[实用新型]一种大功率快速晶闸管

说明书

本实用新型公开了一种大功率快速晶闸管，其结构设计简单合理，可提高芯片表面电流扩展速度，可靠性高，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、放大门极、阴极K，放大门极以门极G为中心呈发散状引出至靠近阴极K的位置，放大门极包括若干直线状的第一放大门极、“Y”形第二放大门极，第一放大门极、第二放大门极交错间隔布置。

技术领域

本实用新型属于功率半导体器件技术领域，特别是一种适用于感应加热器等高功率、高电流扩展速度要求的晶闸管结构。

背景技术

晶闸管也称晶体闸流管、可控硅整流元件，是一种由三个PN结构成的半导体开关，目前，大功率晶闸管常用的外形机构有螺栓式、平板式，其内部包括PNP三层半导体结构，由最外的P层和N层引出两个电极，分别为阳极A、阴极K，由中间的P层引出的电极为门极G，阳极A与外层P层之间烧结阳极钼片，芯片台面涂覆有保护胶层。晶闸管作为一种电力电子器件，当其额定电流大于200A时一般采用平板式结构，但目前市面上常用的晶闸管芯片存在正常工作峰值电流不够大、di/dt不够高等问题，单颗芯片只可满足小功率设备使用，当设备额定功率较大时，为提高di/dt，则需要将多个小功率晶闸管芯片并联，但这种方式不仅需要多根连接线连接，使整个电路结构复杂，而且各颗芯片之间存在误差且易受外部线路干扰，存在运行不稳定、可靠性低的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的工作峰值电流不够大、di/dt不够高，而为满足高功率要求并联多个小功率晶闸管的方式，线路结构复杂、可靠性低的问题，本实用新型提供了一种大功率快速晶闸管，其结构设计简单合理，可提高芯片表面电流扩展速度，可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种大功率快速晶闸管，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，其特征在于，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；所述放大门极以所述门极G为中心呈发散状引出，并靠近所述阴极K，所述放大门极包括若干直线状的第一放大门极、“Y”形第二放大门极，所述第一放大门极、第二放大门极交错间隔布置。

其进一步特征在于：

优选的，所述第一放大门极、第二放大门极分别包括至少两个，且均以所述门极G为中心对称布置；

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115Ω·cm～135Ω·cm,厚度为560μm～580μm，直径为89mm；

优选的，所述阴极K的材质为高纯铝；

优选的，所述P1层、P2层均为铝镓掺杂区，所述铝镓掺杂区的结深为90μm～95μm，表面浓度表现为方块电阻测量值范围为16Ω/Sq～18Ω/Sq；

优选的，所述N2层分布有短路点，所述短路点的材质与所述P2层材质相同；

所述N1层、N2层均为磷掺杂区，所述磷扩散后的结深为27μm～33μm，表面浓度表现为方块电阻测量值小于等于0.15Ω/Sq。