一种双向可控硅的制作方法及双向可控硅技术

一种双向可控硅的制作方法，包括如下步骤，选取N型单晶硅材料片，在所述N型单晶硅材料片上生长一层2.0um以上氧化层，用双面光刻机刻出正、反面隔离图形，并用化学腐蚀液去除不需要的氧化层腐蚀出隔离区域，在所述隔离区域上沉积P型杂质源，然后进行高温扩散，形成第六P型层，在晶圆正面用光刻、注入方法，形成P型分压环，注入条件为基区注入剂量的1％，区别于现有技术，上述技术方案通过改变P2结深和P4结深能够使得产品有更好的dv/dt表现，同时还由于增加了n5的有效重叠面积，能够使得电子注入能力增加，降低IGT4电流，使得本产品的通电表现更为稳定。现更为稳定。现更为稳定。

A manufacturing method of bidirectional thyristor and bidirectional thyristor

【技术实现步骤摘要】
一种双向可控硅的制作方法及双向可控硅


[0001]本专利技术涉及一种双向可控硅的制作工艺，尤其涉及一种低触发电流的平面双向可控硅(TRIAC)制造方法及产品。

技术介绍

[0002]常规民用可控硅产品在生产应用中，连接的负载一般有阻性负载、感性负载。阻性负载通常用在简单的马达、调光灯等应用场合，利用触发可控硅的导通时间来实现对电流的控制。在这些应用上，客户要求产品的触发电流、维持电流、擎住电流小，同时要有较高的抗干扰能力，如UZ0103产品要求的四个象限触发电流上限是(3mA，3mA，3mA，5mA)。传统的可控硅生产工艺中，一般通过降低阳极P型基区结深，提高阳极E区浓度从而降低IGT4；引入的副作用会使产品IGT1降低、dv/dt降低，抗干扰能力下降，容易发生误触发。
[0003]如何改善触发电流，如何减少双向可控硅使用中的副作用，已成为工程技术人员重要研究课题。

