專利名稱：低電容過壓保護器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防雷系統(tǒng)中的低電容過壓保護的半導(dǎo)體器件，尤指一種主要在高頻領(lǐng)域應(yīng)用的，其電容要求在30pF以下的低 電容過壓保護器件。
背景技術(shù)：
在各種現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，經(jīng)常會受到意外的電壓瞬變的浪涌電流，如雷電、靜電放電、電磁輻射等，它們會使通信設(shè)備 的性能下降、出現(xiàn)誤動作甚至損壞、干擾系統(tǒng)的正常運行、降低裝 備的可靠性。在常規(guī)P-N結(jié)中，越到表面，摻雜濃度越大，而表面的高濃度 摻雜會對器件的電學(xué)參數(shù)帶來了諸多不利影響，如低擊穿、表面漏 電、以及大電容等，導(dǎo)致它不適合在高頻領(lǐng)域的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述不足之處，本實用新型的主要目的旨在提供一種由三個P-N結(jié)組成雙端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)的低電容過壓保護器件。 本實用新型要解決的技術(shù)問題是要解決器件中的摻雜類型問題，要解決器件的橫截面問題，要解決器件由三個P-N結(jié)組成雙端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)等有關(guān)技術(shù)問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該裝置由發(fā)射結(jié)、集電結(jié)、引腳及引線框架的半導(dǎo)體器件等組成，該芯片由三個P-N結(jié)組成雙端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，每一組自上而下依次分別摻雜為N 2、 P 2、 Nk P ,四層，形成正偏發(fā)射結(jié)，為J1結(jié)，正偏轉(zhuǎn)折結(jié)，為J3結(jié)，負(fù)偏集電結(jié)，為J2結(jié)；在發(fā)射結(jié)的外側(cè)刻有鋁層A，在 鋁層A的外側(cè)設(shè)有銅引腳A，在N區(qū)的外側(cè)刻有鋁層B，在鋁層B 的外側(cè)設(shè)有銅引腳B;在N區(qū)和P區(qū)之間設(shè)有短路孔；該半導(dǎo)體保 護芯片的引腳通過金屬引線與引線框架相連接。所述的低電容過壓保護器件的雙端結(jié)構(gòu)為K端和A端。 所述的低電容過壓保護器件的半導(dǎo)體器件的橫截面或為正方 形或為方形或為其它形狀。所述的低電容過壓保護器件的短路孔有8個或8個以上。 本實用新型的有益效果是該器件具有三個P-N結(jié)組成的雙端 四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用在高頻領(lǐng)域，其電容要求在30pF以 下的低電容過壓保護器件，不僅大大簡化了保護單元的電路，提高 了可靠性，而且降低了成本，該保護器件在未來對通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的 安全性與可靠性起著不可估量的作用。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。附圖1是本實用新型縱向結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實用新型圖1的左側(cè)部分簡明示意圖；附圖3是本實用新型橫向結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本實用新型伏安特性曲線示意圖；附圖中標(biāo)號說明-IOI —銅引腳A;102—鋁層A;103 —發(fā)射結(jié)；104 —集電結(jié)；105 —轉(zhuǎn)折結(jié)；106 —鋁層B;107 —銅引腳B;108 —短路孔；109 — N區(qū) UO — P區(qū): 400—阻斷區(qū)起點；401 —阻斷區(qū)和轉(zhuǎn)折區(qū)交點；402 —轉(zhuǎn)折區(qū)終點403 —轉(zhuǎn)折區(qū)和負(fù)阻區(qū)交點；404 —導(dǎo)通區(qū)終點；具體實施方式
請參閱附圖l、 2、 3、 4所示，本實用新型由發(fā)射結(jié)、集電結(jié)、 引腳及引線框架的半導(dǎo)體器件等組成，該芯片由三個P-N結(jié)組成雙 端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，每一組自上而下依次分別摻雜為N 2、 P 2、 Ni、 P ,四層，形成正偏發(fā)射結(jié)103，為J1結(jié)，正偏轉(zhuǎn)折結(jié)105，為J3結(jié)， 負(fù)偏集電結(jié)104，為J2結(jié)；在發(fā)射結(jié)103的外側(cè)刻有鋁層A 102，在 鋁層A 102的外側(cè)設(shè)有銅引腳A 101，在N區(qū)109的外側(cè)刻有鋁層B 106， 在鋁層B 106的外側(cè)設(shè)有銅引腳B 107;在N區(qū)109和P區(qū)110之間設(shè)有 短路孔108;該半導(dǎo)體保護芯片的引腳通過金屬引線與引線框架 相連接。所述的低電容過壓保護器件的雙端結(jié)構(gòu)為K端和A端。 所述的低電容過壓保護器件的半導(dǎo)體器件的橫截面或為方形或 為其它形狀。所述的低電容過壓保護器件的短路孔108有8個或8個以上。請參閱附圖l、 2、 3所示，該半導(dǎo)體過電壓保護器件是雙端四 層結(jié)構(gòu)，器件的基本結(jié)構(gòu)如圖l所示，P和N表示器件中的摻雜類 型，以其中一個單向可控硅結(jié)構(gòu)為例(圖l虛線左側(cè)部分)，器件有 三個P-N結(jié)，圖1中"103"記為Jl結(jié)、"104"記為J2結(jié)、"105" 記為J3結(jié)，可以參照圖2的簡明示意圖。