電火工品用半導體橋換能晶片的製作方法

2023-05-20 14:40:41

專利名稱:電火工品用半導體橋換能晶片的製作方法
技術領域：
本發明屬於電火工品領域，特別是一種電火工品用半導體橋換能晶片。
背景技術：
半導體橋(SCB)火工品，是指採用半導體晶片作為電火工品的發火換能元件，在輸入電能的作用下半導體橋迅速氣化形成高溫等離子體，引發火工藥劑。
SCB晶片是利用微電子技術，在半導體基材中進行重摻雜形成導電層，可根據輸入電能大小設計橋的形狀和質量，相對應獲得不同輸出能量的半導體發火橋。
典型的半導體橋晶片的橋區形狀為矩形和帶有尖角，如中國專利CN201262533《半 導體橋電阻橋電極塞》公開的半導體橋晶片的橋區圖形上設置有尖角，如圖I所示，這種尖角有利於降低發火能量，而南京理工大學郭曉榮，朱順官，張琳，等人在《半導體橋靜電作用前後點火特性》的文獻中報導當靜電達到一定能量，靜電放電(ESD)產生的電火花會造成半導體橋火工品的早爆或性能變化從而對火工品產生危害，從文獻的試驗數據中明確表明靜電放電(ESD)造成半導體橋損傷，最先受到靜電損傷存在於橋的兩個尖角區域；李黎明，尹國福，姚洪志等人在《微型半導體橋電容抗靜電加固技術研究》的文獻中也指出半導體橋靜電作用後的顯微鏡照片也同樣證明靜電作用後最先受到損傷的為橋的尖角區域，在靜電的作用下橋區的兩個尖角區域呈現對稱性的燒蝕圖像如圖I這是由於尖角處易形成靜電尖端放電，半導體橋圖形兩端的尖角雖然有利於降低發火臨界能量，但兩端尖角又極易遭受靜電危害，導致靜電不安全的問題。
為了解決電火工品腳一腳之間的靜電安全，目前通常的做法在火工品的兩個電極之間並聯具有靜電洩放功能的電子元件作為防靜電放電的保護裝置，國外利用二極體具有箝位電壓的特性，把齊納二極體或者雙極性二極體集成到橋區對SCB晶片進行改進，在2001年的JOURNAL OF PROPULSION AND POWER中提到一種用兩個肖特基二極體背靠背連接，直接集成到半導體橋火工品的橋區內的方法解決靜電的危害問題。但這些方法需要增加器件，帶來工藝複雜，成本增加，可靠性難度增大等問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能有效的降低半導體橋發火臨界能量，同時又能增強耐靜電強度，且工藝簡單成本較低的電火工品用半導體橋換能晶片。
實現本發明目的的技術解決方案為
一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階、電極和絕緣層多晶矽橋臺階與電流方向垂直方向的兩端為內凹的圓弧形。
本發明與現有技術相比，其顯著優點
本發明因為只需要在將半導體橋的橋區兩端設計為圓弧形狀橋區，使其在電磁場的環境中場強密度均勻，不易出現場強在局部集中密度增強的問題，同時兩端圓弧形狀的橋區還保留了火工品的發火臨界能量低的需求，結構特別簡單不需要增加成本；容易同步實現發火臨界能量低發火可靠性的需求和提高抗靜電強度的要求；
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。


圖I為現有的半導體橋換能晶片的結構不意圖。
圖2為本發明半導體橋換能晶片的結構示意圖。
圖3為本發明半導體橋換能晶片的優選實施例。
具體實施方式
本發明一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階I、電極4和絕緣層3，多晶矽橋臺階I與電流方向垂直方向的兩端為圓弧形。
所述的多晶矽橋臺階I與電流方向垂直的兩端和多晶矽橋臺階I與電流方向平行的兩邊採用圓弧形過渡。
所述的電極4採用鈦-氮化矽-鋁矽銅、鈦-鎢氮-金、鈦-鈷-金或鈦-鉬-金的結構。
設計思想現有的半導體橋換能晶片的橋區圖形上設置有尖角，這種尖角有利於降低發火能量，但是當靜電達到一定能量，靜電放電(ESD)產生的電火花會造成半導體橋火工品的早爆或性能變化從而對火工品產生危害，最先受到靜電損傷存在於橋的兩個尖角區域，如圖I所示，半導體橋換能晶片的橋區即多晶矽橋臺階I的尖角區域呈現對稱性的扇形燒灼區域2，這是由於尖角處易形成靜電尖端放電，半導體橋圖形兩端的尖角雖然有利於降低發火臨界能量，但兩端尖角又極易遭受靜電危害，導致靜電不安全，所以為了既降低發火能量，又能增強耐靜電強度，本發明將多晶矽橋臺階I兩端的尖角改變為內凹的圓弧形，這樣既降低了發火能量，又增強了耐靜電強度；另外，為了防止多晶矽橋臺階I兩端的圓弧形與多晶矽橋臺階I的長邊過渡時出現尖角，可以進一步將過渡的區域設計成圓弧形。
實施例I :如圖2所示，一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階I、電極4和絕緣層3，多晶矽橋臺階I與電流方向垂直方向的兩端為圓弧形；所述的電極4採用鈦-氮化矽-鋁矽銅的結構。
實施例2 :如圖3所示，一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階I、電極4和絕緣層3，多晶矽橋臺階I與電流方向垂直方向的兩端為圓弧形，且多晶矽橋臺階I與電流方向垂直的兩端和多晶矽橋臺階I與電流方向平行的兩邊採用圓弧形過渡，所述的的電極4採用鈦-鎢氮-金的結構。
實施例3 :—種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階I、電極4和絕緣層3，多晶矽橋臺階I與電流方向垂直方向的兩端為圓弧形，且多晶矽橋臺階I與電流方向垂直的兩端和多晶矽橋臺階I與電流方向平行的兩邊採用圓弧形過渡，所述的的電極4採用鈦-鈷-金的結構。
實施例4 :一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階I、電極4和絕緣層3，多晶矽橋臺階I與電流方向垂直方向的兩端為圓弧形；所述的電極4採用鈦-鉬-金的結構。
權利要求
1.一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階(I)、電極(4)和絕緣層(3)，其特徵在於多晶矽橋臺階(I)與電流方向垂直方向的兩端為內凹的圓弧形。
2.根據權利要求
I所述的一種電火工品用半導體橋換能晶片，其特徵在於所述的多晶矽橋臺階(I)與電流方向垂直的兩端和多晶矽橋臺階(I)與電流方向平行的兩邊採用圓弧形過渡。
3.根據權利要求
I或2所述的一種電火工品用半導體橋換能晶片，其特徵在於所述的電極(4)採用鈦-氮化矽-鋁矽銅、鈦-鎢氮-金、鈦-鈷-金或鈦-鉬-金的結構。
專利摘要
本發明公開了一種電火工品用半導體橋換能晶片，包括多晶矽橋臺階、電極和絕緣層多晶矽橋臺階與電流方向垂直方向的兩端為內凹的圓弧形，本發明因為只需要在將半導體橋的橋區兩端設計為圓弧形狀橋區，使其在電磁場的環境中場強密度均勻，不易出現場強在局部集中密度增強的問題，同時兩端圓弧形狀的橋區還保留了火工品的發火臨界能量低的需求，結構特別簡單不需要增加成本；容易同步實現發火臨界能量低發火可靠性的需求和提高抗靜電強度的要求。
文檔編號F42B3/13GKCN102944138SQ201210473888
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月21日
發明者秦志春, 田桂蓉, 葉家海, 朱順官, 張琳, 徐振相 申請人:南京理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan