一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子電路及半導體技術，具體的說是涉及一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路。本發(fā)明所述的一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路，其特征在于，包括雙向晶閘管、NPN型三極管和PNP型三極管，所述NPN型三極管的發(fā)射極和雙向晶閘管的P型門連接、基極引出第一電極，所述PNP型三極管的發(fā)射極和雙向晶閘管的N型門連接、基極引出第二電極，所述雙向晶閘管的一端引出第三電極、另一端與NPN型三極管的集電極和PNP型三極管的集電極均接地。本發(fā)明的有益效果為，可以實現(xiàn)對單線路的雙向可編程浪涌保護，同時可極大的減小芯片面積，從而降低生產成本。本發(fā)明尤其適用于浪涌保護電路。
【專利說明】—種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路及半導體技術，具體的說是涉及一種基于雙向晶閘管的浪涌 保護電路。
【背景技術】
[0002]電子電路在使用過程中經常會遭遇電壓瞬變形成的浪涌電流的沖擊，這將對整個 電路的正常工作產生不利影響甚至導致電子電路系統(tǒng)的損壞。浪涌的來源主要有:感性負 載電壓瞬變、靜電放電、雷電放電、云層內或云層間的放電。為了防止瞬變的浪涌電壓對整 個電路系統(tǒng)的沖擊，提高電子系統(tǒng)的可靠性，浪涌保護成為了現(xiàn)代電子電路必須考慮的問 題。晶閘管型浪涌保護電路具有精確導通、無限重復、電壓范圍寬(幾伏到幾千伏)和快速響 應(ns級)的優(yōu)越性能，因而廣泛應用在電力電子【技術領域】、通信領域以及各類電子電路的 防護。
[0003]常見的晶閘管型浪涌保護電路如圖1和圖2所示，圖1為雙向雙線可編程浪涌保 護電路，這種電路結構可以通過編程設置電極Gl和電極G2的電壓值來設定浪涌保護范圍， 當Line端出現(xiàn)正向(負向)浪涌時，pnp (npn)三極管導通，三極管發(fā)射極電流觸發(fā)晶閘管 導通，從而泄放浪涌電流、實現(xiàn)對線路的浪涌保護；圖2所示為雙路雙向可編程浪涌保護電 路，使用時該電路并聯(lián)在需要保護的電路兩端，在K1、K2出現(xiàn)正的大于約0.7V過電壓時，二 極管導通，將K1、K2電極的電壓鉗位在0.7V，同時泄放掉浪涌電流；在1(1、1(2出現(xiàn)負的低于 G端電壓約0.7V的過電壓時，npn三極管導通，其發(fā)射極電流觸發(fā)p型門極晶閘管導通，從 而泄放掉浪涌電流，通過編程設定G電極的電壓值，可以設定負向浪涌防護的電壓范圍。因 此現(xiàn)有的保護電路為了確保浪涌電流泄放能力足夠大，存在浪涌保護電路芯片面積較大的 問題，不利于當前對于電路小型化、經濟化的需求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題，就是針對目前的浪涌保護電路芯片面積較大的問 題，提出一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路及其制造方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種基于雙向晶閘管的浪涌保護 電路，其特征在于，包括雙向晶閘管、NPN型三極管和PNP型三極管，所述NPN型三極管的發(fā) 射極和雙向晶閘管的P型門連接、基極引出第一電極，所述PNP型三極管的發(fā)射極和雙向 晶閘管的N型門連接、基極引出第二電極，所述雙向晶閘管的一端引出第三電極、另一端與 NPN型三極管的集電極和PNP型三極管的集電極均接地。
