[实用新型]垂直结构的可控硅型部件

说明书

技术领域

本公开涉及一种垂直结构的SCR型部件。

背景技术

可控硅(SCR)型部件是具有包括交替导电类型的至少四个半导体层和/或区域的堆叠的结构的部件。这些部件例如是晶闸管、三端双向可控硅开关元件、单向或双向肖特基二极管。

图1A和图1B分别是晶闸管的剖视图。图1B是沿着图1A的破折线B-B获取的剖视图。这些附图示意性示出了晶闸管，该晶闸管包括具有分别为PNPN的、交替导电类型的四个半导体层和/或区域3、5、7和9的垂直堆叠。

在P型掺杂层7中形成重掺杂N型区域9(N⁺)。阴极金属化结构11覆盖区域9。栅极金属化结构13覆盖了层7的中心部分14。阳极金属化层15覆盖了层3的下表面。金属化结构11、13和15分别形成了阴极电极K、栅极电极G和阳极电极A。

区域9中断在区域17中，其中阴极金属化结构11与层7接触。区域17当前称作发射极短路或发射极短路开孔。已知这些发射极短路17改进了晶闸管的dV/dt行为，因此增大了由电压峰值给晶闸管带来的不合时宜导通的风险。

在图2中，两个曲线20和22分别示出了参照图1A和图1B所述类型的晶闸管中导通电流I_GT与保持电流I_H的温度相关性T。电流的数值示出为相对于在25℃下它们数值的归一化数值。

曲线20和22示出了电流I_H和I_GT的数值随着温度T增大而减小。特别地，在－40℃下I_GT的数值两倍大于在25℃下的数值，并且在140℃下I_GT的数值近似两倍小于在25℃下的数值。

除了I_H和I_GT之外，晶闸管的导通时dI/dt特性以及dV/dt导通特性也取决于工作温度。

需要具有尽可能在部件的整个工作温度范围之上尽可能保持恒定特性的SCR型部件。

实用新型内容

因此，一个实施例提供了一种垂直结构的可控硅型部件，其具有在第一导电类型的硅区域上形成的主上部电极，所述区域形成在第二导电类型的硅层中，其中所述区域在如下部位(area)中被中断：其中所述层的材料与所述电极接触的第一部位，以及由在所述层与所述电极之间延伸的电阻性多孔硅制成的第二部位。

根据一个实施例，第二部位的厚度大于区域的厚度。

根据一个实施例，多孔硅在25℃下的电阻率在从10³至10⁴Ω.cm的范围内。

根据一个实施例，第一部位和第二部位规则地分布在区域的表面之上。

根据一个实施例，第一部位的数目等于第二部位的数目。

以下结合附图在对具体实施例的以下非限定性描述中详细讨论前述和其他特征以及优点。

附图说明

图1A和图1B如之前所述分别是晶闸管示例的顶视图和剖视图，

图2如前所述地示出了晶闸管中电流I_GT和I_H的温度相关性，

图3A和图3B分别是晶闸管的一个实施例的顶视图和剖视图，

图4示出了不同晶闸管中电流I_GT的根据温度的变化，

图5A和图5B是示出了制造多孔硅部位的方法的剖视图。

为了简明，在各个附图中采用相同附图标记标识相同元件，并且此外照常在对电子部件的描述中，各个附图并未按照比例绘制。

具体实施方式

图3A和图3B分别是晶闸管的一个实施例的顶视图和简化剖视图。图3B是沿着图3A的破折线B-B获取的剖视图。在图3A和图3B中，采用与图1A和图1B中相同附图标记标识相同元件。

在图1A和图1B的晶闸管中，由P型掺杂硅的层7的材料形成发射极短路17。然而，在图3A和图3B所示晶闸管中，初始由P型掺杂硅制成的一些发射极短路17替换为由轻导电多孔硅形成的发射极短路，记做30。发射极短路30的多孔硅从阴极金属化结构11一直延伸至层7，优选地穿过区域9的整个厚度，并且可以部分地延伸在区域7中。特别地，发射极短路30的多孔硅是电阻性的，以使得电流在阴极金属化结构11和层7之间流过。作为示例，发射极短路30的多孔硅在25℃下的电阻率被选择为在从10³至10⁴Ω.cm的范围内。