汽车空调调速模块用MOSFET器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种汽车空调调速模块用MOSFET器件，在N

【技术实现步骤摘要】
汽车空调调速模块用MOSFET器件


[0001]本技术属于半导体
，具体地说是一种应用于汽车空调调速模块用TO
‑
3P封装的MOSFET器件。

技术介绍

[0002]大功率MOSFET产品以其开关速度快，输入电阻高，驱动功耗小，频率特性好，驱动能力强，跨导线性好，具有负温系数，无双极型功率管的二次击穿问题等优点，成为最受欢迎的半导体器件。长期以来，低压大电流的MOS器件市场一直被ON、TOSHIBA、INFINEON等国际大公司占据，国内厂家应用主要依赖于进口。近年来由于中美贸易关系，进口原装管，不仅价格昂贵、交期长、进货渠道很不稳定。因此，国内许多新能源汽车厂家非常期待国内公司研发出能替代进口的低压大电流、雪崩能量大的MOSFET器件来。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种阈值电压低、导通电阻小、雪崩耐量大、开关速度快、损耗低、可靠性高且工艺简单的汽车空调调速模块用MOSFET器件。
[0004]按照本技术提供的技术方案，所述汽车空调调速模块用MOSFET器件，包括N
‑
型衬底，在N
‑
型衬底的背面形成有N+型外延层，在N+型外延层的背面形成有背面金属层，背面金属层引出形成漏极D；在N
‑
型衬底的正面最外围形成有N+型电场截止环，在对应N+型电场截止环内侧的N
‑
型衬底的正面形成有正六边形的P+型阱区，在P+型阱区的正面形成有N+型源区，在部分P+型阱区的正面、部分N+型源区的正面以及P+型阱区与N+型电场截止环之间的N
‑
型衬底的正面形成有栅氧化层，在栅氧化层的正面形成有多晶硅层，多晶硅层引出形成栅极G，在多晶硅层的正面形成有钝化层，在部分P+型阱区的正面、部分N+型源区的正面以及部分钝化层的正面形成有正面金属层，正面金属层引出形成源极S。
[0005]作为优选，所述背面金属层包括金属钛层、金属镍层与金属银层，金属钛层的正面与N+型外延层的背面相连，金属钛层的背面与金属镍层的正面相连，金属镍层的背面与金属银层的正面相连。
[0006]作为优选，所述金属钛层的厚度为400
‑
600
ꢀÅ
，金属镍层的厚度为4500
‑
5500
ꢀÅ
，金属银层的厚度为5500
‑
6500
ꢀÅ
。
[0007]作为优选，所述N
‑
型衬底的厚度为120
‑
140μm。
[0008]作为优选，所述N+型外延层的厚度为50
‑
70μm。
[0009]作为优选，所述栅氧化层的厚度为110
‑
130nm。
[0010]作为优选，所述多晶硅层的厚度为5000
‑
6000
ꢀÅ
。
[0011]作为优选，所述钝化层包括磷硅玻璃层以及在磷硅玻璃层正面的氮化硅层，磷硅玻璃层的厚度为3500
‑
4500
ꢀÅ
，氮化硅层的厚度为4500
‑
4500
ꢀÅ
。
[0012]作为优选，所述正面金属层的材质为铝，且正面金属层的厚度为4
‑
5μm。
[0013]本技术具有阈值电压低、导通电阻小、雪崩耐量大、开关速度快、损耗低、可靠性高且工艺简单等优点。
附图说明
[0014]图1是本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。
[0016]本技术的汽车空调调速模块用MOSFET器件，如图1所示，包括N
‑
型衬底5，在N
‑
型衬底5的背面形成有N+型外延层7，在N+型外延层7的背面形成有背面金属层8，背面金属层8引出形成漏极D；在N
‑
型衬底5的正面最外围形成有N+型电场截止环6，在对应N+型电场截止环6内侧的N
‑
型衬底5的正面形成有在俯视方向上为正六边形的P+型阱区9，在P+型阱区9的正面形成有N+型源区4，在部分P+型阱区9的正面、部分N+型源区4的正面以及P+型阱区9与N+型电场截止环6之间的N
