專利名稱：：低電容雙向esd保護(hù)器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件雙向低壓瞬態(tài)電壓抑制器件的領(lǐng)域，具體為低電容雙向ESD保護(hù)器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
：用于靜電阻抗器(ESD)的器件通常都是齊納二極管，這種二極管一般是由重?fù)诫sPN結(jié)構(gòu)成的，器件電容非常大，用在防護(hù)電源線或者數(shù)據(jù)傳輸速率比較低的數(shù)據(jù)線尚可，如果用在高速數(shù)據(jù)傳輸接口，則會(huì)由于電容太大而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失真。目前，對(duì)于小型化器件，比較常用的降容方法通常是減小芯片面積，是一種以犧牲防護(hù)性能換取低電容的方法。但即使這樣單管電容也只能降到10pF左右。與小于lpF的防護(hù)需求還相差甚遠(yuǎn)。為了滿足高速數(shù)據(jù)傳輸對(duì)低電容保護(hù)的需求，改善傳統(tǒng)降容方法，不少降容技術(shù)被用于提高瞬態(tài)抑制二極管(TVS)的動(dòng)態(tài)性能，目前主要的降容技術(shù)主要有兩種，分別是集成工藝技術(shù)和多芯片封裝技術(shù)。集成工藝一般防護(hù)能力較弱，多用于對(duì)小型化要求比較高的場(chǎng)合，多芯片封裝技術(shù)是早期使用較多的降容技術(shù)。這種降容技術(shù)一般抗浪涌能力較強(qiáng)，但是電容不是很低，而且封裝尺寸比較大，不適合應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品。為了滿足高速數(shù)據(jù)傳輸對(duì)ESD保護(hù)的要求，需要一種雙向極低電容的小型化TVS產(chǎn)品。為此，需要提出一種具有較高ESD保護(hù)能力、低鉗位、極低電容的小型化TVS器件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種小型化的低電容雙向ESD保護(hù)器件，改善傳統(tǒng)TVS器件的單芯片降容方法，可以實(shí)現(xiàn)極低電容、低鉗位電壓、低漏電流以及雙向保護(hù)。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供上述低電容雙向ESD保護(hù)器件的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種低電容雙向ESD保護(hù)器件，由低電容二極管和低壓TVS管串聯(lián)構(gòu)成，包括四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管和一個(gè)TVS管，四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管分布在TVS管的中部和側(cè)邊，其中，TVS管的陽極與分布在兩側(cè)的二個(gè)邊側(cè)二極管的陽極連接，TVS管的陰極與設(shè)在中部的二個(gè)中部二極管的陰極相連，兩個(gè)中部二極管的陽極又分別與其相鄰的邊側(cè)二極管的陰極相連，形成回路。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的TVS管為反向?qū)?，自上而下依次由N+埋層區(qū)(陰極)、P+埋層區(qū)(陽極)和P-襯底構(gòu)成，N+埋層區(qū)覆蓋整個(gè)P+埋層區(qū)，整個(gè)TVS管的結(jié)構(gòu)在P-襯底上完成；二個(gè)導(dǎo)向二極管設(shè)在位于ESD保護(hù)器件中部區(qū)域A，自上而下由P+擴(kuò)區(qū)(陽極)和共用的N-外延層(共用陰極)構(gòu)成，N-外延層(共用陰極)與TVS管的N+埋層區(qū)(陰極)相連；4另二個(gè)反向?qū)蚨O管分別設(shè)在ESD保護(hù)器件的邊側(cè)區(qū)域B和區(qū)域C，自上而下由N+接觸區(qū)(陰極)和共用的N-外延層(陽極)構(gòu)成；四個(gè)二極管