[发明专利]用金属铝膜实现对通隔离扩散的晶闸管芯片及其制作方法

摘要

本发明涉及一种单台面工艺的晶闸管，用于制造该晶闸管的芯片及其制作方法，晶闸管包含外壳、芯片、框架三部分，其中的芯片包含N型长基区N1，P型短基区P1、P2，隔离墙，扩磷区域N2（或扩磷区域N2、N3、N4），钝化台面等。尤其所述的隔离墙是由蒸发金属铝扩散而成，对于单向晶闸管芯片、双向晶闸管芯片都适用一种优选方案中，硅片表面喷砂后蒸发金属铝，经反刻、真空合金，对通隔离扩散后形成隔离墙。另一种优选方案中，硅片经氧化、光刻隔离窗口后，沉积多晶硅薄膜，蒸发宽度与隔离窗口宽度一致的金属铝，进行对通隔离扩散后形成隔离墙。以此方法生产的单台面工艺晶闸管性能优越、稳定可靠。

主权项

一种用于制造单台面工艺晶闸管的芯片的制作方法，所述芯片包含：位于N型长基区（N1）及其上下两侧的第二P型短基区（P2）和第一P型短基区（P1）；设置在第二P型短基区（P2）上的第一扩磷区域（N2），及设置在第一扩磷区域（N2）上的阴极；设置在第二P型短基区（P2）上的门极，及设置在第一P型短基区（P1）上的阳极；设置在N型长基区（N1）周边的隔离墙，及设置在第二P型短基区（P2）与隔离墙之间的钝化台面，其特征在于：所述芯片的隔离墙经过以下的步骤形成：硅片双面经过氧化、光刻隔离窗口、沉积多晶硅薄膜及蒸发金属铝后，进行反刻金属铝以保留隔离窗口上的金属铝，再通过对通隔离扩散形成所述的隔离墙；其中，在硅片双面形成的氧化层的厚度≥1.0um；双面光刻隔离窗口时，所述隔离窗口的宽度为80‑200um，并腐净隔离窗口内的氧化层；在硅片两侧的表面及硅片两侧的隔离窗口内沉积多晶硅薄膜，所述多晶硅薄膜的厚度为0.3‑2.0um；双面蒸发金属铝，使得铝膜厚度为0.2~1.0um；反刻金属铝，只保留所述隔离窗口上的金属铝膜宽度为80~200um；对通隔离扩散时，扩散温度1200~1280℃，扩散时间20~60小时，以实现硅片厚度为200‑500um的对通隔离；扩散气氛：氮气与氧气比例5:1~10:1，其中氮气流量2~6L/min，氧气流量0.2~0.6L/min，升温速率3~5℃/min、降温速率1~3℃/min；形成的隔离墙厚度为100~300um；在对通隔离扩散后进行表面腐蚀，以去除隔离窗口内的铝硅合金层。