[发明专利]一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构。

本发明还涉及一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构的生产方法。

背景技术

目前大电流高压晶闸管由于安全节能，在电力电子领域的应用越来越广，但由于对电压电流要求较高，国内较多的晶闸管性能尚无法满足市场需求。其中影响性能的主要因素晶闸管的电压水平及电流耐量，低的电压水平及电流耐量使得晶闸管的稳定性大大降低。

常规晶闸管采用纯硼或硼铝做短基区，纯硼短基区由于硼浓度较浓，短基区前沿浓度也较浓，使得短基区与基片无法形成良好的缓变结，电压变低。而硼铝较纯硼略有改善，但铝层与硼层距离仍较近，且整体浓度不够浓，耐压水平与电流耐量仍需提高。

因此，急需一种改进的技术来解决这一问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构。

本发明的另一个目的是提供一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构的生产方法。

本发明采用的技术方案是：

一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构，包括隔离穿通区和基片，所述基片位于隔离穿通区之间，其特征在于：所述隔离穿通区之间设有镓短基区，所述镓短基区表面还设有浓硼短基区，所述镓短基区和浓硼短基区均设于隔离穿通区之间。

一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构的生产方法，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、穿通扩散步骤、光刻阴极步骤和阴极扩散步骤，在穿通扩散步骤和光刻阴极步骤两个步骤之间增加了短基区扩散步骤，所述短基区扩散步骤包括镓预淀积和硼预淀积，所述镓预淀积温度T=1200±20℃，时间t=1.5h，浓度R_□=100-200Ω/□，再分布温度T=1250±10℃，时间t=18-25h，结深 X_j=50-70μm，所述硼预淀积温度T=1080±20℃，时间t=3h，浓度R_□=3-7Ω/□，再分布温度T=1200±10℃，时间t=5h，结深 X_j=3-7μm。

本发明的优点是：采用先镓扩，再在镓表面上补一层浓硼形成的短基区，前沿与基片有良好的缓变结，镓层与浓硼层距离几乎就是整个短基区宽度，电压高。镓表面补了浓硼后，整体浓度大大提高，电流耐量大幅改善，同时抗干扰性能和通态压降（V_TM）也得到改善。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明的结构示意图。

其中：1、隔离穿通区，2、浓硼短基区，3、镓短基区，4、基片。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明的一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构，包括隔离穿通区1和基片4，所述基片4位于隔离穿通区之间1，所述隔离穿通区1之间设有镓短基区3，所述镓短基区3表面还设有浓硼短基区2，所述镓短基区3和浓硼短基区2均设于隔离穿通区1之间。

一种提高晶闸管高电压和大电流耐量的短基区结构的生产方法，具体工艺步骤如下：

1、双面抛光片步骤：硅单晶电阻率30Ω·cm，抛光后厚度215μm；

2、氧化步骤：生长氧化层氧化，条件：T=1150℃，t=1h干氧+7h湿氧+2h干氧，要求：氧化层厚度1.5μm；

3、光刻穿通步骤：双面光刻机，正背面图形对称曝光；

4、进行穿通扩散步骤：T=1260℃，t=150h，X_j=120μm；

5、短基区扩散步骤：

a、 镓预淀积 T=1180℃，t=1.5h ，R_□=200Ω/□；

再分布   T=1240℃，t=18h，X_j=50μm；

b、 硼预淀积 T=1060℃，t=3h，R_□=7Ω/□；

再分布   T=1190℃，t=5h ，X_j=3μm；

6、光刻阴极步骤：正面使用阴极版进行光刻，背面使用光刻胶保护；

7、阴极扩散步骤：用磷源进行扩散，预淀积、再分布条件根据产品而定；

8、光刻台面槽步骤；

9、化学腐蚀台面槽步骤：

化学腐蚀液：冰乙酸:HF:HNO₃：=1.5:3:10 ；

腐蚀液温度：0℃，腐蚀槽深：60μm；

10、玻璃钝化步骤：GP370玻璃粉刮涂；