CN115172358B - 超低压低容单向保护器及其制作方法 - Google Patents

超低压低容单向保护器及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超低压低容单向保护器及其制作方法，该一种超低压低容单向保护器设置有电极衬底，电极衬底上依次连接有第一掺杂区、第二掺杂区、第三掺杂区、第四掺杂区、第五掺杂区、第六掺杂区，连通电极连接于第六掺杂区的一端。第二掺杂区与第一掺杂区之间连接有第一正向PN结，第三掺杂区与第二掺杂区之间连接有第一反向PN结，第四掺杂区与第三掺杂区之间连接有第二正向PN结，第五掺杂区与第四掺杂区之间连接有第二反向PN结，第六掺杂区与第五掺杂区之间连接有第三正向PN结。第四掺杂区与第五掺杂区的外侧设置有第一金属层，第二掺杂区与第三掺杂区的外侧设置有第二金属层。

Description

超低压低容单向保护器及其制作方法
技术领域
本发明涉及电子元件领域，特别涉及一种浪涌保护器。
背景技术
在现代社会中，集成电路应用于各种电子设备中。集成电路中常常设置有浪涌保护器，浪涌保护器可用于泄放浪涌电流。由于现有浪涌保护器的浪涌保护能力较差，浪涌电流容易损坏电路。因此，现有的浪涌保护器存在防浪涌电流的效果较差的技术问题。
故需要提供一种超低压低容单向保护器及其制作方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种超低压低容单向保护器及其制作方法，有效解决了现有的浪涌保护器存在防浪涌电流的效果较差的技术问题。
本发明提供一种超低压低容单向保护器，其包括：
电极衬底，用于输入电流；
第一掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述电极衬底上；
第二掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第一掺杂区上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间连接有第一正向PN结；
第三掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第二掺杂区上，所述第三掺杂区与所述第二掺杂区之间连接有第一反向PN结；
第四掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第三掺杂区上，所述第四掺杂区与所述第三掺杂区之间连接有第二正向PN结，
第五掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第四掺杂区上，所述第五掺杂区与所述第四掺杂区之间连接有第二反向PN结；
第六掺杂区，其为柱状结构，设置于所述第五掺杂区上，所述第六掺杂区与所述第五掺杂区之间连接有第三正向PN结；
连通电极，连接于所述第六掺杂区的一端，用于输出电流；
第一金属层，位于所述第四掺杂区与所述第五掺杂区的外侧，其一侧连接所述第四掺杂区，其另一侧连接所述第五掺杂区，用于将电流从所述第四掺杂区传输至所述第五掺杂区；
第二金属层，位于所述第二掺杂区与所述第三掺杂区的外侧，其一侧连接所述第二掺杂区，其另一侧连接所述第三掺杂区，用于将电流从所述第二掺杂区传输至所述第三掺杂区，该单向保护器利用PN结的正向电压特性，集成串联多个正向PN结，可实现低于1.5V工作电路的单向浪涌防护；而且，利用串联电容小于单个PN结电容的特性，在同一单向保护器上集成多个串联的PN结降低电容，可将工作电容控制在0.2PF以下；并且，利用PN结正向浪涌大于反向浪涌的特性，集成多个串联正向PN结进行线路防护，同等面积PN结的浪涌防护能力比采用PN结反偏工作的浪涌保护能力高10倍以上。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述连通电极与所述第六掺杂区之间连接有第七掺杂区，所述第七掺杂区的两侧均与所述第五掺杂区连接，所述第七掺杂区的掺杂浓度大于所述第六掺杂区的掺杂浓度，所述第七掺杂区与所述第五掺杂区之间连接有第四正向PN结，采用变浓度双重掺杂形成“T”型PN结结构，使第六PN结的正向自建电势大于PN结，增加PN结的导通面积，提高浪涌保护能力。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述第二掺杂区包括第一降阻区，所述第一降阻区的设置于所述第二掺杂区的内部，所述第一降阻区的掺杂浓度大于所述第二掺杂区的掺杂浓度，所述第一降阻区的一端与所述第二金属层连接；
所述第三掺杂区包括第二降阻区，所述第二降阻区的设置于所述第三掺杂区的内部，所述第二降阻区的掺杂浓度大于所述第三掺杂区的掺杂浓度，所述第二降阻区的一端与所述第二金属层连接；
所述第四掺杂区包括第三降阻区，所述第三降阻区的设置于所述第四掺杂区的内部，所述第三降阻区的掺杂浓度大于所述第四掺杂区的掺杂浓度，所述第三降阻区的一端与所述第一金属层连接，用于增加电流流通路径掺杂浓度，从而降低该路径电阻，提高产品的导通速度。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述第一降阻区与所述第二降阻区的横截面均呈长方形，所述第一降阻区与所述第二降阻区的宽度相等，第一降阻区的长度大于第二降阻区的长度；所述第三降阻区的横截面也呈长方形，所述第二降阻区与所述第三降阻区的宽度相等，所述第二降阻区的长度大于第三降阻区的长度，用于因为第二掺杂区底部与第二金属层的距离大于第三掺杂区底部与第二金属层的距离，所以第一降阻区的长度大于第二降阻区的长度，可保证第二掺杂区与第三掺杂区的导电能力相一致，从而避免浪涌电流容易损坏第二掺杂区与第三掺杂区；用于因为第三掺杂区底部与第二金属层的距离大于第四掺杂区底部与第一金属层的距离，所以第二降阻区的长度大于第三降阻区的长度，可保证第三掺杂区和第四掺杂区的导电能力相一致，从而避免浪涌电流容易损坏第四掺杂区。