[实用新型]一种高耐压晶闸管

说明书

本实用新型公开了一种高耐压晶闸管，其结构设计简单合理，可确保晶闸管芯片的高电压上升率，同时可保证晶闸管芯片具有高耐压性，避免芯片被击穿，其包括壳体、封装于壳体内的晶闸管芯片，晶闸管芯片为圆形PNPN结构，包括依次布置的阳极掺杂区P1层、长基区N1层、门极短基区P2层及间隔布置的阴极发射区N2层，由P1层、N2层分别引出钼片阳极A、阴极K，PNPN结构终端涂覆有保护胶层，N2层表面设有金属镀层，金属镀层还包括由内向外依次分布的门极G、若干个放大门极、阴极K，P2层与N2层之间分布有若干短路点，短路点均匀间隔分布，相邻两个短路点之间的距离小于等于1.06mm。

技术领域

本实用新型属于功率半导体器件技术领域，特别是一种适用于高压软启动、高压整流等高耐压、高电压上升率要求的晶闸管结构。

背景技术

随着功率半导体技术的迅速发展，晶闸管因能够在短时间内实现开关状态转换而被广泛应用于电力系统或集成电路中，目前，常用的晶闸管为包含有三个PN结的四层结构，主要包括阳极掺杂区P1层、长基区N1层、门极短基区P2层及阴极发射区N2层，由掺杂区P1层、阴极发射区N2层分别引出阳极A、阴极K，由中间的短基区P2层引出的电极为门极G，阳极掺杂区P1层的外表面烧结钼片，即阳极A，芯片台面涂覆有保护胶层。

随着应用需求和新能源技术的进步，晶闸管也随之向高功率、高耐压方向发展，例如在高压软启动、高压整流过程中，为避免因启动电流过大而导致晶闸管被击穿，则要求晶闸管芯片具有高耐压特性，但是目前市面上常见的晶闸管的耐压特性较差，为保证晶闸管芯片的高耐压特性，一种方式是大大增加芯片的厚度，但这种方式易导致包括壳体在内的整个产品的尺寸增大，这不仅使投入成本增加，而且易受安装布局空间限制，无法满足集成电路小型化要求，并且芯片厚度的增加也使得通流能力降低，无法保证高电压提升率；另一种方式是多个晶闸管芯片串联，这种方式存在芯片误导通或芯片被击穿损坏等问题，原因在于，为保证运行的稳定性，各晶闸管芯片在串联时需满足均匀分压要求，若其中某个芯片因存在误差而未满足要求，则其余晶闸管极易因电压上升过快而被击穿损坏。因此，在保证产品尺寸要求基础上，发明一种高耐压、高电压提升率、运行可靠性高的晶闸管成为本领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本发明提供了一种高耐压晶闸管，其结构设计简单合理，可确保晶闸管芯片的高电压上升率，同时可保证晶闸管芯片具有高耐压性，避免芯片被击穿。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高耐压晶闸管，其包括壳体、封装于所述壳体内的晶闸管芯片，所述晶闸管芯片为圆形PNPN结构，包括依次布置的阳极掺杂区P1层、长基区N1层、门极短基区P2层及间隔布置的阴极发射区N2层，由所述P1层、N2层分别引出钼片阳极A、阴极K，所述PNPN结构终端涂覆有保护胶层，所述晶闸管芯片表面设有金属镀层，所述金属镀层还包括由内向外依次分布的门极G、放大门极、所述阴极K，所述门极G由所述P2层引出，所述放大门极用于所述N2层与所述P2层连接，所述阴极K由所述N2层引出，其特征在于，其还包括短路点，所述短路点贯穿所述N2层，并沿所述N2层均匀间隔分布，相邻两个短路点之间的距离小于等于1.06mm。

其进一步特征在于：

优选的，所述放大门极包括至少两个，所述放大门极以所述门极G为中心呈发散状引出；

优选的，所述放大门极为直线形，所述放大门极包括三个；

优选的，所述PNPN结构的材质包括单晶硅，所述PNPN结构的电阻率为230Ω·cm～260Ω·cm,厚度为890μm～910μm，直径为76.1mm～76.3mm；

优选的，所述阴极K的材质为高纯铝；

优选的，所述P1、P2层均为铝镓掺杂区，所述铝镓掺杂区的结深为120μm～130μm，表面浓度表现为方块电阻测量值范围为16Ω/Sq～18Ω/Sq；