CN203659873U - 一种提高正向耐压的可控硅台面结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种提高正向耐压的可控硅台面结构,包括阴极区、短基区、长基区、台面槽和硼穿通扩散区,所述硼穿通扩散区设于长基区的四周,每个硼穿通扩散区上开有穿通环,所述台面槽内填充有玻璃粉,台面槽的台面结构形成正角。此种正角台面结构,使得正向耐压大大提高,且形成的正角角度可根据需求调整,大大提高了可控硅的耐压水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体器件,尤其涉及一种提高正向耐压的可控硅台面结构。
背景技术
在可控硅的生产制造工艺过程中,为形成良好的耐压,通常采用台面挖槽加玻璃钝化的方法来实现。在台面槽与扩散区的匹配上有正角和负角之分,正角结构可使得承压时扩散区的势垒区加长,耐压水平得到明显提高,而负角结构势垒区较短,耐压偏低。如图1所示,但由于通常挖槽的硅腐蚀形成槽型固定(抛物线型),使得常规可控硅结构中台面结构均形成负角,正向耐压较低。部分可控硅为形成正角均采用特殊的复杂工艺,成本高,一致性差,成品率低,且仅适用于大电流可控硅(100A以上),对小可控硅无法实施。
实用新型内容
本实用新型提供一种提高正向耐压的可控硅台面结构。通过特殊腐蚀液腐蚀槽面,实现了台面槽和扩散区的正角结构。
一种提高正向耐压的可控硅台面结构,包括阴极区、短基区、长基区、台面槽和硼穿通扩散区,所述硼穿通扩散区设于长基区的四周,每个硼穿通扩散区上开有穿通环,所述台面槽内填充有玻璃粉,所述台面槽的台面结构形成正角。
所述台面槽的台面结构形成的正角α,75°≤α<90°。
本实用新型的有益效果:此种正角台面结构,使得正向耐压大大提高,且形成的正角角度可根据需求调整,大大提高了可控硅的耐压水平。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本实用新型结构示意图。
其中:1、穿通环,2、短基区,3、阴极区,4、玻璃粉,5、台面槽,6、长基区,7、硼穿通扩散区。
具体实施方式
如图2所示,本实用新型的一种提高正向耐压的可控硅台面结构,包括阴极区、短基区、长基区、台面槽和硼穿通扩散区,所述硼穿通扩散区设于长基区的四周,每个硼穿通扩散区上开有穿通环,所述台面槽内填充有玻璃粉,所述台面槽的台面结构形成正角。
台面槽的台面结构形成的正角α,75°≤α<90°。台面槽的槽型为上窄下宽,这种槽型不同于普通的抛物线型,后者使得常规可控硅结构中台面结构均形成负角,正向耐压较低。
一种提高正向耐压的可控硅台面结构的制造工艺的具体步骤如下:
一、双面抛光片
N型硅单晶片电阻率30-42Ω·cm,双面抛光后厚度220-230μm;
二、氧化
生长氧化层氧化,条件:T= 1150℃,t=1h干氧+7h湿氧+2 h干氧,要求:氧化层厚度1.5μm;
三、光刻穿通
采用双面光刻机,正常穿通光刻版将N型硅单晶片正背面图形对称曝光,光刻出的环窗口;
四、进行穿通扩散
条件:T= 1260-1275℃,t=150-200h,
要求:结深Xj=120-140μm;
五、短基区扩散
1、预淀积
条件:T=950-970℃,t= 1 h,R□=38-40Ω/□;
2、再分布
条件:T=1240-1250℃ ,t= 24-35 h;
要求:结深Xj=33-38μm;
六、光刻阴极区
使用阴极版进行光刻
七、阴极扩散
用磷源进行扩散,
1、磷预淀积
条件:T=1140±20℃ , t= 2小时
2、磷再分布
条件:T= T , t= 1.5+X小时(先做小样,T、X视小样情况而定);
八、光刻台面槽
光刻版采用槽板;
九、化学腐蚀台面槽
化学腐蚀液在-15+3℃时,腐蚀槽深为60-70μm,化学腐蚀液按摩尔比为冰乙酸:氢氟酸:硝酸:硫酸=0.9-1.1:2:2:2;
十、玻璃钝化
采用 GP370玻璃粉刮涂,在扩散炉730±20℃温度下烧结,形成玻璃钝化层;
十一、光刻引线孔
采用引线孔板进行光刻;
十二、正面蒸铝
采用电子束蒸发台进行蒸铝,要求:铝层厚度3.5-4μm
十三、铝反刻
采用铝反刻版进行光刻;
十四、铝合金
条件:T=470±20℃,t=30分钟;
十五、背面喷砂
要求:用W20金刚砂喷出新鲜的硅表面;
十六、背面金属化
使用高真空电子束蒸发蒸发Ti -Ni -Ag三层金属(对应厚度:Ti :600-1000Å,Ni :3000-6000Å,Ag:6000-18000Å);
十七、芯片测试
采用JUNO DTS1000分立器件测试系统测试各参数;
十八、划片
将硅片划透,蓝膜划切越1/3厚度 ;
十九、芯片包装
此种正角台面结构,使用一种特殊的硅腐蚀液,即化学腐蚀液按摩尔比为冰乙酸:氢氟酸:硝酸:硫酸=0.9-1.1:2:2:2,使得槽型改变,合适的槽型使得可控硅台面结构形成正角,正向耐压大大提高;且工艺简单,仅更换一种硅腐蚀液,工艺稳定、一致性高,且形成的正角角度可根据需求调整,大大提高了可控硅的耐压水平。
Claims (2)
1.一种提高正向耐压的可控硅台面结构,包括阴极区、短基区、长基区、台面槽和硼穿通扩散区,所述硼穿通扩散区设于长基区的四周,每个硼穿通扩散区上开有穿通环,所述台面槽内填充有玻璃粉,其特征在于:所述台面槽的台面结构形成正角。
2.根据权利要求1所述的一种提高正向耐压的可控硅台面结构,其特征在于:所述台面槽的台面结构形成的正角α,75°≤α<90°。
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