单向低电容TVS器件的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种单向低电容TVS器件。

背景技术：

目前市场上0.3pF(含)以上单向低电容TVS芯片的电路通常是将一个普通二极管(一般选择低电容的普通二极管)与一个传统稳压型TVS二极管串联，再与另外一个普通二极管(一般选择低电容的普通二极管)并联组合形成(见图1)，从电源Vcc对地GND的I-V曲线来看，正、反向特性仍然相当于一个普通二极管，但等效电路对应的电容却远远低于相同电压的单个普通TVS二极管。

组合而成的低电容TVS器件，其电源Vcc对地GND的电容值C_T可以表示为：

这里C_D1和C_D2都较小，C_Z1要比前两者大一个数量级，所以二极管D1和二极管Z1串联后，总的串联电容基本等同于二极管D1的电容。

当电源Vcc加正电位，地GND加负电位时：由于二极管D2击穿电压较高，二极管Z1击穿电压较低，所以二极管Z1率先击穿，电源Vcc对地GND的反向击穿电压可以表示为：

V_BR＝Vf_D1+V_Z1

其中，Vf_D1为二极管D1的正向压降。

当电源Vcc加负电位，地GND加正电位时：由于二极管D1击穿电压较高，电流优先经过二极管D2的正向，电源Vcc对地GND的正向压降可以表示为：

Vf＝Vf_D2

可见组合而成的单向低电容TVS器件正、反向特性基本相当于一个普通二极管，其反向击穿电压主要受二极管Z1的击穿电压控制；电容主要受C_D1和C_D2控制，所以为了实现低电容，实际就是降低C_D1和C_D2；同时电源Vcc对地GND的正、反方向ESD能力实际也是分别等同于D1、D2两个二极管的正向ESD能力(二极管Z1的反向击穿电压较低，一般在3.3-7.0V之间，其反向ESD能力很高，可以不予考虑)。所以为了实现高ESD能力，实际就是提高D1、D2两个二极管的正向ESD能力。

目前市场上的单向低电容TVS芯片的电容仍旧较高，因此，如何进一步降低电容，例如低于0.3pF，甚至为0.2pF，需要本领域技术人员不断的努力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种单向低电容TVS器件，以进一步降低单向低电容TVS芯片的电容。

为此，本实用新型提供一种单向低电容TVS器件，所述单向低电容TVS器件包括：

第一支路，所述第一支路一端接第一电源、另一端接地，所述第一支路包括至少两个第一普通二极管及一个稳压二极管串联而成；

第二支路，所述第二支路一端接第一电源、另一端接地，所述第二支路包括至少一个第二普通二极管串联而成；

所述第一支路与所述第二支路并联。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述单向低电容TVS器件还包括：

第三支路，所述第三支路一端接第二电源、另一端接地，所述第三支路包括至少两个第一普通二极管及一个稳压二极管串联而成；

第四支路，所述第四支路一端接第二电源、另一端接地，所述第四支路包括至少一个第二普通二极管串联而成；

所述第三支路与所述第四支路并联。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，当所述第一电源加正电位，所述地加负电位时，所述第一电源对所述地的反向击穿电压为：V_BR＝2*Vf₁₀+V₁₄，其中，V_BR为所述第一电源对所述地的反向击穿电压，Vf₁₀为所述第一普通二极管的压降，V₁₄为所述稳压二极管的电压。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，当所述第一电源加负电位，所述地加正电位时，所述第一电源对所述地的正向压降为：Vf＝Vf₁₂，其中，Vf为所述第一电源对所述地的正向压降，Vf₁₂为所述第二普通二极管的压降。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述第一电源对地的电容为0.15pF～0.25pF。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述第一电源对地的正向ESD和反向ESD均为8kV～9kV。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，当所述第二电源加正电位，所述地加负电位时，所述第二电源对所述地的反向击穿电压为：V_BR＝2*Vf₁₀+V₁₄，其中，V_BR为所述第二电源对所述地的反向击穿电压，Vf₁₀为所述第一普通二极管的压降，V₁₄为所述稳压二极管的电压。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，当所述第二电源加负电位，所述地加正电位时，所述第二电源对所述地的正向压降为：Vf＝Vf₁₂，其中，Vf为所述第二电源对所述地的正向压降，Vf₁₂为所述第二普通二极管的压降。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述第二电源对地的电容为0.15pF～0.25pF。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述第二电源对地的正向ESD和反向ESD均为8kV～9kV。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述第一普通二极管和所述第二普通二极管的电容值均小于0.5pF。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，所述稳压二极管的击穿电压为3.3V～7.0V。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，在所述第一支路中，所述第一普通二极管至多三个；在所述第二支路中，所述第二普通二极管至多三个。

