一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有晶閘管單面挖槽中芯片正向耐壓值低，漏電流大的問題。晶閘管單面挖槽中的電壓槽的兩內(nèi)壁對稱設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)。該電壓槽設(shè)置有兩級臺階結(jié)構(gòu)或三級臺階結(jié)構(gòu)且其高度過P2N結(jié)伸入N區(qū)20～70um。本實用新型適用于所有臺面結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)領(lǐng)域。
【專利說明】—種晶鬧管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及功率半導(dǎo)體器件的芯片結(jié)終端結(jié)構(gòu)，尤其涉及晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]晶閘管芯片生產(chǎn)制造工藝過程中，為形成良好的耐壓，通常采用臺面挖槽加絕緣層保護(hù)的方法實現(xiàn)?，F(xiàn)有單槽工藝在挖槽后形成的形狀為70?90度的喇叭口結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的耐壓比較低，通常承受的峰值電壓為600?1400V，同時該結(jié)構(gòu)正反向耐壓不對稱，反向耐壓高于正向耐壓。原因是該結(jié)構(gòu)引起空間電荷區(qū)展不寬，電場集中，導(dǎo)致正向耐壓低，反向耐壓由于是正斜角結(jié)構(gòu)，電場弱，所以耐壓高。亟待解決結(jié)終端結(jié)構(gòu)的耐高壓問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)耐壓值低、正反向電壓嚴(yán)重不對稱的問題。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，包括長基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽，所述的電壓槽成環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述的電壓槽是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽兩側(cè)壁的上沿均設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)。
[0005]進(jìn)一步的，所述電壓槽側(cè)壁的上沿至少設(shè)置有一級臺階結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選的，所述電壓槽側(cè)壁的上沿設(shè)置有二級臺階結(jié)構(gòu)。
[0007]本實用新型的有益效果:所述電壓槽采用臺階結(jié)構(gòu)，可以有效增大電壓槽的表面積，降低了 P層表面濃度，有利于空間電荷區(qū)的展寬，達(dá)到降低表面電場強(qiáng)度的效果，提高了工作電壓和晶閘管芯片電參數(shù)的穩(wěn)定性、減小了正反向耐壓的差距。所述一層臺階結(jié)構(gòu)耐壓峰值可以達(dá)到1800?3000伏，所述兩層臺階結(jié)構(gòu)耐壓峰值可以達(dá)到3000?4000伏。
[0008]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的俯視圖。
[0010]圖2為本實用新型一級臺階結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
[0011]圖3為本實用新型二級臺階結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

【具體實施方式】
[0012]實施例1: 一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示，包括長基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻2，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽I，所述的電壓槽I成環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述的電壓槽I是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽I的深度為過P2N結(jié)伸入長基區(qū)N20?70um。所述電壓槽I的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣層3，絕緣層上設(shè)置有玻璃鈍化層4。以設(shè)計的理論耐壓峰值為2400V的晶閘管芯片為例:
[0013]當(dāng)采用傳統(tǒng)電壓槽結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值為1400V;當(dāng)采用一級臺階結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值可以達(dá)到1900?2200V。具體的參數(shù)為:
[0014]當(dāng)所述電壓槽I的底部寬度為300um，內(nèi)側(cè)壁臺階11的寬度為150um，外側(cè)壁臺階12寬度為lOOum，所述臺階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為30um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓峰值為1900V，反向耐壓峰值為2100V。
[0015]當(dāng)所述電壓槽I的底部寬度為300um，內(nèi)側(cè)壁臺階11的寬度為400um，外側(cè)壁臺階12寬度為200um，所述臺階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為40um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓值為2200V，反向耐壓峰值為2200V。
