陈正才

（无锡华普微电子有限公司，江苏无锡 214035）

1 引言

TVS是一种用于电压瞬变和浪涌防护的半导体器件，被广泛应用在各类电子产品中，以提高产品的安全性和可靠性[1-3]，TVS分为单向和双向两种不同极性，双向TVS因能够同时提供正、反两个方向的保护，市场需求量较大。5 V双向TVS产品主要应用在计算机系统、手机等各种消费类电子的5 V工作电压电源端口保护中，在批量生产过程中，对每片晶圆的良率有较高的要求（业界水平不小于98%），然而，在实际生产的过程中，常因材料片电阻率、工艺过程、沾污、缺陷等异常导致产品出现低良率报废，对产品质量和生产成本造成巨大影响。因此，对工艺过程能力控制提出了较高的要求，并且需要持续优化工艺条件，提升产品良率。

本文分析了造成晶圆边缘漏电异常的原因及内部机理，研究了工艺对晶圆边缘处器件漏电的影响，结合现有的工艺条件，提出了工艺优化方法，改善了器件表面缺陷，解决了5 V双向TVS器件的良率问题，实现了片内良率由93%至99%以上的提升。

2 5 V双向TVS器件结构

在CMOS工艺下制备的5 V双向TVS器件的结构剖面如图1所示，首先在N-型衬底上制备了P-型外延，形成PN结，使其具有一定的反向击穿电压。经过光刻工艺，在P型外延上形成N型窗口，然后进行砷离子注入，通过1200℃60 min的高温退火工艺将注入的离子充分激活，表面形成重掺杂的N型（N+）区域，N+结深度约1μm，以保证器件具有合适的正向击穿电压[4-5]。通过深槽腐蚀工艺，实现trench隔离，深槽的刻蚀深度为12.5μm，采用二氧化硅和多晶填充对深槽进行填充。……