本發(fā)明涉及晶閘管技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種單臺(tái)面工藝的晶閘管、用于制造晶閘管的芯片及其制作方法。

背景技術(shù)：
電力半導(dǎo)體器件晶閘管，主要包括外殼、芯片、框架三部分，其核心部分在于芯片，芯片的陽極焊接在框架上，芯片的門極和陰極分別通過導(dǎo)線連接到框架相應(yīng)的管腳上，外殼起到保護(hù)芯片的作用。晶閘管芯片的制造方法按工藝分類可以分為：臺(tái)面工藝和平面工藝，臺(tái)面工藝又分為雙臺(tái)面工藝和單臺(tái)面工藝；1.雙臺(tái)面工藝：由于雙臺(tái)面工藝不采用隔離擴(kuò)散，工藝相對(duì)簡單。但是：①該結(jié)構(gòu)的硅片在生產(chǎn)制造過程中容易破碎；②臺(tái)面的鈍化保護(hù)(半絕緣多晶硅SIPOS+玻璃鈍化+低溫氧化物L(fēng)TO)所需成本較高及工藝控制難度較大；③硅片在使用砂輪劃切的情況下其劃切效率極低，且容易造成芯片破損。④芯片在封裝制造過程中，粘片空洞率較大導(dǎo)致芯片可靠性降低，焊錫溢出至背面溝槽內(nèi)導(dǎo)致反向電壓失效，產(chǎn)品合格率降低。2.單臺(tái)面工藝：單臺(tái)面工藝采用對(duì)通隔離技術(shù)形成隔離保護(hù)墻，隔離保護(hù)墻與芯片陽極相連，與陰極共用槽型臺(tái)面實(shí)現(xiàn)正反向耐壓。與此同時(shí)，隔離墻也是隔離相鄰芯片的公共區(qū)域和劃切區(qū)域，使得芯片在制造及封裝過程中有效克服雙面刻槽腐蝕法的缺點(diǎn)。3.平面工藝：與單臺(tái)面工藝類似，平面工藝也采用對(duì)通隔離技術(shù)形成隔離保護(hù)墻，N型高阻區(qū)和場限環(huán)將隔離保護(hù)墻與P型主結(jié)隔離開(即結(jié)終端結(jié)構(gòu))，以實(shí)現(xiàn)正反向耐壓。通常在結(jié)終端處表面刻蝕一個(gè)較淺的鈍化槽，鈍化槽內(nèi)采用SIPOS+LTO(或氮化硅薄膜)+聚酰亞胺多層鈍化工藝，有效確保產(chǎn)品良好的可靠性和一致性。上述單臺(tái)面工藝和平面工藝都需要隔離保護(hù)墻對(duì)芯片進(jìn)行保護(hù)，目前，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體功率器件對(duì)通隔離的方法有以下兩種：濃硼隔離擴(kuò)散法、激光穿孔法。但兩種方法各自都存在不足之處：⑴濃硼隔離擴(kuò)散法：①由于硼在硅中的雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)很慢(擴(kuò)散溫度為1200~1300℃條件下：硼擴(kuò)散系數(shù)約為1*10-11cm2/S，而鋁擴(kuò)散系數(shù)約為8*10-11cm2/S)，硅片的厚度只能限制在250um以下，這使得采用濃硼隔離擴(kuò)散的器件只能實(shí)現(xiàn)1200V以下的耐壓。②濃硼隔離擴(kuò)散的擴(kuò)散溫度較高，一般在1250℃~1300℃，擴(kuò)散時(shí)間需要120-200小時(shí)。過高的擴(kuò)散溫度及過長的擴(kuò)散時(shí)間使得產(chǎn)品的少子壽命縮短，還會(huì)造成擴(kuò)散缺陷的增多，致使產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性降低，漏電流增大。同時(shí)還造成生產(chǎn)周期過長、耗能高。③濃硼隔離擴(kuò)散造成對(duì)通隔離區(qū)雜質(zhì)濃度偏高(一般表面濃度R□≤10)，PN結(jié)耗盡層寬度降低，導(dǎo)致產(chǎn)品的反向阻斷電壓降低。④濃硼隔離擴(kuò)散的橫向擴(kuò)散較大，通常為擴(kuò)散深度的80%，減小了芯片的有效面積，降低了產(chǎn)品的通態(tài)電流。⑵激光穿孔法：利用紫外激光束以一定的間距在芯片周圍的隔離墻上垂直穿孔(激光孔直徑可以調(diào)節(jié))，達(dá)到加快隔離墻形成速度的目的。但是，該方法也有以下不足：①單片硅片激光穿孔造型最少需要30分鐘，特別是芯片版面較小的產(chǎn)品所需時(shí)間更長(達(dá)到1.5小時(shí))，批量生產(chǎn)難度較大。后續(xù)經(jīng)過拋光等工序加工，容易造成碎片，產(chǎn)品合格率低。②激光孔的直徑通常較小(直徑一般為30-100um)，孔內(nèi)殘留的硅渣很難去除，容易造成污染，影響產(chǎn)品性能。③由于隔離墻上設(shè)有垂直的激光孔，后續(xù)玻璃鈍化保護(hù)時(shí)，玻璃填覆在激光孔內(nèi)，芯片劃切時(shí)容易造成玻璃膜裂紋，降低產(chǎn)品的合格率和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：提供一種用于構(gòu)成單臺(tái)面工藝晶閘管的芯片，通過兩種采用蒸發(fā)金屬鋁膜實(shí)現(xiàn)對(duì)通隔離的方法來制造該晶閘管芯片，進(jìn)而利用該晶閘管芯片來生產(chǎn)一種成本低、生產(chǎn)周期短、耗能及污染少性能優(yōu)越、穩(wěn)定可靠的晶閘管。