提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法，本发明专利技术在现有的芯片（1）的基极（b）与发射极（e）之间的P-N结上腐蚀出一圈环形隔离槽（2），使该环形隔离槽（2）的深度大于3μm并小于该P-N结的深度，然后在该环形隔离槽（2）中填充满绝缘材料层（3），这样即可使该芯片的三极管在工作时，其工作电流只从芯片（1）的内部流过，防止在芯片（1）中产生发射极电流集边效应，从而提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。本发明专利技术不仅具有结构简单、制作容易、抗二次击穿耐量高的优点，而且本发明专利技术还具有工作性能稳定、使用寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法及结构，属于半导体三极管制作

技术介绍
目前，在现有技术中，半导体功率三极管的芯片通常采用发射区扩散层电阻或在每一发射极单元上加入薄膜电阻作为稳流电阻的方法来改善晶体管的抗二次击穿能力。这种传统的芯片结构具有无法避免的弊端，该弊端就是因为产品在工作时，其温度会升高，当温度升高后会使扩散电阻或薄层电阻的阻值变小，从而使其稳流作用大大减弱。因此，现有的这种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法还是不够理想，还是不能完全满足用户的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、制作容易、抗二次击穿耐量高、工作性能稳定的提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法及结构，以克服现有技术的不足。本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术的一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法是，采用现有的半导体三极管的芯片，在该芯片的基极与发射极之间的P-N结上腐蚀出一圈环形隔离槽，使该环形隔离槽的深度大于3 μ m并小于该P-N结的深度，然后在该环形隔离槽中填充满绝缘材料层，这样即可使该芯片的三极管在工作时，其工作电流只从芯片的内部流过，防止在芯片中产生发射极电流集边效应，从而提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。上述的绝缘材料层的材料为二氧化硅(Si02 )。根据上述方法构建的一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的结构，包括设有基极、集电极和发射极的半导体三极管的芯片，在芯片的基极与发射极之间的P-N结上设有一圈环形隔离槽，环形隔离槽的深度大于3 μ m并小于该P-N结的深度，并且在环形隔离槽中填充有采用二氧化硅材料制作的绝缘材料层。上述环形隔离槽的深度为5μπι 10 μ m。上述环形隔离槽的宽度为2μπι 20 μ m。在上述芯片上、芯片的外圆柱面与环形隔离槽之间还设有一圈玻璃钝化隔离层。由于采用了上述技术方案，本专利技术能有效地提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。 本专利技术是专利技术人经过研究晶体管的二次击穿的发生机理后，而设计出的一种提高晶体管抗二次击穿耐量的新芯片结构。根据专利技术人长期研究分析发现，各种类型的晶体管结构缺陷、 表面缺陷和体内缺陷是产生二次击穿的重要原因，因为上述的任何一种缺陷最终表现为平行于P-N结表面电位梯度的不均勻性，导致晶体管结构内部电位和电场分布对称性的破坏，在这种缺陷附近，将发生电流集中现象，而这种电流集中的标志，是以电流集中处为中心的局部区域电流放大系数急陡增大，而这种电流放大系数的增大，又加剧了电流集中现象，最后由于局部区域过热而造成某些融化区，而出现二次击穿，因此，如何减小晶体管的电流集中效应、特别是减少发射极电流的集边效应，就成为提高晶体管抗二次击穿耐量的关键所在。采用本专利技术能有效地防止在芯片中产生发射极电流集边效应的现象，从而能大幅度地提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。采用本专利技术制作的型号为3DD3773芯片，其产品成品经测试，在Vce=IOOV t=ls下进行二次击穿耐量测试IC=IS/B ^ 1. 5A，完全超过了现有的同类产品二次击穿耐量的要求。所以，本专利技术与现有技术相比，本专利技术不仅具有结构简单、制作容易、抗二次击穿耐量高的优点，而且本专利技术还具有工作性能稳定、使用寿命长等优点。附图说明图1为采用本专利技术的结构示意图。附图标记说明1-芯片，2-环形隔离槽，3-绝缘材料层，4-玻璃钝化隔离层，b_基极，C-集电极，e-发射极，H-环形隔离槽的深度，B-环形隔离槽的宽度。