[实用新型]一种晶闸型二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶闸型二极管芯片，属于半导体器件领域。

背景技术

双向二极晶闸管是一种具有PNPN四层二端的半导体器件，常用于高压钠蒸汽灯、点火系统、脉冲发生器等电路中。现有技术中的双向二极晶闸管如图1和图2所示，包括长基区1-1，短基区1-2，阴极发射区1-3和阳极发射区1-4，其阴极发射结1-6为曲面结，因其双向对称特性，在每面均设有短路点或短路环1-5，短路点或短路环1-5的存在使得该器件扩散和光刻工艺相对复杂，器件击穿后存在负阻特性小、开关速度慢、触发电流大等缺陷。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种晶闸型二极管芯片，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种制造触发电流小、开关速度快、工艺简单、制造成本低的晶闸型二极管芯片。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种晶闸型二极管芯片，包括长基区、覆盖在长基区其中一个表面的阳极发射区、覆盖在长基区另一个表面的短基区、以及覆盖在短基区另一个表面的阴极发射区；其中，阳极发射区与长基区之间设有第一PN结，长基区和短基区之间设有第二PN结，短基区和阴极发射区之间设有第三PN结；所述晶闸型二极管芯片为台面型，阳极发射区这一端形成阳极凸台，阴极发射区这一端形成阴极凸台，第一PN结、第二PN结和第三PN结均暴露在上述凸台四周的侧壁上；阳极凸台顶面分为对称的第一表面和第三表面，阴极凸台的顶面分为对称的第二表面和第四表面，其中第一表面和第三表面为阶梯状，其连接处形成阳极凸台顶面台阶，第二表面和第四表面也为阶梯状，连接处形成阴极凸台顶面台阶。

上述阳极凸台和阴极凸台的顶面，包括顶面上两个表面的连接处，均覆盖有金属层，凸台四周的侧壁上还覆盖有玻璃钝化层。

上述第一表面和第三表面之间的高度差，与第二表面和第四表面之间的高度差一致，均为3～10μm，而且第一表面到第二表面的距离与第三表面到第四表面的距离一致。

上述阳极发射区、短基区和阴极发射区均为扩散形成，第一PN结、第二PN结和第三PN结均为平面结。

当给上述芯片的阳极发射区加正向偏置电压时，第一PN结和第三PN结正偏，第二PN结反偏，电压大部分落在第二PN结上，当外加电压大于第二PN结击穿电压时，第二PN结出现雪崩击穿，电流激增，因第一PN结和第三PN结对第二PN结有电流的注入，使芯片出现电流增大电压降低的负阻现象，当电压下降到雪崩倍增完全停止时，第二PN结也转为正偏，此时芯片可通过大电流进入导通区。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：（一）因本实用新型所述二极管芯片阴极发射区无短路点或短路环，使第三PN结能够快速的为第二PN结注入电流，使芯片具有负阻特性大、触发电流小的特点；（二）是芯片采用PNPN四层三结双台面结构，工艺简单；（三）是阳极发射区、短基区和阴极发射区均采用扩散方式形成，所形成的三个PN结均为平面结，其制造成本较低。

以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。

附图说明

图1 现有技术中双向二极晶闸管芯片俯视图；

图2 为图1的A-A剖面结构示意图；

图3 为本实施例的晶闸型二极管芯片立体图；

图4为本实施例的晶闸型二极管芯片俯视图；

图5为图4的B-B剖面结构示意图。

标号说明：

图1-图2：长基区1-1；短基区1-2；阴极发射区1-3；阳极反射区1-4；短路环1-5；阴极发射结1-6；

图3-图5：长基区1；第一PN结11；第二PN结12；

阳极发射区2；

短基区3；第三PN结31；

阴极发射区4；

阳极凸台5；阳极凸台侧壁51；第一表面52；第三表面53；阳极凸台顶面台阶54；

阴极凸台6；阴极凸台侧壁61；第二表面62；第四表面63；阴极凸台顶面台阶64；

玻璃钝化层7；金属层8。

具体实施方式

实施例1

如图3-5所示，一种晶闸型二极管芯片，以长基区1所在的导电层为硅基片，在硅基片两个表面分别扩散形成阳极发射区2和短基区3，在短基区3的另一个表面的扩散形成阴极发射区4；阳极发射区2与长基区1之间设有第一PN结11，长基区1和短基区3之间设有第二PN结12，短基区3和阴极发射区4之间设有第三PN结31；其中，第一PN结11、第二PN结12和第三PN结31均为平面结。