电压抑制保护器件，其上台体和与上台体底面面接触的下台体，上台体和与上台体各自的外侧面均为斜面，上台体的外侧面和与下台体的外侧面的夹角为135°?155°，提高了器件耐高温性能，降低了在边缘处电场强度梯度，从而提高了器件耐压性能。
[0017]3.本实用新型双向瞬态电压抑制保护器件，其轻掺杂N型区与重掺杂N型区接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区边缘的四周区域具有中掺杂N型区，轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于轻掺杂P型区边缘的四周区域具有中掺杂P型区，重掺杂N型区位于轻掺杂N型区正上方并形成第一接触面，所述重掺杂P型区位于轻掺杂P型区正下方并形成第二接触面，所述上台体的轻掺杂N型区与下台体的轻掺杂P型区接触形成PN结接触面且其位于轻掺杂P型区正上方，所述第一接触面为上凸面，所述第二接触面为下凹面，有效缓解在器件边缘区域产生强电场，将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，保证了在高温下，能仰制反向电流快速升高，抗浪涌能力得到了提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
[0019]附图I为本实用新型双向瞬态电压抑制保护器件结构示意图；
[0020]以上附图中：1、上台体；2、中台体；3、第一轻掺杂N型区；4、第一重掺杂N型区；5、第二轻掺杂N型区；6、第二重掺杂N型区；7、第一钝化保护层；8、第二钝化保护层；9、上金属层；10、下金属层；11、第一中掺杂N型区；12、第一中掺杂P型区；13、下台体；14、第一轻掺杂P型区；15、重掺杂P型区；16、第二轻掺杂P型区；17、第二中掺杂N型区；18、第二中掺杂P型区；19、上凸面；20、下凹面。
[0021]
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0023]如附图I所示的一种双向瞬态电压抑制保护器件，包括上台体I、与上台体I底面面接触的中台体2和与中台体2底面面接触的下台体13，所述上台体I和与下台体13各自的外侧面均为斜面，此上台体I包括第一轻掺杂N型区3、第一重掺杂N型区4，所述中台体2从上至下依次为第一轻掺杂P型区14、重掺杂P型区15和第二轻掺杂P型区16，此下台体2包括第二轻掺杂N型区5、第二重掺杂N型区6 ;所述第一重掺杂N型区4、第一轻掺杂N型区3接触并位于其正上方，所述第二重掺杂N型区6、第二轻掺杂N型区5接触并位于其正下方；
[0024]所述第一重掺杂N型区4位于第一轻掺杂N型区3正上方并形成第一接触面，所述第二重掺杂N型区6位于第二轻掺杂N型区5正下方并形成第二接触面，所述第一接触面为上凸面19，所述第二接触面为下凹面20 ；
[0025]所述中台体2中第一轻掺杂P型区14与上台体I的第一轻掺杂N型区3接触形成第一 PN结接触面，所述中台体2中第二轻掺杂P型区16与下台体13的第二轻掺杂N型区5接触形成第二 PN结接触面；
[0026]一第一钝化保护层7覆盖于第一重掺杂N型区4上表面的边缘区域和第一重掺杂N型区4的侧表面，一第二钝化保护层8覆盖于第二重掺杂N型区6下表面的边缘区域和第二重掺杂N型区6的侧表面，上金属层9覆盖于第一重掺杂N型区4的中央区域，下金属层10覆盖于第二重掺杂N型区6的中央区域；
[0027]所述第一轻掺杂N型区3与第一重掺杂N型区4接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区3边缘的四周区域具有第一中掺杂N型区11，此第一中掺杂N型区11的上表面与第一重掺杂N型区4的下表面接触，此第一中掺杂N型区11的外侧面延伸至上台体I外侧面，所述第一轻掺杂P型区14与重掺杂P型区15接触的下部区域且位于第一轻掺杂P型区14边缘的四周区域具有第一中掺杂P型区12，此第一中掺杂P型区12的下表面与重掺杂P型区15的上表面接触，此第一中掺杂P型区12的外侧面延伸至中台体2外侧面；
[0028]所述第二轻掺杂N型区5与第二重掺杂N型区6接触的下部区域且位于第二轻掺杂N型区5边缘的四周区域具有第二中掺杂N型区17，此第二中掺杂N型区17的下表面与第二重掺杂N型区6的上表面接触，此第二中掺杂N型区17的外侧面延伸至下台体13外侧面，所述第二轻掺杂P型区16与重掺杂P型区15接触的上部区域且位于第二轻掺杂P型区16边缘的四周区域具有第二中掺杂P型区18，此第二中掺杂P型区18的上表面与重掺杂P型区15的下表面接触，此第二中掺杂P型区18的外侧面延伸至中台体2外侧面。
[0029]上述上台体I的外侧面和与中台体2中第一轻掺杂P型区14的外侧面的夹角为136°，所述下台体13的外侧面和与中台体2中第二轻掺杂P型区16的外侧面的夹角为152° ;或者，上述上台体I的外侧面和与中台体2中第一轻掺杂P型区14的外侧面的夹角为152°，所述下台体13的外侧面和与中台体2中第二轻掺杂P型区16的外侧面的夹角为138° ;或者，上述上台体I的外侧面和与中台体2中第一轻掺杂P型区14的外侧面的夹角为145°，所述下台体13的外侧面和与中台体2中第二轻掺杂P型区16的外侧面的夹角为145。。