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種用于制造單臺(tái)面工藝晶閘管的芯片；該芯片用于制造單向晶閘管時(shí)，包含：位于芯片中間的N型長基區(qū)N1，設(shè)置在N型長基區(qū)N1下側(cè)的第一P型短基區(qū)P1，設(shè)置在N型長基區(qū)N1上側(cè)的第二P型短基區(qū)P2；設(shè)置在第二P型短基區(qū)P2上的第一擴(kuò)磷區(qū)域N2，設(shè)置在第一擴(kuò)磷區(qū)域N2上的陰極；設(shè)置在第二P型短基區(qū)P2上的門極；設(shè)置在第一P型短基區(qū)P1上的陽極；設(shè)置在N型長基區(qū)N1周邊的隔離墻，設(shè)置在第二P型短基區(qū)P2與隔離墻之間的鈍化臺(tái)面，其中所述隔離墻由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散形成。該芯片用于制造雙向晶閘管芯片時(shí)，進(jìn)一步在所述第一P型短基區(qū)P1上還設(shè)置有第三擴(kuò)磷區(qū)域N4；則所述陽極設(shè)置在所述第一P型短基區(qū)P1和所述第三擴(kuò)磷區(qū)域N4上；在所述第二P型短基區(qū)P2上還設(shè)置有第二擴(kuò)磷區(qū)域N3；則所述門極設(shè)置在所述第二擴(kuò)磷區(qū)域N3上，而所述陰極設(shè)置在所述第一擴(kuò)磷區(qū)域N2和所述第二P型短基區(qū)P2上。該芯片用于制造單向晶閘管或雙向晶閘管芯片時(shí)，在所述隔離墻上設(shè)置有劃切區(qū)域；在所述門極與陰極之間，所述鈍化臺(tái)面與陰極之間，所述鈍化臺(tái)面與門極之間，分別設(shè)置有引線區(qū)域。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種用于制造單臺(tái)面工藝晶閘管的芯片的制作方法，所述芯片用于制造單向晶閘管時(shí)，包含：位于N型長基區(qū)N1及其上下兩側(cè)的第二P型短基區(qū)P2和第一P型短基區(qū)P1；設(shè)置在第二P型短基區(qū)P2上的第一擴(kuò)磷區(qū)域N2，及設(shè)置在第一擴(kuò)磷區(qū)域N2上的陰極；設(shè)置在第二P型短基區(qū)P2上的門極，及設(shè)置在第一P型短基區(qū)P1上的陽極；設(shè)置在N型長基區(qū)N1周邊的隔離墻，及設(shè)置在第二P型短基區(qū)P2與隔離墻之間的鈍化臺(tái)面；其中，所述芯片的隔離墻是經(jīng)過第一方法或第二方法形成的；所述第一方法包含以下步驟：硅片雙面經(jīng)過噴砂、光刻對(duì)版標(biāo)記、蒸發(fā)金屬鋁后，進(jìn)行反刻金屬鋁以保留對(duì)應(yīng)隔離墻位置上的金屬鋁，再進(jìn)行真空合金后，經(jīng)過對(duì)通隔離擴(kuò)散形成所述的隔離墻；所述第二方法包含以下步驟：硅片雙面經(jīng)過氧化、光刻隔離窗口、沉積多晶硅薄膜及蒸發(fā)金屬鋁后，進(jìn)行反刻金屬鋁以保留隔離窗口上的金屬鋁，再通過對(duì)通隔離擴(kuò)散形成所述的隔離墻。所述第一方法中，雙面蒸發(fā)金屬鋁膜的厚度為0.2~1.0um；反刻金屬鋁膜后，保留在對(duì)應(yīng)隔離墻位置上的金屬鋁寬度為80~200um；真空合金時(shí)，合金溫度480~520℃，合金時(shí)間20~40分鐘；對(duì)通隔離擴(kuò)散時(shí)，擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20~60小時(shí)，以實(shí)現(xiàn)硅片厚度為200-500um的對(duì)通隔離；擴(kuò)散氣氛：氮?dú)馀c氧氣比例5:1~10:1，其中，氮?dú)饬髁?~6L/min，氧氣流量0.2~0.6L/min，升溫速率3~5℃/min、降溫速率1~3℃/min；形成的隔離墻厚度為100~300um。所述第二方法中，在硅片雙面形成的氧化層的厚度≥1.0um；雙面光刻隔離窗口時(shí)，所述隔離窗口的寬度為80-200um，并腐凈隔離窗口內(nèi)的氧化層；在硅片兩側(cè)的表面及硅片兩側(cè)的隔離窗口內(nèi)沉積多晶硅薄膜，所述多晶硅薄膜的厚度為0.3-2um；雙面蒸發(fā)金屬鋁，使得鋁膜厚度為0.2~1um；反刻金屬鋁，只保留所述隔離窗口上的金屬鋁膜寬度為80~200um；對(duì)通隔離擴(kuò)散時(shí)，擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20~60小時(shí)，以實(shí)現(xiàn)硅片厚度為200-500um的對(duì)通隔離；擴(kuò)散氣氛：氮?dú)馀c氧氣比例5:1~10:1，其中氮?dú)饬髁?~6L/min，氧氣流量0.2~0.6L/min，升溫速率3~5℃/min、降溫速率1~3℃/min；形成的隔離墻厚度為100~300um；所述第二方法中還包含在對(duì)通隔離擴(kuò)散后進(jìn)行的表面腐蝕，以去除隔離窗口內(nèi)的鋁硅合金層。