脉冲功率晶闸管制造技术

本实用新型专利技术的名称为脉冲功率晶闸管。属于功率半导体器件技术领域。它主要是解决现有普通晶闸管不能适应大功率脉冲电源应用要求，而传统脉冲功率器件易衰退、可靠性低、成本高或技术难度太高。它的主要特征是：包括管壳和封装在该管壳内的PNPN四层三端结构的半导体芯片，四层为P1阳极区、N1长基区、P2短基区和N2阴极区，三个端子分别为阳极A、阴极K和门极G；所述的N2阴极区位于以P2短基区中心为圆心的圆环形区域内，且在N2阴极区内形成相互隔离的阴极小元胞，该各阴极小元胞并联形成阴极K；门极G位于N2阴极区的中心处。本实用新型专利技术具有简单、易用、低廉、可靠、良好的脉冲电流输出能力和较高的di/dt能力的特点；主要用于高功率脉冲电源。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于功率半导体器件
具体涉及一种半导体开关器件，主要应用于大功率脉冲电源装置。
技术介绍
晶闸管为四层三端结构。在门极和阴极间施加mA级的触发电流，可控制电流的开通，并通过反向换流技术实现关断。其特点是输出功率大、电压高、可靠性较高、成本较低。由于工艺简单，晶闸管适应的工作频率通常在IkHz以下，di/dt不超过1500A/^S。当前晶闸管最大平均通态电流可达5000A，其浪涌电流一般不超过80kA。大功率脉冲电源通常要求的脉冲宽度大都在30(^S以下，输出电流为几十甚至数百kA，远远超过晶闸管所能承受的浪涌电流极限。因此对开关器件的通态电流能力要求很高。相应要求di/dt也很高，不同应用场合其di/dt要求一般为5飞OkA/^S。现代技术条件下，通常可选用气体间隙开关、汞闸流管、IGBT、IGCT、MosFET、RSD等器件作为脉冲功率开关器件。下表一是一些常用脉冲功率开关器件的特性比较权利要求1.一种脉冲功率晶闸管，属于大功率半导体开关器件，包括管壳和封装在该管壳内的PNPN四层三端结构的半导体芯片，四层为Pl阳极区、NI长基区、P2短基区和N2阴极区，三个端子分别为阳极A、阴极K和门极G，其特征是所述的N2阴极区位于以P2短基区中心为圆心的圆环形区域内，且在N2阴极区内形成相互隔离的阴极小元胞，该各阴极小元胞并联形成阴极K ；门极G位于N2阴极区的中心处。2.根据权利要求I所述的脉冲功率晶闸管，其特征在于所述的阴极小元胞的形状和尺寸是相同的，在N2阴极区内表面均匀排列。3.根据权利要求I或2所述的脉冲功率晶闸管，其特征在于所述的阴极小元胞在N2阴极区内表面呈同心圆分层排列。4.根据权利要求I或2所述的脉冲功率晶闸管，其特征在于所述的各阴极小元胞是通过挖槽刻蚀芯片表面PN结成形的。5.根据权利要求I或2所述的脉冲功率晶闸管，其特征在于所述的芯片阳极区Pl的杂质浓度高于P2区，Pl区的结深比P2区浅。专利摘要本技术的名称为脉冲功率晶闸管。属于功率半导体器件
它主要是解决现有普通晶闸管不能适应大功率脉冲电源应用要求，而传统脉冲功率器件易衰退、可靠性低、成本高或技术难度太高。它的主要特征是包括管壳和封装在该管壳内的PNPN四层三端结构的半导体芯片，四层为P1阳极区、N1长基区、P2短基区和N2阴极区，三个端子分别为阳极A、阴极K和门极G；所述的N2阴极区位于以P2短基区中心为圆心的圆环形区域内，且在N2阴极区内形成相互隔离的阴极小元胞，该各阴极小元胞并联形成阴极K；门极G位于N2阴极区的中心处。本技术具有简单、易用、低廉、可靠、良好的脉冲电流输出能力和较高的di/dt能力的特点；主要用于高功率脉冲电源。文档编号H01L29/08GK202633316SQ20122017024公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日专利技术者颜家圣, 张桥, 刘小俐, 肖彦, 吴拥军 申请人:湖北台基半导体股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲功率晶闸管，属于大功率半导体开关器件，包括管壳和封装在该管壳内的PNPN四层三端结构的半导体芯片，四层为P1阳极区、N1长基区、P2短基区和N2阴极区，三个端子分别为阳极A、阴极K和门极G，其特征是：所述的N2阴极区位于以P2短基区中心为圆心的圆环形区域内，且在N2阴极区内形成相互隔离的阴极小元胞，该各阴极小元胞并联形成阴极K；门极G位于N2阴极区的中心处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜家圣，张桥，刘小俐，肖彦，吴拥军，
申请(专利权)人：湖北台基半导体股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：