一种双向晶闸管及电子产品制造技术

本发明专利技术公开了一种双向晶闸管及电子产品，包括：衬底；及形成于所述衬底上的第一阱和载流子疏散结构；所述第一阱上设置有用于载流子发射的触发区域，所述载流子疏散结构用于将所述触发区域发射的载流子进行疏散，所述电子产品包括上述双向晶闸管，本发明专利技术公开的技术方案可以实现在双向晶闸管开启之前，形成尽可能低的过冲电压。

【技术实现步骤摘要】
一种双向晶闸管及电子产品
本专利技术涉及集成电路领域，具体涉及一种双向晶闸管电子产品。
技术介绍
双向晶闸管是由PN五层半导体材料构成，其有两个主电极和一个控制极，双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联在一起，有一个共同的控制极，双向晶闸管与单向晶闸管一样，也具有触发控制特性。它的触发控制特性与单向晶闸管有很大的不同，因其无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也不管这个脉冲是什么极性的，都可以使双向晶闸管导通，因此双向晶闸管正、反特性具有对称性，所以它可在任何一个方向导通，是一种理想的交流开关器。由于双向晶闸管结构的本身特点，双向晶闸管浪涌触发的情况下，大量的载流子遣散到衬底，作为非平衡态载流子在没有被复合之前，等效为空间电荷分布在衬底纵向的局部空间，而空间电荷的浓度决定电场的强度，进而决定空间电势差，即过冲电压，而高的过冲电压会导致晶闸管浪涌能力降低，同时也影响到产品的应用范围，常用的方法通过提高晶闸管衬底浓度来实现降低过冲电压的目的，但高衬底浓度会带来大电容的问题，导致产品在高频应用受到了限制。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种双向晶闸管及电子产品，用于降低双向晶闸管在浪涌触发情况下形成的过冲电压，使得双向晶闸管在开启之前，形成尽可能低的过冲电压。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种双向晶闸管，包括：衬底；及形成于所述衬底上的第一阱和载流子疏散结构；所述第一阱上设置有用于载流子发射的触发区域，所述载流子疏散结构用于将所述触发区域发射的载流子进行疏散。与现有技术相比，本专利技术提供了一种双向晶闸管，使的双向晶闸管在开启之前，通过在衬底上形成的载流子疏散结构使该双向晶闸管在触发过程中载流子能够更加顺利地向下移动，而不会形成瞬态的空间电荷进而可降低过冲电压，这样不用通过增加衬底浓度来降低过冲电压，降低过冲电压将会在器件特性上完全脱离与衬底浓度的关系，通过本专利技术的技术方案可以降低瞬态的空间电荷的浓度，进而降低过冲电压，降低后的过冲电压会接近双向晶闸管开启所需要的电压。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种电子产品，包括上述的双向晶闸管。与现有技术相比，本专利技术提供的电子产品的有益效果与上述技术方案所述双向晶闸管的有益效果相同，在此不做赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中双向晶闸管的剖视图；图2为现有技术中双向晶闸管的俯视图；图3为现有技术中双向晶闸管的仰视图；图4为本专利技术公开的一个实施例的双向晶闸管的剖视图；图5为本专利技术公开的另一个实施例的双向晶闸管的剖视图；图6为本专利技术公开的另一个实施例的双向晶闸管的剖视图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。申请人经过研究发现，在双向晶闸管在开启之前，大量的载流子通过触发区域疏散到衬底，作为非平衡态载流子在没有被复合之前，等效为空间电荷分布在衬底纵向的局部空间，而空间电荷的浓度决定电场的强度，进而决定空间电势差，即过冲电压。为了解决过冲电压的问题，本专利技术实施例在双向晶闸管衬底上形成上下载流子疏散结构，使得该双向晶闸管在触发过程中载流子能够更加顺利地向下移动，而不会形成瞬态的空间电荷，降低过冲电压将会在器件特性上完全脱离与衬底浓度的关系，通过本专利技术实施例，降低后的过冲电压会接近双向晶闸管开启所需要的电压。下面结合附图，详细说明本专利技术的各种非限制性实施方式。本专利技术实施例公开了一种双向晶闸管，如图1所示，图1为现有技术双向晶闸管的剖视图；图2为现有技术的双向晶闸管的俯视图；图3为现有技术的双向晶闸管的仰视图。如图1和图2所示，图1为现有技术的双向晶闸管的剖视图，图2为现有技术的双向晶闸管的俯视图，先从双向晶闸管的衬底的上方的一侧进行说明其结构，当衬底01为N衬底时，载流子移动过程中的等压线07-1如图所示，载流子在遣散的过程中产生的电子电流06-1如图所示，第一阱为N阱，晶闸管N阱包括第一N阱02-1和第二N阱03-1，第二阱为P阱，P阱包括第一P阱04-1和第二P阱05-1，其中第一N阱02-1和第一P阱04-1通过沟槽12-1隔离，在剖视图中未示出沟槽，在俯视图的中示出沟槽12-1，第一N型02-1横向穿通沟槽12-1和第一P阱04-1并延伸至第二N阱03-1，第二N阱03-1设置在第一P阱04-1之中，第二N阱03-1与第一N阱02-1之间留有一定间距，形成触发区域09-1，上述第二P阱05-1也设置在上述第一P阱04-1中，上述第一N阱02-1包围上述第一P阱04-1，上述第一P阱04-1为浅P阱，上述第二P阱05-1为深P阱，需要说明的是，上述深P阱也可以去除，即在上述第一P阱04-1中只设置有第二N阱03-1，设置上述深阱的目的是为了更好的接收载流子，因为深阱比浅阱的高度高，这样距离相对侧N阱的距离相对近。另外上述第一阱为N阱，也可以只设置一个N阱，这样只要将载流子经过触发脉冲进行触发即可，N阱设置两个的目的是为了让触发脉冲触发N阱产生的载流子产生电位差，这样载流子可以从高电位到低电位，另外，设置两个N阱的目的也是为了更好的与晶闸管底部的P阱进行对准，这样更有利于使第一N阱发射的载流子可以比较顺利的进入衬底底部的P阱。上述是从衬底的上方的一侧进行说明双向晶闸管的结构，以下从另外一侧进行说明晶闸管的结构，具体的结构如图1和图3所示，当衬底01为N衬底时，载流子移动过程中的等压线07-2如图所示。载流子在遣散的过程中产生的电子电流06-2图如所示，第一阱为N阱，晶闸管N阱包括第一N阱02-2和第二N阱03-2，第二阱为P阱，P阱包括第一P阱04-2和第二P阱05-2，其中第一N阱02-2和第一P阱04-2通过沟槽12-2隔离，在剖视图中未示出沟槽，在俯视图的中示出沟槽12-2，第一N型02-2横向穿通沟槽12-1和第一P阱04-2并延伸至第二N阱03-2，第二N阱03-2设置在第一P阱04-2之中，第二N阱03-2与第一N阱02-2之间留有一定间距，形成触发区域09-2，上述第二P阱05-2也设置在上述第一P阱04-2中，上述第一N阱04-2包围上述第一P阱04-2，上述第一P阱04-2为浅P阱，上述第二P阱05-2为深P阱，需要说明的是，上述深P阱也可以去除，即在上述第一P阱04-2中只设置有第二N阱03-2。N型半导体是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向晶闸管，其特征在于，包括：/n衬底；/n及形成于所述衬底上的第一阱和载流子疏散结构；/n所述第一阱上设置有用于载流子发射的触发区域，所述载流子疏散结构用于将所述触发区域发射的载流子进行疏散。/n

