一种晶闸管芯片及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种晶闸管芯片及制作方法，一种晶闸管芯片包括：钼片、绝缘胶膜层、阳极金属、阴极金属、门极金属、阳极P型层、N型基区、P型基区、阴极N型区和导电胶膜层；门极金属包括：中心门极金属和放大门极金属；阴极N型区：包括阴极发射N型区和放大门极N型区；P型基区、N型基区和阳极P型层顺序层叠排布；阳极金属设置于阳极P型层的下表面；阴极金属、中心门极金属和放大门极金属的厚度相同；在钼片的下表面对应放大门极金属处沉积绝缘胶膜层，对应阴极金属处沉积导电胶膜层。本发明专利技术的有益效果是：可以实现封装时放大门级与阴极隔离的目的，降低了工艺复杂程度，降低了工艺成本。降低了工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
一种晶闸管芯片及制作方法


[0001]本专利技术涉及一种晶闸管芯片及制作方法。

技术介绍

[0002]可控硅，全称晶体闸流管，简称晶闸管，指的是具有四层交错P、N层的半导体器件。
[0003]晶闸管芯片存在三个电极：阳极、阴极和门极，给门阴极之间加一个正的触发信号，可以控制晶闸管的导通。门极和阴极处于同一面，两者表面需要覆盖金属薄膜，金属薄膜引出电极和实现欧姆接触，门极金属层和阴极金属层必须隔离。通常大功率晶闸管分中心门级和放大门级，中心门极通过门极组件与外界触发电路连接，放大门极可以降低开通时间，降低开通电流，提高开通d i/dt等。
[0004]放大门极与阴极隔离的方式，常见的有三种：第一种，削减放大门极金属的厚度；第二种，按照放大门极的形状加工钼片，削减钼片位于放大门极金属的厚度；第三种，在硅片上加工槽使放大门极金属的高度下降。三种方式本质都是使放大门极金属与钼片位产生间隙。但加工过程相对复杂，门阴极容易短路。
[0005]为了解决这一问题，CN202010677130.4提供了一种晶闸管芯片、晶闸管及其制作方法，采用PECVD工艺在放大门极金属上形成第一介质薄膜层。利用第一介质薄膜层实现放大门级与阴极隔离的目的。但在放大门极金属设置介质薄膜其工艺仍相对复杂。另外，由于阴极与钼片之间存在间隙，在封装前存在杂质进入阴极和放大门极之间的问题，同样存在短路的风险；依靠压合使钼片微小形变接触阴极金属，受钼片变形的影响存在阴极断路的风险，导电可靠性低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种晶闸管芯片及制作方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种晶闸管芯片，包括：钼片、绝缘胶膜层、阳极金属、阴极金属、门极金属、阳极P型层、N型基区、P型基区、阴极N型区和导电胶膜层；门极金属包括：中心门极金属和放大门极金属；阴极N型区：包括阴极发射N型区和放大门极N型区；
[0009]P型基区、N型基区和阳极P型层顺序层叠排布；阳极金属设置于阳极P型层的下表面；阴极N型区位于P型基区部分区域内且阴极N型区的上表面与P型基区上表面齐平；阴极金属位于阴极发射N型区之上且显露部分阴极发射N型区的上表面；中心门极金属位于P型基区上表面之上且不与放大门极N型区接触；放大门极金属位于P型基区表面之上且同时与P型基区和放大门极N型区接触；
[0010]阴极金属、中心门极金属和放大门极金属的厚度相同；
[0011]在钼片的下表面对应放大门极金属处沉积绝缘胶膜层，对应阴极金属处沉积导电胶膜层；通过压合工艺将钼片、绝缘胶膜层和导电胶膜层构成的整体压合至放大门极金属
和阴极金属的上方使绝缘胶膜层的下表面接触放大门极金属，导电胶膜层的下表面接触阴极金属；
[0012]钼片、绝缘胶膜层和导电胶膜层构成的整体不覆盖中心门极金属。
[0013]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的进一步方案：阴极金属、中心门极金属和放大门极金属为同一金属膜采用金属刻蚀的方式加工成型。
[0014]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的进一步方案：绝缘胶膜层的材料包括环氧化聚丁二烯30
‑
50份、双马来酰亚胺树脂30
‑
50份、聚氨酯改性环氧树脂50
‑
60份、聚醚改性环氧树脂50
‑
60份、固化剂15
‑
25份。
[0015]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的进一步方案：绝缘胶膜层和导电胶膜层的厚度相同；绝缘胶膜层的厚度小于阴极金属的厚度的一半。
[0016]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的进一步方案：绝缘胶膜层的厚度与阴极金属的厚度之比大于等于0.15且小于等于0.3。
[0017]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的进一步方案：中心门极金属和放大门极金属之间填充橡胶隔离层。
[0018]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的进一步方案：导电胶膜层的材料包括：环氧树脂50
‑
70份，环氧改性剂30
‑
50份，导电粒子40
‑
60份，固化剂0.5
‑
1份，分散剂0.1
‑
0.3份，稀释剂5
‑
15份。
[0019]一种晶闸管芯片的制作方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1、在N型基区的上表面和下表面分别形成P型基区和阳极P型层；
