逆变器用NPN型功率晶体管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种逆变器用NPN型功率晶体管，在N

【技术实现步骤摘要】
逆变器用NPN型功率晶体管
本技术涉及属于半导体器件
，本技术涉及一种逆变器用NPN型功率晶体管。
技术介绍
当今我们处在一个"移动"的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电。逆变器就可以满足我们的这种需求，它是一种将低压直流电转变为220伏交流电的电源转换装置，适用于火车、轮船、舰艇、各种车辆微波炉、电饭煲、空调、冰箱等设备的交流供电。由于动车车厢逆变器常常处于大功率或者超大功率状态中，处在这种状态下瞬时驱动电流大，所以要求可靠性高，开关速度快。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可靠性高、开关速度快且漏电小的逆变器用NPN型功率晶体管。按照本技术提供的技术方案，所述逆变器用NPN型功率晶体管，包括N+型衬底层、N-型衬底层、P-型基区、N+型发射区、N+型增阻环、绝缘介质层、基区金属层、发射区金属层、基区金属层引出端、发射区金属层引出端与背面金属层；在N+型衬底层的下表面设有背面金属层，背面金属层用于形成晶体管的集电极C，在N+型衬底层的上表面设有N-型衬底层，在N-型衬底层内设有P-型基区，在P-型基区内设有N+型发射区与N+型增阻环，N+型增阻环包围所述的N+型发射区，在P-型基区的上表面设有基区金属层，在基区金属层的上表面设有基区金属层引出端，基区金属层引出端用于形成晶体管的基极B，在N+型发射区的上表面设有发射区金属层，在发射区金属层的上表面设有发射区金属层引出端，发射区金属层引出端用于形成晶体管的发射极E，所述发射区金属层与基区金属层之间通过绝缘介质层相互隔离。所述绝缘介质层包括场氧层、表面保护阻挡层与钝化层，在场氧层的上表面设有表面保护阻挡层，在表面保护阻挡层的上表面设有钝化层。所述场氧层的材质为SiO2，表面保护阻挡层的材质为PSG，钝化层的材质为Si3N4。所述基区金属层、发射区金属层、基区金属层引出端与发射区金属层引出端的材质均为铝。所述背面金属层具有钛金属层、镍金属层和银金属层，银金属层设置在N+型衬底层的下表面，镍金属层设置在银金属层的下表面，钛金属层设置在镍金属层的下表面。本技术具有以下优点：1.P-型基区采用浅结工艺，提高了特征频率，进而减小了开关时间。2.在芯片表面形成磷硅玻璃材质的表面保护阻挡层，能吸附杂质，有效地降低漏电流。3.表面覆盖Si3N4材质的钝化层能够减少尖峰击穿，减小产品的漏电流。4.采用N+型增阻环5，减弱了晶体管大电流工作时的发射极电流集边效应，提高了产品的功率耐量，使产品具有较高的抗过热点烧毁能力。5.由于在N+型衬底层的背面设有银金属层，以保证良好的欧姆接触和较高的抗热疲劳性能，提高产品的可靠性。附图说明图1是本技术的剖面图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。本技术的逆变器用NPN型功率晶体管，包括N+型衬底层1、N-型衬底层2、P-型基区3、N+型发射区4、N+型增阻环5、绝缘介质层6、基区金属层7、发射区金属层8、基区金属层引出端9、发射区金属层引出端10与背面金属层11；在N+型衬底层1的下表面设有背面金属层11，背面金属层11用于形成晶体管的集电极C，在N+型衬底层1的上表面设有N-型衬底层2，在N-型衬底层2内设有P-型基区3，在P-型基区3内设有N+型发射区4与N+型增阻环5，N+型增阻环5包围所述的N+型发射区4，在P-型基区3的上表面设有基区金属层7，在基区金属层7的上表面设有基区金属层引出端9，基区金属层引出端9用于形成晶体管的基极B，在N+型发射区4的上表面设有发射区金属层8，在发射区金属层8的上表面设有发射区金属层引出端10，发射区金属层引出端10用于形成晶体管的发射极E，所述发射区金属层8与基区金属层7之间通过绝缘介质层6相互隔离。所述绝缘介质层6包括场氧层61、表面保护阻挡层62与钝化层63，在场氧层61的上表面设有表面保护阻挡层62，在表面保护阻挡层62的上表面设有钝化层63。