一種臺面晶閘管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及晶閘管領(lǐng)域，具體的是一種臺面晶閘管。
【背景技術(shù)】
[0002]晶閘管的通態(tài)電流一般是指在環(huán)境溫度為40度和規(guī)定的冷卻條件下，器件在電阻性負(fù)載的單相工頻正弦半波，導(dǎo)通角不小于170度的電路中，當(dāng)穩(wěn)定的額定結(jié)溫時所允許的最大通態(tài)電流。在使用中，其工作電流不能超過通態(tài)電流，否則，晶閘管將不能可靠工作。從晶閘管的設(shè)計來看，要提高晶閘管的通態(tài)電流，必須提高晶閘管的源區(qū)面積。
[0003]一般而言，半導(dǎo)體硅器件臺面晶閘管制造工藝過程中需要在臺面槽中填滿熔融的玻璃粉。然后，通過光刻的方法選擇性去除引線孔處的鈍化層，露出電極處的硅，在硅上面蒸發(fā)金屬鋁作為內(nèi)引線及引出電極，以實(shí)現(xiàn)與外引線相聯(lián)。在芯片尺寸確定的情況下，臺面槽所占面積越小，源區(qū)面積就越大，承載的電流越大。對于臺面晶閘管而言，由于硅的膨脹系數(shù)與玻璃粉的膨脹系數(shù)不一致，芯片尺寸越小的芯片，臺面槽所占的面積比例越大，導(dǎo)致芯片尺寸越小的芯片越容易翹片，翹片又非常容易導(dǎo)致碎片，現(xiàn)有技術(shù)的臺面晶閘管的芯片，雖然已經(jīng)采用了共用臺面槽技術(shù)，從而來增加了源區(qū)面積，這種現(xiàn)有技術(shù)的臺面晶閘管存在如下缺陷:參見圖1所示，在臺面槽圖中的I形成后，采用玻璃粉填滿臺面槽，高溫?zé)Y(jié)后，形成I所示形狀，此處臺面槽深為50?60微米，芯片尺寸為0.52*0.52mm, 一片4寸芯片上面分布有27600只這樣的管芯，玻璃粉與硅的熱膨脹系數(shù)不一致，芯片將會翹曲的非常嚴(yán)重，在玻璃鈍化后的各個制造工藝中，導(dǎo)致碎片率將達(dá)到30%以上，無法滿足正常的生產(chǎn)要求，而且，由于臺面槽較深，臺面成型腐蝕不容易控制，腐蝕時間較長，極其容易浮膠，導(dǎo)致表面氧化層受損，漏電流變大，造成晶閘管的特性變壞而失效，同時由于圖中的基區(qū)與臺面槽的夾角a非常小，導(dǎo)致空間電荷區(qū)比較集中，不易展開，晶閘管的電壓也就相對較低，要得到較高的擊穿電壓，就需要更深的臺面槽。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為解決【背景技術(shù)】中存在的問題，提供一種臺面晶閘管。
[0005]技術(shù)方案是:
[0006]一種臺面晶閘管，包括芯片、臺面槽、基區(qū)以及表面氧化層，所述基區(qū)形成在芯片上，在基區(qū)上形成有陽極、陰極和門極，所述表面氧化層上形成有引線孔，所述引線孔分別對準(zhǔn)所述的陰極和門極并填充有鋁電極，臺面槽的槽深低于基區(qū)的結(jié)深，且所述臺面槽與基區(qū)形成的夾角近直角。
[0007]優(yōu)選的，所述芯片為硅片。
[0008]一種臺面晶閘管的制備方法，包括以下步驟:
[0009]I)在芯片上生長形成氧化層，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第一次光刻腐蝕，稱為開一次基區(qū)，一次基區(qū)背面采用全部擴(kuò)散；
[0010]2)在步驟I)的基礎(chǔ)上，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第二次光刻腐蝕，稱為開二次陰極區(qū)；
[0011]3)在步驟2)的基礎(chǔ)上，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第三次光刻腐蝕，稱為開臺面槽，通過臺面腐蝕的方法，所述臺面槽的槽深低于基區(qū)的結(jié)深，且臺面槽與基區(qū)形成近直角的夾角。
[0012]優(yōu)選的，步驟I)中，一次基區(qū)背面進(jìn)行全部擴(kuò)散時，擴(kuò)散采用離子注入方法。
[0013]優(yōu)選的實(shí)施方式中，基區(qū)結(jié)深為45微米，臺面槽的槽深為5?10微米。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果
[0015]通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案，由于本實(shí)用新型的臺面槽與基區(qū)近視直角相交，這樣在臺面腐蝕時，僅需要腐蝕較淺的槽深(優(yōu)選的為5?10微米的槽深)，便能達(dá)到產(chǎn)品所需要的擊穿電壓，由于臺面槽很淺，臺面腐蝕時，橫向腐蝕也必然很少，這樣多余的部分用來制作陰極，陰極面積得以提高，從而有效的提高了晶閘管的通態(tài)電流。同時，由于較淺的臺面槽，由于熱膨脹系數(shù)不一致引起的應(yīng)力得到極大的降低，從而很好的解決了臺面晶閘管容易翹片的問題、碎片問題，而且由于芯片不翹曲，后面的加工工藝將變得非常容易得到很好的控制，從而有效的改善了臺面晶閘管表面不良，提高了可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1為【背景技術(shù)】中臺面晶閘管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的臺面晶閘管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此:
[0019]結(jié)合圖2，本實(shí)用新型的臺面晶閘管包括芯片(優(yōu)選的實(shí)施例中為硅片)，該芯片上形成有陰極3、門極6和陽極7，在該芯片依次形成有基區(qū)2，其次形成有陰極區(qū)3，其次形成臺面槽I及玻璃鈍化層，陰極區(qū)3、基區(qū)2和陽極7上形成有引線孔，該引線孔分別對準(zhǔn)陰極區(qū)3、基區(qū)2和陽極7，該引線孔中填充有鋁電極。
