[發明專利]大電流高電壓整流管及設計工藝方法

有效

• 申請號: 201410100521.4
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104934320B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 陶崇勃;邵永周
• 申請（專利權）人: 西安永電電氣有限責任公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

本發明公開了一種大電流高電壓整流管及設計工藝方法,其中所述設計工藝方法包括如下步驟：S1.提供待擴散的硼源、鋁源，將硼源和鋁源于單晶硅上，在1250±5℃條件下置于反應器中進行第一次擴散，第一次擴散的擴散時間為54～58h，第一次擴散過程中使結深控制在140～155μm，表面濃度控制在0.08～0.1mV；S2.提供待擴散的磷源，利用載氣攜帶磷源送入反應器中，進行第二次擴散，第二次擴散的擴散時間為4～6h，第二次擴散過程中使結深控制在17～22μm，表面濃度控制在0.15～0.25mV；S3.臺面造型；S4.封裝。通過本發明的設計工藝方法制造的整流管電流容量大，結構簡單，成本較低，可靠性高，單只整流管的正向平均電流可以達到8kA。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種大電流高電壓整流管及設計工藝方法。

背景技術

整流管作為一種單向導電性的半導體器件被廣泛用于地鐵、炭素、電化學、石墨化等行業領域。整流管通常包含一個PN結，有陽極和陰極兩個端子。外加正向電壓時，勢壘降低，勢壘兩側附近產生儲存載流子，能通過大電流，具有低的電壓降(典型值為0.7V)，此時稱為正向導通狀態。若加相反的電壓，使勢壘增加，可承受高的反向電壓，流過很小的反向電流，此時稱為反向阻斷狀態。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造，這種器件的結面積較大，能通過較大電流。

在目前的市場環境中，許多行業都需要用整流裝置提供強大的直流電流，整流裝置中每個整流臂往往需要若干只整流管并聯。實際中，用戶希望并聯的整流管只數盡可能少，且每只整流管的電流容量越大越好。然而，現有的整流管還不能很好的滿足用戶實際的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種大電流高電壓整流管及設計工藝方法。

為了實現上述目的之一，本發明的一種大電流高電壓整流管的設計工藝方法，其包括如下步驟：

S1.提供待擴散的硼源、鋁源，將硼源和鋁源于單晶硅上，在1250±5℃條件下置于反應器中進行第一次擴散，第一次擴散的擴散時間為54～58h，第一次擴散過程中使結深控制在140～155μm，表面濃度控制在0.08～0.1mV；

S2.提供待擴散的磷源，利用載氣攜帶磷源送入反應器中，進行第二次擴散，第二次擴散的擴散時間為4～6h，第二次擴散過程中使結深控制在17～22μm，表面濃度控制在0.15～0.25mV；

S3.對管芯的臺面進行造型，使管芯的臺面形成雙負斜角，并在形成雙負斜角的臺面上設置保護層；

S4.將經過經過臺面造型的管芯、以及鉬片封裝于管殼蓋和管殼體之間，在管殼蓋和管殼體之間的裝配壓力下，鉬片與管芯之間實現緊密接觸。

作為本發明的進一步改進，所述硼源選自純度為99.999％的粉末狀單質硼。

作為本發明的進一步改進，所述鋁源選自純度為99.999％的鋁絲。

作為本發明的進一步改進，所述磷源選自高純三氯氧磷。

作為本發明的進一步改進，所述載氣選自高純氮氣、氧氣。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S3中的保護層包括依次設置于臺面上的：液相鈍化層、有機硅漆層、硅橡膠層。

為實現上述另一發明目的，本發明的一種根據如上所述的設計工藝方法制造的大電流高電壓整流管，其包括：管殼蓋、與所述管殼蓋相配合的管殼體，所述管殼體兩端設置有定位環，所述管殼體中設置有：陰極銀片、陽極銀片、陰極鉬片、陽極鉬片、陰極凸臺、陽極凸臺、管芯。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過本發明的設計工藝方法制造的整流管電流容量大，結構簡單，成本較低，可靠性高，單只整流管的正向平均電流可以達到8kA。

附圖說明