可选的，在所述的单向低电容TVS器件中，在所述第三支路中，所述第一普通二极管至多三个；在所述第四支路中，所述第二普通二极管至多三个。

在本实用新型提供的单向低电容TVS器件中，通过第一支路与第二支路并联，所述第一支路一端接第一电源、另一端接地，所述第一支路包括至少两个第一普通二极管及一个稳压二极管串联而成，所述第二支路一端接第一电源、另一端接地，所述第二支路包括至少一个第二普通二极管串联而成，由此，相较于现有技术的单向低电容TVS器件能够较大的减小电容，一般至少能够降低至现有电容的四分之三。

附图说明

图1是现有的单向低电容TVS器件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的单向低电容TVS器件的一结构示意图；

图3是本实用新型实施例一的单向低电容TVS器件的另一结构示意图；

图4是本实用新型实施例二的单向低电容TVS器件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的单向低电容TVS器件作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

【实施例一】

请参考图2，其为本实用新型实施例一的单向低电容TVS器件的一结构示意图。如图2所示，在本申请实施例中，所述单向低电容TVS器件1包括：第一支路A1，所述第一支路一端接第一电源Vcc、另一端接地GND，所述第一支路A1包括至少两个第一普通二极管10及一个稳压二极管14串联而成；第二支路A2，所述第二支路A2一端接第一电源Vcc、另一端接地GND，所述第二支路A2包括至少一个第二普通12二极管串联而成；所述第一支路A1与所述第二支路A2并联。

进一步的，所述第一支路A1包括两个第一普通二极管10及一个稳压二极管14，其中，第一个第一普通二极管10的负极与第二个第一普通二极管10的正极连接，第二个普通二极管10的负极与所述稳压二极管14连接。在本申请的其他实施例中，所述第一支路A1可以包括更多个第一普通二极管10，例如三个(如图3所示)。在此，所述第二支路A2包括一个第二普通12。

其中，在第一支路A1中，第一个第一普通二极管10的正极与第一电源Vcc连接，稳压二极管14的正极与地GND连接；在第二支路A2中，第二普通二极管12的负极与第一电源Vcc连接，第二普通二极管12的正极与地GND连接。

优选的，在第一支路A1中，所述第一普通二极管10至多三个；在第二支路A2中，所述第二普通12二极管至多三个。从而既能够得到非常低的等效电容，又能够避免产生较高的漏电流。

优选的，所述第一普通二极管10和所述第二普通二极管12的电容值均小于0.5pF。所述稳压二极管14的击穿电压为3.3V～7.0V。在所述单向低电容TVS器件1中，第一电源Vcc对地GND的电容为0.15pF～0.25pF，第一电源Vcc对地GND的正向ESD和反向ESD均为8kV～9kV。

在此，通过第一支路A1与第二支路A2并联，所述第一支路A1一端接第一电源Vcc、另一端接地GND，所述第一支路A1包括至少两个第一普通二极管10及一个稳压二极管14串联而成，所述第二支路A2一端接第一电源Vcc、另一端接地GND，所述第二支路A2包括至少一个第二普通二极管12串联而成，由此，相较于现有技术的单向低电容TVS器件能够较大的减小电容，一般能够降低至现有电容的四分之三。

具体的，第一电源Vcc对地GND的电容值C_T可以表示为C_T≈0.5*C₁₀+C₁₂，如果C₁₀(第一普通二极管10的电容值)和C₁₂(第二普通二极管12的电容值)相同，则图2的电容只有图1的电容的四分之三。因此，当图1的电容做到0.3pF时，图2的电容可以做到0.2pF左右。

当第一电源Vcc加正电位，地GND加负电位时：V_BR＝2*Vf₁₀+V₁₄，即第一电源Vcc对地GND的反向击穿电压可以表示为两倍的第一普通二极管10的压降和稳压二级管的电压之和。

当第一电源Vcc加负电位，地GND加正电位时：Vf＝Vf₁₂，即第一电源Vcc对地GND的正向压降可以表示为第二普通二极管12的压降。

【实施例二】

请参考图4，其为本实用新型实施例二的单向低电容TVS器件的结构示意图。如图4所示，在本申请实施例中，所述单向低电容TVS器件2包括：第一支路B1，所述第一支路B1一端接第一电源Vcc1、另一端接地GND，所述第一支路B1包括至少两个第一普通二极管20及一个稳压二极管24串联而成；第二支路B2，所述第二支路B2一端接第一电源Vcc1、另一端接地GND，所述第二支路B2包括至少一个第二普通二极管22串联而成；所述第一支路B1与所述第二支路B2并联；第三支路B3，所述第三支路B3一端接第二电源Vcc2、另一端接地GND，所述第三支路B3包括至少两个第一普通二极管20及一个稳压二极管串联24而成；第四支路B4，所述第四支路B4一端接第二电源Vcc2、另一端接地GND，所述第四支路B4包括至少一个第二普通二极管22串联而成；所述第三支路B3与所述第四支路B4并联。

