可控硅结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种可控硅结构，其包括N型衬底、背面P型掺杂、P型穿通环、正面P型掺杂、隔离槽、N型掺杂区、表面结构和第三金属电极，背面P型掺杂设置在N型衬底一端，P型穿通环位于N型衬底四周，一端接触背面P型掺杂，正面P型掺杂设置在N型衬底远离背面P型掺杂一端，隔离槽呈环状，一端露出正面P型掺杂区，另一端穿过正面P型掺杂区，沉入N型衬底中，N型掺杂区设置在正面P型掺杂上，表面结构设置在正面P型掺杂远离N型衬底的一端，用于芯片钝化以及封装焊接，第三金属电极覆盖在背面P型掺杂上，用于封装可控硅阳极电极焊接导电。本实用新型专利技术的可控硅结构，提高了电压和电流的调节能力。

【技术实现步骤摘要】
可控硅结构
本技术涉及可控硅结构领域，特别涉及一种可控硅结构。
技术介绍
可控硅，是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。现有的可控硅结构对电压电流调节的能力较差，故需要提供一种可控硅结构来解决上述技术问题。
技术实现思路
本技术提供一种可控硅结构，以解决现有技术中的可控硅结构对电压电流调节的能力较差，以及各个部件的分布不够合理的问题。为解决上述技术问题，本技术的技术方案为：一种可控硅结构，其包括：N型衬底；背面P型掺杂，设置在所述N型衬底一端；P型穿通环，位于所述N型衬底四周，一端接触所述背面P型掺杂，用于将背面P型掺杂与N型衬底所形成的PN结引到表面；正面P型掺杂，设置在所述N型衬底远离背面P型掺杂一端，覆盖在N型衬底上，覆盖在P型穿通环上；隔离槽，呈环状，一端露出所述正面P型掺杂，另一端穿过正面P型掺杂，沉入N型衬底中；N型掺杂区，设置在所述正面P型掺杂上，外侧被所述正面P型掺杂包裹，一端露出正面P型掺杂，另一端沉入正面P型掺杂中；表面结构，包括钝化层、第一金属电极和第二金属电极，设置在所述正面P型掺杂远离N型衬底的一端，用于芯片钝化以及封装焊接；第三金属电极，覆盖在所述背面P型掺杂上远离表面结构一侧，用于封装可控硅阳极电极焊接导电。本技术所述的可控硅结构中，所述N型掺杂区，所述N型掺杂区边缘设置有缺口，所述缺口用于露出所述正面P型掺杂。本技术所述的可控硅结构中，所述钝化层设置在所述正面P型掺杂远离N型衬底的一端，位于所述隔离槽两侧，所述钝化层接触正面P型掺杂和N型掺杂区，用于保护N型掺杂区和正面P型掺杂所形成的PN结，用于可控硅阴极K与门极G之间的钝化隔离，中部设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于N型掺杂区上，用于露出N型掺杂区，所述第二通孔靠近所述缺口，用于露出正面P型掺杂；所述第一金属电极设置在所述隔离槽内侧，用于封装可控硅阴极电极焊接导电，包括第一接电极和第一连接部，所述第一连接部凸出所述第一接电极连接在第一通孔内，第一连接部接触所述N型掺杂区，所述第二金属电极与正面P型掺杂之间通过第二钝化层隔离；所述第二金属电极设置在所述正面P型掺杂区沿所述缺口露出位置，用于可控硅封装门极电极焊接导电，包括第二接电极和第二连接部，所述第二连接部凸出所述第二接电极连接在第二通孔内，第二连接部接触所述正面P型掺杂。本技术所述的可控硅结构中，所述N型掺杂区上设置有多个短路孔，所述短路孔一端接触所述第一金属电极，另一端接触所述正面P型掺杂，短路孔内设置有P+掺杂区。本技术所述的可控硅结构中，距离所述缺口位置越远的短路孔的横截面面积越大。本技术所述的可控硅结构中，距离所述缺口位置越远的短路孔之间的间距越小。本技术所述的可控硅结构中，所述第一金属电极和第二金属电极之间有间隙。本技术所述的可控硅结构中，所述背面P型掺杂和所述N型衬底接触处形成第一PN结，所述正面P型掺杂和N型衬底接触处形成第二PN结。本技术所述的可控硅结构中，所述第一PN结和第二PN结之间有间隙，第一PN结和第二PN结之间通过所述隔离槽隔离。本技术所述的可控硅结构中，所述N型掺杂区的厚度小于所述正面P型掺杂的厚度，N型掺杂区露出正面P型掺杂的一端与正面P型掺杂表面平齐，N型掺杂区与所述N型衬底之间存在间隙。本技术相较于现有技术，其有益效果为：本技术的可控硅结构，在加工过程中，通过非等比例发射极版图结构，发射极距离门极越远的位置，发射极短路孔面积越大，距离门极越远短路孔间距越小；同时增加一次调整光刻以及调整掺杂，在发射区短路孔里掺杂高浓度的硼，提高基区内载流子的抽取速度，提高可控硅的关断速度，提高了电压调节能力，同时通过版图短路孔面积调整以及间距调整，距离门极越远，短路孔面积越大，短路孔间距越小，短路孔寄生电阻越小，在可控硅开通时，能够有效地将电流从门极附近拉伸到远离门极的发射位置，减少门极附近短路孔电流过于集中现象，降低门极周边发射结烧毁比例，提高了可控硅的调节电流的能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本技术的部分实施例相应的附图。图1为本技术的可控硅结构的俯视图。图2为沿图1中A向的剖视图。图3为本技术的可控硅结构的去除表面结构的俯视图。其中，1、N型衬底，2、背面P型掺杂，3、P型穿通环，4、正面P型掺杂，5、N型掺杂区，6、表面结构，7、第三金属电极，11、第一PN结，12、第二PN结，41、隔离槽，51、缺口，52、短路孔，61、钝化层，62、第一金属电极，63、第二金属电极。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本技术，而非用以限制本技术。本技术术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。现有技术中的可控硅结构对电压电流调节的能力较差。如下为本技术提供的一种能解决以上技术问题的可控硅结构的优选实施例。请参照图1、图2和图3，其中图1为本技术的可控硅结构的俯视图，图2为沿图1中A向的剖视图，图3为本技术的可控硅结构的去除表面结构的俯视图。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。本技术提供一种可控硅结构，其包括N型衬底1、背面P型掺杂2、P型穿通环3、正面P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控硅结构，其特征在于，包括：/nN型衬底；/n背面P型掺杂，设置在所述N型衬底一端；/nP型穿通环，位于所述N型衬底四周，一端接触所述背面P型掺杂，用于将背面P型掺杂与N型衬底所形成的PN结引到表面；/n正面P型掺杂，设置在所述N型衬底远离背面P型掺杂一端，覆盖在N型衬底上，覆盖在P型穿通环上；/n隔离槽，呈环状，一端露出所述正面P型掺杂，另一端穿过正面P型掺杂，沉入N型衬底中；/nN型掺杂区，设置在所述正面P型掺杂上，外侧被所述正面P型掺杂包裹，一端露出正面P型掺杂，另一端沉入正面P型掺杂中；/n表面结构，包括钝化层、第一金属电极和第二金属电极，设置在所述正面P型掺杂远离N型衬底的一端，用于芯片钝化以及封装焊接；/n第三金属电极，覆盖在所述背面P型掺杂上远离表面结构一侧，用于封装可控硅阳极电极焊接导电。/n

