[实用新型]具有复合内钝化层结构的可控硅整流器件

说明书

 本实用新型涉及一种半导体器件，更具体的说涉及一种具有复合内钝化层结构的可控硅整流器件。

在现有技术中，可控硅整流器件因其独特的结构，使用时比常规整流器件具有更大的漏电流，这就使得器件发热严重，在高温下的可靠性得不到保证。在行业内，可控硅器件通常采用简单的、单层的玻璃层作为表面覆盖保护介质膜，其虽然工艺简单、成本较低，但其固定和阻止有害杂质，如钠离子等对器件表面的沾污能力，封装后的热稳定性和可靠性较差。随着可控硅整流器件在更多的领域开始应用，对可控硅器件的可靠性提出了更高的要求，为此需要有一种便于实施批量生产、批次一致性好、成本适中、可靠性高的可控硅器件结构。此种结构的基本要求是：钝化保护膜能在封装温度变化过程后、且长期有效地阻止有害杂质对器件表面的沾污，热膨胀系数与硅衬底匹配，膜的生长温度低，钝化膜的组份和厚度均匀性好，便于制成后续提供良好欧姆接触的金属层；降低器件在高温下的漏电流，以保证器件的高温特性。

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处而提供一种特性优良、性能稳定、可靠性高的具有复合内钝化层结构的可控硅整流器件。

本实用新型的目的是通过以下措施来实现：一种具有复合内钝化层结构的可控硅整流器件，包括有中间层单晶硅本体以及依附在中间层单晶硅本体的上掺杂层和下掺杂层组成的芯片体，上电极金属层，门极电极金属层，下电极金属层；其特征在于，所述上掺杂层包含一层P型硼结区、以及覆盖在P型硼结区上的不连续N型磷结区，下掺杂层为P型硼结区，所述芯片体两侧设有上/下双台面结构，上/下双台面结构的上台面由中间层单晶硅体与上掺杂层的P型硼结区构成，下台面由中间层单晶硅体与下掺杂层的P型硼结区构成，台面上依次层叠有多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻璃钝化层；所述上电极金属层位于不连续的N型掺杂层的外侧，门极电极金属层位于上掺杂层的P型硼结区外侧，下电极金属层位于下掺杂层的外侧。

与现有技术相比，本实用新型的具有复合内钝化层结构的可控硅整流器件，具有以下优点：以多晶硅膜作为氮化硅膜的粘附层，而氮化硅膜有着超高的致密性、超强硬度、异常稳定的化学特性以及优秀的离子与水汽阻挡能力，再覆盖上特殊的玻璃钝化材料，确保了器件使用过程中的高稳定性；N型掺杂层采用不连续结构，提高了器件在高温环境使用时的可靠性；在器件的电极引出端用真空蒸发技术形成金属层，从而保证了后工序封装的质量。

附图说明：

附图说明：

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中标识：中间层单晶硅本体100、上P型掺杂层101、上N型掺杂层103、下掺杂层102,、台面104、多晶硅薄膜105、氮化硅薄膜106、玻璃钝化层107、上电极金属层108、门极电极金属层109、下电极金属层110。

具体实施方式：

下面结合附图对具体实施方式作详细说明：图1给出了本实用新型实施例的结构示意图。图中，一种具有复合内钝化层结构的可控硅整流器件，包括有中间层单晶硅本体100以及依附在中间层单晶硅本体100的上掺杂层和下掺杂层组成的芯片体，上电极金属层108，门极电极金属层109，下电极金属层110；所述上掺杂层包含一层P型硼结区101、以及覆盖在P型硼结区101上的不连续N型磷结区103，下掺杂层为P型硼结区102，所述芯片体两侧设有上/下双台面结构104，上/下双台面结构104的上台面由中间层单晶硅体100与上掺杂层的P型硼结区101构成，下台面由中间层单晶硅体100与下掺杂层的P型硼结区102构成，台面上依次层叠有多晶硅薄膜105、氮化硅薄膜106、玻璃钝化层107；所述上电极金属层108位于不连续的N型掺杂层103的外侧，门极电极金属层109位于上掺杂层101的P型硼结区外侧，下电极金属层110位于下掺杂层102的外侧。

本实用新型采用多晶硅膜、氮化硅膜、玻璃钝化层作为台面保护膜，性能优于直接采用玻璃的二氧化硅性质膜，抗钠能力强，能明显提高器件的可靠性和稳定性。氮化硅膜具有超高的致密性、超强硬度、异常稳定的化学特性和优秀的离子与水汽阻挡能力，表面再覆盖上特殊的玻璃钝化材料，使击穿集中在硅材料体内，从而提升了击穿的电压降低了表面电场的影响。多晶硅薄膜增加了氮化硅薄膜的粘附性和牢度。上掺杂层表面覆盖的N型掺杂层采用了不连续结构，有助于提高器件的高温特性。器件的电极引出端用真空蒸发技术形成金属层，在经过合金法处理，使得金属层与硅表面产生良好的欧姆接触，从而确保了器件的封装质量。

上述实施例并不构成对本实用新型的限制，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。