[0006]具體的，所述雙向晶閘管包括第一 N型半導體襯底3，所述第一 N型半導體襯底3 的一端設置有第一 P阱4和N型擴散環(huán)5，所述N型擴散環(huán)5為一對并分別設置在第一 P阱 4的兩邊，所述第一 P阱4中形成第一 N阱7和P型門極6，所述P型門極6設置在第一 N 阱7的左側，所述第一 N阱7中形成第二 P阱9和N型門極8，所述N型門極8設置在第二 P阱9的右側，所述第二 P阱9中通過N型注入形成短路孔10，所述第二 P阱9表面引出第三電極2，所述第一 N型半導體襯底3的另一端設置有多個相間的第一 P區(qū)11和第一 N區(qū)12。
[0007]具體的，所述NPN型三極管包括第二 N型半導體襯底13，所述第二 N型半導體襯底13的一端設置有第三P阱14，所述第三P阱14包括第一發(fā)射區(qū)15和第一基區(qū)16，所述第一發(fā)射區(qū)15和P型門極6連接，所述第一基區(qū)16引出第一電極17，所述第二 N型半導體襯底13的另一端通過N型擴散形成第一集電極區(qū)19，所述第二 N型半導體襯底13還包括第二 P區(qū)18，所述第二 P區(qū)18連接第二 N型半導體襯底13的一端和另一端。
[0008]具體的，所述PNP型三極管包括第三N型半導體襯底20，所述第三N型半導體襯底20的一端設置有第四P阱21，所述第四P阱21為第二發(fā)射區(qū)，與N型門極8連接，所述第四P阱的右側通過N型擴散形成第二基區(qū)22，所述第二基區(qū)22引出第二電極25，所述第三N型半導體襯底20的另一端通過P型擴散形成第二集電極區(qū)23，所述第三N型半導體襯底
20還包括第三P區(qū)24，所述第三P區(qū)24連接第三N型半導體襯底20的一端與另一端，所述第一電極17、第三電極2和第二電極25通過氧化層I隔開。
[0009]一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路的制造方法，其特征在于，包括:
[0010]第一步:選擇片厚300 μ m,電阻率15?25 Ω.cm的單晶娃片，打標清洗、烘干后待用；
[0011]第二步:將第一步中得到的單晶硅片進行硅片表面生長場氧化層處理，進行第一次光刻，具體為隔離區(qū)第二 P區(qū)18和第三P區(qū)24的雙面光刻，然后進行雙面隔離區(qū)的硼擴散、硼-鋁雙質擴散或鎵-鋁雙質擴散；
[0012]第三步:進行第二次光刻和三次光刻，然后進行第一 P阱4、第一 P區(qū)11硼擴散，擴散條件為:預淀積溫度1050°C?1060°C、時間5h，再分布溫度1250°C、時間20h?25h、
O2流量為 700mL/min、N2 流量為 300mL/min ；
[0013]第四步:進行第四次光刻，然后進行第一 N阱7磷擴散，條件為:預淀積溫度980°C?1020°C，O2流量200mL/min，N2流量為700mL/min，時間2?3h，再分布條件為溫度1300。。?1310°C、時間 18h ?20h、02 流量為 500mL/min、N2 流量為 700mL/min ；
[0014]第五步:進行第五次光刻，然后進行第二 P阱9、NPN三極管基區(qū)14、PNP三極管發(fā)射區(qū)21硼離子注入，離子注入條件為:劑量5el4Cnr2、能量80KeV，再分布條件為溫度1250°C、時間 IOh ?15h、O2 流量為 700mL/min、N2 流量為 300mL/min ；
[0015]第六步:進行第六次光刻，然后進行門極短路孔ION型離子注入，離子注入條件為:劑量lel5cnT2、能量50KeV，再分布條件為溫度1310°C、時間8h?12h、02流量為700mL/min> N2 流量為 300mL/min ；
[0016]第七步:進行第七次光刻，進行正面P型門極6區(qū)、NPN三極管基區(qū)16接觸光刻，進行第八次光刻，進行PNP三極管背面第二集電極區(qū)23光刻，進行硼離子注入，注入條件為:劑量5el4cnT2、能量50KeV，再分布條件為溫度1250°C、時間2h?4h、02流量為700mL/min、N2 流量為 300mL/min ；
