一種浪涌防護器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及過壓保護產品領域，特別是涉及一種浪涌防護器件。
【背景技術】
[0002]目前，通常作為浪涌防護器件使用的半導體器件主要有以下兩種:一是瞬態抑制二極管(英文譯為TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR，簡稱TVS)，TVS是一種電壓鉗位型保護器件，當其兩端的電壓超過反向擊穿電壓時，TVS迅速的由高阻態變為低阻態，將電壓穩定在鉗位電壓，從而保護了與其并聯的其他電子器件；二是半導體放電管(英文譯為THYRISTOR SURGE SUPPRESSOR，簡稱TSS)，TSS是一種電壓開關型保護器件，當其兩端的電壓超過反向擊穿電壓時，TSS迅速的由高阻態變為低阻態，將電壓下降到幾乎為零，從而保護了與其并聯的其他電子器件。
[0003]在具體的應用場景，需要根據被保護電子器件的工作性能，選擇適當的浪涌防護器件。例如，在浪涌電壓既可能為正向也可能為反向的情況下，需要將單向TVS與TSS串聯起來使用，當經受正向浪涌時，單向TVS將浪涌電壓鉗位至被保護電子器件的正常工作電壓范圍內；當經受反向浪涌時，TSS將浪涌電壓釋放至接近于短路，使被保護電子器件不致于承受過大的反向電壓而損壞。而同時，為了使電路更加簡化和集成化，目前普遍的做法是:將需要串聯起來的單向TVS與TSS的晶片手工疊起來進行封裝，該封裝件結構復雜，成本高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種浪涌防護器件，既能夠為電路提供正向浪涌防護和反向浪涌防護，且集成度更高，結構簡單，成本低廉。
[0005]有鑒于此，本發明實施例提供了一種浪涌防護器件，包括:
[0006]N型襯底，所述N型襯底整個背面設有背面P阱層，所述N型襯底的正面設有正面P阱層，所述正面P阱層的一側設有N+注入區。
[0007]進一步的，所述正面P阱層為分別位于兩側的正面深P阱層和正面淺P阱層，所述正面淺P阱層設置在設有N+注入區的那一側。
[0008]進一步的，所述正面淺P阱層下方設有正面深N阱。
[0009]進一步的，所述背面P阱層為分別位于兩側的背面深P阱層和背面淺P阱層，所述背面深P阱層設置在設有N+注入區的那一側。
[0010]進一步的，在所述背面淺P阱層上設有背面深N阱。
[0011 ]進一步的，所述背面深P阱層設有多個分開的深P阱。
[0012]進一步的，所述N+注入區設有多個。
[0013]進一步的，所述多個N+注入區之間設有短路孔，所述短路孔阻抗大。
[0014]本發明的浪涌防護器件由于將TVS、TSS集成在了一起，其在經受正向浪涌時，表現為TVS特性;經受到負向浪涌時，表現為TSS特性，完全解決了應用中需要用一顆TVS和一顆TSS串聯使用的問題。而且該浪涌防護器件集成度高、產品成本較低，方便連接外部電路、應用簡便。
【附圖說明】
[0015]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0016]圖1是本發明實施例一提供的浪涌防護器件的剖面示意圖；
[0017]圖2是本發明實施例提供的浪涌防護器件的等效電路圖；
[0018]圖3是本發明實施例二提供的浪涌防護器件的剖面示意圖；
[0019]圖4是本發明實施例三提供的浪涌防護器件的剖面示意圖；
[0020]圖5是本發明實施例四提供的浪涌防護器件的剖面示意圖；
[0021 ]圖6是本發明實施例五提供的浪涌防護器件的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下將結合附圖，使用以下實施例對本發明進行進一步闡述。
[0023]請參閱圖1，圖1是本發明實施例一提供的浪涌防護器件的剖面示意圖。如圖1所示，本實施例的浪涌防護器件I包括:外接導線的金屬層11，N型襯底，所述N型襯底整個背面設有背面P阱層，所述N型襯底的正面設有正面P阱層，所述正面P阱層的一側設有N+注入區。
[0024]優選的，所述N+注入區設有多個，用來調節器件的維持電流和維持電壓。在另一優選實施例中，所述多個N+注入區之間設有短路孔12，所述短路孔12阻抗大。所述短路孔用來提高該器件的抗干擾能力。由于器件面積過大，如果沒有短路孔，器件會出現電流集中在某一部分，而另一部分沒有電流通過，對器件的性能也會產生不利影響。
[0025]請結合參閱圖2，圖2是本發明實施例提供的浪涌防護器件的等效電路圖，以下將結合圖1與圖2來描述本發明提供的浪涌防護器件的工作過程:
[0026]1、當器件受到正向浪涌沖擊時，N型襯底-背面P阱所形成的反向PN結發生雪崩擊穿，從而泄放掉浪涌電流。同時，器件右邊的結構為N+注入-正面P阱-N型襯底-背面P阱，由于耐壓高，將不會開啟。所以當正向浪涌來臨時，浪涌通過器件左邊的正面P阱-N型襯底-背面P阱區域泄放掉。此時，該器件表現出的是TVS性能。當浪涌結束后，器件馬上關斷，不會出現續流的問題。
[0027]2、當器件受到負向浪涌沖擊時，由于N+注入-正面P阱形成的反向二極管耐壓高，而N型襯底-正面P阱形成的反向二極管耐壓低，所以N型襯底-正面P阱發生雪崩擊穿，發生擊穿后漏電流通過短路孔形成壓降。當該壓降大于正面P阱-N+注入的正向壓降時，背面P阱-N型襯底-正面P阱-N+注入形成的PNPN結構發生正反饋。當浪涌通過后，由于背面P阱接在低電位，器件馬上關斷，也不會出現續流的問題。
[0028]通過上述描述可見，該器件的工作電路就等效于圖2中TVS與TSS并聯的電路。
[0029]本實施例具有以下優點:
[0030]本發明的浪涌防護器件由于將TVS、TSS集成在了一起，其在經受正向浪涌時，表現為TVS特性;經受到負向浪涌時，表現為TSS特性，完全解決了應用中需要用一顆TVS和一顆TSS串聯使用的問題。而且該浪涌防護器件集成度高、產品成本較低，方便連接外部電路、應用簡便。
[0031]請參閱圖3，圖3是本發明實施例二提供的浪涌防護器件的剖面示意圖。如圖3所示，本實施例的浪涌防護器件包括:N型襯底，所述N型襯底整個背面設有背面P阱層，所述N型襯底的正面設有正面P阱層，所述正面P阱層為分別位于兩側的正面深P阱層和正面淺P阱層，所述正面淺P阱層設置在設有N+注入區的那一側。
[0032]本實施例與圖1對應的實施例一具有以下區別:正面P阱層為分別位于兩側的正面深P阱層和正面淺P阱層，所述正面淺P阱層設置在設有N+注入區的那一側。