[0020]如圖2所示，優(yōu)選地，臺面槽槽深比基區(qū)結(jié)深淺，且臺面槽與基區(qū)形成近視直角的夾角。
[0021]本實(shí)用新型是將臺面槽I的槽深減少到低于基區(qū)2結(jié)深的結(jié)構(gòu)，避免了普通晶閘管的較深的臺面槽深，減少了臺面槽I的橫向腐蝕，提高了陰極區(qū)3的面積，使產(chǎn)品能夠承受交大的電流；增大了基區(qū)2與臺面槽I之間的夾角，使得較淺的槽深就能得到較高的擊穿電壓；減小了芯片的不同結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，改善了芯片的翹曲度。
[0022]在此需要特別說明的是，圖2中顯示的淺臺面共用槽結(jié)構(gòu)僅是為說明而例舉的一種具體結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)際應(yīng)用過程中，并不局限于圖2中顯示的具體細(xì)節(jié)，其只要是選擇性的制作基區(qū)，配合以臺面槽的臺面結(jié)構(gòu)的晶體管，均屬于本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思。
[0023]以下以圖2中的臺面晶閘管為例，來說明淺臺面共用槽結(jié)構(gòu)的晶閘管的制作步驟，其主要包括以下步驟:
[0024]第一，在芯片熱生長形成氧化層，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第一次光刻腐蝕，稱為開一次基區(qū)，其一次基區(qū)正面的面積為400*400 μ m2，背面采用全部擴(kuò)散，通過離子注入等方法，擴(kuò)散形成圖2中2所示的基區(qū)。
[0025]第二，在第一次基區(qū)的基礎(chǔ)上，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第二次光刻腐蝕，稱為開二次陰極區(qū)，其二次陰極區(qū)的面積為280*280 μ m2，形成圖2中所示的3所示的陰極區(qū)。
[0026]第三，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第三次光刻腐蝕，稱為開臺面槽，通過臺面腐蝕的方法，形成5?10微米的臺面槽深，通過玻璃鈍化填充，形成圖2中的I所示的臺面部分。
[0027]第四，用光刻技術(shù)對氧化層進(jìn)行第四次光刻腐蝕，稱為開引線孔。
[0028]第五，用蒸發(fā)臺蒸額定厚度的鋁膜，即鋁電極。
[0029]第六，用常規(guī)光刻的方法將不需要鋁覆蓋處的鋁去除掉，保留電極孔處的鋁電極。
[0030]也就是說，本實(shí)用新型可以通過選擇性制造基區(qū)，降低臺面共用槽的深度，明顯改變臺面槽與基區(qū)的夾角。
[0031]由上描述可見，本實(shí)用新型的晶閘管采用臺面共用槽，由于臺面槽與基區(qū)近視直角，臺面槽僅需要很淺就可以達(dá)到較高的擊穿電壓，淺的臺面槽就造成很少的橫向腐蝕，陰極區(qū)就能保證有更大的面積，從而提高了芯片的通態(tài)電流，同時，淺臺面共用槽很好的解決了臺面晶閘管的翹片問題，目前此設(shè)計經(jīng)過驗(yàn)證已完全達(dá)到了設(shè)計的要求。
[0032]在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，可以通過任何合適的方式進(jìn)行任意組合，其同樣落入本實(shí)用新型所公開的范圍之內(nèi)。同時，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。此外，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臺面晶閘管，包括芯片、臺面槽(1)、基區(qū)(2)以及表面氧化層(5)，所述基區(qū)(2)形成在芯片上，在基區(qū)(2)上形成有陽極(7)、陰極(4)和門極￠)，所述表面氧化層(5)上形成有引線孔，所述引線孔分別對準(zhǔn)所述的陰極(4)和門極(6)并填充有鋁電極，其特征在于:臺面槽(I)的槽深低于基區(qū)(2)的結(jié)深，且所述臺面槽(I)與基區(qū)(2)形成的夾角近直角。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臺面晶閘管，其特征在于所述芯片為硅片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種臺面晶閘管，臺面晶閘管包括芯片、臺面槽、基區(qū)以及表面氧化層，所述基區(qū)形成在芯片上，在基區(qū)上形成有陽極、陰極和門極，所述表面氧化層上形成有引線孔，所述引線孔分別對準(zhǔn)所述的陰極和門極并填充有鋁電極，臺面槽的槽深低于基區(qū)的結(jié)深，且所述臺面槽與基區(qū)形成的夾角近直角。通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案，由于本實(shí)用新型的臺面槽與基區(qū)近視直角相交，這樣在臺面腐蝕時，僅需要腐蝕較淺的槽深，便能達(dá)到產(chǎn)品所需要的擊穿電壓，由于臺面槽很淺，臺面腐蝕時，橫向腐蝕也必然很少，這樣多余的部分用來制作陰極，陰極面積得以提高，從而有效的提高了晶閘管的通態(tài)電流。
【IPC分類】H01L21/332, H01L29/74, H01L29/06
【公開號】CN204680674
【申請?zhí)枴緾N201520412563
【發(fā)明人】何春海
【申請人】江蘇東晨電子科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月15日