瞬態電壓抑制器及其制造方法技術

提供了一種瞬態電壓抑制器及其制造方法，其可以通過對第一外延層執行離子注入來形成掩埋層的一部分、然后在沉積具有與第一外延層相同的雜質濃度的第二外延層的同時形成掩埋層的其他部分來類推掩埋層的生長，而容易地控制齊納二極管的耐壓特性，并且其可以通過形成環形的摻雜區域以通過在小的面積內增加齊納二級管的PN結面積來增加電流經過區域，而改善電流分布特性。

【技術實現步驟摘要】
瞬態電壓抑制器及其制造方法相關申請的交叉引用本申請要求2013年10月31日提交的申請號為10-2013-01318008的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。
本專利技術的方面涉及瞬態電壓抑制器及其制造方法。
技術介紹
參見圖1，示出了一般的瞬態電壓抑制器的操作原理的電路圖。如在圖1中所示，一般的瞬態電壓抑制器(TVS)(例如：壓敏電阻，晶閘管或二極管(整流器/齊納二極管))以并聯的方式連接在電源VG和負載RLOAD之間，且瞬態電壓抑制器TVS的一側連接至地(GND)。在這種配置的情況下，當超過負載RLOAD所需要的電壓的過電壓被輸入時，瞬態電壓導出電流(ITV)經由瞬態電壓抑制器TVS向地GND流動，且僅有被鉗位且穩定的低電壓施加至負載RLOAD，從而安全地保護負載RLOAD免于遭受瞬態電壓。瞬態電壓抑制器TVS受到電容和靜電放電(ESD)影響。為了提高通常由單個元件構成的瞬態電壓抑制器TVS的ESD特性，有必要增加瞬態電壓抑制器TVS的面積。然而，當瞬態電壓抑制器TVS的面積增加時，襯底和摻雜區域的接觸面積可能增加，且電容值可能相應地增加。瞬態電壓抑制器TVS在電容值上的增加可能使信號嚴重地失真，使得難以在高頻電路中采用瞬態電壓抑制器TVS。另外，由于瞬態電壓抑制器TVS的擊穿電壓很大程度地受到襯底和摻雜區域之間的濃度差影響，所以影響了流經瞬態電壓抑制器TVS的總電流。因此，瞬態電壓抑制器TVS的內部電阻可能增加，從而減小了靜態耐壓。
技術實現思路
本專利技術的方面提供一種瞬態電壓抑制器及其制造方法，其可以通過對第一外延層執行離子注入來形成掩埋層的一部分、然后在沉積具有與第一外延層相同的雜質濃度的第二外延層的同時形成掩埋層的其他部分來類推掩埋層的生長，而容易地控制齊納二極管的耐壓特性。本專利技術的其他方面提供一種瞬態電壓抑制器及其制造方法，其可以通過形成環形的摻雜區域以通過在小的面積內增加齊納二級管的PN結面積來增加電流經過區域，而改善電流分布特性。根據本專利技術的一個方面，提供了一種瞬態電壓抑制器，包括：第一導電類型的襯底；第一導電類型的第一外圍層，形成在第一導電類型襯底的第一表面上；第一導電類型的第二外延層，形成在第一導電類型第一外延層的第一表面上；第二導電類型的掩埋層，插入在第一導電類型第一外延層的一部分和第一導電類型第二外延層的一部分之間；第一導電類型的摻雜區域，從第一導電類型第二外延層的第一表面向第二導電類型掩埋層向內形成以沿著所述第一導電類型第二外延層的深度方向與第二導電類型掩埋層間隔開；第二導電類型的摻雜區域，從第一導電類型第二外延層的第一表面向內形成，且與第一導電類型摻雜區域間隔開；以及第一電極，形成為覆蓋第一導電類型摻雜區域的第一表面和第二導電類型摻雜區域的第一表面，且電連接第一導電類型摻雜區域和第二導電類型摻雜區域。第一導電類型第一外延層和第一導電類型第二外延層具有比第一導電類型襯底更低的濃度。第一導電類型第一外延層和第一導電類型第二外延層可以具有相同的金屬摻雜濃度。第二導電類型掩埋層可以從第一導電類型第二外延層的與第一導電類型第一外延層的第一表面接觸的第二表面向內形成在第一導電類型第一外延層和第一導電類型第二外延層中。瞬態電壓抑制器還可以包括第二電極，所述第二電極形成為覆蓋第一導電類型襯底的第二表面。瞬態電壓抑制器還可以包括插入在第一電極和第一導電類型第二外延層的第一表面之間的絕緣層。