[0017]第八步:進行第九次光刻，進行正面N型門極8區(qū)、PNP三極管基區(qū)22接觸、N型擴散環(huán)5光刻，進行第十次光刻，進行第一 N區(qū)12光刻，進行磷離子注入，注入條件為:劑量5el5cnT2、能量60KeV，再分布條件為溫度1310°C、時間3h?5h、02流量為500mL/min、N2流量為 700mT,/mi η ；[0018]第九步:進行第十一次光刻，刻蝕出接觸孔；
[0019]第十步:進行金屬蒸發(fā)、第十二次光刻和反刻鋁；
[0020]第十一步:合金，條件:爐溫550°C、真空度10-3Pa、時間10-30min，鈍化；
[0021]第十二步:進行第十三次光刻，刻蝕出壓焊點；
[0022]第十三步:低溫退火，溫度500°C-510°C，恒溫10min ；
[0023]第十四步:硅片初測、切割、裝架、燒結、封裝測試。
[0024]具體的，第二步中所述光刻后為進行鎵-鋁雙質擴散，具體包括以下步驟:
[0025]a.在硅片正反兩面均勻涂上由硝酸鋁配制的二氧化硅乳膠源，厚度4000A-4500 A，預烘后將硅片推入擴散爐恒溫區(qū)，在1300°C-1310°C、N2保護下預淀積8h -10h，
[0026]b.進行Ga預淀積，Ga源為Ga2O3粉末，淀積條件為:片溫為1250°C-1260°C，源溫為 980°C -1000°C，H2 流量 200 -300mL/min，N2 流量為 80 -100mL/min，通源時間 60 -80min ；
[0027]c.在1330℃、隊保護下進行雜質再分布50-55h，在400°C以下取出硅片。
[0028]本發(fā)明的有益效果為，可以實現(xiàn)對單線路的雙向可編程浪涌保護，同時可極大的減小芯片面積，從而降低生產成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是常見的基于晶閘管的浪涌保護電路結構示意圖；
[0030]圖2是另一種常見的基于晶閘管的浪涌保護電路結構示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明的基于雙向晶閘管的浪涌保護電路等效結構示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明的基于雙向晶閘管的浪涌保護電路的剖面示意圖；
[0033]圖5是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的一次光刻掩模板示意圖；
[0034]圖6是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的二次光刻掩模板示意圖；
[0035]圖7是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的三次光刻掩模板示意圖；
[0036]圖8是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的四次光刻掩模板示意圖；
[0037]圖9是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的五次光刻掩模板示意圖；
[0038]圖10是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的六次光刻掩模板示意圖；
[0039]圖11是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的七次光刻掩模板示意圖；
[0040]圖12是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的八次光刻掩模板示意圖；
[0041]圖13是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的九次光刻掩模板示意圖；
[0042]圖14是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的十次光刻掩模板示意圖；