[0016]當(dāng)所述電壓槽I的底部寬度為300um，內(nèi)側(cè)壁臺階11的寬度為600um，外側(cè)壁臺階12寬度為400um，所述臺階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為60um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓峰值為2100V，反向耐壓峰值為2200V。
[0017]實施例2:
[0018]一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，如圖1、圖3所示，包括長基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻2，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽I，所述的電壓槽I成環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述的電壓槽I是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽I的深度為過P2N結(jié)伸入長基區(qū)N20?70um。所述電壓槽I的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣層3，絕緣層3上設(shè)置有玻璃鈍化層4。以設(shè)計的理論耐壓峰值為3500V的晶閘管芯片為例:
[0019]當(dāng)采用傳統(tǒng)電壓槽結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值最佳為1800V;當(dāng)采用一級臺階結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值最佳為2800V，當(dāng)采用二級臺階結(jié)構(gòu)時，具體參數(shù)為:
[0020]所述電壓槽I的底層寬度為400um，內(nèi)側(cè)壁第一級臺階13寬度為200um，外側(cè)壁第一級臺階14寬度為10um ;內(nèi)側(cè)壁第二級臺階15寬度為150um，外側(cè)壁第二級臺階16寬度為10um ;所述第二級臺階15、16與短基區(qū)P2層上表面的高度差為40um，所述第一級臺階13、14與第二級臺階面15、16的高度差為5um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓值為3100V，反向耐壓峰值為3200V。
[0021]所述電壓槽I的底層寬度為500um，內(nèi)側(cè)壁第一級臺階13寬度為400um，外側(cè)壁第一級臺階14寬度為200um ;內(nèi)側(cè)壁第二級臺階15寬度為250um，外側(cè)壁第二級臺階16寬度為150um ;所述第二級臺階15、16與短基區(qū)P2層上表面的高度差為50um，所述第一級臺階13、14與第二級臺階15、16的高度差為10um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓值為3400V，反向耐壓峰值為 3500V。
[0022]所述電壓槽I的底層寬度為800um，內(nèi)側(cè)壁第一級臺階13寬度為500um，外側(cè)壁第一級臺階14寬度為300um ;內(nèi)側(cè)壁第二級臺階15寬度為350um，外側(cè)壁第二級臺階16寬度為200um ;所述第二級臺階15、16與短基區(qū)P2層上表面的高度差為50um，所述第一級臺階13、14與第二級臺階15、16的高度差為20um。該結(jié)構(gòu)的正向耐壓值為3200V，反向耐壓峰值為 3400V。
[0023]通過上述數(shù)據(jù)對比分析，可以很清楚的得出，電壓槽的臺階結(jié)構(gòu)能夠很好的提高電壓槽的正向耐壓峰值，使整個結(jié)終端結(jié)構(gòu)的耐壓峰值提高，同時，能夠有效降低表面電場強(qiáng)度，提高晶閘管芯片的穩(wěn)定性。如刻意在此基礎(chǔ)上做簡單的尺寸參數(shù)修改，均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，包括長基區(qū)N，短基區(qū)P1、P2，隔離墻，擴(kuò)磷區(qū)N+，濃硼擴(kuò)散區(qū)P+，電壓槽，所述的電壓槽成環(huán)形結(jié)構(gòu)；其特征在于:所述的電壓槽是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽兩側(cè)壁的上沿均設(shè)置有臺階結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽側(cè)壁的上沿至少設(shè)置有一級臺階結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽側(cè)壁的上沿設(shè)置有二級臺階結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽側(cè)壁的上沿設(shè)置有一級臺階結(jié)構(gòu)；所述電壓槽的底部寬度為250?700um，內(nèi)側(cè)壁臺階的寬度為150?600um，外側(cè)壁臺階寬度為100?400um，所述臺階面與短基區(qū)P2層上表面的高度差為 30 ?70um。
6.如權(quán)利要求4所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽的底層寬度為400?800um，內(nèi)側(cè)壁第一級臺階寬度為150?500um，外側(cè)壁第一級臺階寬度為100?300um ;內(nèi)側(cè)壁第二級臺階寬度為100?400um，外側(cè)壁第二級臺階寬度為100?200um ;所述第二級臺階與短基區(qū)P2層上表面的高度差為40?70um，所述第一級臺階與第二級臺階的高度差為5?20um。
7.如權(quán)利要求5或6所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽的深度為過P2N結(jié)伸入長基區(qū)N20?70um。
8.如權(quán)利要求1所述的晶閘管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣層，絕緣層上設(shè)置有玻璃鈍化層。
【文檔編號】H01L29/06GK204067366SQ201420506637
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】王民安, 黃富強(qiáng), 項建輝, 葉民強(qiáng), 汪杏娟, 王日新 申請人:安徽省祁門縣黃山電器有限責(zé)任公司