分為左右兩組，中部區(qū)域A正向?qū)虻亩O管的P+擴(kuò)區(qū)(陽極)與相鄰邊側(cè)的反向?qū)虻亩O管的N+接觸區(qū)(陰極)通過金屬層相連，分別構(gòu)成第一電極；另一中部區(qū)域A正向?qū)虻亩O管的P+擴(kuò)區(qū)(陽極)與另一相鄰邊側(cè)的反向?qū)虻亩O管的N+接觸區(qū)(陰極)通過金屬層相連，構(gòu)成第二電極，保證在電隔離的情況下，每個(gè)10或電極上都接有一個(gè)正向?qū)虻亩O管和一個(gè)反向?qū)虻亩O管；向第一電極施加的電流依次經(jīng)過正向?qū)虻亩O管、反向?qū)虻腡VS管和一不相鄰的與TVS管正向?qū)虻姆聪驅(qū)蚨O管，到達(dá)第二電極；向第二電極施加的電流依次經(jīng)過另一正向?qū)虻亩O管、反向?qū)虻腡VS管和另一與TVS管正向?qū)虻姆聪驅(qū)蚨O管，到達(dá)第一電極。本發(fā)明的雙向ESD器件的電路結(jié)構(gòu)決定其具有低電容和低鉗位特性，低電容特性可以幫助器件提高響應(yīng)時(shí)間，減小對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽．?dāng)向任一電極加載電流時(shí)，在電流通路上均是先通過一個(gè)正向?qū)虻亩O管、再通過一個(gè)反向TVS管，最后又通過一個(gè)正向?qū)虻亩O管到達(dá)另一電極。根據(jù)電路特性，TVS管的電容大一些，對(duì)整個(gè)器件的電容影響不大，因此TVS管的鉗位電壓可以做的很小，使器件具有低鉗位特性，這種低鉗位特性可以有效地保護(hù)被保護(hù)系統(tǒng)免受ESD等脈沖電壓的損壞。為消除I/0(第一電極和第二電極)之間存在寄生JFET，導(dǎo)向二極管之間的隔離采用對(duì)通方式在所述兩個(gè)邊側(cè)導(dǎo)向二極管與兩個(gè)中部導(dǎo)向二極管之間設(shè)有垂直的環(huán)形？+上墻，在邊側(cè)二極管的N-外延層與TVS管的P-襯底之間設(shè)有一層水平的P+下墻，且P+上墻與P+下墻對(duì)通相接連接在一起。在N-外延層下面增加P+下墻，并在P+下墻正上方制作左右兩個(gè)環(huán)形的P+上墻，將N-外延層分割為中部和左右邊側(cè)三個(gè)部分，通過高溫退火將P+上墻與P+下墻對(duì)通相接，這樣可以有效屏蔽降容管(兩個(gè)邊側(cè)二極管)之間的漏電。在上述方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)封裝的不同，本發(fā)明的器件可以是一個(gè)兩端器件，第一電極和第二電極是器件的輸入或輸出端，由于器件具有雙向?qū)ΨQ性，因此第一電極和第二電極既可作輸入端，也可以作為輸出端使用；也可以是一個(gè)三端器件，所述TVS管的P-襯底背面設(shè)有多層金屬，構(gòu)成接地電極。根據(jù)器件制作工藝的不同，器件具有不同的工作電壓，一般有5V、8V、12V、15V或24V。對(duì)于差模保護(hù)應(yīng)用，選用兩端器件，第一電極和第二電極分別接在一對(duì)差分?jǐn)?shù)據(jù)線上，與負(fù)載形成并聯(lián)。當(dāng)需要進(jìn)行差共模一起保護(hù)時(shí)，則選用三端器件，將接地電極接地即可。針對(duì)上述的低電容雙向ESD保護(hù)器件的制備方法，包括下述步驟第一步在P-襯底中部摻雜硼元素制作P+埋層區(qū)，又在P+埋層區(qū)的窗口上摻雜磷元素制作N+埋層區(qū)并覆蓋整個(gè)P+埋層區(qū)，制成TVS管；第二步在TVS管的P-襯底周圍摻雜硼元素制作一層P+下墻，再在TVS管整體的上方生長(zhǎng)一層N-外延層，然后在P+下墻正上方的位置，在N-外延層中摻雜硼元素制作兩個(gè)環(huán)形的縱向P+上墻，通過高溫退火將P+上墻與P+下墻連在一起，將N-外延層分割成中部區(qū)域A和左右邊側(cè)區(qū)域B、C三個(gè)部分；第三步在N-外延層的中部A區(qū)域上方摻雜硼元素制作P+擴(kuò)區(qū)，在左右邊側(cè)B、C區(qū)域上方分別摻雜磷元素制作N+接觸區(qū)，與共同N-外延層和P+下墻構(gòu)成四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管；第四步在器件表面沉積一層金屬層，通過光刻將金屬層分成兩部分，一金屬層將一邊側(cè)二極管的N+接觸區(qū)與相鄰中部二極管的P+擴(kuò)區(qū)接通，構(gòu)成第一電極；另一金屬層將另一邊側(cè)二極管的N+接觸區(qū)與其相鄰的中部二極管的P+擴(kuò)區(qū)接通，構(gòu)成第二電極，封裝后制成雙端的雙向ESD保護(hù)器件。