[发明专利]一种压控型发射极关断晶闸管器件及其制造方法有效
申请号: | 202110710261.2 | 申请日: | 2021-06-25 |
公开(公告)号: | CN113437135B | 公开(公告)日: | 2022-04-08 |
发明(设计)人: | 陈万军;朱建泽;汪淳朋;杨超;刘超 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | H01L29/06 | 分类号: | H01L29/06;H01L29/74;H01L21/332 |
代理公司: | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人: | 孙一峰 |
地址: | 611731 四川省*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 压控型 发射极 晶闸管 器件 及其 制造 方法 | ||
1.一种压控型发射极关断晶闸管,包括双阴极结构的MOS栅控晶闸管(MCT)、外部二极管和外部NMOS管,其特征在于,双阴极结构的MOS栅控晶闸管包括自底向上依次层叠设置的阳极(11)、P型阳极区(10)、N型漂移区(1);在N型漂移区(1)上层一侧具有P型阱区(4),P型阱区(4)上层具有N型阱区(5),N型阱区(5)上层具有N型源区(6);在N型漂移区(1)上表面具有栅氧化层(2),栅氧化层(2)的下表面与N型漂移区(1)、P型阱区(4)、N型阱区(5)和N型源区(6)接触,栅氧化层(2 )上表面具有多晶硅(3)与栅电极(9),构成栅极结构;在N型阱区(5)上表面具有第一阴极(81),第一阴极(81)还与部分N型源区(6)上表面接触;在P型阱区(4)上表面具有第二阴极(82),第一阴极(81)位于栅电极(9)和第二阴极(82)之间,且栅电极(9)与第一阴极(81)之间被绝缘层(7)隔离,第一阴极(81)与第二阴极(82)之间也被绝缘层(7)隔离;MCT与外部NMOS管和外部二极管的连接方式为:MCT的第一阴极金属(81)连接NMOS管漏极,栅电极(9)与NMOS管栅极连接组成ETO器件的栅极,第二阴极金属(82)连接二极管阳极,二级管阳极与NMOS管源极连接组成ETO器件的阴极,MCT的阳极是ETO器件的阳极。
2.用于如权利要求1所述的双阴极结构的MOS栅控晶闸管的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:采用衬底硅片制作结终端,形成N型漂移区(1);
第二步:在N型漂移区(1)上表面通过热氧生长栅氧化层(2),在栅氧化层(2)表面淀积多晶硅(3),并进行刻蚀;
第三步:采用多晶硅自对准技术,在N型漂移区(1)上表面通过离子注入和推结形成P型阱区(4);
第四步:在P型阱区(4)中注入N型杂质形成N型阱区(5),且部分N型阱区(5)的上表面与栅氧化层(2)的底部接触;
第五步:在N型阱区(5)中注入P型杂质形成P型源区(6);
第六步:在器件表面淀积BPSG绝缘层(7),刻蚀欧姆接触孔,所述绝缘层(7)完全覆盖多晶硅(3)的上表面和侧面;
第七步:在器件正面淀积第一层金属并刻蚀第一层金属,形成第一阴极金属(81)和第二阴极金属(82),第一阴极(81)的底部与N型阱区(5)上表面和部分P型源区(6)上表面接触,第二阴极金属(82)底部与P型阱区(4)上表面接触;
第八步:在器件表面淀积BPSG绝缘层(7),刻蚀欧姆接触孔,所述绝缘层(7)完全覆盖第一阴极金属(81)和第二阴极金属(82)的侧面;
第九步:在器件正面淀积第二层金属,形成栅电极(9),栅电极(9)位于多晶硅(3)的上表面;
第十步:淀积钝化层;
第十一步:对N型漂移区(1)下表面进行减薄、抛光处理,离子注入并进行激活,形成P型阳极区(10);
第十二步:背金,在P型阳极区(10)底部淀积阳极金属形成阳极(11)。
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