[发明专利]高压触发管以及烤炉烤箱和金属卤素灯的触发电路

说明书

【技术领域】

本发明专利涉及一种高压触发管，尤其涉及一种快速开关的高压触发管，其呈现负阻特性（即拉回特性，崩溃瞬间电压减小，如图2所示的BB曲线），触发电压高，较大的导通电流能力等特点。

【背景技术】

高压触发管是金属卤素灯上必不可少的核心元件，通过其快速开关的特性，在半个正弦周期内，要产生3个脉冲，并且要高到4Kv的电压，起到点亮电离金属卤素发光的目的。金卤灯是继白炽灯、卤素灯之后当今世界崛起的第三代绿色照明光源，以光效高、显色性好、使用寿命长等优势，不仅成为高档轿车、背投电视，路灯，厂矿照明等光源的首选，还可广泛应用于军事、探险、水下作业、野外搜救等领域。与普通白炽灯相比，金卤灯节能效果惊人，市场空间巨大。目前，金卤灯在欧美发达国家发展势头迅猛，已有近40％的普及率，但我国去年80亿支灯泡产量中，金卤灯所占比例不足2％，所以该产品在我国具有较大的市场空间。

目前传统的放电管或可控硅大都采用N型(N-type)衬底，主三极管为PNP结构，产品呈现正阻特性（崩溃瞬间电压要稍微加大才能完全导通，如图2所示的FB曲线，这样随着电容上充电电压的增加，漏电增大，电容无法继续充电以提高电压，故而无法完成导通功能；如果提高充电电流，也会由于充电电流过大，导致放电管导通后无法关断，无法用在高压高温条件下电容充放电电路，比如无法应用在如图1所示的烤炉烤箱，高压钠灯灯的充放电电路中。现有的PNP结构的放电管具有放大倍数低、开关速度慢，正阻特性等缺点，无法用做开关元件，而普通的低压触发管DB3的触发电压过低，亦无法满足高压触发的要求。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种触发管，其具有开关速度快、触发电压高、具有较大通流能力，高可靠性等特点，能够使用在恶劣应用条件下的（比如高温高压）烤箱烤炉触发电路中，脉冲发生器，离子发生器等场合。

本发明的目的之二在于提供一种使用了烤炉烤箱和金属卤素灯的触发电路，其采用了具有开关速度快、触发电压高、具有较大通流能力的高压等特点的触发管。

为实现以上的目的，本发明专利采用的技术方案是：

所述触发管包括P型衬底、分别位于P型衬底两侧的两个N长基区、分别设置在每个N长基区上的P型发射极、覆盖于每个N长基区和P型发射极的外侧表面的合金层以及连接于合金层上的金属电极，其中在P型衬底与两侧的N长基区的结合处分别蚀刻有外沟槽，外沟槽边上覆盖有钝化玻璃粉层以保护PN结。

所述触发管还包括设于每个N长基区和P型之间的P型埋层。

所述P型衬底采用掺有P型杂质(比如硼)的<111>晶向的直拉<CZ>或者区融<FZ>的单晶硅作为衬底材料，掺杂的方块电阻保持在1－150欧姆。

所述埋层是采用掩膜板形成适当图形的氧化层后，采用氧化层掩模作用，采用P型离子注入的方式得到，根据实际触发电压的需要，离子注入的浓度在2

Ｅ12－2Ｅ14ions/cm2之间选择，以形成不同的触发导通电压。在N长基区扩散前，根据触发电压不同，对埋层高温推进4-10天到25-40不等的微米处，使其有足够的耗尽层宽度。

所述N长基区是通过双面磷扩散，形成10-35方块电阻后，再作高温推进10-15小时到5-10微米。

所述发射极扩散采用掩膜板形成适当图形的氧化层掩模，执行P型杂质(硼或鎵)扩散得到所述发射极，扩散浓度保持在方块电阻1－2欧姆之间。

在所述N长基区表面的非发射极区域，执行二次磷扩散，磷的浓度在1-3欧姆之间，然后用2－5个小时在炉管里做高温推进扩散的表面硼和磷，形成良好的欧姆接触，保持导通压降在1-2V之间。

对形成触发管的晶圆、触发管的成品或半成品进行电子辐照，剂量在2-20KGY，降低载流子的寿命，使其能够在叠加芯片后形成的成品，能够快速关断，能够在50HZ或60Hz的市电的半个正弦周期里，调整到关断次数大于等于3次。

根据本发明的另一个方面，其还提供有烤箱烤炉的触发电路以及金属卤素灯的触发电路，它们都采用了本发明中的改进的触发管或触发管的组合。

与现有技术相对，本发明具有如下技术效果：