在上述方案的基礎(chǔ)上，第一步中，P-襯底的硼元素?fù)诫s濃度不大于lX1019atomS/cm3，P+埋層區(qū)的硼元素?fù)诫s濃度至少1X10toms/cm3;N+埋層區(qū)的磷元素?fù)诫s濃度至少1.5X10atoms/cm。在上述方案的基礎(chǔ)上，P+埋層區(qū)的硼元素?fù)诫s濃度為1X1018atOmS/Cm32X1019atoms/cm3;N+埋層區(qū)的磷元素?fù)诫s濃度為1.5X1019atoms/cm32X1021atoms/3cmo在上述方案的基礎(chǔ)上，第二步中，所述的P+上墻及P+下墻的硼元素?fù)诫s濃度2X1015atoms/cm31X1019atoms/cm3。在上述方案的基礎(chǔ)上，第二步中，將P+上墻與P+下墻連在一起的退火溫度為11501200°C。在上述方案的基礎(chǔ)上，第三步中，共用的N-外延層的磷元素?fù)诫s濃度不大于lX1015atoms/cm3，結(jié)深不小于5iim;P+擴(kuò)區(qū)的硼元素?fù)诫s濃度為6X1018atoms/cm32X10toms/W，結(jié)深1.53iim，N+接觸區(qū)的磷元素?fù)诫s濃度為1X1019atoms/cm32X1021atoms/cm3，結(jié)深1.53iim。在上述方案的基礎(chǔ)上，在第四步制成第一電極及第二電極之后，將P-襯底的厚度減薄至100m150m，在P-襯底的背面制作多層金屬，作為接地電極，封裝后制成三端的雙向ESD保護(hù)器件。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的電路具有低電容、低鉗位和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠很好地滿足手機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品對(duì)器件低電容、小型化的要求；對(duì)于不同保護(hù)電壓要求，可通過調(diào)整P+埋層區(qū)濃度實(shí)現(xiàn)。兩端器件小型化封裝后，性能要遠(yuǎn)好于普通小型化TVS器件，本發(fā)明器件在3G等高頻領(lǐng)域應(yīng)用更為廣闊。圖1為本發(fā)明低電容雙向ESD保護(hù)器件的電路圖。圖2為實(shí)施例1本發(fā)明雙端器件的側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施例1本發(fā)明雙端器件的電路圖。圖4為實(shí)施例1本發(fā)明雙端器件中TVS管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為實(shí)施例1本發(fā)明雙端器件中TVS管的側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為實(shí)施例1本發(fā)明雙端器件中A區(qū)縱向摻雜濃度的分布圖。圖7為實(shí)施例1本發(fā)明雙端器件中B、C區(qū)縱向摻雜濃度的分布示意圖。圖8為實(shí)施例1雙端器件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為實(shí)施例2三端器件的電路圖。