进一步的，所述第一支路B1包括两个第一普通二极管20及一个稳压二极管24，其中，第一个第一普通二极管20的负极与第二个第一普通二极管20的正极连接，第二个普通二极管20的负极与所述稳压二极管24连接。在本申请的其他实施例中，所述第一支路B1可以包括更多个第一普通二极管20，例如三个。在此，所述第二支路B2包括一个第二普通22。

其中，在第一支路B1中，第一个第一普通二极管20的正极与第一电源Vcc1连接，稳压二极管24的正极与地GND连接；在第二支路B2中，第二普通二极管22的负极与第一电源Vcc1连接，第二普通二极管22的正极与地GND连接。

所述第三支路B3包括两个第一普通二极管20及一个稳压二极管24，其中，第一个第一普通二极管20的负极与第二个第一普通二极管20的正极连接，第二个普通二极管20的负极与所述稳压二极管24连接。在本申请的其他实施例中，所述第三支路B3可以包括更多个第一普通二极管20，例如三个。在此，所述第四支路B4包括一个第二普通22。在本申请实施例中，所述稳压二极管24被所述第一支路B1和所述第三支路B3复用。

其中，在第三支路B3中，第一个第一普通二极管20的正极与第二电源Vcc2连接，稳压二极管24的正极与地GND连接；在第四支路B4中，第二普通二极管22的负极与第二电源Vcc2连接，第二普通二极管22的正极与地GND连接。

优选的，在所述第一支路B1中，所述第一普通二极管20至多三个；在所述第二支路B2中，所述第二普通二极管22至多三个；在所述第三支路B3中，所述第一普通二极管20至多三个；在所述第四支路B4中，所述第二普通二极管22至多三个。从而既能够得到非常低的等效电容，又能够避免产生较高的漏电流。

优选的，所述第一普通二极管20和所述第二普通二极管22的电容值均小于0.5pF。所述稳压二极管24的击穿电压为3.3V～7.0V。在所述单向低电容TVS器件2中，所述第一电源Vcc1和所述第二电源Vcc2对地GND的电容均为0.15pF～0.25pF，所述第一电源Vcc1和所述第二电源Vcc2对地GND的正向ESD和反向ESD均为8kV～9kV。

在此，通过第一支路B1与第二支路B2并联，所述第一支路B1一端接第一电源、另一端接地GND，所述第一支路B1包括至少两个第一普通二极管20及一个稳压二极管24串联而成，所述第二支路B2一端接第一电源、另一端接地GND，所述第二支路B2包括至少一个第二普通二极管22串联而成；第三支路B3与第四支路B4并联，所述第三支路B3一端接第二电源Vcc2、另一端接地GND，所述第三支路B3包括至少两个第一普通二极管20及一个稳压二极管串联24而成，所述第四支路B4一端接第二电源Vcc2、另一端接地GND，所述第四支路B4包括至少一个第二普通二极管22串联而成，由此，相较于现有技术的单向低电容TVS器件能够较大的减小电容，一般能够降低至现有电容的四分之三。

具体的，第一电源Vcc1对地GND的电容值C_T可以表示为C_T≈0.5*C₁₀+C₁₂，同样的，第二电源Vcc2对地GND的电容值C_T可以表示为C_T≈0.5*C₁₀+C₁₂，如果C₁₀(第一普通二极管10的电容值)和C₁₂(第二普通二极管12的电容值)相同，则图4的电容只有图1的电容的四分之三。因此，当图1的电容做到0.3pF时，图4的电容可以做到0.2pF左右。

当第一电源Vcc1加正电位，地GND加负电位时：V_BR＝2*Vf₁₀+V₁₄，即第一电源Vcc1对地GND的反向击穿电压可以表示为两倍的第一普通二极管10的压降和稳压二级管的电压之和；同样的，当第二电源Vcc2加正电位，地GND加负电位时：V_BR＝2*Vf₁₀+V₁₄，即第二电源Vcc2对地GND的反向击穿电压可以表示为两倍的第一普通二极管10的压降和稳压二级管的电压之和

当第一电源Vcc1加负电位，地GND加正电位时：Vf＝Vf₁₂，即第一电源Vcc1对地GND的正向压降可以表示为第二普通二极管12的压降；同样的，当第二电源Vcc2加负电位，地GND加正电位时：Vf＝Vf₁₂，即第二电源Vcc2对地GND的正向压降可以表示为第二普通二极管12的压降。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，另外此结构还可延伸到多个通道的单向低电容产品。本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。