[实用新型]高压无阻达林顿功率晶体管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率晶体管，尤其是一种高电压无阻达林顿的功率晶体管。

背景技术

功率晶体管的应用已经渗透到国民经济与国防建设的各个领域，是航空，航天、火车、汽车、通讯、计算机、消费类电子、工业自动化和其他科学与工业部门至关重要的基础部件。高压无阻达林顿功率晶体管是半导体产业中的高端产品，由于该产品应用范围广泛，可用于各种汽、柴油发动机的点火电路，及电平自行车的调速电路，稳压电源的调整电路，逆变电源电路、等工业用和民用电器电路，其市场前景非常广阔。长期以来，我国的此类高端半导体产品市场一直是被欧美、日本等发达国家占领，使用厂家只能进口原装管，价格昂贵，进货渠道很不稳定。因此，国内厂家非常期待国内的功率半导体厂家能尽快研发出类似的功率器件来。高压无阻达林顿功率晶体管是根据国内整机生产厂家的需求而开发研制的，该产品主要应用于电磁驱动、电机控制场合。通常的达林顿晶体管是有旁路电阻的，它有一个开启电流，低于开启电流是不能工作的。这就限制了器件的工作范围。由于整机发展要求越来越高，对器件的工作范围提出了更高的要求，在许多场合，要实现小功率、大功率都需要控制，这就需要用无阻达林顿器件来实现。因为无阻达林顿是没有开启电流的，它在小电流下就能导通、工作。无阻达林顿晶体管具有击穿电压高、控制范围大、二次击穿耐量高、可靠性高等特点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高压无阻达林顿功率晶体管，它在很小电流下就能导通、工作。该高压无阻达林顿晶体管具有击穿电压高、控制范围大、二次击穿耐量高、抗烧毁性强，可靠性高等特点。本实用新型采用的技术方案是：

一种高压无阻达林顿功率晶体管，包括一N型衬底，还包括：

形成于N型衬底背面的背面金属层，用于形成前级晶体管T1和后级晶体管T2共接的集电极；

在N型衬底的正面形成有相互隔离的前级晶体管T1的P型基区和后级晶体管T2的P型基区；在前级晶体管T1的P型基区内形成有前级晶体管T1的N+型发射区；在后级晶体管T2的P型基区内形成有后级晶体管T2的N+型发射区；在N型衬底的正面覆盖有氧化层；

N型衬底的正面氧化层之上还形成有连接前级晶体管T1的N+型发射区和后级晶体管T2的P型基区的连接金属层；

在前级晶体管T1的P型基区上方的衬底正面设有前级晶体管T1基极金属层，用于形成T1管的基极；

在后级晶体管T2的N+型发射区上方的衬底正面设有后级晶体管T2发射极金属层，用于形成T2管的发射极；

在N型衬底的正面最外层覆盖有聚酰亚胺有机薄膜钝化层。

进一步地，所述背面金属层包含三层结构，与衬底相接的是钛层，中间为镍层，底层为银层。

进一步地，N型衬底包括与背面金属层相接的N+型第一衬底子层和第一衬底子层之上的N-型第二衬底子层。

进一步地，N+型第一衬底子层采用三重扩散结构，自背面金属层至第二衬底子层方向三重扩散的浓度递减。

进一步地，氧化层包含两个子层，其上层为二氧化硅层，下层为磷硅酸玻璃层。

进一步地，后级晶体管T2的N+型发射区旁侧还设有N+型增阻环。

本实用新型的优点在于：

1）采用无阻达林顿结构，小电流就能导通工作，保证器件具有控制能力强的特点。

2）衬底选用三重扩散结构，以提高晶体管的耐压及抗烧毁能力。

3）采用了磷硅酸玻璃（PSG）加聚酰亚胺（PI胶）钝化结构，以保证漏电流不至于影响其工作点的稳定性与可靠性。

4）背面多层金属结构，以降低晶体管的接触电阻提高其功率耐量。

5）采用增阻环结构,以提高二次击穿耐量。

附图说明

图1为本实用新型的芯片等效图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：本实施例以两个NPN型晶体管构成的达林顿管为例。该高压无阻达林顿功率晶体管包括前级晶体管T1与后级晶体管T2,所述前级晶体管T1的发射极与所述后级晶体管T2的基极连接，前级晶体管T1的集电极与后级晶体管的集电极连接。

图2是该达林顿功率晶体管的具体结构，包括：

N型衬底，形成于N型衬底背面的背面金属层8。其中，背面金属层8为三层结构，与衬底相接的是钛层，中间为镍层，底层为银层。背面金属层8形成前级晶体管T1和后级晶体管T2共接的集电极C。