6附圖中標(biāo)號(hào)說明10-EDS器件ll-第一電極12-第二電極13、14-中部二極管15、16-邊側(cè)二極管17-TVS管21-P-襯底22-N-外延層23-外延襯底PN結(jié)31-P+埋層區(qū)32-N+埋層區(qū)33-P+下墻34-P+上墻35、38-P+擴(kuò)區(qū)36、39-N+接觸區(qū)37、40-金屬層A-中部區(qū)域B、C--邊側(cè)區(qū)域51-兩端器件52-三端器件具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1本發(fā)明低電容雙向ESD保護(hù)器件的電路圖所示，低電容ESD器件結(jié)構(gòu)包括了一個(gè)TVS管17和四個(gè)導(dǎo)向二極管13、14、15、16，TVS管17的陽極與兩個(gè)邊側(cè)二極管15、16的陽極連接，TVS管17的陰極與兩個(gè)中部二極管13、14的陰極相連，兩個(gè)中部二極管13、14的陽極又與兩個(gè)邊側(cè)導(dǎo)向二極管15、16的陰極相連，形成回路。實(shí)施例1請(qǐng)參閱圖2為實(shí)施例1雙端器件的側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為實(shí)施例1雙端器件的電路圖，圖4為實(shí)施例1雙端器件中TVS管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為實(shí)施例1雙端器件中TVS管的側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為實(shí)施例1雙端器件中A區(qū)縱向摻雜濃度的分布圖，圖7為實(shí)施例1雙端器件中B、C區(qū)縱向摻雜濃度的分布圖和圖8為實(shí)施例1雙端器件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖所示，一種低電容雙向ESD保護(hù)器件，由低電容導(dǎo)向二極管和低壓TVS管串聯(lián)構(gòu)成，其中，所述的TVS管17為反向?qū)?，自上而下依次由N+埋層區(qū)32、P+埋層區(qū)31和P-襯底21構(gòu)成，N+埋層區(qū)32覆蓋整個(gè)P+埋層區(qū)31;兩個(gè)中部二極管13、14為正向?qū)颍陨隙掠蒔+擴(kuò)區(qū)35、38和共用的N-外延層22構(gòu)成；兩個(gè)邊側(cè)二極管15、16與TVS管正向?qū)颍陨隙掠蒒+接觸區(qū)36、39和共用的N-外延層22以及P+下墻33構(gòu)成；四個(gè)二極管分為左右兩組，中部二極管13的P+擴(kuò)區(qū)35與相鄰邊側(cè)二極管15的N+接觸區(qū)36通過金屬層40相連，構(gòu)成第一電極11;另一中部二極管14的P+擴(kuò)區(qū)38與其相鄰邊的側(cè)二極管16的N+接觸區(qū)39通過金屬層37相連，構(gòu)成第二電極12;向第一電極11施加的電流依次經(jīng)過正向?qū)虻亩O管13、反向?qū)虻腡VS管17和另一與TVS管正向?qū)虻亩O管16，到達(dá)第二電極12;向第二電極12施加的電流依次經(jīng)過正向?qū)虻亩O管14、反向?qū)虻腡VS管17和另一與TVS管正向?qū)虻亩O管15，到達(dá)第一電極ll。7制備方法是，首先在P-襯底21上完成TVS管的制作，然后再在N-外延層22上通過注入、擴(kuò)散的方式完成四個(gè)導(dǎo)向二極管的制作，最后通過金屬層實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，具體包括下述步驟第一步在P-襯底21中部通過硼注入或擴(kuò)散的摻雜方式高溫退火制作深結(jié)的P+埋層區(qū)31，又在P+埋層區(qū)31的窗口上通過磷注入退火制作N+埋層區(qū)32并覆蓋整個(gè)P+埋層區(qū)31，制成TVS管17;第二步在TVS管17的P-襯底21周圍通過硼注入退火制作一層P+下墻33，再在TVS管17整體的上方生長(zhǎng)一層N-外延層22，然后在P+下墻33正上方的位置，在N_外延層22中通過硼注入退火制作兩個(gè)垂直的環(huán)形P+上墻34，通過高溫退火將P+上墻34與P+下墻33連在一起，利用PN隔離將N-外延層22分割成中部區(qū)域A和左右邊側(cè)區(qū)域B、C三個(gè)部分；第三步在N-外延層22的中部區(qū)域A上方通過硼擴(kuò)散摻雜方式制作P+擴(kuò)區(qū)35、38，在左右邊側(cè)區(qū)域B、C上方分別通過磷擴(kuò)散摻雜方式制作N+接觸區(qū)36、39，與共同N_外延層22和P+下墻33構(gòu)成四個(gè)二級(jí)管13、14、15、16;第四步在器件表面沉積一層金屬層，通過光刻將金屬層分成兩部分，金屬層40將邊側(cè)二極管15的N+接觸區(qū)36(陰極)與中部二極管13的P+擴(kuò)區(qū)35(陽極)接通，構(gòu)成第一電極11;金屬層37將邊側(cè)二極管16的N+接觸區(qū)39(陰極)與中部二極管14的P+擴(kuò)區(qū)38(陽極)接通，構(gòu)成第二電極12，最后對(duì)器件進(jìn)行打線封裝，形成兩端器件51。