[发明专利]低电容二端闸流体构造及其制造方法

说明书

本发明提供一种闸流体构造及其制造方法。仅用三层光罩制造。采用低掺杂浓度第1型(如N－型)基板，双面同时以扩散法掺杂一层浓度高于基板浓度的第2型(如P型)杂质，在闸流体四周进行沟槽蚀刻，蚀穿第2型层，露出第1型沟槽底，并形成独立的第2型层区域，再同时在沟槽内及第2型层上以扩散法掺杂第3型(如N+型)，分别形成第3型区域层及点区域(点区域不扩散))，并利用光罩设计，在第3型掺杂时使第3型与第2型相连形成NP接面，以降低主接面(main junction)的崩溃电压进而达到低接面电容及低崩溃电压的双信道闸流体。本发明利用光罩设计，两面的第2型或第3型掺杂可同时作业，以降低生产成本。

技术领域

本发明是有关一种电子二端闸流体构造及其制造方法。特别是以低掺杂浓度的基板，以扩散法掺杂低浓度P+层及N+区域层，具有低接面电容并低崩溃电压的双信道闸流体。

背景技术

晶体闸流管(英语：Thyristor)，简称闸流体，指的是具有四层交错P、N层的半导体装置。最早出现与主要的一种是硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier，SCR)，中国大陆通常简称可控硅，又称半导体控制整流器，是一种具有三个pn接面的功率型半导体组件。如图1所示，为一npnp或pnpn结构，通常在一n型基体106上，在两面以离子植入中度掺杂的层p1层104及p2层108，再于阳极以以离子植入或扩散法形成n1层102，再于阳极及阴极(kathode)形成接触。参考图2，图2为现有技术构造的闸流体在加上顺向偏压时的电压降及空乏区的示意图。在加上顺向偏压时，第一np接面202J1为顺向偏压，但第二pn接面204J2则为逆向偏压，而p1的掺杂浓度大于n2的掺杂浓度，因而大部分的空乏区在n2的一侧，又第三np接面206J3为顺向偏压。n2的掺杂浓度决定J2的崩溃电压或切入电压VB，特点是具有可控的单向导电，即与一般的二极管相比，可以对导通电流进行控制。具有以小电流(电压)控制大电流(电压)作用，并体积小、轻、功耗低、效率高、开关迅速等优点，广泛用于无触点开关、可控整流、逆变、调光、调压、调速等方面。其缺点为接面电容大、切入电压亦大。

授予力特康可电子股份有限公司的中国台湾发明专利第I285952号教导一种闸流体构造及其制造方法。降低基板的掺杂浓度以减少接面电容，另在阳极增加一层中度掺杂的杂质扩散层，其掺杂浓度较基板的掺杂浓度高，以降低切入电压。而得低接面电容及所望的切入电压的闸流体。但其缺点为采用离子布植工艺，每一面须布植一次，N+掺杂亦不能同时作业，制造成本太高。

故有一种需求，希望有一种闸流体，掺杂能两面能同时作业，以降低制造成本；降低主接面的崩溃电压进而达到低接面电容并低崩溃电压的制造方法。

本发明即针对此一需求，提出一种能解决以上缺点的二端闸流体构造及其制造方法。

发明内容

本发明提供一种二端闸流体构造及其制造方法，使掺杂能两面能同时作业，以降低制造成本。

本发明的次一目的在提供一种二端闸流体构造及其制造方法，使接面电容及崩溃电压可以降低。

本发明的再一目的在提供一种二端闸流体构造及其制造方法，使N+与P+相连形成NP接面，以降低崩溃电压

为达成上述目的及其它目的，本发明的第一观点教导一种闸流体的构造，可得低接面电容并低崩溃电压的双信道闸流体，包含：一片第1型(例如N－型)低浓度高阻值硅基板；第1型硅基板两面有低浓度第2型(例如P型)掺杂层；第1型硅基板四周形成绝缘凹槽；第2型掺杂层上有第3型区域层及点区域，在凹槽及第2型区域有第3型与第2型相连形成NP接面的区域；绝缘、金属化区域。