第一導電類型可以是N型，第二導電類型可以是P型。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種瞬態電壓抑制器的制造方法，所述制造方法包括：制備第一導電類型的襯底；在第一導電類型襯底的第一表面上形成第一導電類型的第一外延層；將第二導電類型的雜質注入至第一導電類型第一外延層的第一表面的一部分中，然后通過在允許從第一導電類型第一外延層的第一表面生長第一導電類型第二外延層的同時允許第二導電類型的掩埋層借助于第二導電類型雜質生長來形成第一導電類型的第二外延層；從第一導電類型第二外延層的第一表面向第二導電類型掩埋層向內形成第一導電類型的摻雜區域以沿著所述第一導電類型第二外延層的深度方向與第二導電類型掩埋層間隔開；從第一導電類型第二外延層的第一表面向內形成第二導電類型的摻雜區域以與第一導電類型摻雜區域間隔開；在第一導電類型第二外延層的第一表面上形成絕緣層以暴露出第一導電類型摻雜區域和第二導電類型摻雜區域；以及通過形成金屬層以覆蓋暴露出的第一導電類型摻雜區域和暴露出的第二導電類型摻雜區域來形成第一電極。第一導電類型第一外延層和第一導電類型第二外延層可以具有相同的金屬摻雜濃度。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種瞬態電壓抑制器，包括：第一導電類型的襯底；第一導電類型的外延層，形成在第一導電類型襯底的第一表面上；第二導電類型的第一摻雜區域，從第一導電類型外延層的第一表面向內形成；第一導電類型的第一摻雜區域，從第一導電類型外延層的第一表面向內形成以與第二導電類型第一摻雜區域間隔開，且成形為包圍第二導電類型第一摻雜區域的環；第一導電類型的第二摻雜區域，從第二導電類型第一摻雜區域的第一表面向第二導電類型第一摻雜區域向內形成；第二導電類型的第二摻雜區域，從第一導電類型外延層向內形成以與第一導電類型第一摻雜區域間隔開；第二導電類型的第三摻雜區域，從第一導電類型外延層的第一表面、第一導電類型第一摻雜區域的第一表面和第二導電類型第一摻雜區域向內形成，且連接第二導電類型第一摻雜區域和第一導電類型第一摻雜區域；以及第一電極，形成為覆蓋第一導電類型第二摻雜區域的第一表面和第二導電類型第二摻雜區域的第一表面，且電連接第一導電類型第二摻雜區域和第二導電類型第二摻雜區域。瞬態電壓抑制器還可以包括絕緣層，所述絕緣層插入在第一電極與第一導電類型外延層的第一表面之間，以及插入在第一電極與第二導電類型第三摻雜區域的第一表面之間。瞬態電壓抑制器還可以包括第二電極，所述第二電極形成為覆蓋第一導電類型襯底的第二表面。第一導電類型可以是P型，第二導電類型可以是N型。如上所述，在根據本專利技術的瞬態電壓抑制器及其制造方法中，可以通過對第一外延層執行離子注入來形成掩埋層的一部分、然后在沉積具有與第一外延層相同的雜質濃度的第二外延層的同時形成掩埋層的其他部分來類推掩埋層的生長，而容易地控制齊納二極管的耐壓特性。另外，在根據本專利技術的瞬態電壓抑制器及其制造方法中，可以通過形成環形的摻雜區域以通過在小的面積內增加齊納二級管的PN結面積來增加電流經過區域，而改善電流分布特性。本專利技術的另外的方面和/或優點部分將在下面的描述中陳述、或將從所述描述中變得明顯、或可以通過本專利技術的實踐來習得。附圖說明從結合附圖的以下詳細描述中將更加清楚本專利技術的目的、特征和優點，在附圖中：圖1是用于解釋一般的瞬態電壓抑制器的操作原理的電路圖；圖2是根據本專利技術的一個實施例的瞬態電壓抑制器的截面圖；圖3是說明圖2中所示的瞬態電壓抑制器的制造方法的流程圖；圖4是圖2中所示的瞬態電壓抑制器的等效電路圖；圖5是根據本專利技術的另一個實施例的瞬態電壓抑制器的截面圖；圖6是說明圖5中所示的瞬態電壓抑制器的制造方法的流程圖；以及圖7A至圖7D是說明圖5中所示的瞬態電壓抑制器的制造方法的截面圖和平面圖。