以下對(duì)各區(qū)域的摻雜濃度及結(jié)深/厚度進(jìn)行具體說明考慮到不同工作電壓要求不同，P-襯底21的噴摻雜濃度應(yīng)該不大于1X1019atomS/Cm3，而對(duì)于5V工作電壓來說，P+埋層31的硼摻雜濃度不能小于1X1019atoms/cm3，濃度范圍優(yōu)選在1X1019atoms/cm3到2X1021atoms/cm3之間，TVS二極管17的雪崩擊穿電壓(或齊納擊穿電壓)可以通過調(diào)整P+埋層31的摻雜濃度來改變，這樣可以形成不同電壓要求的TVS二極管。N+埋層32的磷濃度不能小于1.5X1019atOmS/Cm3，濃度范圍優(yōu)選在1.5X1019atoms/cm3禾口2X1021atoms/cm3之間。N-外延層22的厚度不小于5iim，磷摻雜濃度不大于1X10toms/cm摻雜濃度范圍優(yōu)選在2X1014atoms/cm3到2X1015atoms/cm3之間。P+上墻34及P+下墻的硼摻雜濃度優(yōu)選在5X1014atoms/cm2到1X1015atoms/cm2之間，注入能量lOOKeV，注入劑量7el46el5，退火溫度在1150120(TC之間，通過退火將P+上墻34與P+下墻33連在一起。P+上墻墻34和P+下墻33共同將外延層分成了中部區(qū)域A和邊側(cè)區(qū)域B、C。在N-外延層22的中部區(qū)域A上方的P+擴(kuò)區(qū)35、38，摻雜濃度范圍在6X1018atoms/cm32X1019atoms/cm3，結(jié)深2.0iim;在邊側(cè)區(qū)域B、C上方的N+接觸區(qū)36、39，摻雜濃度范圍優(yōu)選在1X1019atoms/cm32X1021atoms/cm3，結(jié)深2.0iim。本實(shí)施例的低電容雙向ESD器件在制作過程中各層摻雜濃度的最小值和最大值均列于表1中，在制作完成后測(cè)得的中部區(qū)域A及邊側(cè)區(qū)域B、C的摻雜濃度分布如圖6、圖7所示。由于當(dāng)上層摻雜層將下層摻雜層覆蓋后會(huì)使下層摻雜層的摻雜濃度下降，因此表1中各層的摻雜濃度均略高于圖6、7中所示的實(shí)測(cè)摻雜濃度。其典型電容值只有0.3pF，能夠很好地應(yīng)用于手機(jī)、3G設(shè)備等高速數(shù)據(jù)接口上。表1各層摻雜濃度范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例2請(qǐng)參閱圖9為實(shí)施例2三端器件的電路圖所示，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1均相同，只是在該低電容TVS器件是一個(gè)三端器件52，由于雙向?qū)ΨQ，第一電極11和第二電極12均可作為器件的輸入或輸出端，接地電極18為接地端。權(quán)利要求一種低電容雙向ESD保護(hù)器件，由低電容二極管和低壓TVS管串聯(lián)構(gòu)成，其特征在于包括四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管和一個(gè)TVS管，四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管分布在TVS管的中部和側(cè)邊，其中，TVS管(17)的陽極與分布在兩側(cè)的二個(gè)邊側(cè)二極管(15、16)的陽極連接，TVS管(17)的陰極與設(shè)在中部的二個(gè)中部二極管的陰極相連，兩個(gè)中部二極管(13、14)的陽極又分別與其相鄰的邊側(cè)二極管(15、16)的陰極相連，形成回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件，其特征在于所述的TVS管(17)為反向?qū)?