專利名稱：靈敏觸發(fā)單向可控硅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靈敏觸發(fā)單向可控硅，其具有很好的溫度特性、觸發(fā)電 流分布較集中、開(kāi)關(guān)速度高。
背景技術(shù)：
靈敏觸發(fā)單向可控硅一個(gè)重要的特性是使用時(shí)需要的門極觸發(fā)信號(hào)很
小， 一般它的觸發(fā)電流lCT的指標(biāo)為小于或等于200uA(luA=10—6A)。目前市 場(chǎng)反映主要存在如下的弱點(diǎn)1、溫度特性差，2、 IcT離散性大，3、開(kāi)關(guān)速 度低，4、 Vtm大。
市場(chǎng)上銷售的微觸發(fā)單向可控硅產(chǎn)品Igt—般在10 80uA，但觸發(fā)電流 隨著溫度變化而發(fā)生改變，低溫時(shí)觸發(fā)電流變大， 一般-40'C的觸發(fā)電流是常 溫(25°C)時(shí)的6到8倍，可控硅不易觸發(fā)；而高溫時(shí)觸發(fā)電流變小，80°C 時(shí)只有常溫(25°C)時(shí)的0.1到0.2倍，可控硅易受干擾而誤觸發(fā)；生產(chǎn)廠 家一般給出的結(jié)溫Tj在-4(TC ll(TC，客戶控制的使用溫度(殼溫)范圍一 般在-20'C 8(TC，這個(gè)使用溫度范圍還不夠?qū)?，限制了使用。因此?一般客 戶選擇觸發(fā)電流中間范圍的30~50uA以適應(yīng)高低溫環(huán)境的應(yīng)用要求。除此以 外，由于開(kāi)關(guān)速度低，高速導(dǎo)通和截止波形變差，能量傳遞受到損失，自身
能耗增大，動(dòng)態(tài)VTM變大。
在制造工藝中實(shí)現(xiàn)30~50uA的觸發(fā)電流很難受控，存在觸發(fā)電流一致性 差，受控性差的難題，因?yàn)樵谥圃爝^(guò)程中每一批ICT離散性很大，批次與批 次之間的重復(fù)性也很差，生產(chǎn)廠家為了按時(shí)滿足客戶的不同觸發(fā)電流需求需 要付出很大的代價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提升其性能，提供一種新 型靈敏觸發(fā)單向可控硅。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，在P型陽(yáng)極區(qū)上形成N型長(zhǎng)基區(qū)，在P型 陽(yáng)極區(qū)的下表面設(shè)置陽(yáng)極電極，在N型長(zhǎng)基區(qū)上形成P型短基區(qū)，在P型短 基區(qū)上局部形成N+型發(fā)射區(qū)并且局部設(shè)置門極電極，在N+型發(fā)射區(qū)上設(shè)置 陰極電極，所述N型長(zhǎng)基區(qū)和P型短基區(qū)上擁有內(nèi)溝槽，所述內(nèi)溝槽包圍著 所述P型短基區(qū)、N+型發(fā)射區(qū)、門極電極和陰極電極；在所述N型長(zhǎng)基區(qū)和N+型發(fā)射區(qū)之間設(shè)置橫向擴(kuò)散電阻，在陰極電極的一側(cè)，接近橫向擴(kuò)散電阻
處設(shè)置擴(kuò)散電阻連接點(diǎn)；當(dāng)門極電極和陰極電極間有電流時(shí)，在橫向擴(kuò)散電 阻上產(chǎn)生一個(gè)電壓降，當(dāng)電壓降大于或等于P-N結(jié)的門坎電壓時(shí)，可控硅觸 發(fā)。
所述橫向擴(kuò)散電阻(R(3k)的阻值為8千歐到18千歐。
經(jīng)測(cè)試對(duì)比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)溫度特性明顯改善；觸發(fā)電流分布 較集中，離散系數(shù)較小，Ict易控制，卯％分布在要求的中心值范圍(如 50uA 60uA);正向?qū)妷篤TM平均為1.20V，較已有技術(shù)降低O.IV，其 高速點(diǎn)火能量大大提升；開(kāi)關(guān)速度大大提升。


圖1為傳統(tǒng)的可控硅橫向結(jié)構(gòu)圖。
圖2為傳統(tǒng)的可控硅線路符號(hào)。
圖3為傳統(tǒng)的可控硅縱向結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明橫向結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明線路符號(hào)。
圖6為本發(fā)明縱向結(jié)構(gòu)圖。
圖7為觸發(fā)電流隨溫度變化的曲線圖。
圖8為觸發(fā)電流分布圖。
圖9為正向?qū)妷呵€對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖4和圖6所示，本發(fā)明在P型陽(yáng)極區(qū)1上形成N型長(zhǎng)基區(qū)2，在P 型陽(yáng)極區(qū)1下設(shè)置陽(yáng)極電極A，在N型長(zhǎng)基區(qū)2上形成P型短基區(qū)3，在P 型短基區(qū)3上局部形成N+型發(fā)射區(qū)4并局部設(shè)置門極電極G，在N+型發(fā)射 區(qū)4上設(shè)置陰極電極K，所述N型長(zhǎng)基區(qū)4和P型短基區(qū)3上擁有內(nèi)溝槽5， 所述內(nèi)溝槽5包圍著所述P型短基區(qū)3、 N+型發(fā)射區(qū)4、門極電極G和陰極 電極K;在所述N型長(zhǎng)基區(qū)2和N+型發(fā)射區(qū)4之間設(shè)置橫向擴(kuò)散電阻Rcik， 在陰極電極K的一側(cè)設(shè)置擴(kuò)散電阻連接點(diǎn)6;當(dāng)門極電極G和陰極電極K間