[0043]圖15是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的十一次光刻掩模板示意圖；
[0044]圖16是本發(fā)明的浪涌保護電路制造方法的十二次光刻掩模板示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下面結合附圖和實施例，詳細描述本發(fā)明的技術方案:
[0046]雙向晶閘管具有兩種門極，對外引出三個電極，相當于兩個單向晶閘管的反向并聯(lián)，只要在晶閘管的門極上加上一個觸發(fā)脈沖，不論這個脈沖是什么極性，都可以使雙向晶閘管導通。
[0047]如圖1所示，為本發(fā)明的基于晶閘管的浪涌保護電路的等效電路示意圖，包括雙 向晶閘管、NPN型三極管和PNP型三極管，NPN型三極管的發(fā)射極和雙向晶閘管的P型門連 接、基極引出第一電極Gl，PNP型三極管的發(fā)射極和雙向晶閘管的N型門連接、基極引出第 二電極G2，所述雙向晶閘管的一端引出第三電極Line、另一端與NPN型三極管的集電極和 PNP型三極管的集電極均接地，雙向晶閘管的P型門極與N型門極分別與NPN型三極管、PNP 型三極管的發(fā)射極相連，根據雙向晶閘管的特性，通過控制三極管的通斷就可控制雙向晶 閘管的導通方向因而可以泄放雙向浪涌電流。
[0048]本發(fā)明的工作原理為:在第一電極Gl端加上設定的負的偏置電壓、第二電極G2端 加上設定的正的偏置電壓，如果第三電極Line端出現(xiàn)負向的浪涌電流，第一電極Gl與第三 電極Line端的電壓差大于約0.7V時，NPN三極管會導通，其發(fā)射極電流作為雙向晶閘管的 P型門極電流使晶閘管觸發(fā)導通，將浪涌電流泄放到地，這樣就實現(xiàn)了對用戶線路的浪涌保 護；當?shù)谌姌OLine端出現(xiàn)正向的浪涌電流，第三點擊Line端與第二電極G2的電壓差大 于約0.7V時，PNP三極管導通，其發(fā)射極電流作為雙向晶閘管的N型門極電流使晶閘管觸 發(fā)導通，晶閘管導通后具有泄放浪涌電流的能力，從而使后端的電子電路免受浪涌的沖擊； 不出現(xiàn)浪涌或浪涌過后，晶閘管電流將小于其維持電流，晶閘管將處于關斷狀態(tài)，只有一個 很小的泄露電流，不影響后端電子電路正常工作。本發(fā)明可以較容易地實現(xiàn)對用戶線路的 浪涌保護，如果需要對多條用戶線路進行浪涌保護只需同時使用多個本發(fā)明的電路芯片即 可。
[0049]如圖4所示，為本發(fā)明的基于雙向晶閘管的浪涌保護電路的剖面示意圖，其中，雙 向晶閘管包括第一 N型半導體襯底3，所述第一 N型半導體襯底3的一端設置有第一 P阱4 和N型擴散環(huán)5，所述N型擴散環(huán)5為一對并分別設置在第一 P阱4的兩邊，所述第一 P阱 4包括第一 N阱7和P型門極6，所述P型門極6設置在第一 N阱7的左側，所述第一 N阱 7包括第二 P阱9和N型門極8，所述N型門極8設置在第二 P阱9的右側，所述第二 P阱 9中通過N型注入形成短路孔10，所述第二 P阱9表面引出第三電極2，所述第一 N型半導 體襯底3的另一端設置有多個相間的第一 P區(qū)11和第一 N區(qū)12。NPN型三極管包括第二 N型半導體襯底13，所述第二 N型半導體襯底13的一端設置有第三P阱14，所述第三P阱 14包括第一發(fā)射區(qū)15和第一基區(qū)16，所述第一發(fā)射區(qū)15和P型門極6連接，所述第一基 區(qū)16引出第一電極17，所述第二 N型半導體襯底13的另一端通過N型擴散形成第一集電 極區(qū)19，所述第二 N型半導體襯底13還包括第二 P區(qū)18，所述第二 P區(qū)18連接第二 N型 半導體襯底13的一端和另一端。PNP型三極管包括第三N型半導體襯底20，所述第三N型 半導體襯底20的一端設置有第四P阱21，所述第四P阱21為第二發(fā)射區(qū)，與N型門極8 連接，所述第四P阱的右側通過N型擴散形成第二基區(qū)22，所述第二基區(qū)22引出第二電極 25，所述第三N型半導體襯底20的另一端通過P型擴散形成第二集電極區(qū)23，所述第三N 型半導體襯底20還包括第三P區(qū)24，所述第三P區(qū)24連接第三N型半導體襯底20的一端 與另一端，所述第一電極17、第三電極2和第二電極25通過氧化層I隔開?？梢娕c傳統(tǒng)的 采用兩個單門極晶閘管的結構相比，新結構更為緊湊、芯片面積更小，優(yōu)化設計后能大幅提 高保護電路的浪涌泄放能力。