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述第四正向PN结的结深小于所述第三正向PN结的结深，第三正向PN结的结深小于第二反向PN结的结深，所述第二反向PN结的结深小于所述第二正向PN结的结深，第二正向PN结的结深小于第一反向PN结的结深，所述第一反向PN结的结深小于所述第一正向PN结的结深，用于PN结的面积越大，结深越大，可保证各个PN结导电能力相一致，从而避免浪涌电流容易损坏PN结。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述第一金属层呈梯型，相邻两个所述第一金属层之间设置有间隔，所述第一金属层包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端连接所述第四掺杂区，所述第二连接端连接所述第五掺杂区，所述第一连接端的长度小于所述第二连接端的长度；所述第二金属层呈梯型，相邻两个所述第二金属层之间设置有间隔，所述第二金属层包括第三连接端和第四连接端，所述第三连接端连接所述第二掺杂区，所述第四连接端连接所述第三掺杂区，所述第三连接端的长度小于所述第四连接端的长度，用于由于第四掺杂区内部的电流大于第五掺杂区内部的电流，梯型的第一金属层结构可使得第四掺杂区与第五掺杂区内部的电流更均衡；由于第二掺杂区内部的电流大于第三掺杂区内部的电流，梯型的第二金属层结构可使得第二掺杂区与第三掺杂区内部的电流更均衡。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述第一金属层呈长方形，相邻两个所述第一金属层之间设置有间隔，所述第一金属层包括第五连接端和第六连接端，所述第五连接端连接所述第四掺杂区，所述第六连接端连接所述第五掺杂区，所述第一金属层包括多个第一凹槽，多个所述第一凹槽在所述第五连接端上间隔设置；所述第二金属层呈长方形，相邻两个所述第二金属层之间设置有间隔，所述第二金属层包括第七连接端和第八连接端，所述第七连接端连接所述第二掺杂区，所述第八连接端连接所述第三掺杂区，所述第二金属层包括多个第二凹槽，多个所述第二凹槽在所述第七连接端上交错设置，用于对于梯型的第一金属层，该长方形的第一金属层可更均匀地把电流从第四掺杂区导向第五掺杂区，并且因为第五连接端上设置有多个第一凹槽，所以第一金属层与第四掺杂区接触的面积小于第一金属层与第五掺杂区接触的面积，从而该第一金属层可使得第四掺杂区与第五掺杂区内部的电流更均衡；用于对于梯型的第二金属层，该长方形的第二金属层可更均匀地把电流从第二掺杂区导向第三掺杂区，并且因为第七连接端上设置有多个第二凹槽，所以第二金属层与第二掺杂区接触的面积小于第二金属层与第三掺杂区接触的面积，从而该第一金属层可使得第二掺杂区与第三掺杂区内部的电流更均衡。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述第一掺杂区还包括高掺杂区，所述高掺杂区设置于所述第一掺杂区的一侧，所述高掺杂区与所述电极衬底连接，用于减少电极衬底的接触电阻。
在本发明所述的超低压低容单向保护器中，所述超低压低容单向保护器包括第一钝化层，所述第一钝化层的一端连接所述第一金属层与所述连通电极，所述第一钝化层的另一端连接所述第四正向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第二钝化层，所述第二钝化层的一端连接所述第一金属层，所述第二钝化层的另一端连接所述第二反向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第三钝化层，所述第三钝化层的一端连接所述第一金属层与所述第二金属层，所述第三钝化层的另一端连接所述第二正向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第四钝化层，所述第四钝化层的一端连接所述第二金属层，所述第四钝化层的另一端连接所述第一反向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第五钝化层，所述第五钝化层的一端连接所述第二金属层，所述第五钝化层的另一端连接所述第一正向PN结；
所述超低压低容单向保护器还包括第六钝化层，所述第六钝化层包裹于第一金属层与所述第二金属层的外侧，钝化层用于延缓金属的腐蚀速度，第六钝化层还可用于增加超低压低容单向保护器的强度。
一种超低压低容单向保护器的制作方法，其包括：
提供一衬底；
在所述衬底的内部进行掺杂，形成第一掺杂区；
在所述第一掺杂区的内部进行掺杂，形成第二掺杂区，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区的连接位置形成第一正向PN结；
在所述第二掺杂区的内部进行掺杂，形成第三掺杂区，所述第三掺杂区与所述第二掺杂区的连接位置形成第一反向PN结，再次对所述第二掺杂区进行掺杂，形成第一降阻区；
在所述第三掺杂区的内部进行掺杂，形成第四掺杂区，所述第四掺杂区与所述第三掺杂区的连接位置形成第二正向PN结，再次对所述第三掺杂区进行掺杂，形成第二降阻区；
在所述第四掺杂区的内部进行掺杂，形成第五掺杂区，所述第五掺杂区与所述第四掺杂区的连接位置形成第二反向PN结，再次对所述第四掺杂区进行掺杂，形成第三降阻区；
在所述第五掺杂区的内部进行掺杂，形成第六掺杂区，所述第六掺杂区与所述第五掺杂区的连接位置形成第三正向PN结；
在所述第六掺杂区的内部进行掺杂，形成第七掺杂区，所述第七掺杂区与所述第五掺杂区的连接位置形成第四正向PN结；
在第一正向PN结、第一反向PN结、第二正向PN结、第二反向PN结、第四正向PN结的一端分别制作第五钝化层、第四钝化层、第三钝化层、第二钝化层、第一钝化层；
在所述第七掺杂区的一侧设置连通电极；
在所述第四掺杂区与所述第五掺杂区的外侧设置第一金属层，所述第一金属层的一侧连接所述第四掺杂区，所述第一金属层的另一侧连接所述第五掺杂区；
