[實用新型]平面可控硅器件芯片

有效

• 申請號: 201320272681.8
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203325910U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 劉紀云;王仁書;祝方明;陳實
• 申請（專利權）人: 揚州中芯晶來半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L29/06;H01L21/332
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本實用新型涉及一種平面可控硅器件芯片，屬于芯片設計技術領域。

背景技術

目前可控硅的生產技術既有臺面技術又有平面技術，各有千秋。臺面技術生產通常對設備的要求比較低，平面技術生產則要求的設備較多，但生產的芯片可靠性較高、合格率高，同樣性能要求的情況下由于器件的芯片尺寸可設計得比同類芯片小，使得同等直徑硅片生產的芯片數量多，生產效率高，同時能適合大直徑硅片生產，芯片后道封裝適應性好，可靠性高。

現有平面可控硅器件芯片，在N-單晶硅片上設置P+區、陽極P區、門極P區、陰極N+區而構成襯底片，襯底片的表面設有二氧化硅層，二氧化硅層上設有腐蝕窗口，腐蝕窗口內的腐蝕硅N-刻有凹槽，腐蝕窗口與凹槽形成臺面槽，臺面槽內設有玻璃層，在芯片表面設有門極區引線孔和陰極區引線孔。這種結構在生產中芯片碎片率高，芯片表面刻出門極區引線孔及陰極區引線孔一般采用的是光刻、腐蝕的方法，現有的光刻、腐蝕方法，光刻引線孔時表面容易鉆蝕，且在封裝的后裂片工序過程中容易產生玻璃裂紋，這些都影響產品電壓參數的可靠性。同時由于芯片尺寸較大，導致硅片利用率低。

有鑒于此，人們對現有平面可控硅器件芯片的進行了改進，改進后的結構主要為，在N-單晶硅片上設置P+區、陽極P區、門極P區及陰極N+區，并在表面設置一定厚度的氧化層形成襯底片，將硅片表面氧化層采用二氧化硅腐蝕液去除，在襯底片表面設置摻氧多晶硅鈍化層，在摻氧多晶硅鈍化層上依次生長二氧化硅層、磷硅玻璃層和二氧化硅層，最后在芯片表面設有門極區引線孔和陰極區引線孔。改進后的結構，雖然增加了摻氧多晶硅鈍化層和磷硅玻璃層的鈍化保護，可以一定程序上避免改進前的碎片率高、可靠性差的問題，但還不盡人意，由于表面還缺少一些有效的保護，仍然容易受到環境或后工序加工造成的污染，致使產品的電壓參數及可靠性受到影響。鑒于上述情況，現有的平面可控硅芯片并不能真正滿足市場的需求。

實用新型內容

本實用新型就是針對上述現有技術問題，提供一種碎片率低、芯片利用率高、電壓等參數穩定性高以及能夠有效提高芯片成品率以及后道封裝的適應性和可靠性的平面可控硅器件芯片。

本實用新型是這樣實現的，平面可控硅器件芯片，包括硅襯底片，硅襯底片表面依次設置的摻氧多晶硅鈍化層、下二氧化硅層、磷硅玻璃層、上二氧化硅層和門極區引線孔窗口、陰極區引線孔窗口，其特征是，在所述摻氧多晶硅鈍化層與下二氧化硅層之間設有摻氮多晶硅層。

所述的硅襯底片由N-單晶硅片上設有隔離擴散的P+區、陽極P區、門極P區及陰極N+區構成。

本實用新型結構合理簡單、生產制造容易、使用方便。通過本實用新型，在N-單晶硅片上完成隔離P+區、陽極P區、門極P區及陰極N+區的硅襯底片，

硅襯底片表面依次設置的摻氧多晶硅鈍化層、下二氧化硅層、磷硅玻璃層、上二氧化硅層和門極區引線孔窗口、陰極區引線孔窗口，本實用新型中，摻氧多晶硅鈍化層與下二氧化硅層之間設有摻氮多晶硅層，使得芯片表面形成五層保護層：摻氧多晶硅鈍化層、摻氮多晶硅層、下二氧化硅層、磷硅玻璃層、上二氧化硅層。

采用本實用新型生產的平面可控硅器件芯片擊穿電壓、觸發電流等參數穩定。本結構能有效平衡芯片表面及內部應力、減小硅片翹曲、降低碎片率，抗沾污能力強，芯片合格率高，設計的器件芯片尺寸可比同等參數的芯片小，同等直徑硅片生產的芯片數量多，生產效率高，同時能適合大直徑硅片生產，芯片對后道封裝工藝環境適應性好，可靠性高。

附圖說明

圖1為一種現有技術生產的芯片結構示意圖。

圖2為另一種現有技術生產的芯片結構示意圖。

圖3為本實用新型的結構示意圖。

圖中，1P+區、2陽極P區、3門極P區、4陰極N+區、5摻氧多晶硅鈍化層、6摻氮多晶硅層、7下二氧化硅層、8磷硅玻璃層、9上二氧化硅層、10門極區引線孔窗口、11陰極區引線孔窗口。

具體實施方式

下面結合附圖及其附圖說明對本實用新型做進一步的說明。

平面可控硅器件芯片，由N-單晶硅片上設置隔離擴散的P+區1、陽極P區2、門極P區3及陰極N+區4擴散構成硅襯底片，在硅襯底片表面依次設置摻氧多晶硅鈍化層5、下二氧化硅層7、磷硅玻璃層8、上二氧化硅層9和門極區引線孔窗口10、陰極區引線孔窗口11，摻氧多晶硅鈍化層5與下二氧化硅層7之間設有摻氮多晶硅層6。

具體的操作步驟如下：

步驟1、在N-單晶硅片上依次進行隔離P+區1、陽極P區2、門極P區3及陰極N+區4擴散構成硅襯底片，并在硅襯底片表面形成一定厚度的氧化層；