《表3 外延电阻率与Vbias参数之间的对应关系》

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《5 V双向TVS器件击穿电压对称性分析与优化设计》

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通过调整N+相关工艺，正、反向击穿电压较难调整对称，Vbias值仍然大于0.5 V，需要通过提高正向击穿电压或者降低反向击穿电压的方法才能将Vbias降低，为了优化Vbias参数，在外延总厚度不变的条件下，对外延材料的电阻率材料规格进行了拉偏实验。由上述N+注入和退火拉偏试验可知，正向击穿电压值主要由N+和P外延构成的二极管的击穿电压决定，反向击穿电压不仅受到P外延与N衬底构成的二极管影响，也受到由N+、P-epi、N-sub组成的NPN三级管的BVCEO影响。为了优化Vbias，在上述试验的基础上，进一步提高外延的电阻率，P型电阻率提高，由N+和P外延构成的二极管的击穿电压也会提高，同时，因为P外延电阻率提高，由N+、P-epi、N-sub组成的NPN三级管的基区浓度降低，相同的N+注入和退火条件，基区变窄，三极管放大倍数提高，BVCEO降低。分别选择0.1Ω·cm、0.13Ω·cm、0.15Ω·cm 3种不同外延电阻率的外延材料，N+注入剂量选用1×1016ion/cm2，N+退火条件选用1200℃、30 min，不同外延电阻率对应器件击穿电压如表3所示。随着电阻率的增加，正向击穿电压随之增加，而反向击穿电压随之降低，当外延电阻率为0.13Ω·cm时，正向击穿电压为7.3 V，反向击穿电压为7.4 V，Vbias为0.1 V，已经满足产品要求。