加電流Ici時(shí)，在橫向擴(kuò)散電阻RCJK上產(chǎn)生一個(gè)電壓降VK，當(dāng)電壓降Va大于
或等于P-N結(jié)的門坎電壓時(shí)，可控硅觸發(fā)。
如圖7所示經(jīng)測(cè)試對(duì)比，本發(fā)明的產(chǎn)品溫度特性明顯改善，傳統(tǒng)產(chǎn)品 低溫-4(TC時(shí)的觸發(fā)電流是常溫(25°C)時(shí)的6 7倍，而相同條件下本發(fā)明的觸發(fā)電流只有常溫(25°C)時(shí)的2 3倍，本發(fā)明大大降低了觸發(fā)電流在低溫 下的變化率；同樣，老產(chǎn)品在高溫80'C時(shí)觸發(fā)電流是常溫(25'C)時(shí)的0.1~0.2 倍，而本發(fā)明的觸發(fā)電流己提高到常溫(25°C)時(shí)的0.4 0.5倍。
本發(fā)明的觸發(fā)電流分布較集中，離散系數(shù)較小，Ict易控制，90%分布在 所要求的中心值范圍(如50uA 60uA)。以X0405型號(hào)產(chǎn)品為例，3216只產(chǎn) 品測(cè)試數(shù)據(jù)的分布如圖8所示。
同時(shí)，如圖9所示，本發(fā)明正向?qū)妷篤tm減少近10%，老產(chǎn)品的 VTM平均為1.29V，改進(jìn)后平均為1.20V，降低O.IV，其高速點(diǎn)火能量大大 提升。
傳統(tǒng)產(chǎn)品由于開(kāi)關(guān)速度低，高速導(dǎo)通和截止波形變差，能量傳遞受到損 失，自身能耗增大，動(dòng)態(tài)vtm變大。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)速度也大大提升，經(jīng)實(shí)驗(yàn) 證實(shí)，用于摩托車點(diǎn)火器的開(kāi)關(guān)波形與進(jìn)口同類產(chǎn)品一致，其電性能已經(jīng)達(dá) 到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。
權(quán)利要求
1、一種靈敏觸發(fā)單向可控硅，在P型陽(yáng)極區(qū)(1)上形成N型長(zhǎng)基區(qū)(2)，在P型陽(yáng)極區(qū)(1)的下表面設(shè)置陽(yáng)極電極(A)，在N型長(zhǎng)基區(qū)(2)上形成P型短基區(qū)(3)，在P型短基區(qū)(3)上局部形成N+型發(fā)射區(qū)(4)，并且，局部設(shè)置門極電極(G)，在N+型發(fā)射區(qū)(4)上設(shè)置陰極電極(K)，所述N型長(zhǎng)基區(qū)(2)和P型短基區(qū)(3)上擁有內(nèi)溝槽(5)，所述內(nèi)溝槽(5)包圍著所述P型短基區(qū)(3)、N+型發(fā)射區(qū)(4)、門極電極(G)和陰極電極(K)，其特征是在所述N型長(zhǎng)基區(qū)(2)和N+型發(fā)射區(qū)(4)之間設(shè)置橫向擴(kuò)散電阻(RGK)，在陰極電極(K)的一側(cè)，接近橫向擴(kuò)散電阻(RGK)處設(shè)置擴(kuò)散電阻連接點(diǎn)(6)；當(dāng)門極電極(G)和陰極電極(K)間有電流(IG)時(shí)，在橫向擴(kuò)散電阻(RGK)上產(chǎn)生一個(gè)電壓降(VR)，當(dāng)電壓降(VR)大于或等于P-N結(jié)的門坎電壓時(shí)，可控硅觸發(fā)。
2、 如權(quán)利要求1所述的靈敏觸發(fā)單向可控硅，其特征是所述橫向擴(kuò)散 電阻(RGK)的阻值為8千歐到18千歐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靈敏觸發(fā)單向可控硅，在P型陽(yáng)極區(qū)上形成N型長(zhǎng)基區(qū)，在P型陽(yáng)極區(qū)的下表面設(shè)置陽(yáng)極電極，在N型長(zhǎng)基區(qū)上形成P型短基區(qū)，在P型短基區(qū)上局部形成N⁺型發(fā)射區(qū)并且局部設(shè)置門極電極，在N⁺型發(fā)射區(qū)上設(shè)置陰極電極，所述N型長(zhǎng)基區(qū)和P型短基區(qū)上擁有內(nèi)溝槽包圍著所述P型短基區(qū)、N⁺型發(fā)射區(qū)、門極電極和陰極電極；在所述N型長(zhǎng)基區(qū)和N⁺型發(fā)射區(qū)之間設(shè)置橫向擴(kuò)散電阻，在陰極電極的一側(cè)，接近橫向擴(kuò)散電阻處設(shè)置擴(kuò)散電阻連接點(diǎn)；當(dāng)門極電極和陰極電極間有電流時(shí)，在橫向擴(kuò)散電阻上產(chǎn)生一個(gè)電壓降，當(dāng)電壓降大于或等于P-N結(jié)的門坎電壓時(shí)，可控硅觸發(fā)。本發(fā)明具有很好的溫度特性、觸發(fā)電流分布較集中、開(kāi)關(guān)速度高。
文檔編號(hào)H01L29/74GK101436611SQ20081023538
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者史訓(xùn)南 申請(qǐng)人:無(wú)錫創(chuàng)立達(dá)科技有限公司