[0050]該電路中的襯底即可使用N型襯底，也可使用P型襯底。除了三極管，還可以使用MOSFET, SCR、二極管、SIT等器件控制雙向晶閘管的導通。
[0051]本發(fā)明還提供了一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路的制造方法，主要工藝步驟包括:
[0052]第一步:選擇片厚約300 μ m，電阻率15-25 Ω.cm同時缺陷較少的單晶硅片，打標清洗、烘干后待用；
[0053]第二步:將第一步中得到的單晶硅片進行硅片表面生長場氧化層處理，進行第一次光刻，具體為隔離區(qū)第二 P區(qū)18和第三P區(qū)24的雙面光刻，掩模板圖形如圖5(正面、背面)所示，然后進行雙面隔離區(qū)的硼擴散、硼-鋁雙質擴散或鎵-鋁雙質擴散；
[0054]第三步:進行第二次光刻，掩模板圖形如圖6所示，進行三次光刻，掩模板圖形如圖7所示，然后進行第一 P阱4、第一 P區(qū)11硼擴散，擴散條件為:預淀積溫度1050°C-1060°C、時間5h，再分布溫度1250°C、時間20h-25h、02流量為700mL/min、N2流量為300mL/min ；
[0055]第四步:進行第四次光刻，掩模板圖形如圖8所示，然后進行第一 N阱7磷擴散，條件為:預淀積溫度980°C-1020°C，O2流量200mL/min，N2流量為700mL/min，時間2-3h，再分布條件為溫度1300°C-1310°C、時間18h-20h、02流量為500mL/min、N2流量為700mL/min ；
[0056]第五步:進行第五次光刻，掩模板圖形如圖9所示，然后進行第二 P阱9、NPN三極管基區(qū)14、PNP三極管發(fā)射區(qū)21硼離子注入，離子注入條件為:劑量5el4Cm_2、能量80KeV，再分布條件為溫度1250°C、時間IOh-15h、02流量為700mL/min、N2流量為300mL/min ；
[0057]第六步:進行第六次光刻，掩模板圖形如圖10所示，然后進行門極短路孔ION型離子注入，離子注入條件為:劑量lel5cnT2、能量50KeV，再分布條件為溫度1310°C、時間8h-12h、O2 流量為 700mL/min、N2 流量為 300mL/min ；
[0058]第七步:進行第七次光刻，進行正面P型門極6區(qū)、NPN三極管基區(qū)16接觸光刻，掩模板圖形如圖11所示，進行第八次光刻，進行PNP三極管背面第二集電極區(qū)23光刻，掩模板圖形如圖12所示，進行硼離子注入，注入條件為:劑量5el4CnT2、能量50KeV，再分布條件為溫度1250°C、時間2h-4h、02流量為700mL/min、N2流量為300mL/min ；
[0059]第八步:進行第九次光刻，進行正面N型門極8區(qū)、PNP三極管基區(qū)22接觸、N型擴散環(huán)5光刻，掩模板圖形如圖13所示，進行第十次光刻，進行第一 N區(qū)12光刻，掩模板圖形如圖14所示，進行磷離子注入，注入條件為:劑量5el5Cnr2、能量60KeV，再分布條件為溫度 1310°C、時間 3h -5h、02 流量為 500mL/min、N2 流量為 700mL/min ；
[0060]第九步:進行第十一次光刻，刻蝕出接觸孔，掩模板圖形如圖15所示；
[0061]第十步:進行金屬蒸發(fā)、第十二次光刻和反刻鋁，掩模板圖形如圖16所示；
[0062]第H 一步:合金，條件:爐溫550°C、真空度10_3Pa、時間10-30min，鈍化；
[0063]第十二步:進行第十三次光刻，刻蝕出壓焊點；
