CN103633130A - 超低电容固体放电管 - Google Patents
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Abstract
一种超低电容固体放电管，它包括上下两个硼基区P，在上下两个硼基区P内分别布置四个磷扩散区N+，形成元胞式阴极。本发明的上下两个硼基区P的外侧均设有金属层；在上下两个硼基区P内的磷扩散区N+等距分布；磷扩散区N+的结深为25~30μm；在上下两个硼基区P的结深均为10~15μm。本发明在原低电容结构设计基础上，将阴极调整为元胞式分布，提高每个元胞阴极的热沉周长，从而在相同芯片面积的基础上增加通流能力。基于该设计，原芯片面积可进行缩减，进而减小PN结面积，降低结电容。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片设计及制造，尤其是一种超低电容固体放电管。
背景技术
目前，半导体PN结两端的掺杂浓度越低，势垒展宽越宽，结寄生电容越小。其中常规结构器件以P区扩散浓度与衬底电阻率来控制电压，如图1所示，故寄生结电容值与电压值密切相关，而固体放电管应用则以电压为最主要特性参数，所以在该结构中电容为不可调节参数。该类器件电容值通常在140~180pF（击穿电压350V，抗6000V雷击）。随着固体放电管应用领域中数据传输速率的提高，器件寄生电容将对数据传输质量产生影响，寄生电容将使数字信号的传输产生丢包现象，从而降低数据传输速率。为了顺应应用领域的发展，低电容结构放电管应运而生。如图2所示，该结构使用N-埋层在高电阻率的硅衬底中形成较高掺杂浓度区域，从而使相同P扩散浓度时，即保证击穿电压，又大大降低了除埋层以外区域的寄生电容。该类器件的电容值通常在35~50pF之间（击穿电压350V，抗6000V雷击）。
随着4G网络的发展，自2012年起已有客户提出寄生电容30pF以下的产品，而按照目前的低电容结构则无法满足客户的应用需求。
发明内容
本发明的目的是针对目前的低电容结构无法实现寄生电容在30pF以下的问题，提出一种超低电容固体放电管。
本发明的技术方案是：
一种超低电容固体放电管，它包括上下两个硼基区P，在上下两个硼基区P内分别布置四个磷扩散区N+，形成元胞式阴极。
本发明的超低电容的结电容小于30pF。
本发明的上下两个硼基区P的外侧均设有金属层。
本发明中，在上下两个硼基区P内的磷扩散区N+等距分布。
本发明中，在上下两个硼基区P内的磷扩散区N+的结深为10~15μm。
本发明中，在上下两个硼基区P的结深均为25~30μm。
本发明的有益效果：
本发明的超低电容固体放电管在保证器件通流能力（PN结面积）的同时，将器件结电容降低至30pF以下，满足市场需求。
本发明在原低电容结构设计基础上，将阴极调整为元胞式分布，提高每个元胞阴极的热沉周长，从而在相同芯片面积的基础上增加通流能力。基于该设计，原芯片面积可进行缩减，进而减小PN结面积，降低结电容。
附图说明
图1是本发明的常规结构器件结构示意图。
图2是本发明的低电容结构放电管结构示意图。
图3是本发明的结构示意图之一。
图4是本发明的结构示意图之二即元胞式结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图3、4所示，一种超低电容固体放电管，它包括上下两个硼基区P，在上下两个硼基区P内分别布置四个磷扩散区N+，形成元胞式阴极；硼基区P的结深均为25~30μm。
本发明中，超低电容的结电容小于30pF。
本发明中，上下两个硼基区P的外侧均设有金属层；在上下两个硼基区P内的磷扩散区N+等距分布；磷扩散区N+的结深为10~15μm。
下表为使用该设计后所制样品的参数对比：
由上表可见，在DP3500低电容版其余工艺条件不变的情况下，新增“元胞式阴极结构”，使寄生结电容降低至23~24pF，且保证10/1000μs波形100A电流冲击100%通过，完全满足客户在高速数据通讯环境下的应用。目前这一低寄生电容工艺水平为行业第一，远远低于LittleFuse 35pF的电容极限值，填补了业界超低电容固体放电管技术领域的空白。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种超低电容固体放电管，它包括上下两个硼基区P（1），其特征是在上下两个硼基区P（1）内分别布置四个磷扩散区N+（2），形成元胞式阴极。
2.根据权利要求1所述的超低电容固体放电管，其特征是超低电容的结电容小于30pF。
3.根据权利要求1所述的超低电容固体放电管，其特征是上下两个硼基区P（1）的外侧均设有金属层（3）。
4.根据权利要求1所述的超低电容固体放电管，其特征是在上下两个硼基区P（1）内的磷扩散区N+（2）等距分布。
5.根据权利要求1所述的超低电容固体放电管，其特征是在上下两个硼基区P（1）内的磷扩散区N+（2）的结深为10~15μm。
6.根据权利要求1所述的超低电容固体放电管，其特征是在上下两个硼基区P（1）的结深均为25~30μm。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229349A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-14 | 安徽富芯微电子有限公司 | 一种超低电容低压半导体放电管芯片及其制造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4089024A (en) * | 1972-09-20 | 1978-05-09 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor switching device |
| US4967256A (en) * | 1988-07-08 | 1990-10-30 | Texas Instruments Incorporated | Overvoltage protector |
| US5479031A (en) * | 1993-09-10 | 1995-12-26 | Teccor Electronics, Inc. | Four layer overvoltage protection device having buried regions aligned with shorting dots to increase the accuracy of overshoot voltage value |
| CN101523606A (zh) * | 2006-10-03 | 2009-09-02 | 威世通用半导体公司 | 高击穿电压二极管及其形成方法 |
| CN202172070U (zh) * | 2011-07-20 | 2012-03-21 | 江苏东光微电子股份有限公司 | 带有离子注入区的固体放电管 |
| CN203644786U (zh) * | 2013-12-24 | 2014-06-11 | 江苏东光微电子股份有限公司 | 超低电容固体放电管 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4089024A (en) * | 1972-09-20 | 1978-05-09 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor switching device |
| US4967256A (en) * | 1988-07-08 | 1990-10-30 | Texas Instruments Incorporated | Overvoltage protector |
| US5479031A (en) * | 1993-09-10 | 1995-12-26 | Teccor Electronics, Inc. | Four layer overvoltage protection device having buried regions aligned with shorting dots to increase the accuracy of overshoot voltage value |
| CN101523606A (zh) * | 2006-10-03 | 2009-09-02 | 威世通用半导体公司 | 高击穿电压二极管及其形成方法 |
| CN202172070U (zh) * | 2011-07-20 | 2012-03-21 | 江苏东光微电子股份有限公司 | 带有离子注入区的固体放电管 |
| CN203644786U (zh) * | 2013-12-24 | 2014-06-11 | 江苏东光微电子股份有限公司 | 超低电容固体放电管 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229349A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-14 | 安徽富芯微电子有限公司 | 一种超低电容低压半导体放电管芯片及其制造方法 |
| CN106229349B (zh) * | 2016-09-30 | 2019-05-10 | 富芯微电子有限公司 | 一种超低电容低压半导体放电管芯片及其制造方法 |
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