所述场氧层61的材质为SiO2，表面保护阻挡层62的材质为PSG，钝化层63的材质为Si3N4。所述基区金属层7、发射区金属层8、基区金属层引出端9与发射区金属层引出端10的材质均为铝。所述背面金属层11具有钛金属层、镍金属层和银金属层，银金属层设置在N+型衬底层1的下表面，镍金属层设置在银金属层的下表面，钛金属层设置在镍金属层的下表面。本技术中，N型衬底包括重掺杂的N+型衬底层1和N+型衬底层1之上的轻掺杂N-型衬底层2。其中，N+型衬底层1为重掺杂，使集电极的串联电阻小，集电极的饱和压降小；N-型衬底层2为轻掺杂，用于保证高电阻率，提高产品的击穿电压；N-型衬底层2是在N+型衬底层1采用外延工艺形成，可降低两者的寄生电容，提高器件对衬底中杂散电荷噪声的抗扰度。在N-型衬底层2的上方扩散形成P-型基区3，P-型基区3采用浅基区结深工艺，可以提高产品的特征频率，进而降低开关时间，提高开关速度。在P-型基区3的上方通过离子注入形成N+型发射区4和N+型增阻环5，且N+型发射区4和N+型增阻环5通过一次离子注入而形成，N+型增阻环5对基区注入电流的横向流动起到了阻挡作用，基区电流不能直接流向发射结表面，而是均匀地从发射结下面流过，减弱了晶体管大电流工作时的发射极电流集边效应，减小了发射结的电流集中，从而提高了产品的功率耐量，使产品具有较高的抗过热点烧毁能力。在N-型衬底层2的上表面覆盖有绝缘层介质6，绝缘层介质6为三层结构，它包括SiO2材质的场氧层61、PSG材质的表面保护阻挡层62与Si3N4材质的钝化层63，在场氧层61的上表面设有表面保护阻挡层62，在表面保护阻挡层62的上表面设有钝化层63。SiO2材质的场氧层61尽管它在机械、化学和电气等方面都是非常稳定的，具有很好的钝化作用，但SiO2材质的场氧层61对Na+、K+等金属离子掩蔽能力差，PSG材质的表面保护阻挡层62对钠离子有提取、固定和阻挡的作用，能明显的削弱钠等可动离子对半导体表面性质的影响，减小漏电流。最上层为Si3N4材质的钝化层，它结构紧密，针孔密度小，气体和水气难于侵入，掩蔽能力强，可消弱介质层外表面杂质的影响，化学稳定性好，并且具有较强的抗钠能力，减小漏电流。由于芯片减薄后背面金属层11采用了钛、镍、银三层金属，减少了装片空洞，增加了粘片牢固度，保证良好的欧姆接触和较高的抗热疲劳性能，大大增加了产品的可靠性。需要说明的是，本实施例采用了NPN型晶体管为例，其它任何在此结构上所做的等同变换，亦属于本技术的保护范围，比如将上述各层的掺杂类型做P—N型的互换即构成PNP型晶体管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器用NPN型功率晶体管，包括N

【技术特征摘要】
1.一种逆变器用NPN型功率晶体管，包括N+型衬底层（1）、N-型衬底层（2）、P-型基区（3）、N+型发射区（4）、N+型增阻环（5）、绝缘介质层（6）、基区金属层（7）、发射区金属层（8）、基区金属层引出端（9）、发射区金属层引出端（10）与背面金属层（11）；其特征是：
在N+型衬底层（1）的下表面设有背面金属层（11），背面金属层（11）用于形成晶体管的集电极C，在N+型衬底层（1）的上表面设有N-型衬底层（2），在N-型衬底层（2）内设有P-型基区（3），在P-型基区（3）内设有N+型发射区（4）与N+型增阻环（5），N+型增阻环（5）包围所述的N+型发射区（4），在P-型基区（3）的上表面设有基区金属层（7），在基区金属层（7）的上表面设有基区金属层引出端（9），基区金属层引出端（9）用于形成晶体管的基极B，在N+型发射区（4）的上表面设有发射区金属层（8），在发射区金属层（8）的上表面设有发射区金属层引出端（10），发射区金属层引出端（10）用于形成晶体管的发射极E，所述发射区金属层（8）与基区金属层（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚利汀，刘宁，
申请(专利权)人：无锡固电半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32