在所述第二掺杂区与所述第三掺杂区的外侧设置第二金属层，所述第二金属层的一侧连接所述第二掺杂区，所述第二金属层的另一侧连接所述第三掺杂区；
在第一金属层、第二金属层的表面制作第六钝化层；对所述第一掺杂区的一侧进行掺杂，形成高掺杂区；在所述高掺杂区的一侧设置电极衬底。
本发明相较于现有技术，其有益效果为：该单向保护器的内部集成有多个PN结。当电路中存在浪涌电流时，由于PN结具有正向导通特性，该单向保护器可泄放浪涌电流。浪涌保护时，现有浪涌保护器的PN结工作于反向的状态，该单向保护器的PN结工作于正向的状态，从而该单向保护器可承受更大的浪涌电流。因此，该单向保护器的防浪涌效果比现有浪涌保护器的防浪涌效果更好，有效解决了现有的浪涌保护器防浪涌电流效果较差的技术问题。
而且，多个正向PN结串联连接进行线路防护，该单向保护器的防浪涌能力可得到进一步地提高。并且，由于多个PN结串联的电容小于单个PN结的电容，该单向保护器的工作电容较低。该单向保护器的工作电容可在0.2PF以下，因此，该单向保护器可满足更高频率线路的浪涌保护要求。该单向保护器还可对低于1.5V工作电路进行单向浪涌防护，从而该单向保护器可填补工作电压小于2V的浪涌保护器的空白。
附图说明
图1为本发明的超低压低容单向保护器第一实施例的纵向截面示意图。
图2为本发明的超低压低容单向保护器第一实施例的第一金属层和第二金属层的平面示意图。
图3为本发明的超低压低容单向保护器的第二实施例的第一金属层和第二金属层的平面示意图。
图4为本发明的超低压低容单向保护器第三实施例的第一金属层和第二金属层的平面示意图。
图5为本发明的超低压低容单向保护器的第四实施例的第一金属层和第二金属层的平面示意图之一。
图6为本发明的超低压低容单向保护器的第四实施例的第一金属层和第二金属层的平面示意图之二。
图7为本发明的超低压低容单向保护器的第五实施例的第一金属层和第二金属层的平面示意图。
图中，10、超低压低容单向保护器；11、电极衬底；12、第一掺杂区；121、第一正向PN结；122、高掺杂区；13、第二掺杂区；131、第一反向PN结；132、第一降阻区；14、第三掺杂区；141、第二正向PN结；142、第二降阻区；15、第四掺杂区；151、第二反向PN结；152、第三降阻区；16、第五掺杂区；161、第六掺杂区；162、第七掺杂区；163、第三正向PN结；164、第四正向PN结；17、第一金属层；171、第二金属层； 1721、第一连接端；1722、第二连接端； 1731、第三连接端；1732、第四连接端； 1741、第五连接端；1742、第六连接端；1743、第一凹槽； 1751、第七连接端；1752、第八连接端；1753、第二凹槽； 1761、第一凹槽；1762、第五连接端；1771、第二凹槽；1772、第七连接端； 1781、第一凹槽；1782、第五连接端； 1791、第二凹槽；1792、第七连接端；181、第一钝化层；182、第二钝化层；183、第三钝化层；184、第四钝化层；185、第五钝化层；186、第六钝化层；19、连通电极； 201、第五连接端；202、第六连接端；211、第七连极端；212、第八连接端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
本发明术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图1，对本发明超低压低容单向保护器10的第一实施例进行详细描述：
本发明提供一种超低压低容单向保护器10，该超低压低容单向保护器10包括电极衬底11、第一掺杂区12、第二掺杂区13、第三掺杂区14、第四掺杂区15、第五掺杂区16、第六掺杂区161以及连通电极19。电极衬底11用于输入电流，第一掺杂区12为环形槽状结构，第一掺杂区12设置在该电极衬底11上。第二掺杂区13为环形槽状结构，第二掺杂区13设置在第一掺杂区12上，第二掺杂区13与第一掺杂区12之间连接有第一正向PN结121。第三掺杂区14为环形槽状结构，第三掺杂区14设置在第二掺杂区13上，第三掺杂区14与第二掺杂区13之间连接有第一反向PN结131。第四掺杂区15为环形槽状结构，第四掺杂区15设置在第三掺杂区14上，第四掺杂区15与第三掺杂区14之间连接有第二正向PN结141。第五掺杂区16为环形槽状结构，第五掺杂区16设置在第四掺杂区15上，第五掺杂区16与第四掺杂区15之间连接有第二反向PN结151。第六掺杂区161为柱状结构，第六掺杂区161设置于第五掺杂区16上，第六掺杂区161与该第五掺杂区16之间连接有第三正向PN结163。连通电极19连接于第六掺杂区161的一端，连通电极19可用于输出电流。
请参照图1以及图2，第一金属层17位于第四掺杂区15与第五掺杂区16的外侧。第一金属层17的一侧连接第四掺杂区15，第一金属层17的另一侧连接第五掺杂区16，第一金属层17可将电流从第四掺杂区15传输至第五掺杂区16。第二金属层171位于第二掺杂区13与该第三掺杂区14的外侧，第二金属层171的一侧连接该第二掺杂区13。第二金属层171的另一侧连接第三掺杂区14，第二金属层171可将电流从第二掺杂区13传输至第三掺杂区14。该单向保护器结构的工作电容可在0.2PF以下，因此该单向保护器可应用于超低电容的工作环境。因为第一正向PN结121的反偏电压可以做到很高，第一正向PN结121的反向浪涌钳位电压可到5V-1000V，所以该单向浪涌保护器适合单向浪涌防护电路。
请参照图1和图2，连通电极19与第六掺杂区161之间连接有第七掺杂区162，第七掺杂区162的两侧均与第五掺杂区16连接。第七掺杂区162的掺杂浓度大于第六掺杂区161的掺杂浓度，第七掺杂区162与第五掺杂区16之间连接有第四正向PN结164。该第七掺杂区162采用变浓度的双重掺杂，从而第三正向PN结163和第四正向PN结164形成“T”型的PN结结构。而且由于第七掺杂区162的掺杂浓度大于第六掺杂区161的掺杂浓度，第四正向PN结164的正向自建电势大于其他正向PN结的正向自建电势。该“T”型的PN结结构可增加PN结的导通面积，进而该超低压低容单向保护器10的浪涌保护能力可得到提高。并且，该第一掺杂区12还包括高掺杂区122，该高掺杂区122设置于该第一掺杂区12的一侧，该高掺杂区122与该电极衬底11连接，用于减少电极衬底11的接触电阻。