通過蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散形成所述芯片中的隔離墻后，該芯片中的其他部分進(jìn)一步通過以下步驟形成：硼鋁擴(kuò)散、光刻K區(qū)、磷擴(kuò)散、正面刻槽、臺(tái)面造型、鈍化保護(hù)、光刻引線、雙面金屬化、反刻金屬、芯片測(cè)試、硅片劃切。所述芯片用于制造雙向晶閘管時(shí)，該芯片中進(jìn)一步包含設(shè)置在所述第一P型短基區(qū)P1上的第三擴(kuò)磷區(qū)域N4，和設(shè)置在所述第二P型短基區(qū)P2上的第二擴(kuò)磷區(qū)域N3；則，該芯片上在進(jìn)行光刻K區(qū)的步驟時(shí)，在硅片的正面形成所述第一擴(kuò)磷區(qū)域N2和第二擴(kuò)磷區(qū)域N3，還在硅片的背面形成所述第三擴(kuò)磷區(qū)域N4。本發(fā)明的又一個(gè)技術(shù)方案是提供一種單臺(tái)面工藝的晶閘管，其設(shè)置有上述任意一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的芯片，所述芯片的陽極焊接在框架上，所述芯片的門極和陰極分別通過導(dǎo)線連接到框架相應(yīng)的管腳上，所述晶閘管還設(shè)置有保護(hù)該芯片的外殼；其中，所述芯片中設(shè)置有經(jīng)過蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散形成的隔離墻；所述經(jīng)過蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散形成的隔離墻，是指在硅片雙面經(jīng)過噴砂、光刻對(duì)版標(biāo)記、蒸發(fā)金屬鋁后，進(jìn)行反刻金屬鋁以保留對(duì)應(yīng)隔離墻位置上的金屬鋁，再進(jìn)行真空合金后，經(jīng)過對(duì)通隔離擴(kuò)散后所形成的隔離墻；或者，所述經(jīng)過蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散形成的隔離墻，是指在硅片雙面經(jīng)過氧化、光刻隔離窗口、沉積多晶硅薄膜及蒸發(fā)金屬鋁后，進(jìn)行反刻金屬鋁以保留隔離窗口上的金屬鋁，再通過對(duì)通隔離擴(kuò)散形成所形成的隔離墻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述晶閘管，用于制造晶閘管的芯片及其制作方法，其優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的晶閘管包含外殼、芯片、框架三部分，其中的芯片包含N型長基區(qū)N1，P型短基區(qū)P1、P2，隔離墻，擴(kuò)磷區(qū)域N2（或擴(kuò)磷區(qū)域N2、N3、N4），鈍化臺(tái)面等。尤其所述的隔離墻是由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成：一種優(yōu)選方案中，硅片表面噴砂后蒸發(fā)金屬鋁，經(jīng)反刻、真空合金，對(duì)通隔離擴(kuò)散后形成隔離墻。另一種優(yōu)選方案中，硅片經(jīng)氧化、光刻隔離窗口后，沉積多晶硅薄膜，蒸發(fā)寬度與隔離窗口寬度一致的金屬鋁，進(jìn)行對(duì)通隔離擴(kuò)散后形成隔離墻。上述兩種方法對(duì)于單臺(tái)面工藝的單向晶閘管芯片、雙向晶閘管芯片都適用。單向與雙向晶閘管的區(qū)別在于光刻K區(qū)（即，擴(kuò)磷區(qū)域）時(shí)所使用的K區(qū)版，根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)要求設(shè)計(jì)不同的K區(qū)版即可實(shí)現(xiàn)單向、雙向晶閘管。本發(fā)明由于采用金屬鋁作為雜質(zhì)源進(jìn)行擴(kuò)散，消除了由于硼擴(kuò)散速率慢、擴(kuò)散深度淺(只能實(shí)現(xiàn)硅片厚度250um以下的對(duì)通隔離)的弊端。鋁擴(kuò)散可以實(shí)現(xiàn)硅片厚度200-500um的對(duì)通隔離，耐壓可以提高到2000V以上，高溫漏電小，性能穩(wěn)定，鋁的橫向擴(kuò)散寬度為擴(kuò)散深度的40%(硼的橫向擴(kuò)散寬度為擴(kuò)散深度的80%)，提高芯片面積的利用率，提高產(chǎn)品的電流能力。除此之外，還具有以下優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)周期短、耗能及污染少等，采用本發(fā)明生產(chǎn)的晶閘管性能優(yōu)越、穩(wěn)定可靠。