[发明专利]一种基区电阻控制晶闸管结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种基区电阻控制晶闸管结构，在n^‑漂移区上方中央设置有p基区，p基区上方中央设置有n⁺阴极区，p基区两侧分别设有n区，右侧的n区内设置有p⁺⁺分流区，p⁺⁺分流区上表面的铝层与n⁺阴极区上表面的铝层相连构成阴极电极K；两侧n区、p基区、部分n⁺阴极区及部分p⁺⁺分流区的上表面共同设置有一层栅氧化层，在栅氧化层上表面设置有栅极G；在阴极电极K与栅极G之间设置有磷硅玻璃层；n^‑漂移区下表面依次设置有n _FS层、p⁺阳极区、金属化阳极A。本发明还公开了该种基区电阻控制晶闸管的制造方法。本发明的工艺成本低，便于推广利用，能够更好地满足脉冲功率和固态断路器领域的应用要求。

技术领域

本发明属于电力半导体器件技术领域，涉及一种基区电阻控制晶闸管结构，本发明还涉及该种基区电阻控制晶闸管结构的制造方法。

背景技术

传统的MOS控制晶闸管(MCT)具有输入阻抗高，易驱动，通态压降和导通损耗低等优点，但工艺难度较大；传统基区电阻控制晶闸管(BRT)可以解决MCT工艺难度大的问题，其通态压降也类似于MCT，但由于BRT开通时空穴电流的泄放，导致开通较为困难，无法保证很高的电流上升率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基区电阻控制晶闸管，解决了现有技术中的器件结构由于存在负阻现象导致开通电流上升率和峰值电流低，不能满足脉冲功率和固态断路器领域应用要求的问题。

本发明的另一目的是提供该种基区电阻控制晶闸管的制造方法。

本发明采用的技术方案是，一种基区电阻控制晶闸管结构，以n^-漂移区作为耐压层，n^-漂移区上方中央设置有p基区，p基区上方中央设置有n⁺阴极区，p基区两侧分别设有n区，右侧的n区内设置有p⁺⁺分流区，p⁺⁺分流区上表面的铝层与n⁺阴极区上表面的铝层相连构成阴极电极K；两侧n区、p基区、部分n⁺阴极区及部分p⁺⁺分流区的上表面共同设置有一层栅氧化层，在栅氧化层上表面设置有重掺杂的多晶硅层，该多晶硅层作为栅极G；在阴极电极K与栅极G之间设置有磷硅玻璃层；n^-漂移区下表面设置有n_FS层，n_FS层下表面设置有p⁺阳极区，p⁺阳极区的下表面设置有多层的金属化阳极A。

本发明采用的另一技术方案是，一种基区电阻控制晶闸管的制造方法，按照以下步骤具体实施：

步骤1：选用原始高阻区熔中照硅单晶抛光片作为n^-漂移区；在经过处理的n^-漂移区下表面，先进行磷离子注入，然后退火兼高温推进，形成n_FS层；

步骤2：对步骤1处理后的硅片上表面进行减薄，并腐蚀，根据耐压要求确定预留的n^-漂移区厚度；

步骤3：对步骤2处理后的硅片进行干-湿-干氧化，通过光刻在上表面有源区内形成磷离子注入窗口，然后进行磷离子注入、退火并推进，形成n区；

步骤4：去掉步骤3处理后的硅片表面的氧化层，重新进行干氧氧化，然后采用低压化学气相淀积形成多晶硅层，并掺杂；

步骤5：对步骤4处理后的硅片，通过光刻形成p基区的硼离子注入窗口，然后利用光刻胶掩蔽进行硼离子注入，去胶后高温推进兼退火，形成p基区及终端区的p场限环，同时n区继续推进；