请参照图1，第四正向PN结164的面积小于第三正向PN结163的面积，第四正向PN结164的结深为3-5微米，第三正向PN结163的结深5-10微米，第四正向PN结164的结深小于第三正向PN结163的结深。因此，第四正向PN结164的电阻和第三正向PN结163的电阻相同，第四正向PN结164的导电能力和第三正向PN结163的导电能力相一致，从而第四正向PN结164和第三正向PN结163难以被浪涌电流损坏。
请参照图1，第三正向PN结163的面积小于第二反向PN结151的面积，第二反向PN结151的结深10-15微米，第三正向PN结163的结深小于第二反向PN结151的结深。因此，第三正向PN结163的电阻和第二反向PN结151的电阻相同，第三正向PN结163的导电能力和第二反向PN结151的导电能力相一致，从而第三正向PN结163和第二反向PN结151难以被浪涌电流损坏。
请参照图1，第二反向PN结151的面积小于第二正向PN结141的面积，第二正向PN结141的结深15-20微米，第二反向PN结151的结深小于第二正向PN结141的结深。因此，第二反向PN结151的电阻和第二正向PN结141的电阻相同，第二反向PN结151的导电能力和第二正向PN结141的导电能力相一致，从而第二反向PN结151和第二正向PN结141难以被浪涌电流损坏。
请参照图1，第二正向PN结141的面积小于第一反向PN结131的面积，第一反向PN结131的结深为20-30微米，第二正向PN结141的结深小于第一反向PN结131的结深。因此，第二正向PN结141的电阻和第一反向PN结131的电阻相同，第二正向PN结141的导电能力和第一反向PN结131的导电能力相一致，从而第二正向PN结141和第一反向PN结131难以被浪涌电流损坏。
请参照图1，第一反向PN结131的面积小于第一正向PN结121的面积，第一正向PN结121的结深30-60微米，第一反向PN结131的结深小于第一正向PN结121的结深。因此，第一反向PN结131的电阻和第一正向PN结121的电阻相同，第一反向PN结131的导电能力和第一正向PN结121的导电能力相一致，从而第一反向PN结131和第一正向PN结121难以被浪涌电流损坏。
请参照图1，第二掺杂区13包括第一降阻区132，第一降阻区132的设置于第二掺杂区13的内部。第一降阻区132的掺杂浓度大于第二掺杂区13的掺杂浓度，第一降阻区132的一端与第二金属层171连接。由于第一降阻区132的掺杂浓度大于第二掺杂区13的掺杂浓度，该第一降阻区132的电阻较小，第二掺杂区13的内的浪涌电流通过第一降阻区132可快速地被导走。从而，第一降阻区132的设置可提升该单向保护器泄放浪涌电流的能力。
请参照图1，第三掺杂区14包括第二降阻区142，第二降阻区142的设置于第三掺杂区14的内部。第二降阻区142的掺杂浓度大于第三掺杂区14的掺杂浓度，第二降阻区142的一端与该第二金属层171连接。由于第二降阻区142的掺杂浓度大于第三掺杂区14的掺杂浓度，该第二降阻区142的电阻较小，第三掺杂区14的内的浪涌电流通过第二降阻区142可快速地被导走。从而，第二降阻区142的设置可提升该单向保护器泄放浪涌电流的能力。
请参照图1，第四掺杂区15包括第三降阻区152，第三降阻区152的设置于第四掺杂区15的内部。第三降阻区152的掺杂浓度大于第四掺杂区15的掺杂浓度，第三降阻区152的一端与该第一金属层17连接。由于第一降阻区132的掺杂浓度大于第二掺杂区13的掺杂浓度，该第一降阻区132的电阻较小，第二掺杂区13的内的电流通过第一降阻区132可快速地被导走。从而，第三降阻区152的设置可提升该单向保护器泄放浪涌电流的能力。
请参照图1，第一降阻区132与第二降阻区142的横截面均呈长方形。第一降阻区132与第二降阻区142的宽度相等，第一降阻区132的长度大于第二降阻区142的长度。因为第一掺杂区12底部与第二金属层171的距离大于第二掺杂区13底部与第二金属层171的距离，所以第一降阻区132的长度大于第二降阻区142的长度可保证第二掺杂区13或第三掺杂区14的导电能力相一致，从而浪涌电流难以损坏第二掺杂区13和第三掺杂区14。
请参照图1，第三降阻区152的横截面也呈长方形。第二降阻区142与第三降阻区152的宽度相等，第二降阻区142的长度大于第三降阻区152的长度。因为第二掺杂区13底部与第二金属层171的距离大于第三掺杂区14底部与第一金属层17的距离，所以第二降阻区142的长度大于第三降阻区152的长度可保证第三掺杂区14或第四掺杂区15的导电能力相一致，从而浪涌电流也难以损坏第四掺杂区15。
请参照图1，超低压低容单向保护器10包括第一钝化层181。第一钝化层181的一端连接第一金属层17与连通电极19，第一钝化层181的另一端连接第四正向PN结164连接。超低压低容单向保护器10包括第二钝化层182，第二钝化层182的一端连接第一金属层17，第二钝化层182的另一端连接第二反向PN结151连接。超低压低容单向保护器10包括第三钝化层183，第三钝化层183的一端连接第一金属层17与第二金属层171，第三钝化层183的另一端连接该第二正向PN结141连接。超低压低容单向保护器10包括第四钝化层184，第一钝化层181的一端连接第二金属层171，第一钝化层181的另一端连接第一反向PN结131连接。超低压低容单向保护器10包括第五钝化层185，第一钝化层181的一端连接第二金属层171，第一钝化层181的另一端连接第一正向PN结121连接。该第一钝化层181、第二钝化层182、第三钝化层183、第四钝化层184、第五钝化层185热生长或气相沉积的钝化膜，该钝化膜结构为二氧化硅、半绝缘多晶硅、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、氮化硅等等。钝化层可将金属表面转化为不易被氧化的状态，从而钝化层可延缓金属的腐蚀速度。
