[发明专利]门极灵敏触发单向晶闸管芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芯片，尤其涉及一种门极灵敏触发单向晶闸管芯片及其制造方法。

背景技术

目前门极灵敏触发单向晶闸管芯片在使用时I_GT离散性大，无法达到客户要求。使用环境和器件自身功耗的影响，导致器件壳温上升，门极灵敏度随温度而升高，触发电流I_GT变小，导致假触发。同样，在低温下，器件壳温下降，门极灵敏度随温度而下降，触发电流I_GT变大，导致器件在电路设计的额定电流下无法导通。

发明内容

本发明的目的是提供一种门极灵敏触发单向晶闸管芯片。

本发明的另一个目的是提供一种门极灵敏触发单向晶闸管芯片的生产方法。

本发明采用的技术方案是：

门极灵敏触发单向晶闸管芯片，包括N+发射区、阴极电极K、门极电极G、P型连接孔、沟槽、对通隔离扩散区和P型短基区，所述阴极电极K位于N+发射区的顶面，所述N+发射区位于P型短基区的顶面，所述沟槽是开于芯片的顶面四周的环形槽，所述门极电极G设于P型短基区顶部一侧，所述P型连接孔设于与门极电极G相对应的P型短基区顶部另一侧，在芯片的整个底面和前、后、左、右的四个立面均有连成一体的对通隔离扩散区，其特征是：所述P型连接孔与N+发射区之间连接有一个表面薄膜电阻条，该表面薄膜电阻条一端通过金属欧姆接触连接至阴极电极K并形成欧姆接触点，另一端通过金属欧姆接触连接至P型引线孔并形成欧姆接触点；所述表面薄膜电阻条由掺杂多晶硅薄膜制成，该表面薄膜电阻条的阻值与温度呈反比；所述表面薄膜电阻条的阻值为10～80KΩ。

门极灵敏触发单向晶闸管芯片的制造方法，包括步骤如下：硅片化学以及机械抛光、氧化、双面光刻对通隔离扩散窗口、对通隔离扩散、P型短基区扩散、光刻N+发射区窗口、N+发射区扩散、光刻沟槽窗口、蚀刻沟槽、玻璃钝化、光刻引线孔、正面蒸铝膜、背面蒸镀电极、反刻正面铝电极、真空合金、芯片测试和锯片，其特征是：在N+发射区扩散与光刻沟槽窗口步骤之间增加了LPCVD多晶硅薄膜沉积、离子注入多晶硅掺杂、光刻表面薄膜电阻条、LPCVD氧化层保护和离子注入掺杂退火步骤，经过上述五个步骤在P型连接孔与N+发射区之间制成一个表面薄膜电阻条，该表面薄膜电阻条一端通过金属欧姆接触连接至阴极电极K并形成欧姆接触点，另一端通过金属欧姆接触连接至P型引线孔并形成欧姆接触点；所述表面薄膜电阻条由掺杂多晶硅薄膜制成，该表面薄膜电阻条的阻值与温度呈反比；所述表面薄膜电阻条的阻值为10～80KΩ；所述LPCVD多晶硅薄膜沉积步骤采用LPCVD化学气相沉积法生长厚度为6000～10000 ??多晶硅；所述离子注入多晶硅掺杂步骤的能量为40～50KV，剂量为1.5～3.0E13ions/cm2；所述光刻薄膜电阻条步骤中采用腐蚀液腐蚀蚀刻多晶硅电阻条，使用重量比为HF：冰醋酸：HNO3＝1：2：（10～20）的腐蚀液，其中HF浓度为42％，冰醋酸浓度为99.8％以上，HNO3浓度为67％；所述LPCVD氧化层保护步骤采用LPCVD化学气相沉积法生长厚度为3000～8000 ??二氧化硅；所述离子注入掺杂退火步骤的退火温度为1050～1150℃，退火时间为1.5～2.5小时。

本发明在门极灵敏触发单向晶闸管芯片制作了一个阻值为10～80 KΩ的表面薄膜电阻条，该表面薄膜电阻条一端通过金属欧姆接触连接至阴极电极K，另一端通过金属欧姆接触连接至P型引线孔；通过调整该薄膜电阻的长、宽和厚度，以及使用离子注入控制掺杂量的方法，可以调整薄膜电阻R_GK的阻值，达到调整触发电流I_GT的目的。

利用LPCVD化学气相沉积法和离子注入掺杂方法在门极灵敏触发晶闸管的制作一个表面薄膜电阻条，当晶闸管的门极和阴极间加电流I_G时，在表面薄膜电阻条上产生一个电压降V_R，只有当V_R≥P-N结的门坎电压Vr时，晶闸管才会触发；该薄膜电阻阻值与温度关系成反比，温度升高时，该表面薄膜电阻条阻值减小，其上的电压降V_R减小，使该晶闸管触发电流I_GT减少缓慢；同理，温度降低时，该薄膜电阻阻值增大，其上的电压降V_R增大，使该晶闸管触发电流I_GT增加缓慢。

本发明的优点：

1、直接在晶闸管的门极电极G和阴极电极K之间增加了一个电阻，实际使用时可以重新外接一个电阻。