[實(shí)用新型]一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420506637.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN204067366U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王民安;黃富強(qiáng);項(xiàng)建輝;葉民強(qiáng);汪杏娟;王日新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽省祁門縣黃山電器有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44240
• 代理人: 楊大慶;葉綠林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及功率半導(dǎo)體器件的芯片結(jié)終端結(jié)構(gòu)，尤其涉及晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

晶閘管芯片生產(chǎn)制造工藝過程中，為形成良好的耐壓，通常采用臺(tái)面挖槽加絕緣層保護(hù)的方法實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有單槽工藝在挖槽后形成的形狀為70～90度的喇叭口結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的耐壓比較低，通常承受的峰值電壓為600～1400V，同時(shí)該結(jié)構(gòu)正反向耐壓不對(duì)稱，反向耐壓高于正向耐壓。原因是該結(jié)構(gòu)引起空間電荷區(qū)展不寬，電場(chǎng)集中，導(dǎo)致正向耐壓低，反向耐壓由于是正斜角結(jié)構(gòu)，電場(chǎng)弱，所以耐壓高。亟待解決結(jié)終端結(jié)構(gòu)的耐高壓?jiǎn)栴}。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)耐壓值低、正反向電壓嚴(yán)重不對(duì)稱的問題。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，包括長(zhǎng)基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽，所述的電壓槽成環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述的電壓槽是耐高壓、表面電場(chǎng)弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽兩側(cè)壁的上沿均設(shè)置有臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述電壓槽側(cè)壁的上沿至少設(shè)置有一級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述電壓槽側(cè)壁的上沿設(shè)置有二級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果：所述電壓槽采用臺(tái)階結(jié)構(gòu)，可以有效增大電壓槽的表面積，降低了P層表面濃度，有利于空間電荷區(qū)的展寬，達(dá)到降低表面電場(chǎng)強(qiáng)度的效果，提高了工作電壓和晶閘管芯片電參數(shù)的穩(wěn)定性、減小了正反向耐壓的差距。所述一層臺(tái)階結(jié)構(gòu)耐壓峰值可以達(dá)到1800～3000伏，所述兩層臺(tái)階結(jié)構(gòu)耐壓峰值可以達(dá)到3000～4000伏。

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。

圖2為本實(shí)用新型一級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型二級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示，包括長(zhǎng)基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻2，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽1，所述的電壓槽1成環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述的電壓槽1是耐高壓、表面電場(chǎng)弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽1的深度為過P₂N結(jié)伸入長(zhǎng)基區(qū)N20～70um。所述電壓槽1的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣層3，絕緣層上設(shè)置有玻璃鈍化層4。以設(shè)計(jì)的理論耐壓峰值為2400V的晶閘管芯片為例：

當(dāng)采用傳統(tǒng)電壓槽結(jié)構(gòu)時(shí)，耐壓峰值為1400V；當(dāng)采用一級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)時(shí)，耐壓峰值可以達(dá)到1900～2200V。具體的參數(shù)為：

當(dāng)所述電壓槽1的底部寬度為300um，內(nèi)側(cè)壁臺(tái)階11的寬度為150um，外側(cè)壁臺(tái)階12寬度為100um，所述臺(tái)階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為30um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓峰值為1900V，反向耐壓峰值為2100V。

當(dāng)所述電壓槽1的底部寬度為300um，內(nèi)側(cè)壁臺(tái)階11的寬度為400um，外側(cè)壁臺(tái)階12寬度為200um，所述臺(tái)階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為40um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓值為2200V，反向耐壓峰值為2200V。

當(dāng)所述電壓槽1的底部寬度為300um，內(nèi)側(cè)壁臺(tái)階11的寬度為600um，外側(cè)壁臺(tái)階12寬度為400um，所述臺(tái)階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為60um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓峰值為2100V，反向耐壓峰值為2200V。

實(shí)施例2：

一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，如圖1、圖3所示，包括長(zhǎng)基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻2，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽1，所述的電壓槽1成環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述的電壓槽1是耐高壓、表面電場(chǎng)弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽1的深度為過P₂N結(jié)伸入長(zhǎng)基區(qū)N20～70um。所述電壓槽1的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣層3，絕緣層3上設(shè)置有玻璃鈍化層4。以設(shè)計(jì)的理論耐壓峰值為3500V的晶閘管芯片為例：

當(dāng)采用傳統(tǒng)電壓槽結(jié)構(gòu)時(shí)，耐壓峰值最佳為1800V；當(dāng)采用一級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)時(shí)，耐壓峰值最佳為2800V，當(dāng)采用二級(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)時(shí)，具體參數(shù)為：