本技術涉及半導體器件，具體涉及一種單臺面的雙向tvs器件。

背景技術：

1、瞬態電壓抑制器(tvs)是一種用于保護電路的電子元件，它的主要作用是在電路中出現瞬態電壓過高時，將過高的電壓引導到地線或電源線上，以保護電路中的其他元件不受損壞。常規的tvs器件通常為單向結構，其保護能力不夠穩定，存在漏電風險。而現有的雙向tvs器件雖然比單向結構性能更穩定，但無法實現雙向pn結鈍化保護，同樣存在漏電的風險。因此，如何提供一種保護能力好，且性能可靠的tvs器件就成為一種客觀需求。

技術實現思路

1、本實用新型提供了一種單臺面的雙向tvs器件，用于解決現有的現有tvs器件保護功能差、性能不穩定等問題。

2、為實現本實用新型的目的，本實用新型提供了一種單臺面的雙向tvs器件，該器件包括襯底、設于所述襯底上表面的第一摻雜層、設于所述襯底下表面的第二摻雜層及設于所述襯底兩邊緣的兩個第三摻雜層，所述第一摻雜層與所述襯底之間形成第一pn結，所述第二摻雜層與所述襯底之間形成第二pn結，所述第三摻雜層與所述襯底之間形成第三pn結，在所述襯底上部兩端邊緣分別設有一個溝槽，在所述溝槽的上表面設有鈍化層，所述第一pn結的兩端分別與兩個溝槽連接，所述第二pn結的兩端分別通過兩個所述第三pn結與兩個溝槽連接。

3、所述溝槽的截面呈“u”型，其一側延伸至第三摻雜層，其另一側延伸至第一摻雜層邊緣，所述溝槽的槽深為60～80微米。

4、所述襯底為n型<111>晶向，其厚度為250～350微米，電阻率為0.002～3.0ω·cm。

5、進一步地，所述第一摻雜層為p型摻雜，所述襯底與所述第一摻雜層之間設有p型第四摻雜層，所述第四摻雜層沿水平方向的長度小于所述第一摻雜層沿水平方向的長度，所述第四摻雜層與所述襯底之間形成第四pn結，所述第四pn結的兩端分別與第一pn結連接。

6、進一步地，所述第四摻雜層的擴散濃度大于所述第一摻雜層的擴散濃度，所述第一摻雜層的擴散濃度大于所述第三摻雜層的擴散濃度。

7、進一步地，所述第二摻雜層為p型摻雜，所述襯底與所述第二摻雜層之間設有p型第五摻雜層，所述第五摻雜層沿水平方向的長度小于所述第二摻雜層沿水平方向的長度，所述第五摻雜層與所述襯底之間形成第五pn結，所述第五pn結的兩端分別與第二pn結連接。

8、進一步地，所述第五摻雜層的擴散濃度大于所述第二摻雜層的擴散濃度。

9、進一步地，所述第三摻雜層為p型摻雜，所述第三摻雜層從襯底的上端貫穿至下端，且其下部與所述第二摻雜層的邊緣連接。

10、所述鈍化層包括半絕緣多晶硅膜、玻璃鈍化膜及低溫氧化膜，所述半絕緣多晶硅膜覆蓋所述溝槽內壁，所述玻璃鈍化膜覆蓋所述半絕緣多晶硅膜，所述低溫氧化膜覆蓋玻璃鈍化膜、部分第一摻雜層上表面及部分第三摻雜層上表面。

11、在所述第一摻雜層的上表面設有第一電極，在所述第二摻雜層的下表面設有第二電極，所述第一電極的下表面部分覆蓋所述第一摻雜層的上表面，所述第二電極的上表面覆蓋第二摻雜層的下表面及兩個第三摻雜層的下表面。

12、本實用新型的有益效果為：

13、1)通過在襯底的上表面和下表面分別形成第一摻雜層和第二摻雜層，形成pnp結構，可實現雙向保護功能，且保護性能穩定可靠。

14、2)在襯底上部兩端設置溝槽，在襯底兩端邊緣設置第三摻雜層，第三摻雜層把第二pn結引導至溝槽內的鈍化層，通過溝槽表面的鈍化層可實現對第一pn結、第二pn結及第三pn結的鈍化保護，既可實現單臺面結構的雙向pn結鈍化保護，同時還便于后續固晶生產，減少固晶過程中tvs器件與引線框架之間的應力，進一步提高產品的可靠性。。