附圖說明圖1A~圖1F是本發(fā)明所述制造方法中，與第一種采用蒸發(fā)金屬鋁實(shí)現(xiàn)對(duì)通隔離方案中各個(gè)主要步驟相對(duì)應(yīng)的晶閘管芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖1G~圖1J是四個(gè)不同實(shí)施例中，相鄰芯片上金屬鋁膜的外形示意圖；圖2A~圖2D是本發(fā)明所述制造方法中，與第二種采用蒸發(fā)金屬鋁實(shí)現(xiàn)對(duì)通隔離方案中各個(gè)主要步驟相對(duì)應(yīng)的晶閘管芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述晶閘管芯片的制造方法中，第一種采用蒸發(fā)金屬鋁實(shí)現(xiàn)對(duì)通隔離方案的工藝流程示意圖；圖4是本發(fā)明所述晶閘管芯片的制造方法中，第二種采用蒸發(fā)金屬鋁實(shí)現(xiàn)對(duì)通隔離方案的工藝流程示意圖；圖5是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中單向晶閘管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中雙向晶閘管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：硅片101，光刻膠102，對(duì)版標(biāo)記103，金屬鋁膜104，隔離墻105；硅片201，氧化層202，多晶硅薄膜203，金屬鋁膜204，隔離墻205；單向晶閘管中：N型長基區(qū)N1·501，第一P型短基區(qū)P1·502，第二P型短基區(qū)P2·503，擴(kuò)磷區(qū)域N2·504，隔離墻505，鈍化臺(tái)面506，門極507，陰極508，陽極509，引線區(qū)域510，劃切區(qū)域511；雙向晶閘管中：N型長基區(qū)N1·601，第一P型短基區(qū)P1·602，第二P型短基區(qū)P2·603，第一擴(kuò)磷區(qū)域N2·604，第二擴(kuò)磷區(qū)域N3·605，第三擴(kuò)磷區(qū)域N4·606，隔離墻607，鈍化臺(tái)面608，門極609，陰極610，陽極611，引線區(qū)域612，劃切區(qū)域613。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1本實(shí)施例中的晶閘管為單臺(tái)面工藝單向晶閘管，主要包括外殼、芯片、框架三部分，其核心部分在于芯片，芯片的陽極焊接在框架上，芯片的門極和陰極分別通過導(dǎo)線連接到框架相應(yīng)的管腳上，外殼起到保護(hù)芯片的作用。晶閘管芯片(芯片結(jié)構(gòu)見附圖5)包括：N型長基區(qū)N1·501、第一P型短基區(qū)P1·502、第二P型短基區(qū)P2·503、擴(kuò)磷區(qū)域N2·504、隔離墻505、鈍化臺(tái)面506、門極507、陰極508、陽極509、引線區(qū)域510、劃切區(qū)域511。芯片中間為N型長基區(qū)N1·501，上下兩側(cè)分別為第一P型短基區(qū)P1·502、第二P型短基區(qū)P2·503。N型長基區(qū)N1·501周邊均有隔離墻505保護(hù)，隔離墻由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成(實(shí)現(xiàn)步驟還在下文中具體描述)。劃切區(qū)域511設(shè)在隔離墻505的正上方；擴(kuò)磷區(qū)域N2·504設(shè)在第二P型短基區(qū)P2·503上，陰極508設(shè)在擴(kuò)磷區(qū)域N2·504上；門極507設(shè)在第二P型短基區(qū)P2·503上；陽極509設(shè)在第一P型短基區(qū)P1·502上。鈍化臺(tái)面506設(shè)在隔離墻505與第二P型短基區(qū)P2·503之間，引線區(qū)域510設(shè)在門極507、陰極508之間以及劃切區(qū)域511兩側(cè)。這種結(jié)構(gòu)除了隔離墻是由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成之外，其余部分與原來的單臺(tái)面工藝單向晶閘管芯片相同。上述單臺(tái)面工藝單向晶閘管芯片的生產(chǎn)方法：參見附圖3，該生產(chǎn)方法包括硅片來料檢驗(yàn)301、雙面噴砂清洗302、光刻腐蝕對(duì)版標(biāo)記303、雙面蒸鋁304、反刻金屬鋁305、真空合金306、對(duì)通隔離擴(kuò)散307、雙面拋光308、硼鋁擴(kuò)散309、光刻K區(qū)310、磷擴(kuò)散311、正面刻槽312、臺(tái)面造型313、鈍化保護(hù)314、光刻引線315、雙面金屬化316、反刻金屬317、芯片測(cè)試318、硅片劃切319。硅片來料檢驗(yàn)301：選取<111>區(qū)熔硅片，電阻率70-80，硅片厚度460±5um。雙面噴砂清洗302：使用噴砂機(jī)將硅片雙面噴砂，噴砂去除量為0.5-1.0um，噴砂后用活性劑清洗沖水即可。雙面噴砂工步的目的在于破壞硅片表面硅原子的晶格結(jié)構(gòu)，有助于后續(xù)工步中金屬鋁與硅更好的結(jié)合。光刻腐蝕對(duì)版標(biāo)記303：即，雙面光刻對(duì)版標(biāo)記103及腐蝕對(duì)版標(biāo)記103，便于后續(xù)光刻對(duì)版。具體請(qǐng)參見附圖1A~圖1B所示，在硅片101兩面分別涂覆光刻膠102，通過掩膜版對(duì)硅片101上的光刻膠102進(jìn)行曝光，將掩膜版上的標(biāo)記圖形(正方形、長方形、矩形、圓等圖形均可)復(fù)制到硅片101上，通過顯影液顯影后將標(biāo)記圖形內(nèi)的光刻膠102去除干凈(即圖形內(nèi)的硅裸露在表面)，用硅微腐蝕液對(duì)標(biāo)記圖形進(jìn)行腐蝕，腐蝕深度一般為30-40um，腐蝕后去膠、清洗。