CN102820333A - 台面型反向阻断二极晶闸管芯片 - Google Patents

台面型反向阻断二极晶闸管芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种台面型反向阻断二极晶闸管芯片。包括P1阳极发射区、N1长基区、P2短基区及N2阴极发射区，在N1长基区一侧设有P1阳极发射区并形成第一PN结，在N1长基区另一侧设有P2短基区并形成第二PN结，在P2短基区上还设有N2阴极发射区并形成第三PN结，第一PN结和第二PN结之间的距离为100～180微米，第二PN结和第三PN结之间的距离为3～20微米。本发明正向可实现开关状态转化，反向呈现阻断状态，具有触发电流小、开关速度快、维持电流小、制造工艺简单，可应用于单向高压触发电路等特点。

Description

台面型反向阻断二极晶闸管芯片
技术领域
本发明涉及一种功率半导体器件，尤其与二极晶闸管芯片有关。
背景技术
双向二极晶闸管是市场上普遍存在的一种两端半导体开关元件，具有四结五层结构，能够在很短的时间内实现开关状态的转换，在第一和第三象限具有对称的电特性，常用于高压钠蒸汽灯、点火系统、脉冲发生器等电路中。双向二极晶闸管因其双向对称特性，在每面均设有短路点，若在只需要单向触发的电路中使用，短路点的存在使得该器件存在开关速度慢、触发电流大等不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、易于制造、触发电流小、开关速度快、维持电流小、正向具有开关状态快速转换功能、反向呈现阻断状态的台面型反向阻断二极晶闸管芯片。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：台面型反向阻断二极晶闸管芯片，包括P1阳极发射区、N1长基区、P2短基区及N2阴极发射区， 在N1长基区一侧设有P1阳极发射区，N1长基区与P1阳极发射区之间形成第一PN结，在N1长基区另一侧设有P2短基区，N1长基区与P2短基区之间形成第二PN结，在P2短基区上还设有N2阴极发射区，P2短基区与N2阴极发射区之间形成第三PN结，第一PN结和第二PN结之间的距离为100～180微米，第二PN结和第三PN结之间的距离为3～20微米，在N1长基区上方开设有第一凸台，第二PN结和第三PN结同时暴露在第一凸台的两个上侧壁上，在N1长基区下方开设有第二凸台，第一PN结暴露在第二凸台的两个下侧壁上，在第一凸台的上侧壁和第二凸台的下侧壁上均设有钝化层，在P1阳极发射区和N2阴极发射区表面设有金属层。
所述的台面型反向阻断二极晶闸管芯片，其P1阳极发射区、P2短基区和N2阴极发射区均为扩散形成，第一PN结、第二PN结和第三PN结均为平面结。
本发明由于采用了上述技术方案，与现有器件和技术相比具有以下优点：（一）是芯片采用PNPN四层台面结构，设计简单，正向可实现开关状态转换，反向呈现阻断状态，正反向可满足不同的特性需求，正向具有触发电流小、开关速度快、维持电流小的特点；（二）是阳极发射区、短基区、和阴极发射区均采用扩散方式形成，所形成的三个PN结均为平面结，其制造成本较低；（三）是反向阻断二极晶闸管芯片具有可在需要单向开关控制的触发电路中替代双向二极晶闸管芯片应用。 
附图说明
图1是现有双向二极晶闸管特性曲线示意图。
图2是本发明台面型反向阻断二极晶闸管芯片特性曲线示意图。
图3是现有双向二极晶闸管芯片结构示意图。
图4是本发明台面型反向阻断二极晶闸管芯片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细的描述。
实施例1：如图4所示，台面型反向阻断二极晶闸管芯片，包括P1阳极发射区5、N1长基区1、P2短基区4及N2阴极发射区7， 在N1长基区1一侧设有P1阳极发射区5，N1长基区1与P1阳极发射区5之间形成第一PN结2，在N1长基区1另一侧设有P2短基区4，N1长基区1与P2短基区4之间形成第二PN结3，在P2短基区4上还设有N2阴极发射区7，P2短基区4与N2阴极发射区7之间形成第三PN结6，第一PN结2和第二PN结3之间的距离12为150微米，第二PN结3和第三PN结6之间的距离11为10微米，在N1长基区1上方开设有第一凸台8，第二PN结3和第三PN结6同时暴露在第一凸台8的两个上侧壁14上，在N1长基区1下方开设有第二凸台13，第一PN结2暴露在第二凸台13的两个下侧壁15上，在第一凸台8的上侧壁14和第二凸台13的下侧壁15上均设有钝化层9，在P1阳极发射区5和N2阴极发射区7表面设有金属层10，金属层10为镍层，P1阳极发射区5、P2短基区4和N2阴极发射区7均为扩散形成，第一PN结2、第二PN结3和第三PN结6均为平面结。
实施例2：第一PN结2和第二PN结3之间的距离12为170微米，第二PN结3和第三PN结6之间的距离11为5微米，其余同实施例1。

Claims (2)

1. 一种台面型反向阻断二极晶闸管芯片，其特征在于：它包括P1阳极发射区（5）、N1长基区（1）、P2短基区（4）及N2阴极发射区（7）， 在N1长基区（1）一侧设有P1阳极发射区（5），N1长基区（1）与P1阳极发射区（5）之间形成第一PN结（2），在N1长基区（1）另一侧设有P2短基区（4），N1长基区（1）与P2短基区（4）之间形成第二PN结（3），在P2短基区（4）上还设有N2阴极发射区（7），P2短基区（4）与N2阴极发射区（7）之间形成第三PN结（6），第一PN结（2）和第二PN结（3）之间的距离（12）为100～180微米，第二PN结（3）和第三PN结（6）之间的距离（11）为3～20微米，在N1长基区（1）上方开设有第一凸台（8），第二PN结（3）和第三PN结（6）同时暴露在第一凸台（8）的两个上侧壁（14）上，在N1长基区（1）下方开设有第二凸台（13），第一PN结（2）暴露在第二凸台（13）的两个下侧壁（15）上，在第一凸台（8）的上侧壁（14）和第二凸台（13）的下侧壁（15）上均设有钝化层（9），在P1阳极发射区（5）和N2阴极发射区（7）表面设有金属层（10）。
2.根据权利要求1所述的台面型反向阻断二极晶闸管芯片，其特征在于：P1阳极发射区（5）、P2短基区（4）和N2阴极发射区（7）均为扩散形成，第一PN结（2）、第二PN结（3）和第三PN结（6）均为平面结。
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