[0030]上述第一中掺杂N型区11与第一轻掺杂N型区3的接触面为弧形面，所述第一中掺杂P型区12与第一轻掺杂P型区14的接触面为弧形面。
[0031]上述第二中掺杂N型区17与第二轻掺杂N型区5的接触面为弧形面，所述第二中掺杂P型区18与第二轻掺杂P型区16的接触面为弧形面。
[0032]采用上述双向瞬态电压抑制保护器件时，在低压（IOV以下）TVS在隧道击穿模式下，降低漏电流中来自表面的漏电流，大大降低整个器件的反向漏电流，从而进一步降低了功耗，避免了器件的局部温升，提高了电路稳定性和可靠性；其次，其提高了器件耐高温性能，降低了在边缘处电场强度梯度，从而提高了器件耐压性能；再次，有效缓解在器件边缘区域产生强电场，将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，保证了在高温下，能仰制反向电流快速升高，抗浪涌能力得到了提高。
[0033]以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种双向瞬态电压抑制保护器件，其特征在于：包括上台体（I)、与上台体（I)底面面接触的中台体（2)和与中台体（2)底面面接触的下台体（13)，所述上台体（I)和与下台体(13)各自的外侧面均为斜面，此上台体（I)包括第一轻掺杂N型区（3)、第一重掺杂N型区(4)，所述中台体（2)从上至下依次为第一轻掺杂P型区（14)、重掺杂P型区（15)和第二轻掺杂P型区（16 )，此下台体（2 )包括第二轻掺杂N型区（5 )、第二重掺杂N型区（6 );所述第一重掺杂N型区（4)、第一轻掺杂N型区（3)接触并位于其正上方，所述第二重掺杂N型区(6)、第二轻掺杂N型区（5)接触并位于其正下方； 所述第一重掺杂N型区（4)位于第一轻掺杂N型区（3)正上方并形成第一接触面，所述第二重掺杂N型区（6)位于第二轻掺杂N型区（5)正下方并形成第二接触面，所述第一接触面为上凸面（19)，所述第二接触面为下凹面（20)； 所述中台体（2)中第一轻掺杂P型区（14)与上台体（I)的第一轻掺杂N型区（3)接触形成第一 PN结接触面，所述中台体（2)中第二轻掺杂P型区（16)与下台体（13)的第二轻掺杂N型区（5)接触形成第二 PN结接触面； 一第一钝化保护层（7)覆盖于第一重掺杂N型区（4)上表面的边缘区域和第一重掺杂N型区（4)的侧表面，一第二钝化保护层（8)覆盖于第二重掺杂N型区（6)下表面的边缘区域和第二重掺杂N型区（6)的侧表面，上金属层（9)覆盖于第一重掺杂N型区（4)的中央区域，下金属层（10)覆盖于第二重掺杂N型区（6)的中央区域； 所述第一轻掺杂N型区（3)与第一重掺杂N型区（4)接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区（3)边缘的四周区域具有第一中掺杂N型区（11)，此第一中掺杂N型区（11)的上表面与第一重掺杂N型区（4)的下表面接触，此第一中掺杂N型区（11)的外侧面延伸至上台体（I)外侧面，所述第一轻掺杂P型区（14)与重掺杂P型区（15)接触的下部区域且位于第一轻掺杂P型区（14)边缘的四周区域具有第一中掺杂P型区（12)，此第一中掺杂P型区(12)的下表面与重掺杂P型区（15)的上表面接触，此第一中掺杂P型区（12)的外侧面延伸至中台体（2)外侧面； 所述第二轻掺杂N型区（5)与第二重掺杂N型区（6)接触的下部区域且位于第二轻掺杂N型区（5)边缘的四周区域具有第二中掺杂N型区（17)，此第二中掺杂N型区（17)的下表面与第二重掺杂N型区（6)的上表面接触，此第二中掺杂N型区（17)的外侧面延伸至下台体（13)外侧面，所述第二轻掺杂P型区（16)与重掺杂P型区（15)接触的上部区域且位于第二轻掺杂P型区（16)边缘的四周区域具有第二中掺杂P型区（18)，此第二中掺杂P型区（18)的上表面与重掺杂P型区（15)的下表面接触，此第二中掺杂P型区（18)的外侧面延伸至中台体（2)外侧面。 2.根据权利要求I所述的双向瞬态电压抑制保护器件，其特征在于：所述上台体（I)的外侧面和与中台体（2)中第一轻掺杂P型区（14)的外侧面的夹角为135°?155°，所述下台体（13)的外侧面和与中台体（2)中第二轻掺杂P型区（16)的外侧面的夹角为135° ?155° 。 3.根据权利要求I所述的双向瞬态电压抑制保护器件，其特征在于：所述第一中掺杂N型区（11)与第一轻掺杂N型区（3)的接触面为弧形面，所述第一中掺杂P型区（12)与第一轻掺杂P型区（14)的接触面为弧形面。 4.根据权利要求I所述的双向瞬态电压抑制保护器件，其特征在于：所述第二中掺杂N型区（17)与第二轻掺杂N型区（5)的接触面为弧形面，所述第二中掺杂P型区（18)与第二轻掺杂P型区（16)的接触面为弧形面。
【文档编号】H01L29/06GK203941907SQ201420303095
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】陈伟元 申请人:苏州市职业大学