，自上而下依次由N+埋層區(qū)(32)、P+埋層區(qū)(31)和P-襯底(21)構(gòu)成，N+埋層區(qū)(32)覆蓋整個(gè)P+埋層區(qū)(31)，整個(gè)TVS管(17)的結(jié)構(gòu)在P-襯底(21)上完成;二個(gè)設(shè)在ESD保護(hù)器件中部區(qū)域(A)的中部二極管(13、14)為正向?qū)?，中部二極管(13、14)自上而下由P+擴(kuò)區(qū)(35、38)和共用的N-外延層(22)構(gòu)成，N-外延層(22)與TVS管(17)的N+埋層區(qū)(32)相連；<另二個(gè)設(shè)在ESD保護(hù)器件的邊側(cè)區(qū)域(B或C)的邊側(cè)二極管(15、16)為反向?qū)?，自上而下由N+接觸區(qū)(36、39)和共用的N-外延層(22)構(gòu)成；四個(gè)二極管分為左右兩組，中部區(qū)域(A)正向?qū)虻亩O管(13)的P+擴(kuò)區(qū)(35)與相鄰邊側(cè)的反向?qū)虻亩O管(15)的N+接觸區(qū)(36)通過金屬層(40)相連，構(gòu)成第一電極(11);另一中部區(qū)域(A)正向?qū)虻亩O管(14)的P+擴(kuò)區(qū)(38)與另一相鄰邊側(cè)的反向?qū)虻亩O管(16)的N+接觸區(qū)(39)通過金屬層(37)相連，構(gòu)成第二電極(12);向第一電極(11)施加的電流依次經(jīng)過正向?qū)虻闹胁慷O管(13)、反向?qū)虻腡VS管(17)和一反向?qū)虻倪厒?cè)二極管(16)，到達(dá)第二電極(12);向第二電極(12)施加的電流依次經(jīng)過另一正向?qū)虻闹胁慷O管(14)、反向?qū)虻腡VS管(17)和另一反向?qū)虻倪厒?cè)二極管(15)，到達(dá)第一電極(11);在所述兩個(gè)邊側(cè)二極管(15、16)與兩個(gè)中部二極管(13、14)之間均設(shè)有垂直的P+上墻(34)，在邊側(cè)二極管(15、16)的N-外延層(22)與TVS管(17)的P_襯底(21)之間設(shè)有水平的P+下墻(33)，且P+上墻(34)與P+下墻(33)對(duì)通相接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件，其特征在于所述TVS管(17)的P-襯底(21)背面設(shè)有多層金屬，構(gòu)成接地電極(18)。4.針對(duì)權(quán)利要求1至3之一所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件的制備方法，其特征在于包括下述步驟第一步在P-襯底(21)中部摻雜硼元素制作P+埋層區(qū)(31)，又在P+埋層區(qū)(31)的窗口上摻雜磷元素制作N+埋層區(qū)(32)并覆蓋整個(gè)P+埋層區(qū)(31)，制成TVS管(17);第二步在TVS管(17)的P-襯底(21)周圍摻雜硼元素制作環(huán)形的P+下墻(33)，再在TVS管(17)整體的上方生長(zhǎng)一層N-外延層(22)，然后在P+下墻(33)正上方的位置，在N-外延層(22)中摻雜硼元素制作P+環(huán)形上墻(34)，通過高溫退火將P+上墻(34)與P+下墻(33)連在一起，將N-外延層(22)分割成中部區(qū)域(A)和左右邊側(cè)區(qū)域(B、C)三個(gè)部分；第三步在N-外延層(22)的中部區(qū)域A上方摻雜硼元素制作P+擴(kuò)區(qū)(35、38)，在左右邊側(cè)區(qū)域B、C上方分別摻雜磷元素制作N+接觸區(qū)(36、39)，與共同N-外延層(22)構(gòu)成四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管；第四步在器件表面沉積一層金屬層，通過光刻將金屬層分成兩部分，金屬層(40)將邊側(cè)二極管(15)的N+接觸區(qū)(36)與中部二極管(13)的P+擴(kuò)區(qū)(35)接通，構(gòu)成第一電極(11);金屬層(37)將邊側(cè)二極管(16)的N+接觸區(qū)(39)與中部二極管(14)的P+擴(kuò)區(qū)(38)接通，構(gòu)成第二電極(12)，封裝后制成雙端的雙向ESD保護(hù)器件。