请参照图1，超低压低容单向保护器10还包括第六钝化层186。第六钝化层186包裹于第一金属层17与第二金属层171的外侧，该第六钝化层186的结构为氮化硅、磷硅玻璃以及聚酰亚胺等等。该第六钝化层186可把金属层与腐蚀介质完全隔开，该第六钝化层186可防止金属层与腐蚀介质接触，该第六钝化层186可延缓金属的腐蚀速度。由于第六钝化层186包裹于第一金属层17与第二金属层171的外侧，第六钝化层186可增加超低压低容单向保护器10的强度。从而，该超低压低容单向保护器10难以被损坏。
在图1和图2的基础上，请结合图3，以下是对本发明超低压低容单向保护器10的第二实施例进行详细描述：
第一金属层17呈梯型，相邻两个第一金属层17之间设置有间隔。第一金属层17包括第一连接端1721和第二连接端1722，第一连接端1721连接第四掺杂区15。第二连接端1722连接第五掺杂区16，第一连接端1721的长度小于第二连接端1722的长度。由于第四掺杂区15的体积大于第五掺杂区16的体积，第四掺杂区15的电阻小于第五掺杂区16的电阻，从而第四掺杂区15内部的电流大于第五掺杂区16内部的电流。因为第一金属层17呈梯型，并且第一连接端1721的长度小于第二连接端1722的长度。所以第一连接端1721的电阻大于第二连接端1722的电阻，进而第一连接端1721处的电流小于第二连接端1722处的电流，因此梯型的第一金属层17结构可使得第四掺杂区15与第五掺杂区16内部的电流更均衡，从而该超低压低容单向保护器10可避免被浪涌电流损坏。
第二金属层171呈梯型，相邻两个第二金属层171之间设置有间隔。第二金属层171包括第三连接端1731和第四连接端1732，第三连接端1731连接第二掺杂区13，该第四连接端1732连接第三掺杂区14，第三连接端1731的长度小于第四连接端1732的长度。由于第二掺杂区13的体积大于第三掺杂区14的体积，第二掺杂区13的电阻小于第三掺杂区14的电阻，从而第二掺杂区13内部的电流大于第三掺杂区14内部的电流。因为第二金属层171呈梯型，并且第三连接端1731的长度小于第四连接端1732的长度。所以第三连接端1731的电阻大于第四连接端1732的电阻，进而第三连接端1731处的电流小于第四连接端1732处的电流，因此梯型的第二金属层171结构可使得第二掺杂区13与第三掺杂区14内部的电流更均衡，从而该超低压低容单向保护器10可避免被浪涌电流损坏。
在图1至图3的基础上，请结合图4，以下是对本发明超低压低容单向保护器10的第三实施例进行详细描述：
第一金属层17呈长方形，相邻两个第一金属层17之间设置有间隔，第一金属层17包括第五连接端1741和第六连接端1742。第五连接端1741连接第四掺杂区15，第六连接端1742连接该第五掺杂区16。第一金属层17包括多个第一凹槽1743，多个第一凹槽1743在第五连接端1741上间隔设置，该第一凹槽1743的形状为矩形。由于第四掺杂区15的电阻小于第五掺杂区16，第四掺杂区15中的电流大于第五掺杂区16。第一凹槽1743的设置可减少第一金属层17和第四掺杂区15的接触面积，第一凹槽1743可增大第五连接端1741的电阻。因此第四掺杂区15与第五连接端1741之间的电流小于第五掺杂区16与第六连接端1742之间的电流，从而使得第四掺杂区15到第五掺杂区16的电流可以均匀变化。
该长方形的第一金属层17可更均匀地把电流从第四掺杂区15导向第五掺杂区16，并且因为第五连接端1741上设置有多个第一凹槽1743，所以第一金属层17与第四掺杂区15接触的面积小于第一金属层17与第五掺杂区16接触的面积，从而该长方形的第一金属层17可使得第四掺杂区15与第五掺杂区16内部的电流更均衡。
第二金属层171呈长方形，相邻两个第二金属层171之间设置有间隔，第二金属层171包括第七连接端1751和第八连接端1752。第七连接端1751连接第二掺杂区13，第八连接端1752连接该第三掺杂区14。第二金属层171包括多个第二凹槽1753，多个第二凹槽1753在第七连接端1751上间隔设置，该第二凹槽1753的形状为矩形。由于第二掺杂区13的电阻小于第三掺杂区14，第二掺杂区13中的电流大于第三掺杂区14。第二凹槽1753的设置可减少第二金属层171和第二掺杂区13的接触面积，第二凹槽1753可增大第七连接端1751的电阻。因此第二掺杂区13与第七连接端1751之间的电流小于第三掺杂区14与第八连接端1752之间的电流，从而使得第二掺杂区到第三掺杂区的电流可以均匀变化。
该长方形的第二金属层171可更均匀地把电流从第二掺杂区13导向第三掺杂区14，并且因为第七连接端1751上设置有多个第二凹槽1753，所以第二金属层171与第二掺杂区13接触的面积小于第二金属层171与第三掺杂区14接触的面积，从而该长方形的第二金属层171可使得第二掺杂区13与第三掺杂区14内部的电流更均衡。
在图1至图4的基础上，请结合图5，以下是对本发明超低压低容单向保护器10的第四实施例进行详细描述：
该第一凹槽1761可为弧形槽，该弧形槽的形状可为半圆形，该第一凹槽1761设置在第一金属层17上。相对于矩形的凹槽，由于半圆形的第一凹槽1761的形状没有发生突变，从而第四掺杂区15和第五连接端1762之间的电阻变化较为均匀。因此，第四掺杂区15和第五连接端1762的电流变化也更加均匀。
该第二凹槽1771可为弧形槽，该弧形槽的形状可为半圆形，该第二凹槽1771设置在第二金属层171上。相对于矩形的凹槽，由于半圆形的第二凹槽1771的形状没有发生突变，第二掺杂区13和第七连接端1772之间的电阻变化均匀。因此，第二掺杂区13和第七连接端1772之间的电流的变化也更加均匀。在图1至图4的基础上，请结合图6，以下是对本发明超低压低容单向保护器10的第四实施例进行详细描述：
