大功率晶閘管方形晶片的製作方法

2023-05-26 20:35:11

專利名稱：大功率晶閘管方形晶片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及晶閘管技術領域，尤其涉及一種大功率晶閘管方形晶片。
背景技術：
現有的大功率晶閘管方形晶片，其結構包括N型NTD矽單晶片構成的晶片長基區，長基區一側面的短基區，另一側面的陽極區，短基區外側面設置的陰極發射區，陰極發射區上方的由鎳和銀組成的金屬層，貫穿短基區、長基區和陽極區的隔離牆，短基區、長基區和陽極區中的臺面，短基區外側面的氧化層，陽極區外側面的金屬層構成，這種晶片加工工序多，工藝複雜困難，成品率低，後封裝工序過程也複雜，需在背面粘接鉬片後才能與管座燒結封裝，因而生產成本也較高。

發明內容
本實用新型的目的針對現有大功率晶閘管方形晶片，因其結構因素而形成的工藝複雜、製作困難、成品率低，生產成本高等種種不足，提供一種有利於簡化生產工藝、提高產品的成品率、降低生產成本和有效提高相關電參數的大功率晶閘管方形晶片。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種大功率晶閘管方形晶片，包括N型NTD矽單晶片構成的長基區，長基區一側面的短基區，另一側面的陽極區，短基區外側面設置的陰極發射區和氧化層，短基區至長基區的臺面，貫穿短基區、長基區和陽極區的隔離牆，陽極區外側面的金屬層，其特徵是陰極發射區的周圍設置有短路環，陰級發射區的短路點呈正三角形分布，短基區的一角處設置三角形的邊緣門極區，陰極發射區外側面的金屬層、陽極區外側面的金屬層及邊緣門極區由不少於三層的不同金屬層結合組成。
本實用新型通過設置邊緣門極區、在陰極區的周圍設置短路環及將陰極區的短路點呈正三角形分布等技術措施，提高了器件的開通擴展速度，提高了高溫特性和dv/dt特性，正向壓降小，工藝簡單，產品合格率高，由於單臺面結構，易於焊接，本實用新型生產效率高，適合20A-150A晶閘管的規模化生產。


附圖1為本實用新型主視結構示意圖；附圖2為本實用新型圖1A-A向放大的結構示意圖；附圖中1門極區，2陰極短路環，3臺面玻璃槽，4隔離牆，5陰極短路點，6正面金屬層，7陰極發射區，8短基區，9長基區，10陰極區，11氧化層，12背面金屬層。
具體實施方式
本實用新型原始矽片為NTD矽單晶，是對現有晶閘管方形晶片結構的改進，適合於20-150A大功率晶閘管的規模化生產，其結構包括長基區9、長基區9一側的短基區8、另一側的陽極區10，貫穿短基區8，長基區9，陽極區10的隔離牆4，陽極區10外側面的金屬層12，短基區8上的陰極發射區7，通過相關工藝還實施以下結構的改變，在陰極發射區10的周圍設置短路環2，短路環2的寬度為100μm，在短基區的一角處設置邊緣門極區1；陰極發射區10內的陰極短路點5呈正三角形分布，短路點直徑為40μm，門極區1長邊與相鄰的第一排的陰極短路點5平行，第一排與後面的各排均相互平行；陰級發射區7的外側面自裡向外依次設置由鋁、鉻、鎳和銀層結合組成的金屬層6，邊緣門極區自裡向外依次設置由鋁、鉻、鎳和銀層結合組成的金屬層，各層金屬的厚度依次控制在2.0、0.3、0.1、0.6μm；陽極區的外側面的金屬層10自裡向外依次設置由鉻、鎳、銀層結合組成金屬層。
權利要求1.一種大功率晶閘管方形晶片，包括N型NTD矽單晶片構成的長基區，長基區一側面的短基區，另一側面的陽極區，短基區外側面設置的陰極發射區和氧化層，短基區至長基區的臺面，貫穿短基區、長基區和陽極區的隔離牆，陽極區外側面的金屬層，其特徵是陰極發射區的周圍設置有短路環，陰極發射區的短路點呈正三角形分布，短基區的一角處設置三角形的邊緣門極區，陰極發射區外側面的金屬層、陽極區外側面的金屬層及邊緣門極區由不少於三層的不同金屬層結合組成。
2.根據權利要求1所述的大功率晶閘管方形晶片，其特徵是邊緣門極區長邊相鄰的第一排陰極短路點與長邊平行，第一排與以後各排陰極短路點均相互平行。
3.根據權利要求1所述的大功率晶閘管方形晶片，其特徵是陰極發射區外側面的金屬層及邊緣門極區自裡向外可依次由鋁、鉻、鎳和銀層結合組成。
4.根據權利要求1所述的大功率晶閘管方形晶片，其特徵是陽極區外側面的金屬層自裡向外可依次由鉻、鎳、銀層結合組成。
專利摘要本實用新型涉及晶閘管技術領域的一種大功率晶閘管方形晶片，是對現有晶閘管方形晶片結構的改進，其主要特點是在陰極發射區的周圍設置短路環，在短基區的一角處設置邊緣門極區，將陰極短路點呈正三角形分布，其第一排與相鄰的門極區的長邊平行，陰極發射區和陽極區的外側面及邊緣門極區均設置有多層金屬組成的金屬層，本實用新型提高了器件的開通擴展速度，提高了高溫特性和dv/dt特性，正向壓降小，工藝簡單，適合20－150A晶閘管的規模化生產。
文檔編號H01L29/66GK2742581SQ20042006224
公開日2005年11月23日 申請日期2004年6月23日 優先權日2004年6月23日
發明者徐愛民, 朱法揚, 張海燕 申請人:揚州晶來電子有限公司