深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片，包括N型襯底、設(shè)置于N型襯底頂部和底部的P型淺結(jié)區(qū)、N+淺結(jié)區(qū)、金屬化電極以及P+深結(jié)區(qū)，N型襯底頂部和底部P型淺結(jié)區(qū)的外部覆蓋有一層帶短路孔的N+淺結(jié)區(qū)，短路孔內(nèi)設(shè)有P+深結(jié)區(qū)，N+淺結(jié)區(qū)的外部覆蓋有金屬化電極，N型襯底的頂部和底部的四周設(shè)有上下對稱的臺(tái)面鈍化槽，本實(shí)用新型使整個(gè)芯片在任何一個(gè)工作方向上都能大面積通過電流，提高芯片的面積利用率，提高電流均勻性，顯著改善器件的散熱問題并提高器件的電流處理能力。
【專利說明】
一種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體放電管芯片結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體放電管是一種根據(jù)可控硅原理制造的具有五層結(jié)構(gòu)的保護(hù)器件，廣泛應(yīng)用于通信等電路系統(tǒng)中作為雷電浪涌保護(hù)器件，使用時(shí)，半導(dǎo)體放電管并聯(lián)在設(shè)備上，當(dāng)受到瞬間的高能量沖擊時(shí)，半導(dǎo)體放電管迅速由阻斷狀態(tài)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)能夠通過很大的浪涌電流，起到快速消除浪涌、保護(hù)設(shè)備的目的，因此，通流能力是衡量半導(dǎo)體放電管的一個(gè)重要電性指標(biāo)。
[0003]傳統(tǒng)半導(dǎo)體放電管芯片縱向結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示，自上向下依次為金屬化電極I，N+型淺結(jié)區(qū)2，P型淺結(jié)區(qū)3，P+深結(jié)區(qū)4，臺(tái)面鈍化區(qū)5，N型襯底6，臺(tái)面鈍化區(qū)5，P+深結(jié)區(qū)4，P型區(qū)3，N+型淺結(jié)區(qū)2，金屬化電極I。
[0004]傳統(tǒng)半導(dǎo)體放電管芯片的P+深結(jié)區(qū)和短路孔排布方式的俯視圖如圖2所示，分別為P型淺結(jié)區(qū)3，P+深結(jié)區(qū)4，N+型淺結(jié)區(qū)2，短路孔7。
[0005]如圖1所示，傳統(tǒng)的放電管結(jié)構(gòu)具有上下、左右翻轉(zhuǎn)對稱的特點(diǎn)，其工作原理可理解為兩個(gè)單向放電管的反方向并聯(lián)。在其工作時(shí)兩個(gè)單向放電管分別工作，導(dǎo)致在一個(gè)方向上只有一半的芯片面積在導(dǎo)通電流，這會(huì)造成芯片面積的浪費(fèi)以及電流的不均勻，而且半邊工作也會(huì)造成熱量集中、散熱差的問題，會(huì)降低器件的通流能力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種巖肩排放的系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片，包括N型襯底、設(shè)置于N型襯底頂部和底部的P型淺結(jié)區(qū)、N+淺結(jié)區(qū)、金屬化電極以及P+深結(jié)區(qū)，所述N型襯底頂部和底部P型淺結(jié)區(qū)的外部覆蓋有一層帶短路孔的N+淺結(jié)區(qū)，所述短路孔內(nèi)設(shè)有P+深結(jié)區(qū)，所述N+淺結(jié)區(qū)的外部覆蓋有金屬化電極，所述N型襯底的頂部和底部的四周設(shè)有上下對稱的臺(tái)面鈍化槽。
[0009]所述P+深結(jié)區(qū)一端終止于金屬化電極、另一端延伸至N型襯底，深度大于P型淺結(jié)區(qū)，擴(kuò)散寬度為60-300um、擴(kuò)散深度為為30-80umo
[0010]所述覆蓋于P型淺結(jié)區(qū)外部的N+淺結(jié)區(qū)的平面邊緣終止于臺(tái)面鈍化槽內(nèi)壁。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):使整個(gè)芯片在任何一個(gè)工作方向上都能大面積通過電流，提高芯片的面積利用率，提高電流均勻性，顯著改善器件的散熱問題并提高器件的電流處理能力。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0013]圖1為【背景技術(shù)】的放電管芯片的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0014]圖2為【背景技術(shù)】的放電管芯片的P+深結(jié)區(qū)和短路孔的面布局圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型提出的放電管芯片的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型提出的放電管芯片的P+深結(jié)區(qū)和短路孔的平面布局圖；