该第一凹槽1781可为弧形槽，该弧形槽的形状可为半椭圆形。由于半圆型的凹槽两端的间隔大于其中间间隔，从而该第一凹槽1781两端第一金属层17的阻值大于第一凹槽1781中间第一金属层17的阻值。半椭圆形的第一凹槽1781可将其中间的电流往其两端引导，从而使得第一金属层17上的电流分布更加均匀。
该第二凹槽1791可为弧形槽，该弧形槽的形状可为半椭圆形。由于半圆型的凹槽两端的间隔大于其中间间隔，从而该第二凹槽1791两端第二金属层171的阻值大于第二凹槽1791中间第二金属层171的阻值。半椭圆形的第二凹槽1791可将其中间的电流往其两端引导，从而使得第二金属层171上的电流分布更加均匀。
在图1至图2的基础上，请结合图7，以下是对本发明超低压低容单向保护器10的第五实施例进行详细描述：
第一金属层17呈长方形，相邻两个第一金属层17之间设置有间隔，第二金属层171包括第五连接端201和第六连接端202。第五连接端201连接第四掺杂区15，第六连接端202连接第五掺杂区16。两个连接端与两个掺杂层的接触长度是一样的，但是第五连接端201与第六连接端202的高度不同，第六连接端202的高度大于第五连接端201的高度。从而，第六连接端202的电阻小于第五连接端201的电阻，因此第四掺杂区15到第五掺杂区16的电流变化较为均匀。但是相对于梯型的金属层或者设置有凹槽的金属层，该第一金属层17的制作工艺更加简单。该第一金属层17不需要刻蚀形状，人们只需要控制部分金属层的厚度即可制作出该第一金属层17。第二金属层171呈长方形，相邻两个第二金属层171之间设置有间隔，第一金属层21包括第七连接端211和第八连接端212。第七连接端211连接第二掺杂区13，第八连接端212连接该第三掺杂区14。两个连接端与两个掺杂层的接触长度是一样的，但是第七连接端211与第八连接端212的高度不同，第八连接端212的高度大于第七连接端211的高度。从而，第八连接端212的电阻小于第七连接端211的电阻，因此第二掺杂区13到第三掺杂区14的电流变化较为均匀。但是相对于梯型的金属层或者设置有凹槽的金属层，该第二金属层171的制作工艺更加简单。该第二金属层171不需要刻蚀形状，人们只需要控制部分金属层的厚度即可制作出该第二金属层171。
本发明的制作流程为：用户先提供一个衬底，该衬底可为P型或N型的<111>晶向衬底单晶片，该衬底还可为P型或N型的<100>晶向衬底单晶片。该衬底的厚度在150-550微米，该衬底的电阻率在0.002-1000欧姆。该衬底为单面抛光片，该衬底的氧化层的厚度为5000Å-6000 Å。用户对该衬底的内部进行掺杂，用户可掺磷或掺硼。P型掺杂即掺磷，N型掺即掺硼，从而衬底的内部形成第一掺杂区12。
用户对第一掺杂区12的内部进行掺杂，从而第一掺杂区12的内部形成第二掺杂区13。若衬底为P型掺杂，则第一掺杂区12为N型掺杂。若衬底为N型掺杂，则第一掺杂区12为P型掺杂。因此，第二掺杂区13与第一掺杂区12的连接位置形成第一正向PN结121。
用户对第二掺杂区13的内部进行掺杂，从而第二掺杂区13的内部形成第三掺杂区14。若第一掺杂区12为P型掺杂，则第二掺杂区13为N型掺杂。若第一掺杂区12为N型掺杂，则第二掺杂区13为P型掺杂。因此，第三掺杂区14与第二掺杂区13的连接位置形成第一反向PN结131。用户再次对第二掺杂区13进行掺杂，从而第二掺杂区13的掺杂浓度增大，因此第二掺杂区13的内部形成第一降阻区132。
用户对第三掺杂区14的内部进行掺杂，第三掺杂区14的内部形成第四掺杂区15。若第三掺杂区14为P型掺杂，则第四掺杂区15为N型掺杂。若第三掺杂区14为N型掺杂，则第四掺杂区15为P型掺杂。并且，第四掺杂区15与第三掺杂区14的连接位置形成第二正向PN结141。用户再次对第三掺杂区14进行掺杂，从而第三掺杂区14的掺杂浓度增大，因此第三掺杂区14的内部形成第二降阻区142。
用户对第四掺杂区15的内部进行掺杂，第四掺杂区15的内部形成第五掺杂区16。若第四掺杂区15为P型掺杂，则第五掺杂区16为N型掺杂。若第四掺杂区15为N型掺杂，则第五掺杂区16为P型掺杂。并且，第五掺杂区16与第四掺杂区15的连接位置形成第二反向PN结151。用户再次对第四掺杂区15进行掺杂，从而第四掺杂区15的掺杂浓度增大，因此第四掺杂区15的内部形成第三降阻区152。
用户对第五掺杂区16的内部进行掺杂，第五掺杂区16的内部形成第六掺杂区161。若第五掺杂区16为P型掺杂，则第六掺杂区161为N型掺杂。若第五掺杂区16为N型掺杂，则第六掺杂区161为P型掺杂。因此，第六掺杂区161与第五掺杂区16的连接位置形成第三正向PN结163。
用户对第六掺杂区161的内部进行掺杂，第六掺杂区161的内部形成第七掺杂区162。若第六掺杂区161为P型掺杂，则第七掺杂区162为P型掺杂。若第六掺杂区161为N型掺杂，则第七掺杂区162为N型掺杂。而且，第七掺杂区162的掺杂浓度大于第六掺杂区161的掺杂浓度。因此，第七掺杂区162与第五掺杂区16的连接位置形成第四正向PN结164。超低压低容单向保护器10掺杂后，该超低压低容单项保护器10的氧化层的厚度为3000 Å -5000 Å。
用户在第一正向PN结121的一端制作第五钝化层185，用户在第一反向PN结131的一端制作第四钝化层184，用户在第二正向PN结141的一端制作第三钝化层183，用户在第二反向PN结151的一端制作第二钝化层182，用户在第四正向PN结164的一端制作第一钝化层181。用户在钝化层上通过光刻腐蚀露出第二掺杂区13、第三掺杂区14、第四掺杂区15、第五掺杂区16的欧姆接触区。
用户在第七掺杂区162的一侧淀积一层金属铝硅铜或钛镍银等金属，该金属通过表面气相沉积的方式或化学镀的方式形成。然后，用户在金属上进行光刻腐蚀。因此，第七掺杂区162的一侧可形成连通电极19。
