[发明专利]一种单向可控硅芯片及其制造方法

说明书

提供本发明公开了一种单向可控硅芯片及其制造方法，芯片包括盆形阴极区、阳极区、长基区、盆形短基区、环形门极、阳极、阴极、表面钝化膜，制造方法包括以下步骤：硅单晶片选择；硅片抛光；氧化；双面光刻阴极区对通隔离窗口；磷予沉积；双面光刻短基区对通窗口；离子注入铝；去胶；对通扩散；光刻正面阳极区窗口和背面短基区窗口；双面离子注入硼；双面推结；去除背面氧化层；背面阴极区扩散；光刻引线孔；正面蒸镀铝膜；反刻铝电极：用反刻版进行光刻；合金；背面喷砂；背面蒸镀电极；芯片测试；锯片；包装。本发明具有器件底板直接安装在散热器上并接地，且具有低热阻的优点；同时克服了封装过程中底部焊料与短基区短路的风险。

技术领域

本发明涉及一种芯片制造技术领域，具体而言，特别涉及一种单向可控硅芯片及其制造方法。

背景技术

现有装置中，单向可控硅芯片一般包括四类：

一类：对通隔离平面终端结构的单向可控硅芯片，其阳极区设置在环绕芯片四周的立面和背面、阳极设置在芯片底面，阴极区和短基区设置在芯片的正面、门极和阴极在芯片顶面，三个PN结的终端都终止在芯片的上表面，封装后器件的外壳底板为阳极。

二类：双台面终端结构的单向可控硅芯片，其阳极区设置在芯片的背面、阳极在芯片底面，阴极区和短基区设置在芯片的正面、门极和阴极设置在芯片顶面，采用双面沟槽使二个主PN结的终端都终止在芯片的侧面，封装后器件的外壳底板为阳极。

三类：对通隔离单台面终端结构的单向可控硅芯片，其阳极区设置在环绕芯片四周的立面和背面、阳极设置在芯片底面，阴极区和短基区设置在芯片的正面、门极和阴极在芯片顶面，二个主PN结的终端都终止在芯片正面沟槽的侧面，封装后器件的外壳底板为阳极。

四类：阳极和门极在芯片正面、阴极在芯片背面的单向可控硅芯片，其阳极区设置在芯片正面的中部区域、短基区设置在芯片背面并通过环绕芯片四周侧面的对通隔离P区连接至芯片正面、阳极和门极在芯片顶面，阴极区设置在芯片的背面、在芯片背面环绕芯片四周挖一圈沟槽使阴极区终端终止在该沟槽的侧面、阴极在芯片的底面，封装后器件的外壳底板为阴极。

其中，一、二、三类中，其门极和阴极都在芯片顶面，阳极在芯片底面，封装后的器件外壳底板为阳极，不便于外壳底板接地，在一些应用环境中，可控硅底板需安装散热器并接地，导致该类器件只能选择绝缘封装外形，绝缘封装外形相比于非绝缘封装外形的热阻高、散热性能差。第四类，虽然实现了阴极设置在芯片底面、门极和阳极设置在芯片顶面的效果，但其阴极区的终端是终止在芯片背面沟槽的侧面，不便于该终端的保护，而且在封装时极易造成底面焊料与短基区侧面短路的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单向可控硅芯片及其制造方法。

本发明采用的技术方案是：

一种单向可控硅芯片，包括盆形阴极区、阳极区、长基区、盆形短基区、环形门极、阳极、阴极、表面钝化膜，在环绕芯片四周的立面和背面设置盆形阴极区，盆形阴极区包括盆形阴极区底面、盆形阴极区侧壁，所述盆形阴极区的终端终止于芯片上表面及芯片四周立面的表面，所述盆形阴极区内侧设置环绕芯片四周的立面与背面的盆形短基区，盆形短基区包括盆形短基区的底面与四周的盆形短基区的侧壁，所述盆形短基区与阳极区之间设置长基区，所述阳极区、盆形短基区、长基区的终端皆终止在芯片上表面，所述阳极位于芯片顶面的中部区域与阳极区连接，所述环形门极位于芯片顶面并环绕芯片四周一圈与盆形短基区连接，所述阴极位于芯片底面与盆形阴极区底面连接，所述表面钝化膜位于芯片顶面边沿四周及阳极与环形门极之间。

所述阳极区厚度为50-80um，所述长基区厚度为100-130um，所述盆形短基区厚度为25-45um，所述盆形阴极区厚度为15-25um。

所述的一种单向可控硅芯片的制造方法，包括以下步骤：