[发明专利]台面工艺可控硅芯片结构和实施方法

权利要求书

1.台面工艺可控硅芯片结构，包括N⁺型阴极区、正面P型短基区、玻璃钝化膜、正面沟槽、SiO₂保护膜、硅单晶片、门极铝电极和阴极铝电极，所述硅单晶片正面设有正面P型短基区，所述硅单晶片背面设有背面P型区，所述正面P型短基区表面设有SiO₂保护膜、门极铝电极和阴极铝电极，所述正面P型短基区和硅单晶片上设有正面沟槽，所述正面沟槽位于门极铝电极和阴极铝电极两侧，所述阴极铝电极和正面P型短基区之间设有N⁺型阴极区，其特征在于：所述对通隔离扩散区底部设有背面应力平衡槽，所述背面应力平衡槽顶部和侧壁设有玻璃膜，所述背面P型区和玻璃钝化膜表面上设有多层金属电极。

2.根据权利要求1所述的台面工艺可控硅芯片结构，其特征在于：所述对通隔离扩散区深度为100-180um，所述对通隔离扩散区宽度的最小值为80-200um。

3.台面工艺可控硅芯片实施方法，包括生长氧化层步骤、光刻对通隔离扩散区窗口步骤、对通隔离扩散步骤、正面P型短基区和背面P型阳基区扩散步骤、光刻阴极区窗口步骤、阴极区磷扩散步骤、光刻沟槽窗口及沟槽腐蚀步骤、沟槽内填充玻璃及烧结步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸镀铝膜步骤、反刻铝电极步骤、背面蒸镀金属电极步骤和后续处理步骤，所述生产氧化层步骤为硅单晶片化学抛光、清洗及生长氧化层；所述对通隔离扩散步骤为对通隔离扩散，形成P型隔离带；所述正面P型短基区和背面P型阳基区扩散步骤为正面P型短基区和背面P型阳极区进行同时扩散并生长氧化层；所述阴极区磷扩散步骤为N⁺型阴极区磷扩散并生长氧化层；所述光刻沟槽窗口及沟槽腐蚀步骤为光刻正面的腐蚀窗口，并在正面腐蚀出一定深度的环形沟槽；所述沟槽内填充玻璃及烧结步骤为在沟槽内填充玻璃并进行烧结，烧成后的玻璃膜作为P-N结的终端钝化膜，生长LTO钝化膜，对玻璃膜进行保护；所述光刻引线孔步骤为在正面光刻门极区和阴极区的引线孔，在正面蒸镀铝膜，反刻正面的铝电极，合金，去除背面氧化层，背面蒸镀金属电极；所述后续处理步骤为芯片测试和分选，划片，进行芯片分离，检验、包装，其特征在于：所述光刻阴极区窗口步骤为光刻正、背面的腐蚀窗口；并在正、背面同时腐蚀出沟槽，沟槽深度为100-180um，沟槽宽度为80-200um，背面沟槽一定处在背面的对通隔离区内，且槽内的硅表面上任何一点与对通隔离P-N结的最短距离大于或等于30 um，在正面和背面的沟槽内填充玻璃并进行烧结，烧成后正面沟槽的玻璃膜作为P-N结的钝化膜，烧成后背面沟槽的玻璃膜作为平衡正面收缩力整平硅片，在玻璃转化点-（10～20）℃下退火3-6h，实现降低玻璃膨胀系数。