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件，其特征在于第一步中，P-襯底(21)的硼元素?fù)诫s濃度不大于1X10toms/cm3，P+埋層區(qū)(31)的硼元素?fù)诫s濃度至少IX1018atoms/cm3;N+埋層區(qū)(32)的磷元素?fù)诫s濃度至少1.5X1019atoms/cm3。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件，其特征在于P+埋層區(qū)(31)的硼元素?fù)诫s濃度為1X1018atoms/cm32X1019atoms/cm3;N+埋層區(qū)(32)的磷元素?fù)诫s濃度為1.5X1019atoms/cm32X1021atoms/cm3。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件，其特征在于第二步中，所述的？+上墻(34)及P+下墻(33)的硼元素?fù)诫s濃度2X1015atoms/cm31X1019atoms/cm3。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件的制備方法，其特征在于第二步中，將P+上墻(34)與P+下墻(33)連在一起的退火溫度為11501200°C。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件，其特征在于第三步中，共用的N-外延層(22)的磷元素?fù)诫s濃度不大于lX10"atoms/cm結(jié)深不小于5iim;P+擴(kuò)區(qū)(35、38)的硼元素?fù)诫s濃度為6X1018atoms/cm32X1019atoms/cm3，結(jié)深1.53iim，N+接觸區(qū)(36、39)的磷元素?fù)诫s濃度為1X1019atoms/cm32X1021atoms/cm3，結(jié)深1.53iim。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電容雙向ESD保護(hù)器件的制備方法，其特征在于在第四步制成第一電極及第二電極之后，將P-襯底(21)的厚度減薄至100iim150iim，在P-襯底(21)的背面制作多層金屬，作為接地電極，封裝后制成三端的雙向ESD保護(hù)器件。全文摘要本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件雙向低壓瞬態(tài)電壓抑制器件的領(lǐng)域，具體為低電容雙向ESD保護(hù)器件及其制備方法。一種低電容雙向ESD保護(hù)器件，由低電容二極管和低壓TVS管串聯(lián)構(gòu)成，其特征在于包括四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管和一個(gè)TVS管，四個(gè)導(dǎo)向二級(jí)管分布在TVS管的中部和側(cè)邊，其中，TVS管(17)的陽極與分布在兩邊側(cè)的邊側(cè)二極管(15、16)的陽極連接，TVS管(17)的陰極與設(shè)在中部的二個(gè)導(dǎo)向二極管的陰極相連，兩個(gè)中部二極管(13、14)的陽極又與其相鄰的邊側(cè)二極管(15、16)的陰極相連，形成回路。具有低電容、低鉗位和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠很好地滿足手機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品對(duì)器件低電容、小型化的要求；在3G等高頻領(lǐng)域應(yīng)用更為廣闊。文檔編號(hào)H01L23/60GK101714759SQ20091019863公開日2010年5月26日申請(qǐng)日期2009年11月11日優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日發(fā)明者吳興農(nóng),張關(guān)保,蘇海偉申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)園維安微電子有限公司