高反压功率晶体管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高反压功率晶体管，低掺杂N型硅的集电区上设有高掺杂P型硅的基区，基区上设有高掺杂N型硅的发射区，所述发射区为若干等距离间隔排列的柱状发射区，每个所述柱状发射区上设有发射区引线孔，发射区引线由发射极金属化电极条连接至发射极电极；每个所述柱状发射区四角基区上设有基区引线孔，基极引线由基极金属化电极条连接至基极电极；基极金属化电极条和发射极金属化电极条之间通过绝缘槽分隔开；所述集电区上，基区外围处设有保护环结构，集电区、保护环、发射区、基区上设有碳纳米层；所述碳纳米层、发射区、基区上沉积阳极金属；集电区背面沉积阴极金属。本实用新型专利技术的高反压功率晶体管V

【技术实现步骤摘要】
高反压功率晶体管
本技术涉及半导体功率器件，特别涉及一种高反压功率晶体管。
技术介绍
晶体管由半导体材料组成，晶体管基于输入的电流或电压，改变输出端的阻抗，从而控制通过输出端的电流，并且晶体管输出信号的功率可以大于输入信号的功率，因此晶体管可以作为电流开关或作为电子放大器。在不同的应用场景下，对功率管的性能有不同的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高反压功率晶体管，本技术的高反压功率晶体管VCBO高，集电极电流IC较大，晶体管导通性能好。为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：一种高反压功率晶体管，硅晶片尺寸为7.5mm×7.0mm，低掺杂N型硅的集电区上设有高掺杂P型硅的基区，基区上设有高掺杂N型硅的发射区，所述发射区为若干等距离间隔排列的柱状发射区，每个所述柱状发射区上设有发射区引线孔，发射区引线由发射极金属化电极条连接至发射极电极；每个所述柱状发射区四角基区上设有基区引线孔，基极引线由基极金属化电极条连接至基极电极；基极金属化电极条和发射极金属化电极条之间通过绝缘槽分隔开；所述低掺杂N型硅的集电区上，高掺杂的P型基区外围处设有保护环结构，所述低掺杂N型硅的集电区、保护环、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上设有碳纳米层；所述碳纳米层、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上沉积阳极金属；低掺杂N型硅的集电区背面沉积阴极金属。作为本技术的进一步优选，所述低掺杂N型硅的集电区上，高掺杂的P型基区外围处设有四个保护环结构，最外围为高掺杂N型硅保护环，高掺杂N型硅保护环和高掺杂的P型基区之间设有三个高掺杂P型硅保护环，四个保护环结构从外到内依次为高掺杂N型硅的第一保护环、高掺杂P型硅的第二保护环、高掺杂P型硅的第三保护环和高掺杂P型硅的第四保护环。优选的，所述高掺杂的P型基区上覆盖碳纳米层，所述碳纳米层上开有接触孔，阳极金属沉积在接触孔内，和高掺杂的P型基区导通。在碳纳米层上开设接触孔沉积阳极金属，可增强二极管的导通性能。优选的，所述保护环结构宽度为444μm，高掺杂P型硅的保护环宽度为13μm，深度为150μm，高掺杂N型硅保护环深度为28μm；第一保护环、第二保护环、第三保护环和第四保护环和高掺杂的P型硅基区的横向距离依次为125μm、80μm、75μm、70μm。作为本技术的进一步优选，所述发射区引线孔为直径为46μm的圆孔，所述基区引线孔为直径为36μm的圆孔，相邻两个发射区引线孔的中心距为200μm，发射区金属化电极条宽度为112μm，基区金属化电极条宽度为62μm。作为本技术的进一步优选，所述绝缘槽的宽度为13μm。作为本技术的进一步优选，所述低掺杂N型硅的集电区电阻率为100Ω·cm。作为本技术的进一步优选，所述碳纳米层、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上沉积金属Al作为阳极，低掺杂N型硅的集电区背面沉积金属Ag作为阴极；阳极金属和阴极金属外设有SiN保护膜。作为本技术的进一步优选，阳极Al金属层沉积厚度为4μm，阴极Ag金属层沉积厚度为0.5μm。本技术的高反压功率晶体管VCBO高，集电极电流IC较大，晶体管导通性能好。附图说明图1为本技术实施例1的芯片平面结构示意图；图2为本技术实施例1的芯片晶格单元平面结构示意图；图3为本技术晶体管外围保护环结构示意图；其中，图中涉及的数值单位为μm。具体实施方式如图1、图2、图3所示的高反压功率晶体管，硅晶片尺寸为7.5mm×7.0mm，基区范围6.612mm×6.112mm，晶格单元数目为794个。