[0064]第十三步:低溫退火，溫度500°C-510°C，恒溫IOmin ；
[0065]第十四步:娃片初測、切割、裝架、燒結、封裝測試。
[0066]當?shù)诙街泄饪毯筮M行鎵-鋁雙質擴散，具體包括以下步驟:
[0067]a.在硅片正反兩面均勻涂上由硝酸鋁配制的二氧化硅乳膠源，厚度4000A-4500 A ,預烘后將硅片推入擴散爐恒溫區(qū)，在1300°C-1310°C、N2保護下預淀積8h ?10h，
[0068]b.進行Ga預淀積，Ga源為Ga2O3粉末，淀積條件為:片溫為1250°C?1260°C，源溫為 980°C ?1000°C，H2 流量 200 ?300mL/min，N2 流量為 80 ?100mL/min，通源時間 60 ? 80min ；
[0069]c.在1330°〇、隊保護下`進行雜質再分布50?55h，在400°C以下取出硅片。
【權利要求】
1.一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路，其特征在于，包括雙向晶閘管、NPN型三極管和PNP型三極管，所述NPN型三極管的發(fā)射極和雙向晶閘管的P型門連接、基極引出第一電極，所述PNP型三極管的發(fā)射極和雙向晶閘管的N型門連接、基極引出第二電極，所述雙向晶閘管的一端引出第三電極、另一端與NPN型三極管的集電極和PNP型三極管的集電極均接地。
2.根據權利要求1所述的一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路，其特征在于，所述雙向晶閘管包括第一 N型半導體襯底(3)，所述第一 N型半導體襯底(3)的一端設置有第一 P阱(4)和N型擴散環(huán)(5)，所述N型擴散環(huán)(5)為一對并分別設置在第一 P阱(4)的兩邊，所述第一 P阱(4)中形成第一 N阱(7)和P型門極(6)，所述P型門極(6)設置在第一 N阱(7)的左側，所述第一 N阱(7)中形成第二 P阱(9)和N型門極(8)，所述N型門極(8)設置在第二 P阱(9)的右側，所述第二 P阱(9)中通過N型注入形成短路孔(10)，所述第二 P阱(9)表面引出第三電極(2)，所述第一 N型半導體襯底(3)的另一端設置有多個相間的第一P區(qū)(11)和第一 N區(qū)(12)。
3.根據權利要求2所述的一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路，其特征在于，所述NPN型三極管包括第二 N型半導體襯底(13)，所述第二 N型半導體襯底(13)的一端設置有第三P阱(14)，所述第三P阱(14)包括第一發(fā)射區(qū)(15)和第一基區(qū)(16)，所述第一發(fā)射區(qū)(15)和P型門極(6)連接，所述第一基區(qū)(16)引出第一電極(17)，所述第二N型半導體襯底(13)的另一端通過N型擴散形成第一集電極區(qū)(19)，所述第二 N型半導體襯底(13)還包括第二P區(qū)(18)，所述第二 P區(qū)(18)連接第二 N型半導體襯底(13)的一端和另一端。
4.根據權利要求3所述的一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路，其特征在于，所述PNP型三極管包括第三N型半導體襯底(20)，所述第三N型半導體襯底(20)的一端設置有第四P阱(21)，所述第四P阱(21)為第二發(fā)射區(qū)，與N型門極(8)連接，所述第四P阱的右側通過N型擴散形成第二基區(qū)(22)，所述第二基區(qū)(22)引出第二電極(25)，所述第三N型半導體襯底(20)的另一端通過P型擴散形成第二集電極區(qū)(23)，所述第三N型半導體襯底(20)還包括第三P區(qū)(24)，所述第三P區(qū)(24)連接第三N型半導體襯底(20)的一端與另一端，所述第一電極(17 )、第三電極(2 )和第二電極(25 )通過氧化層(I)隔開。