具體實施方式在下文中，將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種瞬態電壓抑制器，包括：第一導電類型的襯底；第一導電類型的第一外延層，形成在所述第一導電類型襯底的第一表面上；第一導電類型的第二外延層，形成在所述第一導電類型第一外延層的第一表面上；第二導電類型的掩埋層，插入在所述第一導電類型第一外延層和所述第一導電類型第二外延層之間；第一導電類型的摻雜區域，從所述第一導電類型第二外延層的第一表面向內形成；第二導電類型的摻雜區域，從所述第一導電類型第二外延層的第一表面向內形成，且與所述第一導電類型摻雜區域間隔開；以及第一電極，形成為覆蓋所述第一導電類型摻雜區域的第一表面和所述第二導電類型摻雜區域的第一表面，且電連接所述第一導電類型摻雜區域和所述第二導電類型摻雜區域，其中，所述第一導電類型第一外延層和所述第一導電類型第二外延層具有比所述第一導電類型襯底更低的濃度。

【技術特征摘要】
2013.10.31 KR 10-2013-01318081.一種瞬態電壓抑制器，包括：第一導電類型的襯底；第一導電類型的第一外延層，形成在所述第一導電類型襯底的第一表面上；第一導電類型的第二外延層，形成在所述第一導電類型第一外延層的第一表面上；第二導電類型的掩埋層，插入在所述第一導電類型第一外延層的一部分和所述第一導電類型第二外延層的一部分之間；第一導電類型的摻雜區域，從所述第一導電類型第二外延層的第一表面向第二導電類型掩埋層向內形成以沿著所述第一導電類型第二外延層的深度方向與第二導電類型掩埋層間隔開；第二導電類型的摻雜區域，從所述第一導電類型第二外延層的第一表面向內形成，且與所述第一導電類型摻雜區域間隔開；以及第一電極，形成為覆蓋所述第一導電類型摻雜區域的第一表面和所述第二導電類型摻雜區域的第一表面，且電連接所述第一導電類型摻雜區域和所述第二導電類型摻雜區域，其中，所述第一導電類型第一外延層和所述第一導電類型第二外延層具有比所述第一導電類型襯底更低的濃度。2.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，其中，所述第一導電類型第一外延層和所述第一導電類型第二外延層具有相同的金屬摻雜濃度。3.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，其中，所述第二導電類型掩埋層從所述第一導電類型第二外延層與所述第一導電類型第一外延層的第一表面接觸的第二表面向內形成在所述第一導電類型第一外延層和所述第一導電類型第二外延層中。4.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，還包括第二電極，所述第二電極形成為覆蓋所述第一導電類型襯底的第二表面。5.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，還包括插入在所述第一電極和所述第一導電類型第二外延層的第一表面之間的絕緣層。6.如權利要求1所述的瞬態電壓抑制器，其中，所述第一導電類型是N型，所述第二導電類型是P型。7.一種瞬態電壓抑制器的制造方法，所述制造方法包括：制備第一導電類型的襯底；在所述第一導電類型襯底的第一表面上形成第一導電類型的第一外延層；將第二導電類型的雜質注入至所述第一導電類型第一外延層的第一表面的一部分中，然后通過在允許從第一導電類型第一外延層的第一表面生長第一導電類型第二外延層的同時允許第二導電類型的掩埋層借助于所述第二導電類型雜質生長來形成所述第一導...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金炫湜，張熙元，
申請(專利權)人：開益禧株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國;KR