方法簡(jiǎn)便，適應(yīng)于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)制備的TVS器件的結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖2為本發(fā)明采用SOI襯底的低漏電低電容TVS器件的結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明一種SOI襯底的低漏電低電容TVS器件制作方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 如圖2為本發(fā)明采用SOI襯底的低漏電低電容TVS器件的結(jié)構(gòu)圖所示，一種基于SOI 基底的低漏電低電容TVS陣列，WS0I基底為主體，包括:n型的SOI基底、P+區(qū)、n+區(qū)、P區(qū)、氮 化娃隔離和電極，所述的η型SOI基底由Si襯底、Si〇2層和N型和/或P型SiS層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在P 型和/或N型Si襯底上通過(guò)擴(kuò)散或離子注入形成高滲雜PN結(jié)，形成了 PN結(jié)區(qū)域和中央的TVS 區(qū)域。
[0027] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述器件，結(jié)合圖2和圖3給出W下實(shí)施步驟，如圖3所示， 步驟一： 取一片η型的SOI基底，對(duì)其進(jìn)行清洗，W去除表面污染物，在η型SOI基底表面生長(zhǎng)一層 氧化層，其中，該SOI基底采用注氧隔離技術(shù)，氧化層將娃片分隔為兩部分，上面薄層用來(lái)制 作器件，下面則是娃基底。
[0028] 所述的η型的SOI基底采用注氧隔離技術(shù)制備，通過(guò)高能量、大劑量注氧在η型娃中 形成氧化埋層，0+離子的劑量為5.0Χ1〇? 7~3.5Χ1〇?8,能量為150~ISOKeV，注入后高溫退火 1~4小時(shí)，氧化層把娃片分為兩部分，上面薄層用來(lái)制作器件，下面則是娃基底。
[0029] 本實(shí)施例中，通過(guò)在η型娃中注入0+離子形成氧化層，0+離子的劑量為3.5 Xl〇i8， 能量為ISOkeV。
[0030] 步驟二： a) 在氧化層表面旋涂一層正光刻膠，采用光刻板對(duì)η型SOI娃襯底進(jìn)行光刻，形成中央 TVS區(qū)域和pn結(jié)區(qū)域圖形； b) 對(duì)光刻后的η型SOI基底進(jìn)行ICP干法刻蝕，直至將表面η型娃材料全部腐蝕，反應(yīng)氣 體與SOI的氧化層接觸為止，使其在SOI基底上形成分隔的ΡΝ結(jié)區(qū)域和中央TVS區(qū)域。
[003。步驟S: 在樣片表面涂覆一層光刻膠并進(jìn)行光刻，在中央TVS區(qū)域的中部形成窗口，W光刻膠為 掩蔽層，進(jìn)行棚離子注入，棚離子的劑量為3.0el4,注入能量為60keV，形成中央TVS的P+區(qū)。
[0032] 步驟四： 去除光刻膠并進(jìn)行P+區(qū)退火。
[0033] 步驟五： 在退火后的樣片表面重新涂覆一層光刻膠并進(jìn)行光刻，在中央TVS的左右兩邊界處形 成窗口，W光刻膠為掩蔽層，進(jìn)行憐離子注入，憐離子的劑量為:5. Oe 13，注入能量為60keV， 形成中央TVS的n+區(qū)。
[0034] 步驟六： 去除光刻膠，并進(jìn)行n+區(qū)退火； 步驟屯： 在退火后的樣片表面重新涂覆一層光刻膠并進(jìn)行光刻，在PN結(jié)區(qū)域一側(cè)形成窗口，W 光刻膠為掩蔽進(jìn)行離子注入，在該注入?yún)^(qū)注入憐離子，形成P區(qū)，憐離子的劑量為5.0el2,能 量為80keV，使得該P(yáng)區(qū)與另一側(cè)η區(qū)形成橫向PN結(jié)。
[003引步驟八： 去除光刻膠，并進(jìn)行Ρ區(qū)退火，使得步驟屯中形成的ΡΝ結(jié)反向擊穿電壓為180V。
[0036] 步驟九： 在樣片上淀積一層氮化娃，采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)方法淀積3WI1厚的氮 化娃，使氮化娃填充中央TVS區(qū)域和ΡΝ結(jié)區(qū)域之間的空隙并形成隔離，并且覆蓋樣片表面。
[0037] 本實(shí)施例中，化學(xué)氣相淀積（PECVD)法淀積氮化娃的工藝條件為：腔體氣壓為 l.Oatm,射頻功率20W，SiH4、NH3和化的流量分別為80 cmVmin、2 cmVmin和500 cm^min，在 300°C 下反應(yīng) 20min。
[0038] 步驟十:對(duì)樣片表面進(jìn)行光刻形成接觸孔。
[0039] 步驟^ :在樣片表面采用電子束蒸發(fā)一層厚度為2μηι的金屬A1作為電極材料，電 子束蒸發(fā)時(shí)，工藝參數(shù)為:反應(yīng)腔體氣壓為1.0 X 1〇-中曰，淀積速率為40如S，。然后對(duì)金屬Α1 進(jìn)行退火并光刻，形成電極。
[0040] 至此一種基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列制備完成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列，以SOI基底為主體，其特征在于:包括:η 型的SOI基底、ρ+區(qū)、η+區(qū)、ρ區(qū)、氮化硅隔離和電極，所述的η型SOI基底由Si襯底、SiO 2層和N 型和/或P型Si三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在P型和/或N型Si襯底上通過(guò)擴(kuò)散或離子注入形成高摻雜PN 結(jié)，形成PN結(jié)區(qū)域和中央的TVS區(qū)域。2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列，其特征在于，所述的 η型的SOI基底采用注氧隔離技術(shù)制備，通過(guò)高能量、大劑量注氧在η型硅中形成氧化埋層，0 +離子的劑量為5.0 X IO17~3.5 X 1018,能量為150~180KeV，注入后高溫退火1~4小時(shí)，氧化層 把硅片分為兩部分，上面薄層用來(lái)制作器件，下面則是硅基底。