[发明专利]一种穿通结构的可控硅芯片及其生产方法

权利要求书

1.一种穿通结构的可控硅芯片，包括设置在N^-型硅片的正反两面的P2扩散区和P1扩散区，在芯片的四周环绕设置穿通隔离区，在朝向芯片正面和反面的穿通隔离区的外缘分别设有正面腐蚀沟槽和反面腐蚀沟槽；在朝向芯片正面的P2扩散区表面分别设有N⁺扩散区和P2门极电极，在穿通隔离区内侧、且在P2门极电极和N⁺阴极电极的外侧的芯片正面设置环形钝化沟槽；在芯片反面的P1扩散区和穿通隔离区的表面分别设置阳极电极；在N⁺扩散区的外表面设置N⁺阴极电极；在芯片正面的P2扩散区和穿通隔离区的表面分别设置SiO₂保护区；其特征在于：所述正面腐蚀沟槽的宽度小于反面腐蚀沟槽的宽度；所述朝向芯片正面的穿通隔离区的表面宽度小于朝向芯片反面的穿通隔离区的表面宽度。

2.根据权利要求1所述穿通结构的可控硅芯片，其特征在于所述正面腐蚀沟槽宽度为10～30μm，所述反面腐蚀沟槽宽度为25～60μm。

3.根据权利要求2所述穿通结构的可控硅芯片，其特征在于，所述正面腐蚀沟槽的深度为10～15μm，所述反面腐蚀沟槽的深度为10～15μm。

4.如权利要求1所述穿通结构的可控硅芯片的生产方法，取洁净的硅片依次进行氧化处理、双面光刻穿通隔离窗口、对双面光刻穿通隔离窗口区域进行腐蚀、清洗、穿通隔离区硼掺杂扩散、P1和P2区硼扩散、光刻N+阴极区、N⁺区磷扩散、光刻环形台面沟槽窗口、腐蚀台面沟槽、钝化台面沟槽、光刻引线孔、蒸铝、铝反刻、铝合金、制作阳极电极、划片；

其特征在于：在所述双面光刻穿通隔离窗口时，正面光刻的穿通隔离窗口宽度小于反面光刻的穿通隔离窗口宽度。

5.根据权利要求4所述穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于在双面光刻穿通隔离窗口后，于正面形成的光刻穿通隔离窗口宽度为10～30μm，于反面形成的光刻穿通隔离窗口宽度为25～60μm。

6.根据权利要求5所述穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于所述在双面光刻穿通隔离窗口方法是：在硅片的正、反两面分别涂覆100CP的光刻胶，然后依次进行前烘、曝光、显影，再在由体积比为 3∶ 6∶10的HF、NH₄F和H₂O组成的混合溶液中去除窗口内的二氧化硅，用电阻率大于14MΩ.cm的去离子水冲洗30分钟，甩干。

7.根据权利要求5或6所述穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于对双面光刻穿通隔离窗口区域进行腐蚀后形成的正、反面沟槽深度分别为10～15μm。

8.根据权利要求7所述穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于所述对双面光刻穿通隔离窗口区域进行腐蚀的方法是：将硅片置于由体积比为1∶ 1∶（4～6）的HAC、HF和HNO₃组成的混合酸溶液中浸泡后，再将硅片经硫酸水溶液处理去除硅片表面的光刻胶。

9.根据权利要求4所述穿通结构的可控硅芯片的生产方法，其特征在于所述穿通隔离区硼掺杂扩散分为预扩散和再扩散两次进行；

预扩散是：将正、反两面分别涂覆硼液态源的硅片置于温度为1070±5℃的扩散炉中，在由体积比为 1∶1的 N₂和O₂的混合气体中处理100～120分钟；

再扩散是：在温度为1265±5℃的扩散炉中，先在由体积比为 2∶1∶2 的N₂、H₂和O₂的混合气体中处理90分钟，然后在由体积比为 1∶1的N₂和O₂的混合气体中处理130～180小时。