一种浪涌防护器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及过压保护产品领域，特别是涉及一种浪涌防护器件。
【背景技术】
[0002]目前，通常作为浪涌防护器件使用的半导体器件主要有以下两种:一是瞬态抑制二极管(英文译为TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR，简称TVS)，TVS是一种电压钳位型保护器件，当其两端的电压超过反向击穿电压时，TVS迅速的由高阻态变为低阻态，将电压稳定在钳位电压，从而保护了与其并联的其他电子器件；二是半导体放电管(英文译为THYRISTOR SURGE SUPPRESSOR，简称TSS)，TSS是一种电压开关型保护器件，当其两端的电压超过反向击穿电压时，TSS迅速的由高阻态变为低阻态，将电压下降到几乎为零，从而保护了与其并联的其他电子器件。
[0003]在具体的应用场景，需要根据被保护电子器件的工作性能，选择适当的浪涌防护器件。例如，在浪涌电压既可能为正向也可能为反向的情况下，需要将单向TVS与TSS串联起来使用，当经受正向浪涌时，单向TVS将浪涌电压钳位至被保护电子器件的正常工作电压范围内；当经受反向浪涌时，TSS将浪涌电压释放至接近于短路，使被保护电子器件不致于承受过大的反向电压而损坏。而同时，为了使电路更加简化和集成化，目前普遍的做法是:将需要串联起来的单向TVS与TSS的晶片手工叠起来进行封装，该封装件结构复杂，成本高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种浪涌防护器件，既能够为电路提供正向浪涌防护和反向浪涌防护，且集成度更高，结构简单，成本低廉。
[0005]有鉴于此，本发明实施例提供了一种浪涌防护器件，包括:
[0006]N型衬底，所述N型衬底整个背面设有背面P阱层，所述N型衬底的正面设有正面P阱层，所述正面P阱层的一侧设有N+注入区。
[0007]进一步的，所述正面P阱层为分别位于两侧的正面深P阱层和正面浅P阱层，所述正面浅P阱层设置在设有N+注入区的那一侧。
[0008]进一步的，所述正面浅P阱层下方设有正面深N阱。
[0009]进一步的，所述背面P阱层为分别位于两侧的背面深P阱层和背面浅P阱层，所述背面深P阱层设置在设有N+注入区的那一侧。
[0010]进一步的，在所述背面浅P阱层上设有背面深N阱。
[0011 ]进一步的，所述背面深P阱层设有多个分开的深P阱。
[0012]进一步的，所述N+注入区设有多个。
[0013]进一步的，所述多个N+注入区之间设有短路孔，所述短路孔阻抗大。
[0014]本发明的浪涌防护器件由于将TVS、TSS集成在了一起，其在经受正向浪涌时，表现为TVS特性;经受到负向浪涌时，表现为TSS特性，完全解决了应用中需要用一颗TVS和一颗TSS串联使用的问题。而且该浪涌防护器件集成度高、产品成本较低，方便连接外部电路、应用简便。
【附图说明】
[0015]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0016]图1是本发明实施例一提供的浪涌防护器件的剖面示意图；
[0017]图2是本发明实施例提供的浪涌防护器件的等效电路图；
[0018]图3是本发明实施例二提供的浪涌防护器件的剖面示意图；
[0019]图4是本发明实施例三提供的浪涌防护器件的剖面示意图；
[0020]图5是本发明实施例四提供的浪涌防护器件的剖面示意图；
[0021 ]图6是本发明实施例五提供的浪涌防护器件的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下将结合附图，使用以下实施例对本发明进行进一步阐述。
[0023]请参阅图1，图1是本发明实施例一提供的浪涌防护器件的剖面示意图。如图1所示，本实施例的浪涌防护器件I包括:外接导线的金属层11，N型衬底，所述N型衬底整个背面设有背面P阱层，所述N型衬底的正面设有正面P阱层，所述正面P阱层的一侧设有N+注入区。
[0024]优选的，所述N+注入区设有多个，用来调节器件的维持电流和维持电压。在另一优选实施例中，所述多个N+注入区之间设有短路孔12，所述短路孔12阻抗大。所述短路孔用来提高该器件的抗干扰能力。由于器件面积过大，如果没有短路孔，器件会出现电流集中在某一部分，而另一部分没有电流通过，对器件的性能也会产生不利影响。
[0025]请结合参阅图2，图2是本发明实施例提供的浪涌防护器件的等效电路图，以下将结合图1与图2来描述本发明提供的浪涌防护器件的工作过程:
[0026]1、当器件受到正向浪涌冲击时，N型衬底-背面P阱所形成的反向PN结发生雪崩击穿，从而泄放掉浪涌电流。同时，器件右边的结构为N+注入-正面P阱-N型衬底-背面P阱，由于耐压高，将不会开启。所以当正向浪涌来临时，浪涌通过器件左边的正面P阱-N型衬底-背面P阱区域泄放掉。此时，该器件表现出的是TVS性能。当浪涌结束后，器件马上关断，不会出现续流的问题。
[0027]2、当器件受到负向浪涌冲击时，由于N+注入-正面P阱形成的反向二极管耐压高，而N型衬底-正面P阱形成的反向二极管耐压低，所以N型衬底-正面P阱发生雪崩击穿，发生击穿后漏电流通过短路孔形成压降。当该压降大于正面P阱-N+注入的正向压降时，背面P阱-N型衬底-正面P阱-N+注入形成的PNPN结构发生正反馈。当浪涌通过后，由于背面P阱接在低电位，器件马上关断，也不会出现续流的问题。
[0028]通过上述描述可见，该器件的工作电路就等效于图2中TVS与TSS并联的电路。
[0029]本实施例具有以下优点:
[0030]本发明的浪涌防护器件由于将TVS、TSS集成在了一起，其在经受正向浪涌时，表现为TVS特性;经受到负向浪涌时，表现为TSS特性，完全解决了应用中需要用一颗TVS和一颗TSS串联使用的问题。而且该浪涌防护器件集成度高、产品成本较低，方便连接外部电路、应用简便。
[0031]请参阅图3，图3是本发明实施例二提供的浪涌防护器件的剖面示意图。如图3所示，本实施例的浪涌防护器件包括:N型衬底，所述N型衬底整个背面设有背面P阱层，所述N型衬底的正面设有正面P阱层，所述正面P阱层为分别位于两侧的正面深P阱层和正面浅P阱层，所述正面浅P阱层设置在设有N+注入区的那一侧。
[0032]本实施例与图1对应的实施例一具有以下区别:正面P阱层为分别位于两侧的正面深P阱层和正面浅P阱层，所述正面浅P阱层设置在设有N+注入区的那一侧。