【技术特征摘要】
1.一种双向晶闸管，其特征在于，包括：
衬底；
及形成于所述衬底上的第一阱和载流子疏散结构；
所述第一阱上设置有用于载流子发射的触发区域，所述载流子疏散结构用于将所述触发区域发射的载流子进行疏散。


2.如权利要求1所述的一种双向晶闸管，其特征在于，所述载流子疏散结构为形成于所述衬底上的上下通道结构。


3.如权利要求2任一项所述的一种双向晶闸管，其特征在于，所述载流子疏散结构包括第一通道结构和第二通道结构，所述第一通道结构和所述第二通道结构上下对称设置。


4.如权利要求3所述的一种双向晶闸管，其特征在于，所述第一通道结构和第二通道结构连通，并穿通所述衬底。


5.如权利要求1至4任一项所述的一种双向晶闸管，其特征在于，所述载流子疏散结构被设置为包围所述第一阱。


6.如权利要求1至4任一项所述的一种双向晶闸管的保护器件，其特征在于，还包括沟槽和第二阱，所述第一阱和第二阱通过沟槽隔离，所述载流子疏散结构设置在所述沟槽的底部。


7.如权利要求1至4任一项所述的一双向种晶闸管，其特征在于，所述衬底为N衬底或P衬底；
当所述衬底为N衬底时，所述第一阱为N阱和所述第二阱为P阱，在所述N阱上设置有用于载流子发射的触发区域，所述载流子疏散结构用于将所述触发区域发射的载流子进行疏散；
当所述衬底为P衬底时，所述第一阱为P阱和所述第二阱为N阱，在所述P阱上设置有用于载流子发射的触发区域，所述载流子疏散...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇海，
申请(专利权)人：上海韦尔半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31