用户在第四掺杂区15和第五掺杂区16的外侧设置第一金属层17，第一金属层17的一侧连接第四掺杂区15，第一金属层17的另一侧连接第五掺杂区16。用户在该第二掺杂区13与该第三掺杂区14的外侧设置第二金属层171，第二金属层171的一侧连接该第二掺杂区13，第二金属层171的另一侧连接第三掺杂区14。随后，用户在第一金属层17、第二金属层171的表面制作第二钝化层182。
用户对衬底进行背面减薄，该超低压低容单向保护器的厚度减薄至80-160微米，随后用户对第一掺杂区12的一侧进行掺杂。从而，第一掺杂区12的一侧形成高掺杂区122。若第一掺杂区12为P型掺杂，则高掺杂区122为P型掺杂。若第一掺杂区12为N型掺杂，则高掺杂区122为N型掺杂。并且，高掺杂区122的掺杂浓度大于第一掺杂区12的掺杂浓度。用户在高掺杂区122的一侧覆盖一层金属，该金属通过气相沉积、电镀或化学镀的方式形成，该金属可为钛镍银、锡铜合金或金合金。因此，高掺杂区122的一侧形成电极衬底11。
本发明的工作原理为：当电极衬底11有正向浪涌时，电极衬底11相对连通电极19为正电位，浪涌电流从电极衬底11流向第一掺杂区12。此时，第一正向PN结121、第二正向PN结141、第三正向PN结163、第四正向PN结164均正偏。第一反向PN结131、第一反向PN结131反偏。并且第一金属层17可短接第二反向PN结151，第二金属层171可短接第一反向PN结131。随后，浪涌电流从第一掺杂区12经过第一正向PN结121流向第二掺杂区13，因为第一反向PN结131反偏，所以浪涌电流无法通过第一反向PN结131，浪涌电流从第二掺杂区13经过第二金属层171流向第三掺杂区14。然后，浪涌电流从第三掺杂区14经过第二正向PN结141流向第四掺杂区15。因为第二反向PN结151反偏，所以浪涌电流无法通过第二反向PN结151，浪涌电流从第四掺杂区15经过第一金属层17流向第五掺杂区16。随后，浪涌电流可先从第五掺杂区16通过第三正向PN结163流向第六掺杂区161，浪涌电流再从第六掺杂区161流向第七掺杂区162。或者浪涌电流从第五掺杂区16通过第四正向PN结164流向第七掺杂区162。之后，浪涌电流可从第七掺杂区162流向连通电极19。最终，连通电极19可把浪涌电流泄放。
本发明提供一种超低压低容单向保护器，该单向保护器的内部集成有多个PN结。当电路中存在浪涌电流时，由于PN结具有正向导通特性，该单向保护器可泄放浪涌电流。浪涌保护时，现有浪涌保护器的PN结工作于反向的状态，该单向保护器的PN结工作于正向的状态，从而该单向保护器可承受更大的浪涌电流。因此，该单向保护器的防浪涌效果比现有浪涌保护器的防浪涌效果更好，有效解决了现有的浪涌保护器防浪涌电流效果较差的技术问题。
而且，多个正向PN结串联连接进行线路防护，该单向保护器的防浪涌能力可得到进一步地提高。并且，由于多个PN结串联的电容小于单个PN结的电容，该单向保护器的工作电容较低。该单向保护器的工作电容可在0.2PF以下，因此，该单向保护器可满足更高频率线路的浪涌保护要求。该单向保护器还可对低于1.5V工作电路进行单向浪涌防护，从而该单向保护器可填补工作电压小于2V的浪涌保护器的空白。
综上该，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种超低压低容单向保护器，其特征在于，其包括：
电极衬底，用于输入电流；
第一掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述电极衬底上；
第二掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第一掺杂区上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间连接有第一正向PN结；
第三掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第二掺杂区上，所述第三掺杂区与所述第二掺杂区之间连接有第一反向PN结；
第四掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第三掺杂区上，所述第四掺杂区与所述第三掺杂区之间连接有第二正向PN结，
第五掺杂区，其为环形槽状结构，设置在所述第四掺杂区上，所述第五掺杂区与所述第四掺杂区之间连接有第二反向PN结；
第六掺杂区，其为柱状结构，设置于所述第五掺杂区上，所述第六掺杂区与所述第五掺杂区之间连接有第三正向PN结；
连通电极，连接于所述第六掺杂区的一端，用于输出电流；
第一金属层，位于所述第四掺杂区与所述第五掺杂区的外侧，其一侧连接所述第四掺杂区，其另一侧连接所述第五掺杂区，用于将电流从所述第四掺杂区传输至所述第五掺杂区；
第二金属层，位于所述第二掺杂区与所述第三掺杂区的外侧，其一侧连接所述第二掺杂区，其另一侧连接所述第三掺杂区，用于将电流从所述第二掺杂区传输至所述第三掺杂区。
2.根据权利要求1所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述连通电极与所述第六掺杂区之间连接有第七掺杂区，所述第七掺杂区的两侧均与所述第五掺杂区连接，所述第七掺杂区的掺杂浓度大于所述第六掺杂区的掺杂浓度，所述第七掺杂区与所述第五掺杂区之间连接有第四正向PN结。
3.根据权利要求1所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述第二掺杂区包括第一降阻区，所述第一降阻区的设置于所述第二掺杂区的内部，所述第一降阻区的掺杂浓度大于所述第二掺杂区的掺杂浓度，所述第一降阻区的一端与所述第二金属层连接；
所述第三掺杂区包括第二降阻区，所述第二降阻区的设置于所述第三掺杂区的内部，所述第二降阻区的掺杂浓度大于所述第三掺杂区的掺杂浓度，所述第二降阻区的一端与所述第二金属层连接；
