[发明专利]一种单向可控硅芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种单向可控硅芯片，其特征在于：包括盆形阴极区、阳极区、长基区、盆形短基区、环形门极、阳极、阴极、表面钝化膜，在环绕芯片四周的立面和背面设置盆形阴极区，盆形阴极区包括盆形阴极区底面、盆形阴极区侧壁，所述盆形阴极区的终端终止于芯片上表面及芯片四周立面的表面，所述盆形阴极区内侧设置环绕芯片四周的立面与背面的盆形短基区，盆形短基区包括盆形短基区的底面与四周的盆形短基区的侧壁，所述盆形短基区与阳极区之间设置长基区，所述阳极区、盆形短基区、长基区的终端皆终止在芯片上表面，所述阳极位于芯片顶面的中部区域与阳极区连接，所述环形门极位于芯片顶面并环绕芯片四周一圈与盆形短基区连接，所述阴极位于芯片底面与盆形阴极区底面连接，所述表面钝化膜位于芯片顶面边沿四周及阳极与环形门极之间。

2.根据权利要求1所述的一种单向可控硅芯片，其特征在于：所述阳极区厚度为50-80um，所述长基区厚度为100-130um，所述盆形短基区厚度为25-45um，所述盆形阴极区厚度为15-25um。

3.一种单向可控硅芯片的制造方法，其特征在于，所述方法用于制造如权利要求1或2所述的单向可控硅芯片，所述方法包括以下步骤：

步骤1：硅单晶片要求：ρ＝25-30-35-40-45-50Ω·㎝，硅单晶片厚度t＝(230～360)±5um；

步骤2：硅片抛光：完成后的硅片厚度t＝(190～280)±5um；

步骤3：氧化：T＝1200±50℃，t＝7.0±1h，要求氧化层厚度＝1.6-2.2um；

步骤4：双面光刻阴极区对通隔离窗口：利用双面光刻机，先对准上、下两块光刻版，将硅片置于两块光刻版的中间，同时曝光，上、下两块光刻版的图形是相同的，经腐蚀去胶后形成阴极区对通隔离窗口；

步骤5：磷予沉积：T＝1200±50℃，t＝4.0±2.0h,R_□＝0.7±0.2Ω/□；

步骤6：双面光刻短基区对通窗口：利用双面光刻机，先对准上、下两块光刻版，将硅片置于两块光刻版的中间，同时曝光，上、下两块光刻版的图形是相同的，经腐蚀后形成短基区对通窗口，并保留光刻胶；

步骤7：双面离子注入铝：能量50-160Kev；剂量5E¹⁴-8E¹⁵；

步骤8：去胶、去磷硅玻璃：先去除硅片表面残留光刻胶、再去除表面的磷硅玻璃；

步骤9：对通扩散及表面氧化：T＝1280±20℃，t＝120±40h,N⁺X_j＝120-200um，PX_j＝120-180um，氧化膜厚度＝1.0-1.6um；其中，N⁺X_j表示N型重掺杂区的结深；PX_j表示P型区的结深；

步骤10：光刻正面阳极区窗口和背面短基区窗口：双面同时光刻，上、下两块光刻版的图形均为正方形，背面正方形的尺寸与短基区对通窗口光刻板图形内侧图尺寸一致，正面正方形边长是背面正方形边长的0.55-0.85倍；

步骤11：双面离子注入硼：正面，能量50-160Kev；剂量5E¹⁴-1E¹⁶。背面，能量50-160Kev；剂量5E¹⁴-1E¹⁶；

步骤12：双面推结：1220-1280℃,3-30h；

步骤13：光刻背面阴极区图形，保留正面氧化层；

步骤14：背面阴极区扩散：予沉积T＝1080±20℃，t＝1.5±0.5h,R_□＝1.2±0.3Ω/□，再分布T＝1220±20℃，t＝4±2h；

步骤15：光刻引线孔：用刻引线孔版进行光刻；

步骤16：正面蒸镀铝膜：要求铝膜厚度＝5.0-8.0um；

步骤17：反刻铝电极：用反刻版进行光刻；

步骤18：合金：T＝480±10℃，t＝0.4±0.1h；

步骤19：背面喷砂：用W20#金刚砂喷去8-10um；

步骤20：背面蒸镀电极：用高真空电子束蒸发台蒸镀Ti-Ni-Ag，Ag膜厚＝0.5-0.8um；

步骤21：芯片测试：用自动测试台进行测试VDRM、VRRM、IEB、VFGM、IDRM、IRRM、IH、IL、IGT、VGT参数，并对IGT进行分档；

步骤22：锯片：锯透硅片并将蓝膜划切1/3厚度；

步骤23：包装。