[實(shí)用新型]一種高壓整流管芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621197366.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN206451695U
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊寧;劉鵬;張橋;楚奇;李嫻;劉小莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北臺(tái)基半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/31
• 分類號(hào): H01L23/31
• 代理公司: 襄陽(yáng)嘉琛知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所42217
• 代理人: 嚴(yán)崇姚

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓整流管芯片。

背景技術(shù)

當(dāng)前功率半導(dǎo)體器件正在向著大電流、高電壓、高功率轉(zhuǎn)化率的方向發(fā)展，且對(duì)產(chǎn)品參數(shù)的一致性有更高的要求。

傳統(tǒng)的整流管芯片采用焊接方式，將硅晶片通過(guò)鋁箔燒結(jié)焊在鉬片上，但隨著整流管芯片直徑越來(lái)越大、電壓越來(lái)越高，焊接質(zhì)量難以保證，產(chǎn)品可靠性無(wú)法保證；限制產(chǎn)品向大直徑、高電壓發(fā)展。

功率半導(dǎo)體器件的主要工藝在于PN結(jié)的制作，對(duì)大功率高耐壓的器件，一般選用在N型硅襯底上進(jìn)行鋁鎵或鋁硼兩種雜質(zhì)不同濃度梯度摻雜的方式形成PN結(jié)。對(duì)于整流管PN結(jié)的制作，大多采用涂源擴(kuò)散直接形成PN結(jié)，同時(shí)形成N⁺、P⁺高濃度層；而先采用鋁預(yù)沉積雙面擴(kuò)散制作PN結(jié)工藝，則需要考慮對(duì)稱擴(kuò)散后去除一面P型層，一般采用單面研磨的方法，但對(duì)高壓整流管，由于擴(kuò)散結(jié)深較深，直接單面研磨時(shí)間長(zhǎng)，厚度偏差大，平行度差。

在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，利用上述方法進(jìn)行更高電壓的整流管器件制造，芯片壓降大、電壓達(dá)標(biāo)率低，不能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供了一種高壓整流管芯片結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)整流管芯片結(jié)構(gòu)，芯片壓降大，電壓不易提高，且電壓高檔率不高的問(wèn)題，有利于產(chǎn)品向大直徑、高電壓發(fā)展。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種高壓整流管芯片，其特征在于：包括結(jié)構(gòu)為P⁺PNN⁺的高壓整流管芯片晶片；晶片雙面有蒸發(fā)形成的鋁層；晶片的邊緣側(cè)面為由磨角造型、臺(tái)面腐蝕形成的臺(tái)面；晶片的上、下邊緣及臺(tái)面處設(shè)有環(huán)形圓柱形保護(hù)膠；晶片的直徑為38~150mm。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的晶片常用直徑為80~150mm。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案還可以是：一種高壓整流管芯片，其特征在于：包括結(jié)構(gòu)為P⁺PNN⁺的高壓整流管芯片晶片；晶片的一面有蒸發(fā)形成的鋁層，另一面有通過(guò)鋁箔高溫?zé)Y(jié)連接的鉬片；晶片的邊緣側(cè)面為由磨角造型、臺(tái)面旋轉(zhuǎn)腐蝕形成的臺(tái)面；晶片的臺(tái)面處設(shè)有環(huán)形圓柱形保護(hù)膠；晶片的直徑為30~100mm。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的晶片的常用直徑為30~77mm。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的晶片的N區(qū)為N型硅單晶材質(zhì)的N型層，P區(qū)為鋁摻雜擴(kuò)散所形成的P型層，N⁺區(qū)為磷擴(kuò)散所形成的N⁺ 型層，P⁺區(qū)為涂B源擴(kuò)散及推進(jìn)所形成的P⁺型層。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的N型層電阻率為 250~450Ω.cm ，厚度為600 ~1100 μm；P型層濃度方塊電阻為30 ~300Ω/□，結(jié)深為80~150μm；P⁺型層濃度方塊電阻為0.2~ 8Ω/□，結(jié)深為20~50μm；N⁺型層濃度方塊電阻為0.1~ 3Ω/□，結(jié)深為10~30μm。

本實(shí)用新型高壓整流管芯片特點(diǎn)是：降低了PN結(jié)的前沿濃度，使PN結(jié)承受電壓時(shí)，空間電荷區(qū)展寬加寬，降低了體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度和表面電場(chǎng)強(qiáng)度，從而使整流管芯片反向重復(fù)峰值電壓提高，有利于芯片向更高電壓發(fā)展。

本實(shí)用新型高壓整流管芯片反向重復(fù)峰值電壓可達(dá)6000V以上，芯片通態(tài)壓降小，滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)和客戶要求。

本實(shí)用新型主要用于高壓整流管芯片。

附圖說(shuō)明

為了更清楚說(shuō)明本實(shí)用新型或現(xiàn)有技術(shù)方案，下面對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹。顯然，下面描述的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為高壓整流管壓接芯片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為高壓整流管焊接芯片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為高壓整流管晶片微觀縱向P⁺PNN⁺結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-晶片； 2-鋁層； 3-保護(hù)膠； 4-鋁箔； 5-鉬片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。