[發明專利]一種晶閘管芯片、晶閘管及其制作方法

在審

• 申請號: 202010675829.7
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN112071906A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王東東;操國宏;王政英;姚震洋;高軍;銀登杰;郭潤慶;劉軍
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L21/332;H01L23/373
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;陳敏

1.一種晶閘管芯片，其特征在于，包括：

位于陽極P型層之上的N型基區，且位于所述N型基區之上的P型基區；

位于所述P型基區部分區域內且上表面與所述P型基區上表面齊平的陰極N型區，其中所述陰極N型區包括陰極發射N型區和在平行于P型基區表面方向上更靠近所述芯片中心的門極N型區；

位于所述陰極發射N型區之上且顯露部分所述陰極發射N型區上表面的陰極金屬；

位于所述P型基區表面之上且同時與所述P型基區和所述門極N型區接觸的放大門極金屬，及位于所述P型基區上表面之上且不與所述門極N型區接觸的中心門極金屬；

位于未被陰極金屬、放大門極金屬和中心門極金屬覆蓋的P型基區之上指定厚度的介質薄膜層；

及所述陽極P型層之下的陽極金屬。

2.根據權利要求1所述的晶閘管芯片，其特征在于，

所述放大門極金屬和所述陰極金屬厚度相同，所述介質薄膜層厚度遠小于所述放大門極金屬和所述陰極金屬厚度。

3.根據權利要求2所述的晶閘管芯片，其特征在于，

所述介質薄膜層的指定厚度設置為20～500nm；

所述芯片總厚度設置為1.2mm；

所述放大門極金屬與所述陰極金屬厚度設置為30μm。

4.根據權利要求3所述的晶閘管芯片，其特征在于，

所述N型基區的載流子濃度設置為10¹³cm^-3；

所述陽極P型層和P型基區包括鋁元素摻雜，載流子濃度設置為10¹⁴cm^-3～10¹⁶cm^-3；

所述陰極N型區為磷元素摻雜，載流子濃度設置為10¹⁹cm^-3。

5.根據權利要求2所述的晶閘管芯片，其特征在于，

所述介質薄膜層包括DLC薄膜、氮化鋁薄膜；

所述陽極金屬、陰極金屬和門極金屬材質包括鋁。

6.一種晶閘管，其特征在于，

包括權利要求1至5中任一項的晶閘管芯片。

7.一種晶閘管芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

同步在N型襯底下表面及上表面分別形成陽極P型層和P型基區；

在所述P型基區部分區域內形成上表面與所述P型基區上表面齊平的陰極N型區，其中所述陰極N型區包括陰極發射N型區和門極N型區；

同步在所述陰極發射N型區、P型基區、門極N型區之上以及在所述陽極P型層之下形成歐姆接觸電極金屬，其中，在所述陰極發射N型區之上形成顯露部分所述陰極發射N型區上表面的陰極金屬，在所述P型基區表面之上形成同時與所述P型基區和所述門極N型區接觸的放大門極金屬，在所述P型基區上表面之上形成不與所述門極N型區接觸的中心門極金屬，在所述陽極P型層之下形成陽極金屬；

在未被陰極金屬、放大門極金屬和中心門極金屬覆蓋的P型基區上表面形成指定厚度的介質薄膜層。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，

所述沉積工藝包括化學氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝、離子束沉積工藝、過濾式真空陰極弧工藝、脈沖激光沉積工藝、磁控濺射工藝，其中所述化學氣相沉積工藝包括PECVD工藝；

所述放大門極金屬和所述陰極金屬厚度相同，所述介質薄膜層厚度遠小于所述放大門極金屬和所述陰極金屬厚度，所述介質薄膜層包括DLC薄膜、氮化鋁薄膜。