[0017]其中:1、金屬化電極;2、N+淺結(jié)區(qū)；3、P型淺結(jié)區(qū)；4、P+深結(jié)區(qū)；5、臺(tái)面鈍化槽;6、N型襯底;7、短路孔。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖3、4所示，一種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片，包括N型襯底6、設(shè)置于N型襯底6頂部和底部的P型淺結(jié)區(qū)3、N+淺結(jié)區(qū)2、金屬化電極I以及P+深結(jié)區(qū)4，P型淺結(jié)區(qū)3的優(yōu)選結(jié)深為15?40um，N型襯底6頂部和底部P型淺結(jié)區(qū)3的外部覆蓋有一層帶短路孔7的N+淺結(jié)區(qū)2，優(yōu)選的N+淺結(jié)區(qū)2結(jié)深為5?20um，小于P型淺結(jié)區(qū)3結(jié)深，優(yōu)選的短路孔7直徑為60?300um，短路孔7內(nèi)設(shè)有P+深結(jié)區(qū)4，同側(cè)的P+深結(jié)區(qū)4中心與短路孔7中心在同一垂直線上，對側(cè)P+深結(jié)區(qū)4中心與N+淺結(jié)區(qū)2中心在同一垂直線上，N+淺結(jié)區(qū)2的外部覆蓋有金屬化電極I，優(yōu)選的金屬電極為T1-N1-Ag金屬，Ti膜厚=100_140nm、Ni膜厚=400_600nm、Ag膜厚=500-800nm，N型襯底6的頂部和底部的四周設(shè)有上下對稱的臺(tái)面鈍化槽5，臺(tái)面鈍化槽5的底部和側(cè)壁設(shè)有玻璃鈍化膜，P+深結(jié)區(qū)4 一端終止于金屬化電極1、另一端延伸至N型襯底6，深度大于P型淺結(jié)區(qū)3，擴(kuò)散寬度為60-300um、擴(kuò)散深度為為30-80um，覆蓋于P型淺結(jié)區(qū)3外部的N+淺結(jié)區(qū)2的平面邊緣終止于臺(tái)面鈍化槽5內(nèi)壁。
[0019]本實(shí)用新型將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中整個(gè)大面積的P+深結(jié)區(qū)拆分成2個(gè)以上的位于短路孔內(nèi)的小的P+深結(jié)區(qū)，當(dāng)器件的任一方向涌入電流時(shí)，由電流流入側(cè)短路孔內(nèi)的P+深結(jié)區(qū)-N型襯底-對側(cè)的P型淺結(jié)區(qū)-對側(cè)的N+淺結(jié)區(qū)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的放電管，整個(gè)芯片等效于多個(gè)獨(dú)立放電管的并聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)芯片大面積通流，并提高電流的均勻性，提高芯片散熱能力，而且由于P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)，并未占用芯片額外面積，提高了芯片面積利用率，能顯著提高芯片通流能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片，包括N型襯底、設(shè)置于N型襯底頂部和底部的P型淺結(jié)區(qū)、N+淺結(jié)區(qū)、金屬化電極以及P+深結(jié)區(qū)，其特征在于:所述N型襯底頂部和底部P型淺結(jié)區(qū)的外部覆蓋有一層帶短路孔的N+淺結(jié)區(qū)，所述短路孔內(nèi)設(shè)有P+深結(jié)區(qū)，所述N+淺結(jié)區(qū)的外部覆蓋有金屬化電極，所述N型襯底的頂部和底部的四周設(shè)有上下對稱的臺(tái)面鈍化槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片，其特征在于:所述P+深結(jié)區(qū)一端終止于金屬化電極、另一端延伸至N型襯底，深度大于P型淺結(jié)區(qū)，擴(kuò)散寬度為60-300um、擴(kuò)散深度為為30-80umo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種P+深結(jié)區(qū)位于短路孔內(nèi)的半導(dǎo)體放電管芯片，其特征在于:所述覆蓋于P型淺結(jié)區(qū)外部的N+淺結(jié)區(qū)的平面邊緣終止于臺(tái)面鈍化槽內(nèi)壁。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK205428933SQ201620192037
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】張超, 王成森
【申請人】江蘇捷捷微電子股份有限公司