雙面蒸鋁304：即，雙面蒸發(fā)金屬鋁(蒸發(fā)方式可以采用電子束蒸發(fā)、濺射)，鋁膜厚度一般為0.2~1.0um。參見圖1C，用電子束蒸發(fā)臺(tái)在硅片表面蒸發(fā)金屬鋁，例如，鋁膜厚度為0.2~1.0um。反刻金屬鋁305：參見圖1D~圖1E所示，利用光刻技術(shù)，保留隔離墻上面所需的金屬鋁，用鋁腐蝕液腐凈其他區(qū)域內(nèi)的金屬鋁，鋁膜寬度一般為80-200um。金屬鋁膜的形狀：如圖1H所示，相鄰芯片共用連續(xù)金屬鋁膜(鋁膜寬度為80-200um)；也可以如附圖1G所示，每個(gè)芯片使用單獨(dú)的金屬鋁膜，鋁膜與鋁膜的間距為100-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))；也可以如附圖1I所示，相鄰芯片共用不連續(xù)的金屬鋁膜，單個(gè)鋁膜外形有多種(如正方形、長方形等)，鋁膜與鋁膜的間距為100-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))，也可以如附圖1J所示，每個(gè)芯片使用單獨(dú)的不連續(xù)金屬鋁膜，單個(gè)鋁膜外形有多種(如正方形、長方形等)，鋁膜與鋁膜的間距為50-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))。真空合金306：例如，合金溫度480~520℃，合金時(shí)間20~40分鐘；真空合金工步的目的在于將金屬鋁和硅在合金溫度下形成一層良好、均勻的鋁硅熔融物，使得擴(kuò)散形成的隔離墻具有均勻的擴(kuò)散深度、擴(kuò)散寬度。對(duì)通隔離擴(kuò)散307：擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20~60小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)硅片厚度為200-500um的對(duì)通隔離。擴(kuò)散氣氛:氮?dú)馀c氧氣比例5:1~10:1氧氣可以將鋁蒸汽(高溫條件下)氧化為Al2O3，Al2O3是一種無效的雜質(zhì)擴(kuò)散源、不會(huì)在裸硅表面形成P型區(qū)，O2可以在裸硅表面生長氧化層用于阻擋爐管內(nèi)或硅片表面其他雜質(zhì)的擴(kuò)散；通常氮?dú)饬髁?~6L/min，氧氣流量0.2~0.6L/min，升溫速率3~5℃/min、降溫速率1~3℃/min。一個(gè)優(yōu)選的方案中，擴(kuò)散溫度1275℃，擴(kuò)散時(shí)間60小時(shí)，擴(kuò)散氣氛：N2流量為6L/min、O2流量為0.6L/min，升溫速率4℃/min、降溫速率2℃/min。高溫?cái)U(kuò)散后形成寬度為100-150um的隔離墻，擴(kuò)散后R□約為200-500□。雙面拋光308：將對(duì)通隔離擴(kuò)散后的硅片進(jìn)行雙面拋光，去除表面鋁硅合金層，拋光去除量為15-20um。至此，晶閘管芯片中通過蒸發(fā)金屬鋁膜擴(kuò)散形成隔離墻105后的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參見圖1F所示。硼鋁擴(kuò)散309：用離子注入機(jī)分別注入硼(注入劑量：2E14~2E15)、鋁(注入劑量：5E14~2E15)，然后進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20-30小時(shí)，硼R□為35-50□，硼結(jié)深為35-50um，鋁結(jié)深為75-100um。即，形成了圖5中所示的第一P型短基區(qū)P1·502和第二P型短基區(qū)P2·503。光刻K區(qū)310：在硅片正面光刻擴(kuò)磷區(qū)域。磷擴(kuò)散311：采用三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散，預(yù)擴(kuò)溫度1050~1150℃，預(yù)擴(kuò)時(shí)間60-90分鐘，源溫15-20℃，磷再擴(kuò)溫度1150~1200℃，時(shí)間4-5小時(shí)，R□為0.3-1.00□，擴(kuò)散結(jié)深為10-20um。即，形成了圖5中所示的擴(kuò)磷區(qū)域N2·504。臺(tái)面造型313、鈍化保護(hù)314：經(jīng)正面刻槽312后形成溝槽型臺(tái)面，進(jìn)行臺(tái)面腐蝕，臺(tái)面腐蝕深度：100-150um，臺(tái)面寬度為300-500um。然后進(jìn)行SIPOS沉積、玻璃鈍化、低溫氧化膜保護(hù)，即形成了圖5中所示的鈍化臺(tái)面506。光刻引線315：是刻出需要進(jìn)行金屬化的區(qū)域，并將區(qū)域內(nèi)的鈍化保護(hù)層腐蝕干凈。雙面金屬化316：在硅片兩面分別蒸發(fā)鈦-鎳-銀，鈦蒸發(fā)厚度要求1200-1600埃，鎳蒸發(fā)厚度要求4500-5500埃，銀蒸發(fā)厚度要求1.4-1.7um。