[发明专利]一种集成保护台面晶闸管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶闸管，具体地，涉及一种集成保护台面晶闸管及其制作方法。

背景技术

晶闸管的漏电流一般是指在额定结温，门极断路，对应于正反向断态重复峰值电压的峰 值电流。在使用中，漏电流不能过大，否则，晶闸管将不能可靠工作。从晶闸管的设计来 看，要降低晶闸管的漏电流，必须采用更加优化的保护方法。

一般而言，结合图1，半导体硅器件台面晶闸管制造工艺过程中需要在台面槽中填满熔 融的玻璃粉。然后，通过烧结的方法，使玻璃粉固定在台面槽内，对裸露的PN结进行保 护，提高台面晶闸管的击穿电压和降低漏电流。表面离子沾污、二氧化硅内的碱金属离子和 固定电荷、界面态、辐射感应电荷等都会改变半导体PN结表面性质。钝化玻璃的关键特性 是玻璃中所含有的固定电荷的数量及类型。它们能改变反偏pn结空间电荷区的扩展范围。 对于p+n结来说，希望玻璃层中含有负电荷，以促使空间电荷区展宽，降低表面峰值电场。 然而过多的负电荷会使空间电荷区过分展宽，可能使漏电流增大。

有鉴于现有技术的上述缺陷，需要一种新型的台面晶闸管。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成保护台面晶闸管，以克服现有技术的上述缺陷，该台面晶 闸管能够有效降低晶闸管的漏电流，实现较高的击穿电压和较高的工作可靠性。

上述目的通过如下技术方案实现：一种集成保护台面晶闸管的制作方法，它在玻璃钝化 层上面形成一定厚度的PI胶钝化层，该PI胶钝化层在高纯氮气保护下，以280～320℃温 度，经过100～150分钟加热，使PI胶钝化层亚胺化并和玻璃钝化层融合，形成集成保护 层。

优选的，具体制作步骤为：

一、芯片热生长形成氧化层，用光刻技术对氧化层进行第一次光刻腐蚀，称为穿通 光刻，扩散形成穿通区；

二、在穿通区的基础上，用扩散技术进行芯片正背面双面硼基区扩散，形成基区和 阳极；

三、在基区的基础上，采用光刻技术对氧化层进行第二次光刻腐蚀，称为开二次阴 极区，形成阴极区；

四、用光刻技术对氧化层进行第三次光刻腐蚀，称为开台面槽，通过台面腐蚀的方 法，形成一定深度的台面槽，通过玻璃钝化填充，形成玻璃钝化层；

五、用光刻技术对氧化层进行第四次光刻腐蚀，称为开引线孔，所述引线孔分别对 准阴极区、门极和阳极；

六、用蒸发台蒸额定厚度的铝膜，形成铝电极；

七、用常规光刻的方法将不需要铝覆盖处的铝去除掉，保留电极孔处的铝电极；

八、在铝电极的基础上，在铝电极表面覆盖PI胶，采用光刻技术对表面的PI胶进 行光刻腐蚀形成PI胶钝化层；

九、在玻璃钝化层上面形成一定厚度的PI胶钝化层，该PI胶钝化层在高纯氮气保 护下，以280～320℃温度，经过100～150分钟加热，使PI胶钝化层亚胺化并和玻璃钝化 层融合，形成集成保护层。

优选的，步骤四中，形成一定深度的台面槽，深为50～80微米。

优选的，在玻璃钝化层上面形成一定厚度的PI胶钝化层，厚度为3～10微米。

优选的，在玻璃钝化层上面形成一定厚度的PI胶钝化层，该PI胶钝化层在高纯氮气保 护下，以300℃温度，经过120分钟加热，使PI胶钝化层亚胺化并和玻璃钝化层融合，形成 集成保护层。

本发明还提供一种集成保护台面晶闸管，其玻璃钝化层表面覆盖有PI胶钝化层，玻璃 钝化层和PI胶钝化层形成集合保护层。

优选的，所述台面晶闸管包括芯片，在该芯片上有阴极区、基区、玻璃钝化层、阴极、 门极、阳极、长基区和穿通区，在该芯片依次形成有基区，基区其上形成有阴极区，阴极区 两端形成台面槽及玻璃钝化层，玻璃钝化层表面覆盖有PI胶钝化层，玻璃钝化层和PI胶钝 化层形成集合保护层；阴极区、基区和阳极上形成有引线孔，所述引线孔分别对准阴极区、 门极和阳极，该引线孔中填充有铝电极，铝电极其上形成PI胶钝化层。

优选的，所述台面槽深50～80微米。

优选的，所述玻璃钝化层表面覆盖有PI胶钝化层，该PI胶钝化层的厚度为3～10微 米。

本发明的有益效果

通过本发明的上述技术方案，采用玻璃钝化+PI胶钝化工艺，形成集成保护层。有效改 善了钝化层的电荷分布，从而有效的降低了晶闸管的漏电流，提高了晶闸管的可靠性。

附图说明