5.一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路的制造方法，其特征在于，包括: 第一步:選擇片厚300 μ m，電阻率15?25 Ω cm的單晶硅片，打標清洗、烘干后待用； 第二步:將第一步中得到的單晶硅片進行硅片表面生長場氧化層處理，進行第一次光亥IJ，具體為隔離區(qū)第二 P區(qū)(18)和第三P區(qū)(24)的雙面光刻，然后進行雙面隔離區(qū)的硼擴散、硼-鋁雙質擴散或鎵-鋁雙質擴散； 第三步:進行第二次光刻和三次光刻，然后進行第一 P阱(4)、第一 P區(qū)(11)硼擴散，擴散條件為:預淀積溫度1050°C?1060°C、時間5h，再分布溫度1250°C、時間20h?25h、O2流量為 700mL/min、N2 流量為 300mL/min ； 第四步:進行第四次光刻，然后進行第一 N阱(7)磷擴散，條件為:預淀積溫度980°C?10200C，O2流量200mL/min，N2流量為700mL/min，時間2?3h，再分布條件為溫度1300°C?1310°C、時間 18h ?20h、O2 流量為 500mL/min、N2 流量為 700mL/min ； 第五步:進行第五次光刻，然后進行第二 P阱(9)、NPN三極管基區(qū)(14)、PNP三極管發(fā)射區(qū)(21)硼離子注入，離子注入條件為:劑量5el4Cnr2、能量80KeV，再分布條件為溫度1250°C、時間 IOh ?15h、O2 流量為 700mL/min、N2 流量為 300mL/min ；第六步:進行第六次光刻，然后進行門極短路孔(IO)N型離子注入，離子注入條件為: 劑量lel5cnT2、能量50KeV，再分布條件為溫度1310°C、時間8h?12h、02流量為700mL/min、 N2 流量為 300mL/min ；第七步:進行第七次光刻，進行正面P型門極(6)區(qū)、NPN三極管基區(qū)(16)接觸光刻， 進行第八次光刻，進行PNP三極管背面第二集電極區(qū)(23)光刻，進行硼離子注入，注入條件為:劑量5el4cnT2、能量50KeV，再分布條件為溫度1250°C、時間2h?4h、O2流量為700mL/ min> N2 流量為 300mL/min ；第八步:進行第九次光刻，進行正面N型門極(8)區(qū)、PNP三極管基區(qū)(22)接觸、N型擴散環(huán)(5)光刻，進行第十次光刻，進行第一 N區(qū)(12)光刻，進行磷離子注入，注入條件為:劑量5el5cnT2、能量60KeV，再分布條件為溫度1310°C、時間3h?5h、02流量為500mL/min、N2 流量為 700mL/min ；第九步:進行第十一次光刻，刻蝕出接觸孔；第十步:進行金屬蒸發(fā)、第十二次光刻和反刻鋁；第十一步:合金，條件:爐溫550°C、真空度10_3Pa、時間10?30min，鈍化；第十二步:進行第十三次光刻，刻蝕出壓焊點；第十三步:低溫退火，溫度500°C?510°C，恒溫IOmin ；第十四步:硅片初測、切割、裝架、燒結、封裝測試。
6.根據權利要求5所述的一種基于雙向晶閘管的浪涌保護電路的制造方法，其特征在于，第二步中所述光刻后為進行鎵-鋁雙質擴散，具體包括以下步驟:a.在硅片正反兩面均勻涂上由硝酸鋁配制的二氧化硅乳膠源，厚度4000A?4500.4，預烘后將硅片推入擴散爐恒溫區(qū)，在1300°C?1310°C、N2保護下預淀積8h?10h，b.進行Ga預淀積，Ga源為Ga2O3粉末，淀積條件為:片溫為1250°C?1260°C，源溫為 980°C ?1000°C，H2 流量 200 ?300mL/min，N2 流量為 80 ?100mL/min，通源時間 60 ? 80min ；C.在1330°C、N2保護下進行雜質再分布50?55h，在400°C以下取出硅片。
【文檔編號】H01L27/082GK103441125SQ201310284264
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權日:2013年7月8日
【發(fā)明者】李澤宏, 鄒有彪, 劉建, 顧鴻鳴, 宋文龍, 任敏, 張金平 申請人:電子科技大學