即，在對(duì)應(yīng)位置形成了圖5中所示的門極507、陰極508和陽極509。反刻金屬317：是對(duì)不需要金屬層覆蓋的區(qū)域（例如對(duì)應(yīng)于圖5中標(biāo)號(hào)511所示劃切區(qū)域的位置）進(jìn)行光刻。光刻后腐蝕去除上述區(qū)域內(nèi)的金屬層，然后進(jìn)行剝離去膠。然后對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試318、硅片劃切319成互相分離的晶閘管芯片。對(duì)劃切后的芯片進(jìn)行粘片、鍵合、包封、電鍍、切筋、成品測(cè)試，最終的產(chǎn)品即為晶閘管。采用本發(fā)明的晶閘管產(chǎn)品電參數(shù)、電性能明顯提高，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。以100A/1600V(版面為12.4*12.4mm2)為例，申請(qǐng)人已做到：通態(tài)平均電流IT(AV)=100A，正反向峰值電壓VDRM=VRRM=1700-1900V，通態(tài)峰值電壓VTM≤1.3V@IT=5A，門極觸發(fā)電壓VGT=0.8-1.2V，門極觸發(fā)電流IGT=30-70mA，高溫漏電流(125℃)IDRM/IRRM=1-3mA。實(shí)施例2本實(shí)施例中的晶閘管為單臺(tái)面工藝雙向晶閘管，主要包括外殼、芯片、框架三部分，其核心部分在于芯片，芯片的陽極焊接在框架上，芯片的門極和陰極分別通過導(dǎo)線連接到框架相應(yīng)的管腳上，外殼起到保護(hù)芯片的作用。晶閘管芯片(芯片結(jié)構(gòu)見附圖6)包括：N型長基區(qū)N1·601、第一P型短基區(qū)P1·602、第二P型短基區(qū)P2·603、第一擴(kuò)磷區(qū)域N2·604、門極下的第二擴(kuò)磷區(qū)域N3·605、P1上的第三擴(kuò)磷區(qū)域N4·606、隔離墻607、鈍化臺(tái)面608、門極609、陰極610、陽極611、引線區(qū)域612、劃切區(qū)域613。芯片中間為N型長基區(qū)N1·601，上下兩側(cè)分別為第一P型短基區(qū)P1·602、第二P型短基區(qū)P2·603。N型長基區(qū)N1·601周邊均有隔離墻607保護(hù)，隔離墻由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成(實(shí)現(xiàn)步驟將在下文中描述)，隔離墻607與第二P型短基區(qū)P2·603之間設(shè)有鈍化臺(tái)面608。第三擴(kuò)磷區(qū)域N4·606設(shè)在P1·602上，第一擴(kuò)磷區(qū)域N2·604及第二擴(kuò)磷區(qū)域N3·605分別設(shè)在P2·603上，門極609設(shè)在第二擴(kuò)磷區(qū)域N3·605上，陰極610設(shè)在第一擴(kuò)磷區(qū)域N2·604及第二P型短基區(qū)P2·603之上，陽極611設(shè)在第一P型短基區(qū)P1·602及第三擴(kuò)磷區(qū)域N4·606之上。劃切區(qū)域613設(shè)在隔離墻607之上，門極609、陰極610、鈍化臺(tái)面608之間均有引線區(qū)域612保護(hù)。這種結(jié)構(gòu)除了隔離墻是由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成之外，其余部分與原來的單臺(tái)面工藝雙向晶閘管芯片相同。上述雙向晶閘管芯片中隔離墻的制作方法，簡述如下：硅片來料檢驗(yàn)后，雙面噴砂及清洗。雙面光刻對(duì)版標(biāo)記及腐蝕對(duì)版標(biāo)記，便于后續(xù)光刻對(duì)版，見附圖1A~圖1B。雙面蒸發(fā)金屬鋁(蒸發(fā)方式可以采用電子束蒸發(fā)、濺射)，鋁膜厚度一般為0.2~1.0um，見附圖1C。反刻金屬鋁膜，只保留所需的金屬鋁膜(鋁膜寬度為80-200um)，見附圖1D~圖1E。真空合金:合金溫度480~520℃，合金時(shí)間20~40分鐘。對(duì)通隔離擴(kuò)散:擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20~60小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)硅片厚度為200-500um的對(duì)通隔離。擴(kuò)散氣氛:氮?dú)馀c氧氣比例5:1~10:1(通常氮?dú)饬髁?~6L/min，氧氣流量0.2~0.6L/min)，升溫速率3~5℃/min、降溫速率1~3℃/min，見附圖1F。并且，上述單臺(tái)面工藝雙向晶閘管芯片的生產(chǎn)方法，除了在光刻K區(qū)步驟中，雙面需要同時(shí)光刻相應(yīng)的擴(kuò)磷區(qū)域外，其余步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例3本實(shí)施例中的晶閘管為單臺(tái)面工藝單向晶閘管，其中晶閘管芯片（芯片結(jié)構(gòu)見附圖5）包括：N型長基區(qū)N1·501、第一P型短基區(qū)P1·502、第二P型短基區(qū)P2·503、擴(kuò)磷區(qū)域N2·504、隔離墻505、鈍化臺(tái)面506、門極507、陰極508、陽極509、引線區(qū)域510、劃切區(qū)域511。