具有高保持电压的低电容瞬态电压抑制器的制作方法

技术特征：
1.一种瞬态电压抑制(tvs)器件，其特征在于，包括：一个含有第一导电类型的第一外延层的半导体层；多个形成在半导体层中的有源区，所述有源区通过隔离结构相互隔开；一个形成在第一有源区中的高侧转向二极管，其具有一个耦合到第一受保护节点的阳极端子和一个阴极端子；以及一个形成在所述的多个有源区中的一个第二有源区中的钳位器件，该钳位器件包括一个可控硅整流器(scr)，该可控硅整流器包括一个耦合到高侧转向二极管的阴极端上的阳极端以及一个阴极端，可控硅整流器包括：一个形成在第一外延层中的第一导电类型的第一阱；一个第二导电类型的第二阱形成在所述第一外延层中，在所述半导体层的主表面上，在第一方向上与所述第一阱相邻并间隔开，第二导电类型与第一导电类型相反；在第一阱中形成的第一导电类型的第一区域和第二导电类型的第二区域，而且重掺杂，第一和第二区域电连接并形成scr的阳极端；以及第一导电类型的第三区域和第二导电类型的第四区域，形成在第二阱中并且重掺杂，第三和第四区域电连接并且形成scr的阴极端，其中所述第一和第二区域在所述半导体层的主表面上沿正交于所述第一方向的第二方向布置为所述第一阱中的交替掺杂区域，并且所述第三和第四区域沿所述第二方向布置为所述第二阱中的交替掺杂区域，第三区域与第二区域在第二方向共面布置，第四区域与第一区域在第二方向共面布置。2.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，还包括一个形成在多个有源区的第三有源区中的低侧转向二极管，其具有一个耦合到第一受保护节点上的阴极端，以及一个耦合到scr阴极端上的阳极端。3.如权利要求2所述的tvs器件，其特征在于，所述高侧转向二极管包括一个pn结二极管，所述低侧转向二极管包括一个穿通可控硅整流器。4.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，还包括在所述第一外延层中形成并与所述第二阱重叠的第一导电类型的一个第五区域，所述第五区域被重掺杂。5.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，所述第一阱中的第一和第二区域通过第一接头电连接，第二阱中的第三和第四区域通过第二接头电连接。6.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，所述的半导体层还包括形成在所述第二外延层上的所述第二导电类型的第二外延层和所述第一导电类型的第一掩埋层，其中所述第一外延层形成在所述第一掩埋层上。7.如权利要求6所述的tvs器件，其特征在于，所述隔离结构包括隔离所述有源区的多个沟槽隔离结构，每个沟槽隔离结构从所述的第一外延层延伸到所述的第二外延层。8.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，所述高侧转向二极管包括一个pn结二极管，该pn结二极管包括：一个第二导电类型的第六区域，形成在第一外延层的第一有源区中；以及一个第一导电类型的第七区域，形成在与第六区域隔开的第一外延层中。9.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，所述第一导电类型包括n-型导电，第二导电类型包括p-型导电。
10.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，还包括：所述第一导电类型的第八和第九区域形成在所述第一阱中，并在第二方向上与所述交替的第一和第二区域相邻地延伸，所述第二区域在第一和第二方向上被所述第一区域、所述第八区域和所述第九区域包围；以及第二导电类型的第十和第十一区域形成在第二阱中，并且在第二方向上与交替的第三和第四区域相邻地延伸，第三区域在第一和第二方向上被第四区域、第十区域和第十一区域包围。11.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，所述scr的阴极端导电连接到地电压。12.如权利要求1所述的tvs器件，其特征在于，所述第二区域在第一方向上的长度短于第一区域的长度，第三区域在第一方向上的长度短于第四区域的长度。13.一种瞬态电压抑制(tvs)设备，其特征在于，包括：一个半导体层，包括一个第一导电类型的第一外延层；多个形成在半导体层中的有源区，所述有源区通过隔离结构相互隔开；在所述多个有源区的第一有源区中形成的合并二极管/箝位装置，包括与可控硅(scr)集成的高侧转向二极管，所述的合并二极管/箝位装置包括：一个与第一导电类型相反的第二导电类型的第一区域，形成在第一外延层中，第一区域构成高侧转向二极管的一个阳极端，耦合到第一受保护节点上；一个形成在所述第一外延层中，且在所述半导体层的主表面上沿第一方向与所述第一区域隔开的第一导电类型的第一阱；一个形成在第一阱中的第二导电类型的第二阱；一个第一导电类型的第二区域，以及一个形成在第二阱中且重掺杂的第二导电类型的第三区域，第二和第三区域导电连接，并且形成scr的阴极端，其中第二和第三区域沿半导体层的主表面上的第二方向和与第一方向正交的第二阱中被布置为交替掺杂区域。14.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，还包括形成在所述多个有源区的第二有源区中的低侧转向二极管，其具有耦合到所述第一受保护节点的阴极端子和耦合到所述scr的阴极端子的阳极端子。15.如权利要求14所述的tvs设备，其特征在于，所述低侧转向二极管包括一个穿通可控硅整流器。16.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，还包括形成在所述第一外延层中且邻近所述第二阱的第一导电类型的第四区域，所述第四区域被重掺杂。17.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，所述第一区域耦合到第一触点，并且所述第二阱中的所述第二和第三区域通过第二触点导电连接。18.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，所述的半导体层还包括形成在所述第二外延层上的所述第二导电类型的第二外延层和所述第一导电类型的第一掩埋层，其中所述第一外延层形成在所述第一掩埋层上。19.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，所述的隔离结构包括隔离所述的有源区的多个沟槽隔离结构，每个沟槽隔离结构从所述第一外延层延伸到所述第二外延层。20.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，所述第一导电类型包括n-型导电，第二
导电类型包括p-型导电。21.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，还包括第二导电类型的第五和第六区域，所述第五和第六区域形成在所述第二阱中并且在所述第二方向上与所述交替的第二和第三区域相邻地延伸，所述第二区域在所述第一和第二方向上被所述第三区域、所述第五区域和所述第六区域包围。22.如权利要求13所述的tvs设备，其特征在于，所述的第一区域包括沿所述第二方向形成的所述第二导电类型的多个区域，所述第二导电类型的每个区域耦合到各自的触点上。

技术总结
一种瞬态电压抑制器(TVS)装置，包括作为高侧转向二极管和低侧转向二极管之间的箝位装置的可控硅整流器(SCR)。所述SCR包括沿半导体层的主表面和与所述SCR的电流路径正交的方向交错排列的交替发射极和基极区域。TVS器件在受保护节点实现了低电容和高保持电压。在受保护节点实现了低电容和高保持电压。在受保护节点实现了低电容和高保持电压。


技术研发人员：雪克
受保护的技术使用者：万国半导体国际有限合伙公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/7/1