圖1中的"102" ， "106"端是刻的鋁層，用來連接銅引腳， 以便連入使用電路。圖l的"101" 、 "107"為銅引腳。根據(jù)防雷等級要求的不同，器件橫向表面積可分為大、中、小 三個檔次，為方便生產(chǎn)，該類器件的橫截面一般設(shè)計成正方形。圖3是器件的橫向結(jié)構(gòu)示意圖，"108"是器件的短路孔，設(shè)計 有8個短路孔，圖3的"108"對應(yīng)于圖1的"108";圖3中"109" 表示器件的N區(qū)，對應(yīng)于圖1的"109";圖3中"102"表示鋁層， 對應(yīng)于圖1中的"102"和"106";圖3中的"110"表示P區(qū)，對 應(yīng)于圖l中的"110"。由于改器件雙向?qū)ΨQ的特性，生產(chǎn)工藝上，必須采用雙面工藝。 首先，必須采用雙面光刻法，刻出器件調(diào)整層，然后按照普通半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，依次制造形成P區(qū)一 "110";陰極發(fā)射區(qū)(同時形成短路孔)一 "103" 、 "108" 、 "109";采用臺面工藝，形成玻璃鈍化 層；最后刻上鋁層一 "102" 、 "106"，就可以投入到封裝線了。請參閱附圖4所示，該類器件是雙向?qū)ΨQ器件，圖4所示為器 件的伏安特性曲線，從圖上可以看出，器件具有雙向?qū)ΨQ的特性曲 線，設(shè)有阻斷區(qū)起點400、阻斷區(qū)和轉(zhuǎn)折區(qū)交點401、轉(zhuǎn)折區(qū)終點 402、轉(zhuǎn)折區(qū)和負(fù)阻區(qū)交點403和導(dǎo)通區(qū)終點404;針對第一象限， 特性曲線可以劃分為400-401阻斷區(qū)、401-402轉(zhuǎn)折區(qū)、402_403負(fù)阻 區(qū)、403-404導(dǎo)通區(qū)這四個區(qū)域。以器件正向?qū)ǖ那闆r為例(圖 三第一象限的模式)，說明其工作原理。當(dāng)雷電浪涌產(chǎn)生的正向電壓(沿PNPN流向)加在器件兩端時。J1和J3結(jié)正偏，J2結(jié)承受反向 電壓，其反向漏電流沿著P2基區(qū)橫向流動，由短路點流向T2電極。 當(dāng)浪涌電壓上升時，J2結(jié)反向漏電流增加，P2基區(qū)橫向電壓降隨 之增加。 一旦該壓降大于J3結(jié)的開啟電壓，器件部分開通，N區(qū)向 P2區(qū)注入電子，a2開始逐漸增大。當(dāng)al+a2二l時，器件全面開通， 進入低阻大電流狀態(tài)。當(dāng)浪涌電流下降時，al、 a2隨之下降。當(dāng) 浪涌電流小于器件的維持電流時，al+a2〈1，器件自動恢復(fù)到高 阻狀態(tài)。
權(quán)利要求1. 一種低電容過壓保護器件，該器件有發(fā)射結(jié)、集電結(jié)、引腳及引線框架的半導(dǎo)體器件，其特征在于該芯片由三個P-N結(jié)組成雙端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，每一組自上而下依次分別摻雜為N2、P2、N1、P1四層，形成正偏發(fā)射結(jié)(103)，為J1結(jié)，正偏轉(zhuǎn)折結(jié)(105)，為J3結(jié)，負(fù)偏集電結(jié)(104)，為J2結(jié)；在發(fā)射結(jié)(103)的外側(cè)刻有鋁層A(102)，在鋁層A(102)的外側(cè)設(shè)有銅引腳A(101)，在N區(qū)(109)的外側(cè)刻有鋁層B(106)，在鋁層B(106)的外側(cè)設(shè)有銅引腳B(107)；在N區(qū)(109)和P區(qū)(110)之間設(shè)有短路孔(108)；該半導(dǎo)體保護芯片的引腳通過金屬引線與引線框架相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低電容過壓保護器件，其特征在于 所述的雙端結(jié)構(gòu)為K端和A端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低電容過壓保護器件，其特征在于 所述的半導(dǎo)體器件的橫截面為方形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低電容過壓保護器件，其特征在于所述的短路孔(108)有8個或8個以上。
專利摘要一種涉及防雷系統(tǒng)中的低電容過壓保護的半導(dǎo)體器件，尤指一種主要在高頻領(lǐng)域應(yīng)用的，其電容要求在30pF以下的低電容過壓保護器件。該裝置由發(fā)射結(jié)、集電結(jié)、引腳及引線框架的半導(dǎo)體器件等組成，該芯片由三個P-N結(jié)組成雙端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，每一組自上而下依次分別摻雜為N₂、P₂、N₁、P₁四層，在發(fā)射結(jié)的外側(cè)刻有鋁層A，在鋁層A的外側(cè)設(shè)有銅引腳A，在N區(qū)和P區(qū)之間設(shè)有短路孔；該半導(dǎo)體保護芯片的引腳通過金屬引線與引線框架相連接。本實用新型的優(yōu)點該器件具有三個P-N結(jié)組成的雙端四層雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用在高頻領(lǐng)域，其電容要求在30pF以下的低電容過壓保護器件，提高了可靠性，降低了成本。
文檔編號H01L29/747GK201097401SQ200720072968
公開日2008年8月6日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者堅 傅, 張關(guān)寶, 張小平, 李懷東, 楊力宏 申請人:上海長園維安電子線路保護股份有限公司