在电阻率为100Ω·cm的低掺杂N型硅的集电区1上设有高掺杂P型硅的基区2，基区2上设有高掺杂N型硅的发射区3，所述发射区3由若干等距离间隔排列的圆形柱状发射区31组成，每个所述柱状发射区31上设有发射区引线孔32，发射区引线由发射极金属化电极条4a、4b连接至发射极电极5a、5b；每个所述柱状发射区31四角基区2上设有基区引线孔21，基极引线由基极金属化电极条4c连接至基极电极5c；基极金属化电极条4c和发射极金属化电极条4a、4b之间通过宽度为13μm的绝缘槽6分隔开；所述低掺杂N型硅的集电区1上，高掺杂的P型基区2外围处设有保护环7结构，所述低掺杂N型硅的集电区1上，高掺杂的P型基区2外围处设有四个保护环结构，最外围为高掺杂N型硅保护环，高掺杂N型硅保护环和高掺杂的P型基区之间设有三个高掺杂P型硅保护环，四个保护环结构从外到内依次为高掺杂N型硅的第一保护环71、高掺杂P型硅的第二保护环72、高掺杂P型硅的第三保护环73和高掺杂P型硅的第四保护环74。所述低掺杂N型硅的集电区1、保护环7、高掺杂N型硅的发射区3、高掺杂P型硅的基区2上设有碳纳米层8；所述碳纳米层8、高掺杂N型硅的发射区3、高掺杂P型硅的基区2上沉积阳极金属5；低掺杂N型硅的集电区背面沉积阴极金属9；所述高掺杂的P型基区2上覆盖的碳纳米层8上开有接触孔81，阳极金属沉积5在接触孔内，和高掺杂的P型基区2导通。所述碳纳米层8、高掺杂N型硅的发射区3、高掺杂P型硅的基区2上沉积金属Al作为阳极5，低掺杂N型硅的集电区背面沉积金属Ag作为阴极9；阳极金属和阴极金属外设有SiN保护膜10。本实施例中，所述保护环7结构总宽度为444μm，高掺杂P型硅的保护环宽度为13μm，深度为150μm，高掺杂N型硅保护环深度为28μm；第一保护环71、第二保护环72、第三保护环73、第四保护环74和高掺杂的P型硅基区2的横向距离依次为125μm、80μm、75μm、70μm。所述发射区引线孔32为直径为46μm的圆孔，基区引线孔21为直径为36μm的圆孔，相邻两个发射区引线孔32的中心距为200μm，发射区金属化电极条4a、4b宽度为112μm，基区金属化电极条宽度为62μm。阳极Al金属层沉积厚度为4μm，阴极Ag金属层沉积厚度为0.5μm。本实施例的高反压功率晶体管，VCBO=1650V，VCEO=820V，IC=15A，操作和贮存温度范围-55~+150℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高反压功率晶体管，硅晶片尺寸为7.5mm×7.0mm，低掺杂N型硅的集电区上设有高掺杂P型硅的基区，基区上设有高掺杂N型硅的发射区，所述发射区为若干等距离间隔排列的柱状发射区，每个所述柱状发射区上设有发射区引线孔，发射区引线由发射极金属化电极条连接至发射极电极；每个所述柱状发射区四角基区上设有基区引线孔，基极引线由基极金属化电极条连接至基极电极；基极金属化电极条和发射极金属化电极条之间通过绝缘槽分隔开；其特征在于，所述低掺杂N型硅的集电区上，高掺杂的P型基区外围处设有保护环结构，所述低掺杂N型硅的集电区、保护环、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上设有碳纳米层；所述碳纳米层、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上沉积阳极金属；低掺杂N型硅的集电区背面沉积阴极金属。

【技术特征摘要】
1.一种高反压功率晶体管，硅晶片尺寸为7.5mm×7.0mm，低掺杂N型硅的集电区上设有高掺杂P型硅的基区，基区上设有高掺杂N型硅的发射区，所述发射区为若干等距离间隔排列的柱状发射区，每个所述柱状发射区上设有发射区引线孔，发射区引线由发射极金属化电极条连接至发射极电极；每个所述柱状发射区四角基区上设有基区引线孔，基极引线由基极金属化电极条连接至基极电极；基极金属化电极条和发射极金属化电极条之间通过绝缘槽分隔开；其特征在于，所述低掺杂N型硅的集电区上，高掺杂的P型基区外围处设有保护环结构，所述低掺杂N型硅的集电区、保护环、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上设有碳纳米层；所述碳纳米层、高掺杂N型硅的发射区、高掺杂P型硅的基区上沉积阳极金属；低掺杂N型硅的集电区背面沉积阴极金属。2.根据权利要求1所述的高反压功率晶体管，其特征在于，所述低掺杂N型硅的集电区上，高掺杂的P型基区外围处设有四个保护环结构，最外围为高掺杂N型硅保护环，高掺杂N型硅保护环和高掺杂的P型基区之间设有三个高掺杂P型硅保护环，四个保护环结构从外到内依次为高掺杂N型硅的第一保护环、高掺杂P型硅的第二保护环、高掺杂P型硅的第三保护环和高掺杂P型硅的第四保护环。3.根据权利要求2所述的高反压功率晶体管，其特征在于，所述高掺杂的P型基区上覆盖碳纳米层，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰敏，
申请(专利权)人：傲迪特半导体南京有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32