15、3)在第一摻雜層與襯底之間設置第四摻雜層，在第二摻雜層與襯底之間設置第五摻雜層，通過第四pn結和第五pn結控制tvs器件的擊穿電壓，使兩個方向的擊穿電壓差值可以控制在1％以內，從而可保證兩個方向的擊穿電壓一致，進一步提高了產品的性能和穩定性。

技術特征：

1.一種單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，該器件包括襯底、設于所述襯底上表面的第一摻雜層、設于所述襯底下表面的第二摻雜層及設于所述襯底兩邊緣的兩個第三摻雜層，所述第一摻雜層與所述襯底之間形成第一pn結，所述第二摻雜層與所述襯底之間形成第二pn結，所述第三摻雜層與所述襯底之間形成第三pn結，在所述襯底上部兩端邊緣分別設有一個溝槽，在所述溝槽的上表面設有鈍化層，所述第一pn結的兩端分別與兩個溝槽連接，所述第二pn結的兩端分別通過兩個所述第三pn結與兩個溝槽連接。

2.如權利要求1所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述溝槽的截面呈“u”型，其一側延伸至第三摻雜層，其另一側延伸至第一摻雜層邊緣，所述溝槽的槽深為60～80微米。

3.如權利要求1所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述襯底為n型<111>晶向，其厚度為250～350微米，電阻率為0.002～3.0ω·cm。

4.如權利要求3所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述第一摻雜層為p型摻雜，所述襯底與所述第一摻雜層之間設有p型第四摻雜層，所述第四摻雜層沿水平方向的長度小于所述第一摻雜層沿水平方向的長度，所述第四摻雜層與所述襯底之間形成第四pn結，所述第四pn結的兩端分別與第一pn結連接。

5.如權利要求4所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述第四摻雜層的擴散濃度大于所述第一摻雜層的擴散濃度，所述第一摻雜層的擴散濃度大于所述第三摻雜層的擴散濃度。

6.如權利要求3所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述第二摻雜層為p型摻雜，所述襯底與所述第二摻雜層之間設有p型第五摻雜層，所述第五摻雜層沿水平方向的長度小于所述第二摻雜層沿水平方向的長度，所述第五摻雜層與所述襯底之間形成第五pn結，所述第五pn結的兩端分別與第二pn結連接。

7.如權利要求6所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述第五摻雜層的擴散濃度大于所述第二摻雜層的擴散濃度。

8.如權利要求3所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述第三摻雜層為p型摻雜，所述第三摻雜層從襯底的上端貫穿至下端，且其下部與所述第二摻雜層的邊緣連接。

9.如權利要求1所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，所述鈍化層包括半絕緣多晶硅膜、玻璃鈍化膜及低溫氧化膜，所述半絕緣多晶硅膜覆蓋所述溝槽內壁，所述玻璃鈍化膜覆蓋所述半絕緣多晶硅膜，所述低溫氧化膜覆蓋玻璃鈍化膜、部分第一摻雜層上表面及部分第三摻雜層上表面。

10.如權利要求1所述的單臺面的雙向tvs器件，其特征在于，在所述第一摻雜層的上表面設有第一電極，在所述第二摻雜層的下表面設有第二電極，所述第一電極的下表面部分覆蓋所述第一摻雜層的上表面，所述第二電極的上表面覆蓋第二摻雜層的下表面及兩個第三摻雜層的下表面。

技術總結
本技術公開了一種單臺面的雙向TVS器件，該器件包括襯底、設于襯底上表面的第一摻雜層、設于襯底下表面的第二摻雜層及設于襯底兩邊緣的兩個第三摻雜層，第一摻雜層與襯底之間形成第一PN結，第二摻雜層與襯底之間形成第二PN結，第三摻雜層與襯底之間形成第三PN結，在襯底上部兩端邊緣分別設有一個溝槽，在溝槽的上表面設有鈍化層，第一PN結的兩端分別與兩個溝槽連接，第二PN結的兩端分別通過兩個第三PN結與兩個溝槽連接。本技術為PNP結構，可實現雙向保護功能，且保護性能穩定可靠。本技術既可實現單臺面結構的雙向PN結鈍化保護，且可保證兩個方向的擊穿電壓一致，進一步提高了產品的性能和穩定性。

技術研發人員：周雄標,劉宗賀,吳沛冬,郭佳秋,郭琳,余強,廖澤華,徐紅英,李金英
受保護的技術使用者：深圳長晶微電子有限公司
技術研發日：20240703
技術公布日：2025/4/28