[发明专利]一种门极可关断晶闸管及其制造方法

权利要求书

1.一种门极可关断晶闸管，在N型的高电阻率的硅衬底片的上表面有由复数个高掺杂浓度的上管N型发射区重复排列组成的多条条带，每条条带的四周环绕有上管P型浓基区汇流条，上管N型发射区的上面设有阴极金属层，该上管N型发射区的下面有上管P型基区，该上管P型基区侧面连接掺杂浓度比上管P型基区浓度高的上管P型浓基区或上管P型浓基区汇流条，该上管P型基区、上管P型浓基区和上管P型浓基区汇流条的下面有上管N型集电区，上管N型集电区的下面为下管P型发射区，下管P型发射区位于硅衬底片的底层，下管P型发射区的下表面与阳极金属层相连，该硅衬底片的上方设有门极金属层，其特征在于：

所述上管P型浓基区与上管P型浓基区汇流条相交或平行；

所述上管P型浓基区汇流条上表面与门极金属层相连接；

所述条带内相邻上管N型发射区之间的重复间距在50μm以内；

所述门极可关断晶闸管的管芯为方形管芯。

2.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述上管P型基区和上管P型浓基区通过氧化层与阴极金属层连接。

3.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述上管N型发射区的上表面直接与阴极金属层连接。

4.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述阴极金属层与该硅衬底片之间进一步包含一掺杂多晶硅层，该上管N型发射区的上表面通过掺杂多晶硅层与阴极金属层间接连接。

5.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述上管N型集电区进一步分为上下两层，其中，下层的电阻率比上层低。

6.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：相邻的所述上管P型浓基区互相交叠，交叠部分形成上管P型基区。

7.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述上管P型基区和上管P型浓基区的上面都同上管N型发射区相连接。

8.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述上管P型浓基区的表面杂质浓度比上管P型基区的表面杂质浓度高3倍以上。

9.权利要求1所述的门极可关断晶闸管，其特征在于：所述下管P型发射区的厚度小于3μm。

10.一种门极可关断晶闸管的制造方法，其特征在于，包括下列工艺步骤：

A.提供一套门极可关断晶闸管的掩膜版：包含，第一掩膜版，为上管N型发射区图形的掩膜版，该上管N型发射区图形为多条由复数个上管N型发射区图形单元重复排列形成的N型发射区条带组成，该上管N型发射区条带内相邻上管N型发射区的重复间距在50μm以内；第二掩膜版，为含有上管P型浓基区图形与上管P型浓基区汇流条图形的掩膜版，该上管P型浓基区图形为多条由复数个上管P型浓基区图形单元重复排列形成的上管P型浓基区条带组成，该上管P型浓基区条带内相邻上管P型浓基区图形单元的重复间距与上管N型发射区条带内相邻上管N型发射区图形单元的重复间距相同；该上管P型浓基区汇流条图形与上管P型浓基区图形相交或平行，该上管P型浓基区汇流条图形围绕在上管P型浓基区条带周围；

当第二掩膜版上的上管P型浓基区图形与第一掩膜版上的上管N型发射区图形对准时，上管P型浓基区汇流条图形也围绕在上管发射区条带周围；

B.提供N型高电阻率的硅衬底片；

C.采用第二掩膜版，通过氧化、光刻、腐蚀、硼离子注入、扩散推进工艺，形成上管P型基区、上管P型浓基区和上管P型浓基区汇流条，在扩散推进后，硅衬底的上表面有一层氧化层；

D.采用第一掩膜版，选择性地腐蚀氧化层，把上管P型基区上面的上管发射区窗口的氧化层腐蚀干净，保留上管P型浓基区和上管P型浓基区汇流条上面的氧化层；

E.淀积多晶硅层；

F.磷离子注入，形成N型掺杂多晶硅层，并通过扩散推进到上管P型基区的上部形成上管N型发射区；

G.选择性地掩蔽和腐蚀掺杂多晶硅层，在上管N型发射区的上方保留有掺杂多晶硅层，在上管P型浓基区汇流条的上方不保留掺杂多晶硅层；

H.选择性地腐蚀氧化层，把上管P型浓基区汇流条上面的氧化层腐蚀干净，形成接触孔；

I.溅射金属层；

J.选择性地掩蔽和腐蚀金属层，形成互相分离的阴极金属层和门极金属层；

K.背面减薄；

L.背面去除损伤层；

M.背面注入硼；

N.退火激活；

O.背面溅射阳极金属层。