小型高反壓功率晶體管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及小型功率晶體，特別涉及一種高反壓功率晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002]高反壓功率晶體管，一般耐壓很高，Vcbo^ 500V，功率很大，放大倍數(shù)不大，常用于電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能燈、充電器及各類功率開關(guān)電路。高反壓功率晶體管通過硅三重?cái)U(kuò)散平面工藝，輸出特性好、電流容量大。反向電壓和集電區(qū)的摻雜雜質(zhì)濃度，集電結(jié)的深度，基區(qū)的寬度，電極的寬度有關(guān)。如何在不降低晶體管性能的前提下，減小芯片尺寸，是目前需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高反壓，開關(guān)特性好，Icmax大的尺寸小的高反壓功率晶體管。
[0004]小型高反壓功率晶體管，晶圓片的表面積為1280 μ mX 1280 μ m，低摻雜N型硅集電區(qū)上設(shè)有正方形的高摻雜P型硅的基區(qū)，基區(qū)上設(shè)有高摻雜N型硅的發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)由若干等距離間隔排列的條狀發(fā)射區(qū)組成，條狀發(fā)射區(qū)的長度從晶圓片中心部向外逐步加長，所述條狀發(fā)射區(qū)包括橫向條狀發(fā)射區(qū)和豎向條狀發(fā)射區(qū)，形成逐步向外擴(kuò)展的回字形；每個(gè)所述條狀發(fā)射區(qū)上設(shè)有若干引線孔，發(fā)射區(qū)引線由發(fā)射極金屬化電極條連接至發(fā)射極電極；每個(gè)所述發(fā)射區(qū)引線孔的四角的基區(qū)上設(shè)有基區(qū)引線孔，基極引線由基極金屬化電極條連接至基極電極；基極金屬化電極條和發(fā)射極金屬化電極條之間通過絕緣槽分割開；所述小型高反壓功率晶體管的晶圓片厚度為248±10 μ m，發(fā)射結(jié)深度為20 μ m，集電結(jié)的深度為58 μπι。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述集電區(qū)的電阻率為50Ω.cm。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)射區(qū)引線孔為直徑為26 μπι的圓孔，相鄰兩個(gè)發(fā)射區(qū)引線孔的中心距為98 μm，發(fā)射區(qū)金屬化電極條寬度為40 μπι。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基區(qū)引線孔的為邊長20 μπιΧ20 μπι的方形孔，基區(qū)引線孔上覆蓋的金屬基區(qū)引線面積為50μπιΧ50μπι，相鄰的兩個(gè)基區(qū)引線之間還設(shè)有金屬連線，金屬化電極條寬度為34 μπι。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰的兩個(gè)所述基區(qū)引線孔之間的中心距為98 μπι，在每四個(gè)相鄰的所述基區(qū)引線孔的中心部位設(shè)有一個(gè)所述集電區(qū)引線孔。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高摻雜P型硅基區(qū)的外圍還設(shè)有低摻雜P型硅基區(qū)，低摻雜P型硅基區(qū)深度為20 μ m，低摻雜P型硅基區(qū)之外集電區(qū)上還設(shè)有高摻雜N型硅的保護(hù)環(huán)，高摻雜N型硅的保護(hù)環(huán)的深度為20 μπι，采用低濃度的基區(qū)、反向電壓和消耗層的組合，替代多保護(hù)環(huán)的組合，減小晶圓面積，起到減小暗電流作用。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣槽的寬度為12 μπι。
[0011]本實(shí)用新型采用低摻雜的集電區(qū)，獲得高反壓，通過擴(kuò)大基極面積，擴(kuò)大Icmax。本基區(qū)金屬實(shí)用新型的版圖，使發(fā)射極的寬度增加以達(dá)到更大的限流，引線孔采用一系列占相鄰四個(gè)基區(qū)中心位置的小的圓形引線孔，所有發(fā)射極電流必須流經(jīng)引線孔，這樣的分布限流比寬發(fā)射區(qū)窄引線孔的分布限流效果更好，而且面積利用率極高。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的晶格單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、圖2和3所示，小型高反壓功率晶體管100，長、寬、高為1280 μ mX 1280 μ mX 248 μ m、電阻率為50 Ω.cm的晶圓片設(shè)置為低摻雜N型硅襯底為集電區(qū)I，集電區(qū)I上設(shè)有圓角正方形的尚慘雜P型娃的基區(qū)2，基區(qū)2上設(shè)有尚慘雜N型娃的發(fā)射區(qū)3，基區(qū)2和發(fā)射區(qū)3上設(shè)有二氧化硅膜11。發(fā)射區(qū)3由若干等距離間隔排列的條狀發(fā)射區(qū)31組成，條狀發(fā)射區(qū)31在基區(qū)2上呈叉指狀分布。條狀發(fā)射區(qū)31的長度從晶圓片中心部向外逐步加長，條狀發(fā)射區(qū)包括橫向條狀發(fā)射區(qū)31a和豎向條狀發(fā)射區(qū)31b，兩者共同形成逐步向外擴(kuò)展的回字形。
[0016]每個(gè)條狀發(fā)射區(qū)31上的二氧化硅膜11上設(shè)有發(fā)射區(qū)引線孔32，二氧化硅膜11上設(shè)有發(fā)射區(qū)金屬化電極條4，發(fā)射區(qū)金屬化電極條4連接至發(fā)射極電極5。
