[发明专利]一种具有沟道截止环的可控硅及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，涉及到一种具有沟道截止环的可控硅及其制造方法。

背景技术

可控硅，是可控硅整流元件的简称，具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、调压、无触点开关等方面。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、组合音响、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。

触发电流是可控硅的一个重要参数，在实际的生产过程中，可控硅的触发电流是由其制造工艺精确控制的，以满足客户的使用要求，但在生产过程中许多因素都会影响触发电流的大小，比如氧化层中聚集的正电荷会使触发电流增大，氧化层电荷对微触发型可控硅的影响极大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有沟道截止环的可控硅及其制造方法，目的是减少在可控硅制造过程中氧化层中形成的正电荷对可控硅触发电流的影响，具有制造工艺简单，便于实现的特点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种具有沟道截止环的可控硅，包括N型半导体基体，位于N型半导体基体上下两侧的P型基区，位于N型半导体基体两侧的P+型隔离扩散区，位于N型半导体基体上端面的沟槽，位于上侧P型基区内的N+型阴极区，位于N+型阴极区4间的门极，位于N+型阴极区和门极之间的沟道截止环，以及位于下侧P型基区表面的阳极金属电极A、位于门极上表面的门极金属电极G和N+型阴极区上表面的阴极金属电极K。

进一步地，所述沟道截止环为P+型沟道截止环或N+型沟道截止环。

进一步地，当沟道截止环(1)为P+型沟道截止环时，包括以下步骤：

S1、衬底材料准备：选用N型硅单晶片，电阻率ρ为30～50Ω·cm，对硅单晶片双面抛光，抛后片厚为220～230μm；

S2、氧化：对抛后硅片进行氧化，氧化温度为1150℃，时间5h；

S3、穿通光刻：将氧化后硅片正、反两面涂上光刻胶，利用SiO₂腐蚀液腐蚀出穿通窗口；

S4、穿通扩散：先进行硼预淀积，再进行穿通硼再扩；

S5、短基区扩散：先进行淡硼预淀积，再进行淡硼再扩；

S6、截止环光刻：将硅片正、反两面涂上光刻胶，利用SiO₂腐蚀液腐蚀出截止环窗口；

S7、P+截止环扩散：首先进行淡硼预淀积，再进行淡硼再扩；

S8、阴极区光刻：将硅片正、反两面涂上光刻胶，利用SiO₂腐蚀液腐蚀出阴极区窗口；

S9、磷扩散：首先进行磷预淀积，再进行磷再扩；

S10、沟槽光刻：将硅片正、反面涂上光刻胶，利用SiO₂腐蚀液腐蚀出沟槽窗口；

S11、沟槽腐蚀：使用硅腐蚀液对硅片进行沟槽腐蚀；

S12、沟槽钝化：使用玻璃糊刮填沟槽，再高温烧结；

S13、引线孔光刻：将硅片正面涂上光刻胶，腐蚀出引线窗口，将硅片背面氧化层腐蚀干净；

S14、蒸铝：蒸铝后的铝层厚度为4.0～5.0μm；

S15、铝反刻；

S16、铝合金；

S17、背面金属化：背面蒸发Ti-Ni-Ag三层金属。

进一步地，步骤S2中硅片氧化后，氧化层厚度至少为1.2μm。

进一步地，当沟道截止环(1)为N+型沟道截止环时，包括以下步骤：

S1、衬底材料准备：选用N型硅单晶片，电阻率ρ为30～50Ω·cm，对硅单晶片双面抛光，抛后片厚为220～230μm；

S2、氧化：对抛后硅片进行氧化，氧化温度为1150℃，时间5h；

S3、穿通光刻：将氧化后硅片正、反两面涂上光刻胶，利用SiO₂腐蚀液腐蚀出穿通窗口；

S4、穿通扩散：先进行硼预淀积，再进行穿通硼再扩；

S5、短基区扩散：先进行淡硼预淀积，再进行淡硼再扩；

S6、阴极区及截止环光刻：将硅片正、反两面涂上光刻胶利用SiO₂腐蚀液腐蚀出阴极区和截止环窗口；

S7、磷扩散：先进行磷预淀积，再进行磷再扩；

S8、沟槽光刻：使用匀胶机将硅片正、反两面涂上光刻胶，利用SiO₂腐蚀液腐蚀出沟槽窗口；

S9、沟槽腐蚀：使用硅腐蚀液对硅片进行沟槽腐蚀；