1.一种基于晶闸管结构的浪涌保护阵列,其特征在于,包括p型衬底(1)、n型扩散区(4)和电压调制区(10);
所述p型衬底(1)的左侧设有第一n型隔离区(2),所述p型衬底(1)的右侧设有第二n型隔离区(3);
所述p型衬底(1)底部中心设有n型扩散区(4),所述p型衬底(1)底部左侧设有第一p型扩散区(5),所述p型衬底(1)底部右侧设有第二p型扩散区(6);
所述p型衬底(1)上部中心设有第一n型区(7),所述p型衬底(1)上部左侧设有第二n型区(8)、所述p型衬底(1)上部右侧设有第三n型区(9);
所述p型衬底(1)上部右侧设有的电压调制区(10),所述电压调制区(10)与第一n型区(7)右侧接触连接,所述第二n型区(8)内部设有第一p型区(11)和第五n型区(15),所述第三n型区(9)内部设有的第二p型区(12)和第四n型区(14)、所述第一n型区(7)内部设有第三p型区(13);
所述p型衬底(1)内部上表面左侧设有第六n型区(16)、所述p型衬底(1)内部上表面右侧设有第七n型区(17);
所述p型衬底(1)上表面左侧设有第一金属层(19)、所述p型衬底(1)上表面右侧设有第二金属层(20)、所述p型衬底(1)上表面中部设有第三金属层(21),所述第一金属层(19)、第二金属层(20)和第三金属层(21)间隙部分设有第一绝缘层(18);
所述p型衬底(1)下表面中部设有第四金属层(23),所述第四金属层(23)两侧设有第二绝缘层(22);
所述第一金属层(19)与第一电极(25)连接,所述第二金属层(20)与第二电极(27)连接,所述第三金属层(21)第三电极(26)连接,所述第四金属层(23)与第四电极(24)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于晶闸管结构的浪涌保护阵列,其特征在于,所述第一n型隔离区(2)与第二n型隔离区(3)的宽度均为50-100μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于晶闸管结构的浪涌保护阵列,其特征在于,所述上表面的第三p型区(13)与第一n型区(7)、p型衬底(1)和n型扩散区(4)构成pnpn晶闸管结构用于泄放浪涌电流。
4.根据权利要求3所述的一种基于晶闸管结构的浪涌保护阵列,其特征在于,所述晶闸管击穿电压由电压调制区(10)的浓度进行调节。
5.一种基于晶闸管结构的浪涌保护阵列的制造方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤s1,衬底准备
选择p型硅单晶片,厚度为260±5μm;
步骤s2,抛光
采用化学机械抛光方法将硅单晶片抛光到厚度为200±5μm;
步骤s3,氧化
采用氢氧合成方法在硅片上表面生长出第一绝缘层(18),在硅片下表面生长出第二绝缘层(22),氧化温度为1100-1150℃,氧化时间为5-10h,氧化层厚度为1.5-1.8μm;
步骤s4,n型隔离区光刻
利用隔离区光刻版,采用双面光刻机对硅片的上下两面同时光刻,形成隔离区窗口;
步骤s5,n型隔离区扩散
采用三氯氧磷液态源扩散方法,先对硅片两面隔离区窗口同步进行磷预沉积扩散掺杂,预沉积温度为1130-1170℃,预沉积时间为2h-6h,扩散方块电阻为0.1-0.5ω/□,经过长时间的再扩散推结使得两面的磷扩散区连在一起形成第一n型隔离区(2)与第二n型隔离区(3),再扩散温度为1270±5℃,时间为80h-140h;
步骤s6,背面n+区光刻
利用背面n+区光刻版在硅片的下表面形成n+区扩散窗口;
步骤s7,背面n+区扩散
采用三氯氧磷液态源扩散方法,在硅片下表面的阳极n+区扩散窗口进行磷扩散掺杂,预沉积温度为1100-1150℃,预沉积时间为2h-3h,扩散方块电阻为0.5-0.8ω/□,再扩散温度为1250±5℃,时间为10h-12h;
步骤s8,正面n阱区光刻
利用正面n阱区光刻版在硅片的上表面形成n区扩散窗口;
步骤s9,正面n阱区掺杂
采用离子注入工艺,进行n阱区掺杂,注入磷,能量为80-120kev,剂量为8e12-5e13cm-2,离子注入后进行再扩推进,推进温度为1250±5℃,时间为10h-15h;
步骤s10,正面n型基区光刻
利用正面基区光刻版在硅片的上表面形成n区扩散窗口;
步骤s11,正面n基区掺杂
采用离子注入工艺,进行n基区掺杂,注入磷,能量为80-100kev,剂量为1e14-1e15cm-2,离子注入后进行再扩推进,推进温度为1250±5℃,时间为20h-30h;
步骤s12,正面电压调制区光刻
利用正面电压调制区光刻版在硅片的上表面形成扩散窗口;
步骤s13,电压调制区(10)掺杂
采用离子注入工艺,进行电压调制区(10)掺杂,注入硼,能量为80-100kev,剂量为4e14-5e15cm-2,离子注入后进行再扩推进,推进温度为1200±5℃,时间为2h-4h;
步骤s14,双面p型区光刻
上表面用正面p区版,下表面背面p区版,在硅片的上、下表面形成p区扩散窗口;
步骤s15,双面p区掺杂
采用离子注入工艺,进行p区掺杂,双面注入硼,能量为50-80kev,剂量为8e14-3e15cm-2,离子注入后进行再扩推进,推进温度为1200±5℃,时间为1h-1.5h;
步骤s16,正面n+区光刻
利用正面n+区光刻版在硅片的上表面形成n+区扩散窗口;
步骤s17,正面n+区掺杂
采用离子注入工艺,进行n+区掺杂,注入磷,能量为30-60kev,剂量为1e15-5e15cm-2,离子注入后进行再扩推进,推进温度为1000±5℃,时间为1h-2h;
步骤s18,引线孔光刻
利用光刻原理在硅片的上、下表面形成金属欧姆接触窗口;
步骤s19,蒸铝
在硅片的上表面蒸发一层厚度为5±2μm的金属铝层;
步骤s20,铝反刻
利用光刻原理在硅片的上表面形成金属铝电极区;
步骤s21,背面金属化
在硅片的下表面蒸发一层钛镍银复合金属层,厚度分别为钛层