[发明专利]一种双极管

说明书

本发明涉及一种双极管，在下层为N型低电阻率层、上层为N型高电阻率层的硅衬底片的上表面有多个由N型发射区、P型基区、P型浓基区组成的条带，每个条带中的N型发射区的上面与发射极金属层连通，其特征是：所述基极金属层与浓基区汇流条的上表面相连接，所述发射极压焊块为2个或2个以上，所述条带的重复间距小于300μm。本发明的双极管电流分布均匀，开关速度快，抗冲击能力强，功率高，成本低廉。

技术领域

本发明属于硅半导体器件技术领域，涉及一种双极管。

背景技术

双极管是一种电流驱动型晶体管，有几十年的历史。1979年Hisao Kondo提出了联栅晶体管GAT(Gate Associated Transistor)，随后进行了详细的分析(见IEEETrans.Electron Device，vol.ED-27,PP.373-379.1980)。1994年，陈福元、金文新、吴忠龙对联栅晶体管GAT作了进一步的分析(见《电力电子技术》1994年第4期1994.11.pp52-55)，指出了联栅晶体管器件呈现出高耐压、快速开关和低饱和压降等优良特性。

联栅晶体管是双极管和静电感应晶体管的复合晶体管，是一种特殊的双极管。联栅晶体管也称为静电屏蔽晶体管。其栅区也称为厚基区或浓基区。

作为开关工作的联栅晶体管同常规的1300系列双极管的结构都是集电极金属层在下面，发射极金属层和基极金属层在上面，发射极金属层直接与发射区连接，基极金属层直接与基区连接，见图8(《电力电子技术》1994年第4期1994.11.pp52图1)，E代表发射极，图8显示，发射极金属层与N+型发射区连接。B代表基极，图8显示，基极金属层与P+型浓基区和P型基区连接。

开关工作的联栅晶体管和1300系列双极管一般都采用指叉形结构，发射极金属层与基极金属层平列排放。由于需要承受一定的电流，发射极金属层和基极金属层都有一定的宽度要求。又由于光刻腐蚀的限制，他们之间的距离也有一定的要求。因此，发射极金属层与基极金属层之间的重复间距就不可能太小。一般地，开关工作的联栅晶体管和1300系列双极管的单元重复间距都在120微米以上。这么大的单元重复间距造成两个不好的后果。一个是开关速度慢，因为单元重复间距大，充电和放电都受阻。另一个是电流不均匀，有严重的电流集边效应。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种双极管，它能够提供更均匀的电流分布，具有更快的开关速度，更强的抗冲击能力，能够做更大的功率，产品的成本更低廉。

为完成本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种双极型管，在下层为N型低电阻率层、上层为N型高电阻率层的硅衬底片的上表面有多个由N型发射区、P型基区、P型浓基区组成的条带，每个条带中的N型发射区的上面与发射极金属层连通，N型发射区的下面有P型基区，P型基区的侧面连着掺杂浓度比基区高的P型浓基区，P型浓基区与P型浓基区汇流条正交，硅衬底片的上方有基极金属层，硅衬底片的上层N型高电阻率层位于P型基区和P型浓基区以下的部分为集电区，硅衬底片的N型低电阻率层为集电极，集电极的下表面与集电极金属层相连，其特征在于：所述基极金属层与P型浓基区汇流条的上表面相连接；所述发射极金属层压焊块有2个或2个以上；所述条带的重复间距小于300μm。

优选地：

所述基极金属层压焊块有2个或2个以上。

所述P型浓基区是平面型的。

所述P型浓基区是槽型的。

所述N型发射区的上面与发射极金属层直接连接。

所述N型发射区的上面与发射极金属层间接连接，二者之间夹一掺杂多晶硅层。

所述P型浓基区的上面与N型发射区相连接。

所述P型浓基区的结深比P型基区的结深深。