【嘉勤點評】芯導科技發明的雙向TVS器件及其制備方法，相對于嵌入普通二極管的結構形式，該方案中的結構不僅可有效避免有源區面積減小后ESD防護能力弱的問題，也具備制造工藝簡單的優點，從而可以降低其制造成本。

11月12日，芯導科技發布科創板上市招股意向書、上市發行安排及初步詢價公告，預計近期將正式登陸科創板上市。其在TVS、MOSFET、肖特基等功率器件方面具有較強的技術積累，同時擁有良好的市場口碑。

TVS器件，可理解為瞬態二極管，這是一種二極管形式的高效能保護器件。TVS器件能在極短時間內承受反向電壓沖擊，使兩極間的電壓鉗位于一個特定電壓上，避免后面的電路受到沖擊。其中，雙向TVS器件可在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖。

目前市場上有多種低電容雙向TVS器件的產品結構中：對于電容值在1pF以下的TVS器件，通常在器件結構中串聯普通二極管的方式降低整體電容；對于電容值在2～5pF范圍的TVS器件，通常采用減小有源區的面積來滿足容值的需求。

但是減小有源區面積的同時，TVS器件的浪涌能力以及ESD防護能力也會隨之減小，這與市場需求的低電容產品高ESD防護能力相矛盾，因此，僅僅減小有源區面積很難滿足器件高浪涌、高ESD防護能力的需求。

為解決該難題，芯導科技在2021年8月20日申請了一項名為“雙向TVS器件及其制備方法、電子設備”的發明專利（申請號：202110958513.3），申請人為上海芯導電子科技股份有限公司。

根據該專利目前公開的相關資料，讓我們一起來看看這項技術方案吧。

如上圖，為該專利中發明的雙向TVS器件的結構示意圖，這種雙向TVS器件包括：襯底101、外延層102、有源區105、隔離槽、主氧化層103、圖形化的第一金屬層106以及第二金屬層109。其中，外延層設置于襯底的上側方，其材料通常選用P型外延層，且厚度可根據需求進行配置。

隔離槽從外延層的表面延申至沉底內，其貫穿外延層而延申至襯底內，其具有的隔離功能可以將使得各有源區分隔獨立，能夠防止各個有源區之間橫向電場的干擾。基于隔離槽的深度，可以將不同的外延層部隔離開來，并且其中填充有槽內多晶硅107。在這種結構中，有源區為N+有源區，襯底為N型襯底，外延層為P型外延層，因此三者可形成NPN結構。

該方案基于填充有多晶硅的隔離槽，其貫穿外延層而延伸至襯底，因此可改善PN結結邊緣的電勢分布，增強器件的防浪涌能力，同時，槽內填充的多晶硅也可進一步提升防浪涌能力。

此外，該雙向TVS器件還包括有鈍化層104，鈍化層設置于主氧化層和第一金屬層的相背于外延層的一側，其能夠減少氧化層中的各種電荷，可以保護電路及內部互連線免受機械和化學損傷，達到增強器件對離子玷污的阻擋能力，從而起到保護作用的材料層。

如上圖，為這種雙向TVS器件的制備方法的流程示意圖，該方案首先在襯底上生長外延層。當有了外延層后，即可在其上制作隔離槽，并在隔離槽內填充槽內多晶硅，其中需要執行包括掩膜形成、刻蝕、生長等多個步驟。

其次，在對應的兩個隔離槽間的外延層部分形成有源區域，第一PN結和第二PN結就形成于該區域中。并且外延層、有源區域和隔離槽的槽口沉淀主氧化層，在主氧化層上刻蝕出接觸孔，通過接觸孔圖形化第一金屬材料，其穿過接觸孔與有源區連接。

最后，在第一金屬層和主氧化層表面淀積鈍化層，在襯底的第二側淀積第二金屬材料以形成第二金屬層，最終形成的雙向的低容TVS器件。

以上就是芯導科技發明的雙向TVS器件及其制備方法，相對于嵌入普通二極管的結構形式，該方案中的結構不僅可有效避免有源區面積減小后ESD防護能力弱的問題，也具備制造工藝簡單的優點，從而可以降低其制造成本。

（holly）

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