技术实现思路

[0004]为此，需要提供一种发射区二氧化硅腐蚀台阶制作方法，解决制作发射区台阶的问题。
[0005]一种双向可控硅的制作方法，包括如下步骤，
[0006]选取N型单晶硅材料片，
[0007]在所述N型单晶硅材料片上生长一层2.0um以上氧化层，
[0008]用双面光刻机刻出正、反面隔离图形，并用化学腐蚀液去除不需要的氧化层腐蚀出隔离区域，
[0009]在所述隔离区域上沉积P型杂质源，然后进行高温扩散，形成第六P型层，
[0010]在晶圆正面用光刻、注入方法，形成P型分压环，注入条件为基区注入剂量的1％，
[0011]在晶圆正面用光刻方法形成P2层图形，背面不保留光刻胶，在晶圆正面做硼离子注入得到第二P型层，在晶圆背面做硼离子注入得到第四P型层，在晶圆正面的离子注入剂量高于晶圆背面离子注入剂量，使得第二P型层结深大于第四P型层结深，
[0012]用光刻、湿法腐蚀的方法形成正面发射区图形、背面发射区图形，所述正面发射区为第一N型层，所述背面发射区图形为第五N型层，在双向可控硅的高度方向的投影中，所述第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
‑
70％，
[0013]在晶圆正面制作可控硅阴极、门极，在背面暴露氧化层制作阳极。
[0014]具体地，还包括步骤，正面沉积铝层，
[0015]采用铝反刻方法，去除正面除阴极、门极之外的铝层，
[0016]在晶圆正面用CVD方法沉积硅保护层，
[0017]背面沉积一层金属以形成阳极极。
[0018]具体地，第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
‑
70％，具体为，第
五N型层的与正面G极区域重叠的面积部分的所述第五N型层结构向外延伸20um
‑
100um。
[0019]可选地，第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
‑
70％，具体为，第五N型层的与正面G极区域重叠的面积部分的所述第五N型层结构向外至距离第六P型层20um
‑
40um止。
[0020]具体地，第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
‑
70％，具体为，第五N型层的与正面G极区域重叠位置，所述第五N型层结构为自顶部到底部逐渐倾斜向外延伸20um
‑
100um的梯形台。
[0021]具体地，第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
‑
70％，具体为，第五N型层的与正面G极区域重叠位置，所述第五N型层结构为自顶部到底部逐渐倾斜至距离第六P型层20um
‑
40um的梯形台。
[0022]可选地，在晶圆正面做硼离子注入得到第二P型层，注入剂量为2.0E14～1.0E15；在晶圆背面做硼离子注入得到第四P型层，注入剂量为5.0E13～1.0E14。
[0023]可选地，通过1200℃～1300℃、30～40小时高温扩散，形成所述第二P型层，背面第四P型层。
[0024]可选地，所述N型单晶硅材料片选取电阻率20～30ohm.cm或者45
‑
55ohm.cm，厚度选取200um～240um。
[0025]一种根据上述双向可控硅的制作方法制得的双向可控硅。
[0026]区别于现有技术，上述技术方案通过改变P2结深和P4结深能够使得产品有更好的dv/dt表现，同时还由于增加了n5的有效重叠面积，能够使得电子注入能力增加，降低IGT4电流，使得本产品的通电表现更为稳定。
附图说明
[0027]图1为具体实施方式所述的双向可控硅的制作方法流程图；
[0028]图2为具体实施方式所述的双向可控硅的截面示意图；
[0029]图3为具体实施方式所述的传统双向可控硅的投影状态图；
[0030]图4为具体实施方式所述的双向可控硅的投影状态图；
[0031]图5为具体实施方式所述的梯形台形状示意图；
[0032]图6为具体实施方式所述的IGT电流分布效果图。
具体实施方式
[0033]为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
[0034]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
[0035]除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属
的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在
限制本申请。
[0036]在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
[0037]在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
[0038]在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
[0039]与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向可控硅的制作方法，其特征在于，包括如下步骤，选取N型单晶硅材料片，在所述N型单晶硅材料片上生长一层2.0um以上氧化层，用双面光刻机刻出正、反面隔离图形，并用化学腐蚀液去除不需要的氧化层腐蚀出隔离区域，在所述隔离区域上沉积P型杂质源，然后进行高温扩散，形成第六P型层，在晶圆正面用光刻、注入方法，形成P型分压环，注入条件为基区注入剂量的1％，在晶圆正面用光刻方法形成P2层图形，背面不保留光刻胶，在晶圆正面做硼离子注入得到第二P型层，在晶圆背面做硼离子注入得到第四P型层，在晶圆正面的离子注入剂量高于晶圆背面离子注入剂量，使得第二P型层结深大于第四P型层结深，用光刻、湿法腐蚀的方法形成正面发射区图形、背面发射区图形，所述正面发射区为第一N型层，所述背面发射区图形为第五N型层，在双向可控硅的高度方向的投影中，所述第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
‑
70％，在晶圆正面制作可控硅阴极、门极，在背面暴露氧化层制作阳极。2.根据权利要求1所述的双向可控硅的制作方法，其特征在于，还包括步骤，正面沉积铝层，采用铝反刻方法，去除正面除阴极、门极之外的铝层，在晶圆正面用CVD方法沉积硅保护层，背面沉积一层金属以形成阳极极。3.根据权利要求1所述的双向可控硅的制作方法，其特征在于，第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30％
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70％，具体为，第五N型层的与正面G极区域重叠的面积部分的所述第五N型层结构向外延伸20um
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100um。4.根据权利要求1所述的双向可控硅的制作方法，其特征在于，第五N型层的与正面G极区域有效重叠的面积增大30...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀镁，熊爱华，梅海军，
申请(专利权)人：福建福顺微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：