這種結(jié)構(gòu)除了隔離墻是由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成之外，其余部分與原來的單臺(tái)面工藝單向晶閘管芯片相同。而與實(shí)施例1的不同點(diǎn)則在于隔離墻的形成方法不同。上述單臺(tái)面工藝單向晶閘管芯片的生產(chǎn)方法：參見附圖4，該生產(chǎn)方法包括硅片來料檢驗(yàn)401、清洗氧化402、光刻隔離窗口403、多晶硅沉積404、雙面蒸鋁405、光刻鋁窗口306、對(duì)通隔離擴(kuò)散407、表面腐蝕308、硼鋁擴(kuò)散409、光刻K區(qū)410、磷擴(kuò)散411、正面刻槽412、臺(tái)面造型413、鈍化保護(hù)414、光刻引線415、雙面金屬化416、反刻金屬417、芯片測(cè)試418、硅片劃切419。硅片來料檢驗(yàn)401：選取<111>區(qū)熔硅片，電阻率70-80，硅片厚度460±5um。清洗氧化402：采用干氧、濕氧交替氧化，氧化溫度1150~1200℃，時(shí)間5-8小時(shí)。在硅片201兩面形成的氧化層202厚度一般大于≥1.0um，可以保護(hù)芯片圖形內(nèi)部不受其他雜質(zhì)的影響。光刻隔離窗口403：在硅片201兩面進(jìn)行光刻，將隔離窗口內(nèi)的氧化層腐蝕干凈，隔離窗口寬度一般為80-200um，腐蝕完隔離窗口內(nèi)氧化層進(jìn)行去膠，亦見圖2A。多晶硅沉積404：LPCVD法沉積多晶硅薄膜203，薄膜厚度一般為：0.3-2.0um；其作用是在高溫條件下(蒸發(fā)金屬鋁后)形成一層均勻的鋁雜質(zhì)源薄膜，使得隔離墻的擴(kuò)散深度、寬度均勻、一致。雙面蒸鋁405：用電子束蒸發(fā)臺(tái)在硅片表面蒸發(fā)金屬鋁，鋁膜204厚度為0.2~1.0um，見附圖2B。光刻鋁窗口406：利用光刻技術(shù)，保留隔離窗口上面的金屬鋁，用鋁腐蝕液腐凈其他區(qū)域內(nèi)的金屬鋁，鋁膜204寬度同隔離窗口寬度一致，見圖2C。金屬鋁膜的形狀：如圖1H所示，相鄰芯片共用連續(xù)金屬鋁膜(鋁膜寬度為80-200um)；也可以如附圖1G所示，每個(gè)芯片使用單獨(dú)的金屬鋁膜，鋁膜與鋁膜的間距為100-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))；也可以如附圖1I所示，相鄰芯片共用不連續(xù)的金屬鋁膜，單個(gè)鋁膜外形有多種(如正方形、長方形等)，鋁膜與鋁膜的間距為100-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))。也可以如附圖1J所示，每個(gè)芯片使用單獨(dú)的不連續(xù)金屬鋁膜，單個(gè)鋁膜外形有多種(如正方形、長方形等)，鋁膜與鋁膜的間距為50-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))。對(duì)通隔離擴(kuò)散407：擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20~60小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)硅片厚度為200-500um的對(duì)通隔離。擴(kuò)散氣氛:氮?dú)馀c氧氣比例5:1~10:1(通常氮?dú)饬髁?~6L/min，氧氣流量0.2~0.6L/min)，升溫速率3~5℃/min、降溫速率1~3℃/min，見附圖2D。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，擴(kuò)散溫度1275℃，擴(kuò)散時(shí)間60小時(shí)，擴(kuò)散氣氛：N2流量為6L/min、O2流量為0.6L/min，升溫速率4℃/min、降溫速率2℃/min。高溫?cái)U(kuò)散后形成寬度為100-150um的隔離墻205，擴(kuò)散后R□約為200-500□。表面腐蝕408：用硅腐蝕液將隔離窗口內(nèi)的鋁硅合金層腐蝕干凈。步驟409至步驟419與實(shí)施例1中的步驟309至步驟319完全相同，最終形成本實(shí)施例所述的晶閘管。實(shí)施例4本實(shí)施例中的晶閘管為單臺(tái)面工藝雙向晶閘管，其中的晶閘管芯片(芯片結(jié)構(gòu)見附圖6)包括：N型長基區(qū)N1·601、第一P型短基區(qū)P1·602、第二P型短基區(qū)P2·603、第一擴(kuò)磷區(qū)域N2·604、門極下的第二擴(kuò)磷區(qū)域N3·605、P1上的第三擴(kuò)磷區(qū)域N4·606、隔離墻607、鈍化臺(tái)面608、門極609、陰極610、陽極611、引線區(qū)域612、劃切區(qū)域613。這種結(jié)構(gòu)除了隔離墻是由蒸發(fā)金屬鋁擴(kuò)散而成之外，其余部分與原來的單臺(tái)面工藝雙向晶閘管芯片相同。與實(shí)施例2的不同點(diǎn)則在于隔離墻的形成方法不同。