所述第四掺杂区包括第三降阻区，所述第三降阻区的设置于所述第四掺杂区的内部，所述第三降阻区的掺杂浓度大于所述第四掺杂区的掺杂浓度，所述第三降阻区的一端与所述第一金属层连接。
4.根据权利要求3所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述第一降阻区与所述第二降阻区的横截面均呈长方形，所述第一降阻区与所述第二降阻区的宽度相等，所述第一降阻区的长度大于所述第二降阻区的长度；所述第三降阻区的横截面也呈长方形，所述第二降阻区与所述第三降阻区的宽度相等，所述第二降阻区的长度大于第三降阻区的长度。
5.根据权利要求2所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述第四正向PN结的结深小于所述第三正向PN结的结深，第三正向PN结的结深小于第二反向PN结的结深，所述第二反向PN结的结深小于所述第二正向PN结的结深，第二正向PN结的结深小于第一反向PN结的结深，所述第一反向PN结的结深小于所述第一正向PN结的结深。
6.根据权利要求1所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述第一金属层呈梯型，相邻两个所述第一金属层之间设置有间隔，所述第一金属层包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端连接所述第四掺杂区，所述第二连接端连接所述第五掺杂区，所述第一连接端的长度小于所述第二连接端的长度；所述第二金属层呈梯型，相邻两个所述第二金属层之间设置有间隔，所述第二金属层包括第三连接端和第四连接端，所述第三连接端连接所述第二掺杂区，所述第四连接端连接所述第三掺杂区，所述第三连接端的长度小于所述第四连接端的长度。
7.根据权利要求1所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述第一金属层呈长方形，相邻两个所述第一金属层之间设置有间隔，所述第一金属层包括第五连接端和第六连接端，所述第五连接端连接所述第四掺杂区，所述第六连接端连接所述第五掺杂区，所述第一金属层包括多个第一凹槽，多个所述第一凹槽在所述第五连接端上间隔设置；所述第二金属层呈长方形，相邻两个所述第二金属层之间设置有间隔，所述第二金属层包括第七连接端和第八连接端，所述第七连接端连接所述第二掺杂区，所述第八连接端连接所述第三掺杂区，所述第二金属层包括多个第二凹槽，多个所述第二凹槽在所述第七连接端上间隔设置。
8.根据权利要求1所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述第一掺杂区还包括高掺杂区，所述高掺杂区设置于所述第一掺杂区的一侧，所述高掺杂区与所述电极衬底连接。
9.根据权利要求2所述的超低压低容单向保护器，其特征在于，所述超低压低容单向保护器包括第一钝化层，所述第一钝化层的一端连接所述第一金属层与所述连通电极，所述第一钝化层的另一端连接所述第四正向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第二钝化层，所述第二钝化层的一端连接所述第一金属层，所述第二钝化层的另一端连接所述第二反向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第三钝化层，所述第三钝化层的一端连接所述第一金属层与所述第二金属层，所述第三钝化层的另一端连接所述第二正向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第四钝化层，所述第四钝化层的一端连接所述第二金属层，所述第四钝化层的另一端连接所述第一反向PN结；
所述超低压低容单向保护器包括第五钝化层，所述第五钝化层的一端连接所述第二金属层，所述第五钝化层的另一端连接所述第一正向PN结；
所述超低压低容单向保护器还包括第六钝化层，所述第六钝化层包裹于第一金属层与所述第二金属层的外侧。
10.一种超低压低容单向保护器的制作方法，其特征在于，其包括：
提供一衬底；
在所述衬底的内部进行掺杂，形成第一掺杂区；
在所述第一掺杂区的内部进行掺杂，形成第二掺杂区，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区的连接位置形成第一正向PN结；
在所述第二掺杂区的内部进行掺杂，形成第三掺杂区，所述第三掺杂区与所述第二掺杂区的连接位置形成第一反向PN结，再次对所述第二掺杂区进行掺杂，形成第一降阻区；
在所述第三掺杂区的内部进行掺杂，形成第四掺杂区，所述第四掺杂区与所述第三掺杂区的连接位置形成第二正向PN结，再次对所述第三掺杂区进行掺杂，形成第二降阻区；
在所述第四掺杂区的内部进行掺杂，形成第五掺杂区，所述第五掺杂区与所述第四掺杂区的连接位置形成第二反向PN结，再次对所述第四掺杂区进行掺杂，形成第三降阻区；
在所述第五掺杂区的内部进行掺杂，形成第六掺杂区，所述第六掺杂区与所述第五掺杂区的连接位置形成第三正向PN结；
在所述第六掺杂区的内部进行掺杂，形成第七掺杂区，所述第七掺杂区与所述第五掺杂区的连接位置形成第四正向PN结；
在第一正向PN结、第一反向PN结、第二正向PN结、第二反向PN结、第四正向PN结的一端分别制作第五钝化层、第四钝化层、第三钝化层、第二钝化层、第一钝化层；
在所述第七掺杂区的一侧设置连通电极；
在所述第四掺杂区与所述第五掺杂区的外侧设置第一金属层，所述第一金属层的一侧连接所述第四掺杂区，所述第一金属层的另一侧连接所述第五掺杂区；
在所述第二掺杂区与所述第三掺杂区的外侧设置第二金属层，所述第二金属层的一侧连接所述第二掺杂区，所述第二金属层的另一侧连接所述第三掺杂区；
在第一金属层、第二金属层的表面制作第六钝化层；对所述第一掺杂区的一侧进行掺杂，形成高掺杂区；在所述高掺杂区的一侧设置电极衬底。
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