‑
型衬底5的正面形成有栅氧化层3，在栅氧化层3的正面形成有多晶硅层1，多晶硅层1引出形成栅极G，在多晶硅层1的正面形成有钝化层10，在部分P+型阱区9的正面、部分N+型源区4的正面以及部分钝化层10的正面形成有正面金属层2，正面金属层2引出形成源极S。
[0017]所述背面金属层8包括金属钛层、金属镍层与金属银层，金属钛层的正面与N+型外延层7的背面相连，金属钛层的背面与金属镍层的正面相连，金属镍层的背面与金属银层的正面相连。所述金属钛层的厚度为500
ꢀÅ
，金属镍层的厚度为5000
ꢀÅ
，金属银层的厚度为6000
ꢀÅ
。
[0018]所述N
‑
型衬底5的厚度为130μm。
[0019]所述N+型外延层7的厚度为60μm，既能满足电压要求，又能满足不额外增加N+型外延层7的电阻。
[0020]所述栅氧化层3的厚度Tox=120nm及杂质浓度N为5
×
10
14
cm
‑3，满足低阈值电压的要求。
[0021]所述多晶硅层1的厚度为5500
ꢀÅ
。
[0022]所述钝化层10包括磷硅玻璃层以及在磷硅玻璃层正面的氮化硅层，磷硅玻璃层的厚度为4000
ꢀÅ
，氮化硅层的厚度为5000
ꢀÅ
。
[0023]所述正面金属层2的材质为铝，且正面金属层2的厚度为4
‑
5μm。
[0024]在N
‑
型衬底5的正面最外围形成有N+型电场截止环6，N+型电场截止环6为单独的，N+型电场截止环6与其他部分均不相连，在应用过程中降低了器件的边缘电场，对器件起到了保护作用，提高了器件的可靠性。
[0025]本技术采用六边形的P+型阱区9，减小了P+型阱区9的电阻，使寄生在PN结两端的电压低于PN结开启电压，从而消除雪崩击穿。
[0026]本技术中，背面金属层8为三层结构，与N+型外延层7相接的是金属钛层，中间为金属镍层，底层为金属银层。而传统器件的背面金属用的是金属镍层，它与N+型外延层7之间存在接触不牢的问题，且在空气中表面易氧化，导致粘片不牢。为解决与硅片接触问题，第一层，本技术采用与硅、镍接触都很牢的金属钛作为过度金属，第三层最外层用
金属银来保护。综合考虑，本技术采用金属钛层为500
Å
、金属镍层为5000
Å
、金属银层为6000
Å<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车空调调速模块用MOSFET器件，包括N
‑
型衬底（5），在N
‑
型衬底（5）的背面形成有N+型外延层（7），在N+型外延层（7）的背面形成有背面金属层（8），背面金属层（8）引出形成漏极（D）；其特征是：在N
‑
型衬底（5）的正面最外围形成有N+型电场截止环（6），在对应N+型电场截止环（6）内侧的N
‑
型衬底（5）的正面形成有正六边形的P+型阱区（9），在P+型阱区（9）的正面形成有N+型源区（4），在部分P+型阱区（9）的正面、部分N+型源区（4）的正面以及P+型阱区（9）与N+型电场截止环（6）之间的N
‑
型衬底（5）的正面形成有栅氧化层（3），在栅氧化层（3）的正面形成有多晶硅层（1），多晶硅层（1）引出形成栅极（G），在多晶硅层（1）的正面形成有钝化层（10），在部分P+型阱区（9）的正面、部分N+型源区（4）的正面以及部分钝化层（10）的正面形成有正面金属层（2），正面金属层（2）引出形成源极（S）。2.如权利要求1所述的汽车空调调速模块用MOSFET器件，其特征是：所述背面金属层（8）包括金属钛层、金属镍层与金属银层，金属钛层的正面与N+型外延层（7）的背面相连，金属钛层的背面与金属镍层的正面相连，金属镍层的背面与金属银层的正面相连。3.如权利要求2所述的汽车空调调速模块用MOSFET器件，其特征是：所述金属钛层的厚度为400
‑
600
...

【专利技术属性】
技术研发人员：易琼红，左勇强，龚利汀，
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：