【技术特征摘要】
1.一种可控硅结构，其特征在于，包括：
N型衬底；
背面P型掺杂，设置在所述N型衬底一端；
P型穿通环，位于所述N型衬底四周，一端接触所述背面P型掺杂，用于将背面P型掺杂与N型衬底所形成的PN结引到表面；
正面P型掺杂，设置在所述N型衬底远离背面P型掺杂一端，覆盖在N型衬底上，覆盖在P型穿通环上；
隔离槽，呈环状，一端露出所述正面P型掺杂，另一端穿过正面P型掺杂，沉入N型衬底中；
N型掺杂区，设置在所述正面P型掺杂上，外侧被所述正面P型掺杂包裹，一端露出正面P型掺杂，另一端沉入正面P型掺杂中；
表面结构，包括钝化层、第一金属电极和第二金属电极，设置在所述正面P型掺杂远离N型衬底的一端，用于芯片钝化以及封装焊接；
第三金属电极，覆盖在所述背面P型掺杂上远离表面结构一侧，用于封装可控硅阳极电极焊接导电。


2.根据权利要求1所述的可控硅结构，其特征在于，所述N型掺杂区，所述N型掺杂区边缘设置有缺口，所述缺口用于露出所述正面P型掺杂。


3.根据权利要求2所述的可控硅结构，其特征在于，所述钝化层设置在所述正面P型掺杂远离N型衬底的一端，位于所述隔离槽两侧，所述钝化层接触正面P型掺杂和N型掺杂区，用于保护N型掺杂区和正面P型掺杂所形成的PN结，用于可控硅阴极K与门极G之间的钝化隔离，中部设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于N型掺杂区上，用于露出N型掺杂区，所述第二通孔靠近所述缺口，用于露出正面P型掺杂；
所述第一金属电极设置在所述隔离槽内侧，用于封装可控硅阴极电极焊接导电，包括第一接电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗贺，吴沛东，
申请(专利权)人：深圳长晶微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44