[發明專利]一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構及其生產方法

無效

• 申請號: 201110081666.0
• 申請日: 2011-04-01
• 公開（公告）號: CN102157547A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 周建;耿開遠;朱法揚;李建新
• 申請（專利權）人: 啟東吉萊電子有限公司
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L21/332
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧海洋

技術領域

本發明涉及一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構。

本發明還涉及一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構的生產方法。

背景技術

目前大電流高壓晶閘管由于安全節能，在電力電子領域的應用越來越廣，但由于對電壓電流要求較高，國內較多的晶閘管性能尚無法滿足市場需求。其中影響性能的主要因素晶閘管的電壓水平及電流耐量，低的電壓水平及電流耐量使得晶閘管的穩定性大大降低。

常規晶閘管采用純硼或硼鋁做短基區，純硼短基區由于硼濃度較濃，短基區前沿濃度也較濃，使得短基區與基片無法形成良好的緩變結，電壓變低。而硼鋁較純硼略有改善，但鋁層與硼層距離仍較近，且整體濃度不夠濃，耐壓水平與電流耐量仍需提高。

因此，急需一種改進的技術來解決這一問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構。

本發明的另一個目的是提供一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構的生產方法。

本發明采用的技術方案是：

一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構，包括隔離穿通區和基片，所述基片位于隔離穿通區之間，其特征在于：所述隔離穿通區之間設有鎵短基區，所述鎵短基區表面還設有濃硼短基區，所述鎵短基區和濃硼短基區均設于隔離穿通區之間。

一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構的生產方法，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、穿通擴散步驟、光刻陰極步驟和陰極擴散步驟，在穿通擴散步驟和光刻陰極步驟兩個步驟之間增加了短基區擴散步驟，所述短基區擴散步驟包括鎵預淀積和硼預淀積，所述鎵預淀積溫度T=1200±20℃，時間t=1.5h，濃度R_□=100-200Ω/□，再分布溫度T=1250±10℃，時間t=18-25h，結深?X_j=50-70μm，所述硼預淀積溫度T=1080±20℃，時間t=3h，濃度R_□=3-7Ω/□，再分布溫度T=1200±10℃，時間t=5h，結深?X_j=3-7μm。

本發明的優點是：采用先鎵擴，再在鎵表面上補一層濃硼形成的短基區，前沿與基片有良好的緩變結，鎵層與濃硼層距離幾乎就是整個短基區寬度，電壓高。鎵表面補了濃硼后，整體濃度大大提高，電流耐量大幅改善，同時抗干擾性能和通態壓降（V_TM）也得到改善。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

圖1為本發明的結構示意圖。

其中：1、隔離穿通區，2、濃硼短基區，3、鎵短基區，4、基片。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本發明的一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構，包括隔離穿通區1和基片4，所述基片4位于隔離穿通區之間1，所述隔離穿通區1之間設有鎵短基區3，所述鎵短基區3表面還設有濃硼短基區2，所述鎵短基區3和濃硼短基區2均設于隔離穿通區1之間。

一種提高晶閘管高電壓和大電流耐量的短基區結構的生產方法，具體工藝步驟如下：

1、雙面拋光片步驟：硅單晶電阻率30Ω·cm，拋光后厚度215μm；

2、氧化步驟：生長氧化層氧化，條件：T=1150℃，t=1h干氧+7h濕氧+2h干氧，要求：氧化層厚度1.5μm；

3、光刻穿通步驟：雙面光刻機，正背面圖形對稱曝光；

4、進行穿通擴散步驟：T=1260℃，t=150h，X_j=120μm；

5、短基區擴散步驟：

a、?鎵預淀積?T=1180℃，t=1.5h?，R_□=200Ω/□；

再分布???T=1240℃，t=18h，X_j=50μm；

b、?硼預淀積?T=1060℃，t=3h，R_□=7Ω/□；

再分布???T=1190℃，t=5h?，X_j=3μm；

6、光刻陰極步驟：正面使用陰極版進行光刻，背面使用光刻膠保護；

7、陰極擴散步驟：用磷源進行擴散，預淀積、再分布條件根據產品而定；

8、光刻臺面槽步驟；

9、化學腐蝕臺面槽步驟：

化學腐蝕液：冰乙酸:HF:HNO₃：=1.5:3:10?；

腐蝕液溫度：0℃，腐蝕槽深：60μm；

10、玻璃鈍化步驟：GP370玻璃粉刮涂；