上述雙向晶閘管芯片中隔離墻使用了實(shí)施例3所示的制作方法，簡述如下：硅片清洗、氧化(氧化層厚度≥1.0um)。雙面光刻隔離環(huán)(隔離環(huán)寬度為80-200um)，腐凈隔離環(huán)內(nèi)的氧化層，見附圖2A。LPCVD法沉積多晶硅薄膜：多晶硅薄膜厚度為0.3-2.0um。雙面蒸發(fā)金屬鋁，鋁膜厚度一般為0.2~1.0um，見附圖2B。反刻金屬鋁，只保留所需的金屬鋁膜，見附圖2C。對(duì)通隔離擴(kuò)散:擴(kuò)散溫度1200~1280℃，擴(kuò)散時(shí)間20~60小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)硅片厚度為200-500um的對(duì)通隔離。擴(kuò)散氣氛:氮?dú)馀c氧氣比例5:1~10:1(通常氮?dú)饬髁?~6L/min，氧氣流量0.2~0.6L/min)，升溫速率3~5℃/min、降溫速率1~3℃/min，見附圖2D。并且，上述單臺(tái)面工藝雙向晶閘管芯片的生產(chǎn)方法，除了在光刻K區(qū)步驟中，雙面需要同時(shí)光刻相應(yīng)的擴(kuò)磷區(qū)域外，其余步驟同實(shí)施例3。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。比方說，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例中具體參數(shù)的限制，如：①金屬鋁膜厚度小于0.2um(或大于1.0um)，寬度小于80um(或大于200um)，也可以實(shí)施本發(fā)明，但實(shí)際效果以鋁膜厚度0.2~1.0um、寬度80-200um為最佳。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用上述方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。②金屬鋁膜的排布方法：如圖1H所示，相鄰芯片共用連續(xù)金屬鋁膜(鋁膜寬度為80-200um)；也可以如附圖1G所示，每個(gè)芯片使用單獨(dú)的金屬鋁膜，鋁膜與鋁膜的間距為100-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))；也可以如附圖1I所示，相鄰芯片共用不連續(xù)的金屬鋁膜，單個(gè)鋁膜外形有多種(如正方形、長方形等)，鋁膜與鋁膜的間距為100-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))；也可以如附圖1J所示，每個(gè)芯片使用單獨(dú)的不連續(xù)金屬鋁膜，單個(gè)鋁膜外形有多種(如正方形、長方形等)，鋁膜與鋁膜的間距為50-500um(間距可以根據(jù)擴(kuò)散深度進(jìn)行調(diào)節(jié))。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用其他形狀的鋁膜排布方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。③多晶硅薄膜厚度小于0.3um(或大于2.0um)，也可以實(shí)施本發(fā)明，但實(shí)際效果以多晶硅薄膜厚度0.3~2.0um為最佳。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用上述方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。④為了達(dá)到破壞硅片表面硅原子的晶格結(jié)構(gòu)的目的，也可以采用激光造損、離子注入等其他方式實(shí)施本發(fā)明，但實(shí)際效果以噴砂的方法最為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用上述方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。⑤真空合金溫度低于480℃(或高于520℃)、時(shí)間少于20分鐘(或長于40分鐘)，也可以實(shí)施本發(fā)明，但實(shí)際效果以真空合金溫度480~520℃、合金時(shí)間20~40分鐘為最佳。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用上述方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。⑥高溫?cái)U(kuò)散時(shí)，氮?dú)馀c氧氣比例低于5：1(或高于10：1)也可以實(shí)施本發(fā)明，但實(shí)際效果以氮?dú)馀c氧氣比例5：1~10：1為最佳。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用上述方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。⑦氧化層厚度小于1.0um，也可實(shí)施本發(fā)明，但實(shí)際效果以氧化層厚度大于1.0um為最佳。如果有人為實(shí)施本發(fā)明，故意采用上述方法，也應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。