[發明專利]一種大功率雙向晶閘管的生產方法

無效

• 申請號: 200710020320.3
• 申請日: 2007-02-13
• 公開（公告）號: CN101068003A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 陳建平
• 申請（專利權）人: 江蘇威斯特整流器有限公司
• 主分類號: H01L21/332
• 分類號: H01L21/332
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及大功率大電流雙向晶閘管的生產方法。

技術背景

目前，電器行業朝著高集成、大電流、大功率的方向發展。在交流電路中，由于一只雙向晶閘管替代了兩只反并聯的普通晶閘管，同時又減少了觸發電路及保護電路，達到了結構簡單、體積縮小、成本降低的目的，在交流控制領域里成為一種較理想的控制元件，然而，目前行業中所生產的雙向晶閘管元件，隨著元件電流容量的增大，普遍存在換向特性不佳，造成在感性或容性負載換向失敗，無法使用。已知解決(dv/dt)_c的換向能力的方法有幾種方法：1.用摻金的方法在隔離區增加大量復合中心使少子在跨越隔離區時被復合掉，但缺點是制造工藝麻煩，成本較高會影響器件的其它參數，是最初的試驗方法，目前基本上不用；2.用電子輻照的方法借助電子輻照的設備在掩蔽模具的作用下在隔離區產生復合中心，也能提高換向能力，但它的缺點是投資較大，成本較高，工藝操作復雜，產量受到限制，技術推廣較困難。因此國內行業目前一般只做到800A的雙向晶閘管，更大電流雙向晶閘管方面的研究，尚屬空白。

發明內容

本發明的目的在于克服上述的缺陷提供一種能達到1200A的大功率雙向晶閘管的生產方法。

本發明的技術方案是通過以下方式實現的：

一種大功率雙向晶閘管的生產方法，其主要工藝步驟：硅片超砂、硼鋁乳膠源擴散、化拋、機拋、氧化、光刻、三氯氧磷擴散、燒結、反刻、合金、表面磨角、腐蝕、保護。其特征在于：

所述的化拋工藝步驟為：對化拋面進行表面濃度分檔、將不化拋一面用黑膠進行保護、對同一檔表面濃度的片子進行化拋，化拋到工藝所要求的濃度、將化拋后的硅片用去離子水沖凈酸液，丙酮脫水后用甲苯超去黑膠，烘干；

所述的光刻工藝步驟為：將兩只反向晶閘管在光刻板上定位，其之間的隔離區為1-1.4mm，將硅片進行干燥處理、甩膠、前烘、曝光、顯影、定影、堅膜、保護、腐蝕、去光刻膠；

所述的燒結工藝步驟為：

將清潔處理好的硅片用鑷子鉗在干凈的濾紙上，放在紅外線下烘；鋁片：將腐蝕好的鋁片經丙酮脫水兩次后鉗在濾紙上，放在紅外線下烘干；鉬片：將鉬片用鑷子鉗在干凈的濾紙上，放在紅外線下烘；石墨粉：存放在80±2℃烘箱內待用；

燒結裝模順序依次為鉬片、鋁片、硅片、石墨粉，按此重復；

進爐燒結，真空抽至5×10^-3Pa時，爐體溫度升到850℃左右，開始套爐升溫，控制燒結溫度恒溫，恒溫結束后，自然冷卻，降至14mV抬爐，關擴散泵電爐，降至6mV左右，放氣出爐。

本發明目的還可以通過以下技術措施來進一步實現：

前述的化拋工藝步驟中，化拋液的配比為硝酸∶氫氟酸∶冰乙酸＝3∶1∶1；

前述的光刻工藝步驟為：將雙向晶閘管在光刻板上定位，其之間的隔離區為1.4mm，其扇形展開后θ＝2°，N型遠端離中心線距離為2.2mm；

前述的光刻工藝中曝光步驟為：將硅片在光刻板上進行雙面曝光、曝光時間約30～45秒、光刻板必須對準對好，確保隔離區的間距；

前述的燒結工藝步驟中，鋁片厚度為0.011-0.013mm；

前述的燒結工藝步驟中，燒結溫度恒定在600～625℃左右，恒溫時間5±1分鐘。

用本發明工藝生產的大功率雙向晶閘管，由于在工藝上作了以下改進：(1)采用化學拋光的方法使P₂N₁P₁N₃的晶閘管反向表面濃度注入比擴大為10⁴，而P₁N₁P₂N₂的反向注入比在10³；(2)增大元件中兩只晶閘管之間隔離區之間的距離，使換向過程中P₁N₁P₂N₂晶閘管基區中的載流子盡量少地擴散到P₂N₁P₁N₃晶閘管的基區，反之亦然，減弱了兩只普通晶閘管在換向時的相互影響而造成換向失敗，從而提高器件的換向能力(dv/dt)_c；(3)采用石墨粉燒結工藝來進行燒結，改善鉬、鋁、硅之間的沾潤，提高了器件電流的容量。

具體實施方式

一種大功率雙向晶閘管的生產方法，其主要工藝步驟：硅片超砂、硼鋁乳膠源擴散、化拋、機拋、氧化、光刻、三氯氧磷擴散、燒結、反刻、合金、表面磨角、腐蝕、保護。

實施例1