CN1599043A - 高压晶闸管的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶闸管的生产工艺，具体为一种高压晶闸管的生产工艺。包含在N型半导体表面进行杂质扩散，以形成P型层，第一次先在N型硅片上进行扩铝，扩散后铝的表面毫伏数30－40mV，结深110～120um；然后，再在两面进行第二次扩散硼，扩硼后达到如下参数：硼的表面毫伏数4－6mV，扩硼后的总结深120～130um。通过该工艺相对降低了PN结的前沿浓度，使PN结在施加电压时，空间电荷区在P型区的展宽加宽，最终降低了PN结的内部电场强度、表面电场强度，从而使晶闸管的断态重复峰值电压提高，达到提高电压的目的。该生产工艺制造的晶闸管断态重复峰值电压很容易达到5000V以上，并且通态峰值电压低。

Description

高压晶闸管的生产工艺
技术领域
本发明涉及晶闸管的生产工艺，具体为一种高压晶闸管的生产工艺。
背景技术
晶闸管是一个具有三个PN结的PNPN四层三端器件(如图1所示)。A是晶闸管的阳极，K是晶闸管的阴极，G是晶闸管的控制极。现有的晶闸管生产工艺是在N型硅片上，从两侧一次性扩散硼铝或镓铝，形成P1区和P2区，然后在P2区一侧氧化、光刻得到所要求的SiO2层掩膜，而另一侧全部由SiO2层保护，其后，再在高温下进行高浓度的N2区扩散，从而构成P1-N1-P2-N2四层结构。现有的生产工艺由于是一次性进行扩散硼铝或镓铝，考虑到通态峰值电压的因素，硼和镓的浓度不能很低，这样形成的PN结前沿浓度相对较高，在施加电压时PN结电场强度较大，使晶闸管的断态重复峰值电压难以做的很高。以现有工艺生产的晶闸管断态重复峰值电压很难达到4200以上，且在4200V时等级合格率很低，可以说4200V是现有工艺生产的晶闸管的最高电压。
发明内容
本发明解决现有工艺生产的晶闸管电压(断态重复峰值电压)相对低且不易增高的问题，提供一种高压晶闸管的生产工艺。
本发明是采用如下技术方案实现的：高压晶闸管的生产工艺，包含N型半导体表面杂质扩散，以形成P型层，第一次先在N型硅片上进行扩铝，由于铝的固溶度较低，扩散时在表面杂质总量相对较少，则进入硅片内的杂质也就相对较少，这样在两侧形成分布比较平缓的P型层，扩散后铝的表面毫伏数30-40mV(1mA下测试，以下相同)，结深110～120um；然后，再在两面进行第二次扩散硼，而硼的固溶度较高，扩散时在表面杂质总量相对较高，则进入硅片内的杂质就相对较多，在两侧形成分布较陡的P+区，扩硼后达到如下参数：硼的表面毫伏数4-6mV，扩硼后的总结深120～130um。本发明所述生产工艺的特点是降低了PN结的前沿浓度，在施加电压时，空间电荷区在P型区的展宽加宽，最终降低了PN结的内部电场强度、表面电场强度，从而使晶闸管的断态重复峰值电压提高，达到提高电压的目的。另外，利用本发明所述的生产工艺也有利于降低晶闸管的通态峰值电压。
以本发明所述生产工艺制造的晶闸管断态重复峰值电压很容易达到5000V以上，并且通态峰值电压低。目前国内对高压晶闸管(5000V以上)市场需求量大，本发明所述工艺可带来可观的经济效益。
附图说明
图1为晶闸管结构示意图；
具体实施方式
高压晶闸管的生产工艺，包含在N型半导体表面进行杂质扩散，以形成P型层，第一次先在N型硅片上进行扩铝，扩散后铝的表面毫伏数30mV(或35mV、40mV)，结深110um(或115um、120um)；然后，再在两面进行第二次扩散硼，扩硼后达到如下参数：硼的表面毫伏数4mV(或5mV、6mV)，扩硼后的总结深120um(或125um、130um)。
以该工艺生产的晶闸管的断态重复峰值电压最高能够达到6500V。
所述的扩散铝或扩散硼的工艺是公知的，按照公知的扩散工艺即可完成第一、第二次扩散。

Claims (1)

1、一种高压晶闸管的生产工艺，包含在N型半导体表面进行杂质扩散，以形成P型层，其特征为：第一次先在N型硅片上进行扩铝，扩散后铝的表面毫伏数30-40mV，结深110～120um；然后，再在两面进行第二次扩散硼，扩硼后达到如下参数：硼的表面毫伏数4-6mV，扩硼后的总结深120～130um。
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