[0021]步骤2、在P型基区部分区域内形成阴极N型区，其中阴极N型区的上表面与P型基区的上表面齐平，阴极N型区包括：阴极发射N型区和放大门极N型区；
[0022]步骤3，在P型基区的上方和阳极P型层的下方形成欧姆接触电极金属，其中阳极P型层的下方的欧姆接触电极金属作为阳极金属；
[0023]步骤4，采用金属刻蚀的方式对P型基区的上方的欧姆接触电极金属进行处理形成阴极金属、中心门极金属和放大门极金属，其中阴极金属位于阴极发射N型区之上且显露部分阴极发射N型区的上表面；放大门极金属位于P型基区表面之上且同时与P型基区和放大门极N型区接触；中心门极金属位于P型基区上表面之上且不与放大门极N型区接触；
[0024]步骤5，在钼片的下表面对应放大门极金属处沉积绝缘胶膜层，对应阴极金属处沉积导电胶膜层；通过压合工艺将钼片、绝缘胶膜层和导电胶膜层构成的整体压合至放大门极金属和阴极金属的上方，其中，绝缘胶膜层的下表面接触放大门极金属，导电胶膜层的下表面接触阴极金属且钼片、绝缘胶膜层和导电胶膜层构成的整体不覆盖中心门极金属。
[0025]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的制作方法的进一步方案：绝缘胶膜层的材料包括环氧化聚丁二烯30
‑
50份、双马来酰亚胺树脂30
‑
50份、聚氨酯改性环氧树脂50
‑
60份、聚醚改性环氧树脂50
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60份、固化剂15
‑
25份。
[0026]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的制作方法的进一步方案：绝缘胶膜层和导电胶膜层的厚度相同；绝缘胶膜层的厚度小于阴极金属的厚度的一半。
[0027]作为本专利技术的一种晶闸管芯片的制作方法的进一步方案：绝缘胶膜层的厚度与阴极金属的厚度之比大于等于0.15且小于等于0.3。
[0028]本专利技术的有益之处在于：可以实现封装时放大门级与阴极隔离的目的，降低了工
艺复杂程度，降低了工艺成本。
[0029]相比传统的放大门极与阴极隔离的三种方式，降低工艺复杂程度，降低工艺成本。在钼片上设置绝缘胶膜层的难度远低于在放大门极金属上设置介质薄膜，同样，降低工艺复杂程度，降低工艺成本。
[0030]由于在钼片上设置绝缘胶膜层的加工难度低于在硅片上设置绝缘胶膜层，加工难度低，降低工艺成本。绝缘胶膜层和导电胶膜层的设置分别贴合放大门极金属和阴极金属，在压合时不需要钼片形变保持与阴极金属的接触，结构稳定性高，导电可靠性高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶闸管芯片，其特征在于，包括：钼片、绝缘胶膜层、阳极金属、阴极金属、门极金属、阳极P型层、N型基区、P型基区、阴极N型区和导电胶膜层；所述门极金属包括：中心门极金属和放大门极金属；所述阴极N型区：包括阴极发射N型区和放大门极N型区；所述P型基区、所述N型基区和所述阳极P型层顺序层叠排布；所述阳极金属设置于所述阳极P型层的下表面；所述阴极N型区位于所述P型基区部分区域内且所述阴极N型区的上表面与所述P型基区上表面齐平；所述阴极金属位于所述阴极发射N型区之上且显露部分所述阴极发射N型区的上表面；所述中心门极金属位于所述P型基区上表面之上且不与所述放大门极N型区接触；所述放大门极金属位于所述P型基区表面之上且同时与所述P型基区和所述放大门极N型区接触；所述阴极金属、所述中心门极金属和所述放大门极金属的厚度相同；在所述钼片的下表面对应所述放大门极金属处沉积所述绝缘胶膜层，对应所述阴极金属处沉积所述导电胶膜层；通过压合工艺将所述钼片、所述绝缘胶膜层和所述导电胶膜层构成的整体压合至所述放大门极金属和所述阴极金属的上方使所述绝缘胶膜层的下表面接触所述放大门极金属，所述导电胶膜层的下表面接触所述阴极金属；所述钼片、所述绝缘胶膜层和所述导电胶膜层构成的整体不覆盖所述中心门极金属。2.根据权利要求1所述的一种晶闸管芯片，其特征在于，所述阴极金属、所述中心门极金属和所述放大门极金属为同一金属膜采用金属刻蚀的方式加工成型。3.根据权利要求1所述的一种晶闸管芯片，其特征在于，所述绝缘胶膜层的材料包括环氧化聚丁二烯30
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50份、双马来酰亚胺树脂30
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50份、聚氨酯改性环氧树脂50
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60份、聚醚改性环氧树脂50
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60份、固化剂15
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25份。4.根据权利要求1所述的一种晶闸管芯片，其特征在于，所述绝缘胶膜层和所述导电胶膜层的厚度相同；所述绝缘胶膜层的厚度小于所述阴极金属的厚度的一半。5.根据权利要求4所述的一种晶闸管芯片，其特征在于，所述绝缘胶膜层的厚度与所述阴极金属的厚度之比大于等于0.15且小于等于0.3。6.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，项卫光，李有康，李晓明，
申请(专利权)人：浙江正邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：