[0017]基區(qū)2的二氧化硅膜11上設(shè)有基區(qū)引線孔21，基區(qū)引線孔21上設(shè)有基區(qū)金屬引線22，基區(qū)金屬引線22由基區(qū)金屬化電極條6連接至基極電極8 ;絕緣槽10將發(fā)射區(qū)金屬化電極條4和基區(qū)金屬化電極條6分割開。
[0018]如圖2所示，高反壓功率晶體管的芯片，厚度為248±10 μπι，集電結(jié)深度為58 μπι。四角的基區(qū)引線孔21和中心的發(fā)射區(qū)引線孔32構(gòu)成一個(gè)晶格單元。條狀發(fā)射區(qū)31的深度為20 μπι，相鄰兩個(gè)條狀發(fā)射區(qū)31之間的中線距離為98 μπι，條狀發(fā)射區(qū)31引線孔的直徑為26 μm，發(fā)射區(qū)金屬化電極條4的寬度為40 μπι?；鶇^(qū)2的厚度為58 μπι，基區(qū)引線孔的為邊長20 μ mX 20 μ m的方形孔，基區(qū)引線孔上覆蓋的金屬引線22面積為50 μ mX 50 μ m，相鄰的兩個(gè)基區(qū)引線之間還設(shè)有金屬連線9，金屬化電極條6寬度為34 μπι。相鄰的兩個(gè)基區(qū)引線孔21的中心距為98 μπι。絕緣槽10的寬度為12 μπι。
[0019]如圖3所示，高摻雜P型硅基區(qū)2的外圍還設(shè)有低摻雜P型硅基區(qū)91，低摻雜P型硅基區(qū)91深度為20 μ m，低摻雜P型硅基區(qū)91之外集電區(qū)上還設(shè)有高摻雜N型硅的保護(hù)環(huán)92，高摻雜N型硅的保護(hù)環(huán)92與高摻雜P型硅基區(qū)邊緣的橫向距離為125 μ m，深度為20 μ m
[0020]本實(shí)施例的高反壓功率晶體管100的ν_=700ν，VCEO=400V, Ic=L 5A。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.小型高反壓功率晶體管，晶圓片的表面積為1280μ mX 1280 μ m，低摻雜N型硅集電區(qū)上設(shè)有正方形的高摻雜P型硅的基區(qū)，基區(qū)上設(shè)有高摻雜N型硅的發(fā)射區(qū)，其特征是，所述發(fā)射區(qū)由若干等距離間隔排列的條狀發(fā)射區(qū)組成，條狀發(fā)射區(qū)的長度從晶圓片中心部向外逐步加長，所述條狀發(fā)射區(qū)包括橫向條狀發(fā)射區(qū)和豎向條狀發(fā)射區(qū)，形成逐步向外擴(kuò)展的回字形；每個(gè)所述條狀發(fā)射區(qū)上設(shè)有若干引線孔，發(fā)射區(qū)引線由發(fā)射極金屬化電極條連接至發(fā)射極電極；每個(gè)所述發(fā)射區(qū)引線孔的四角的基區(qū)上設(shè)有基區(qū)引線孔，基極引線由基極金屬化電極條連接至基極電極；基極金屬化電極條和發(fā)射極金屬化電極條之間通過絕緣槽分割開；所述小型高反壓功率晶體管的晶圓片厚度為248±10 μ m，發(fā)射結(jié)深度為20 μ m，集電結(jié)的深度為58 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型高反壓功率晶體管，其特征是，所述集電區(qū)的電阻率為.50Ω.cm.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型高反壓功率晶體管，其特征是，所述發(fā)射區(qū)引線孔為直徑為26 μ m的圓孔，相鄰兩個(gè)發(fā)射區(qū)引線孔的中心距為98 μ m，發(fā)射區(qū)金屬化電極條寬度為.40 μ m.
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型高反壓功率晶體管，其特征是，所述基區(qū)引線孔的為邊長20 μηιΧ20 μπι的方形孔，基區(qū)引線孔上覆蓋的金屬基區(qū)引線面積為50 ymX50 μπι，相鄰的兩個(gè)基區(qū)引線之間還設(shè)有金屬連線，金屬化電極條寬度為34 μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型高反壓功率晶體管，其特征是，相鄰的兩個(gè)所述基區(qū)引線孔之間的中心距為98 μπι，在每四個(gè)相鄰的所述基區(qū)引線孔的中心部位設(shè)有一個(gè)所述集電區(qū)引線孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型高反壓功率晶體管，其特征是，所述絕緣槽的寬度為.12 μ m.
【專利摘要】小型高反壓功率晶體管，晶圓片的表面積為1280μm×1280μm，低摻雜N型硅集電區(qū)上設(shè)有正方形的高摻雜P型硅的基區(qū)，基區(qū)上設(shè)有高摻雜N型硅的發(fā)射區(qū)，發(fā)射區(qū)由若干等距離間隔排列的條狀發(fā)射區(qū)組成，條狀發(fā)射區(qū)的長度從晶圓片中心部向外逐步加長；每個(gè)條狀發(fā)射區(qū)上設(shè)有若干引線孔，發(fā)射區(qū)引線由發(fā)射極金屬化電極條連接至發(fā)射極電極；每個(gè)發(fā)射區(qū)引線孔的四角的基區(qū)上設(shè)有基區(qū)引線孔，基極引線由金屬化電極條連接至基極電極；基極金屬化電極條和發(fā)射極電極條之間通過絕緣槽分割開；晶圓片厚度為248±10μm，發(fā)射結(jié)深度為20μm，集電結(jié)的深度為58μm。本實(shí)用新型的版圖，使發(fā)射極的寬度增加達(dá)到更大的限流，且面積利用率高。
【IPC分類】H01L29-08, H01L23-48, H01L29-417, H01L29-73
【公開號(hào)】CN204497235
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520177009
【發(fā)明人】崔峰敏
【申請(qǐng)人】傲迪特半導(dǎo)體(南京)有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日