3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列，其特征在于，所述的 P+區(qū)，硼離子的注入劑量為:3. OeH~5.0el6，能量為60keV~120keV。4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列，其特征在于，所述的 η+區(qū)，磷離子的注入劑量為:5.0el3~8.0el5，能量為60keV~120keV。5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列，其特征在于，所述的 P區(qū)，磷離子的注入劑量為5.0el2~5.0el4,能量為80keV~100keV，使得該ρ區(qū)與另一側(cè)η區(qū)形 成的PN結(jié)反偏電壓為120~180V。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)所述的基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列制造方法， 包括如下步驟： 步驟1:選取一片η型的SOI基底作為樣片，在η型SOI基底表面先生長(zhǎng)一層氧化層； 步驟2:通過(guò)光刻和刻蝕，將表面有源區(qū)以外的η型硅全部去除，形成PN結(jié)區(qū)域和中央的 TVS區(qū)域； 步驟3:在樣片表面涂覆一層光刻膠并進(jìn)行光刻，在中央TVS的中部形成窗口，以光刻膠 為掩蔽層進(jìn)行離子注入，在該區(qū)域注入硼離子，形成中央TVS的ρ+區(qū)； 步驟4:去除光刻膠，并進(jìn)行ρ+區(qū)退火； 步驟5:在樣片表面重新涂覆一層光刻膠并進(jìn)行光刻，在中央TVS的左右兩邊界處形成 窗口，以光刻膠為掩蔽層進(jìn)行離子注入，在該區(qū)域注入磷離子，形成中央TVS的η+區(qū)； 步驟6:去除光刻膠，并進(jìn)行η+區(qū)退火； 步驟7:在樣片表面重新涂覆一層光刻膠并進(jìn)行光刻，在PN結(jié)區(qū)域的一側(cè)形成窗口，以 光刻膠為掩蔽層進(jìn)行離子注入，在該注入?yún)^(qū)注入磷離子，形成P區(qū)，使得該區(qū)與另一側(cè)的η區(qū) 形成橫向的PN結(jié)； 步驟8:去除光刻膠，并進(jìn)行ρ區(qū)退火； 步驟9:在樣片上淀積一層氮化硅，填充中央TVS區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域之間的空隙并形成隔 離，并且覆蓋樣片表面； 步驟10:對(duì)樣片表面進(jìn)行光刻形成接觸孔； 步驟11:在樣片表面蒸發(fā)Al并退火并刻蝕形成電極， 至此，完成制作一種基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列。7. 根據(jù)權(quán)利要求6中所述的基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列制備方法，其特征在 于，所述的步驟2中，光刻和刻蝕的具體步驟為： a)在氧化層表面旋涂一層正光刻膠，采用光刻板對(duì)η型SOI基底進(jìn)行光刻，形成中央TVS 區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域圖形； b)對(duì)光刻后的η型SOI基底進(jìn)行ICP干法刻蝕，直至將表面η型硅材料全部腐蝕，反應(yīng)氣 體與SO I的氧化層接觸。8. 根據(jù)權(quán)利要求6中所述的一種基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列制備方法，其特 征在于，所述的步驟9中淀積氮化硅時(shí)采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)方法淀積3~4μ m厚的氮化硅，其工藝參數(shù)為： 腔體氣壓：I .Oatm; 射頻功率:20~40W; SiH4 流量:80~120cm3/min; NH3 流量:2~6cm3/min; N2 流量:500~1000cm3/min; 反應(yīng)時(shí)間：10~20min; 反應(yīng)溫度:300~500°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求6中所述的一種基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列制備方法，其特 征在于，所述的步驟11中，淀積Al形成金屬電極所采用的方法為電子束蒸發(fā)，厚度為2~5μπι， 其工藝參數(shù)為:腔體氣壓：1.0 X 10-7Pa~2.0 X 10-6Pa;淀積速率為:30~4〇A/s。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列及其制備方法，基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列包括：n型的SOI基底、p+區(qū)、n+區(qū)、p區(qū)、氮化硅隔離、電極，所述的n型SOI基底由Si襯底、SiO2層和n型Si三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在P型和/或N型Si襯底上通過(guò)擴(kuò)散或離子注入形成高摻雜PN結(jié)，形成PN結(jié)區(qū)域和中央的TVS區(qū)域。本發(fā)明所述基于SOI基底的低漏電低電容TVS陣列和現(xiàn)有技術(shù)中的TVS器件相比有效的降低了器件的寄生電容和漏電流，降低了器件的功耗，進(jìn)一步提高了器件的性能。
【IPC分類】H01L29/861, H01L21/84, H01L27/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105489612
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510886621
【發(fā)明人】霍田佳, 蘇海偉, 王允, 張晨旭
【申請(qǐng)人】上海長(zhǎng)園維安微電子有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日