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式本专利技术的一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法是在现有的半导体三极管芯片的加工工艺基础上进行实施的，在采用现有的工艺制作成半导体三极管的芯片1后，在该芯片1的基极b与发射极e之间的P-N结上腐蚀出一圈环形隔离槽2， 使该环形隔离槽2的深度大于3 μ m并小于该P-N结的深度，然后在该环形隔离槽2中填充满绝缘材料层3，该绝缘材料层3的材料可采用现有的二氧化硅(Si02)材料；通过这种方法即可使采用该芯片的三极管在工作时，其工作电流只从芯片1的内部流过，防止在芯片1中产生发射极电流集边效应，从而提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。根据上述方法构建的本专利技术的一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的结构，包括现有的设有基极b、集电极c和发射极e的半导体三极管的芯片1，制作时，在芯片1的基极 b与发射极e之间的P-N结上制作出一圈环形隔离槽2，使环形隔离槽2的深度大于3μπι 并小于该P-N结的深度，但环形隔离槽2的最佳深度H最好控制在5 μ m 10 μ m的范围， 并且将环形隔离槽2的宽度B控制在2 μ m 20 μ m的范围；然后在环形隔离槽2中填充上采用二氧化硅材料制作的绝缘材料层3 ；最后按传统的工艺在芯片1上、芯片1的外圆柱面与环形隔离槽2之间制作出一圈玻璃钝化隔离层4即成。该玻璃钝化隔离层4的深度和款度可按现有的半导体三级管的玻璃钝化制作工艺要求确定即可。权利要求1.一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法，其特征在于采用现有的半导体三极管的芯片(1)，在该芯片(1)的基极(b)与发射极(e)之间的P-N结上腐蚀出一圈环形隔离槽(2)，使该环形隔离槽(2)的深度大于3μπι并小于该P-N结的深度，然后在该环形隔离槽 (2)中填充满绝缘材料层(3)，这样即可使该芯片的三极管在工作时，其工作电流只从芯片 (1)的内部流过，防止在芯片(1)中产生发射极电流集边效应，从而提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。2.根据权利要求1所述的提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法，其特征在于所述的绝缘材料层(3)的材料为二氧化硅(Si02)。3.一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的结构，包括设有基极(b)、集电极(c)和发射极(e)的半导体三极管的芯片(1)，其特征在于在芯片(1)的基极(b)与发射极(e)之间的P-N结上设有一圈环形隔离槽(2)，环形隔离槽(2)的深度大于3 μ m并小于该P-N结的深度，并且在环形隔离槽(2 )中填充有采用二氧化硅材料制作的绝缘材料层(3 )。4.根据权利要求3所述的提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的结构，其特征在于环形隔离槽(2)的深度(H)为5μπι ΙΟμ 。5.根据权利要求3或4所述的提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的结构，其特征在于 环形隔离槽(2)的宽度(B)为2μπι 20μπι。6.根据权利要求3所述的提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的结构，其特征在于在芯片(1)上、芯片(1)的外圆柱面与环形隔离槽(2)之间还设有一圈玻璃钝化隔离层(4)。全文摘要本专利技术公开了一种提高晶体管芯片抗二次击穿耐量的方法，本专利技术在现有的芯片(1)的基极(b)与发射极(e)之间的P-N结上腐蚀出一圈环形隔离槽(2)，使该环形隔离槽(2)的深度大于3μm并小于该P-N结的深度，然后在该环形隔离槽(2)中填充满绝缘材料层(3)，这样即可使该芯片的三极管在工作时，其工作电流只从芯片(1)的内部流过，防止在芯片(1)中产生发射极电流集边效应，从而提高晶体管芯片的抗二次击穿耐量。本专利技术不仅具有结构简单、制作容易、抗二次击穿耐量高的优点，而且本专利技术还具有工作性能稳定、使用寿命长等优点。文档编号H01L29/06GK102544077SQ20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈友龙，刘宗永，许晓鹏，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：