[发明专利]一种可控硅器件及其制备方法

说明书

本申请属于半导体器件技术领域，提供了一种可控硅器件及其制备方法，其中，衬底层的第一侧设有正面阳极发射区、阴极发射区、绝缘介质层，衬底层的第二侧设有背面阳极发射区，通过在正面阳极发射区上设置深入至第一侧表面区域中的阳极隔离区，对可控硅器件的击穿电压进行调节，从而提升可控硅器件在高温环境下的击穿电压，解决了现有的可控硅器件在高温工作环境下的击穿电压较低的问题。

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种可控硅器件及其制备方法。

背景技术

可控硅(Silicon Controlled Rectifier，SCR)是一种大功率电器元件，也称晶闸管，具有体积小、效率高、寿命长等优点。可控硅器件不仅具有开关切换的特性，还具有在高温环境下工作的特性，其工作温度范围可以达到25-125℃。

然而，现有的可控硅器件在高温工作环境下的击穿电压较低，极大的限制了可控硅器件的应用场景。

发明内容

本申请的目的在于提供一种可控硅器件及其制备方法，旨在解决现有的可控硅器件关断时间较长，应用在中高频的开关电路中时存在的关断异常的问题。

本申请实施例提供了一种可控硅器件，包括：具有第一导电类型的衬底层；

设于所述衬底层的第一侧，具有第二导电类型正面阳极发射区；

设于所述衬底层的第二侧，且具有第二导电类型的背面阳极发射区，所述衬底层的第二侧与所述衬底层的第一侧相对；

设于所述衬底层中，将所述衬底层分割为有效衬底层和无效衬底层的衬底隔离区，所述衬底隔离区与所述背面阳极发射区接触；

设于所述正面阳极发射区，且深入至所述衬底层第一侧表面区域中的阳极隔离区；其中，所述阳极隔离区与相邻的所述衬底隔离区之间的距离大于0，所述阳极隔离区由绝缘材料组成；

设于所述正面阳极发射区上的阴极发射区；

设于所述衬底层第一侧的绝缘介质层；

设于所述阴极发射区上的阴极金属层；

设于所述正面阳极发射区上的闸极金属层；以及

设于所述背面阳极发射区的阳极金属层。

可选的，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。

可选的，所述闸极金属层为金属铝。

可选的，所述阳极金属层为金属银。

可选的，所述绝缘材料为二氧化硅。

可选的，所述衬底隔离区与所述背面阳极发射区的导电类型相同。

可选的，所述衬底隔离区与所述背面阳极发射区一体成型，且呈“U”型，所述有效衬底层位于所述阳极隔离区之间的凹槽内。

本申请实施例还提供了一种可控硅器件的制备方法，所述制备方法包括：

步骤a：在具有第一导电类型的衬底层的第一侧和与第一侧相对的第二侧采用第一掩模层定义出衬底隔离区；

步骤b：在所述第一掩模层的掩蔽下采用离子注入的方式将第二导电类型杂质离子注入到衬底层中，以在所述衬底层中形成所述衬底隔离区，以将所述衬底层分割为有效衬底层和无效衬底层；

步骤c：采用离子注入的方式将第二导电类型杂质离子注入到衬底层中，以在所述衬底层的第一侧形成所述正面阳极发射区，在所述衬底层的第二侧形成背面阳极发射区；

步骤d：采用第二掩模层在所述正面阳极发射区上定义出阴极发射区的位置，并在所述第二掩模层的掩蔽下向所述正面阳极发射区注入第一导电类型杂质离子以形成阴极发射区；