Способ изготовления тиристоров

 

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров. Сущность изобретения: способ включает резку кремниевого слитка на пластины и формирование диффузионной структуры с p-n - переходами. Катодный эмиттерный переход для тиристоров с широкой базовой областью n - типа или анодный эмиттерный переход для тиристоров с широкой базовой областью p - типа формируют на стороне, противоположной отрезаемой. 1 табл.

Изобретение относиться к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров.

Известен способ изготовления тиристоров по типовому технологическому процессу, согласно которому слиток монокристаллического кремния профилируют путем шлифования боковой поверхности до заданного диаметра, разрезают на пластины, шлифуют пластины с двух сторон, проводят ультразвуковую очистку и химическую обработку пластин, формируют на пластинах диффузионные структуры с p-n-переходами [1] Недостатком этого способа является то, что при резке слитка кремния на пластины глубина нарушенного слоя с отрезаемой стороны пластины больше, чем с противоположной. Кроме того, с отрезаемой стороны глубина нарушенного слоя не однородна по площади пластины: она меньше в части пластины, где начинался процесс резки, и максимальна в той части пластины, где заканчивался процесс резки. После двухстороннего шлифования пластин неоднородность по глубине нарушенного слоя сохраняется. В свою очередь это приводит к разнице в глубине эмиттерного p-n перехода по площади пластины и, как следствие, к различной эффективности шунтировки катодного эмиттерного перехода. Время выключения тиристора tq определяется небольшим участком с линейными размерами в несколько сот микрон, в котором эффективность шунтировки наименьшая, а импульсное напряжение в открытом состоянии UТМ определяется некоторой "средней" эффективностью шунтировки по всей площади тиристорной структуры. Исходя из изложенного понятно, что тиристор, у которого катодный эмиттерный переход создан с отрезаемой стороны, будет при прочих равных условиях характеризоваться худшим сочетанием таких параметров, как tq и UТМ, чем тиристор, у которого катодный эмиттерный переход создан со стороны, противоположной отрезаемой. Описанный способ не предусматривает возможности контролируемого формирования эмиттерного n+-p-перехода со стороны, противоположной отрезаемой, поэтому с равной вероятностью n+-p-переход может быть создан с любой стороны пластины. Поэтому примерно половина всех тиристоров, изготовленных этим способом, имеет неоптимальное сочетание UТМ и tq.

Задача изобретения улучшение сочетания параметров UTM и tq.

Для решения поставленной задачи предлагается способ изготовления тиристоров, включающий резку кремниевого слитка на пластины и формирование диффузионной структуры с p-n-переходами, причем катодный эмиттерный переход для тиристоров с широкой базовой областью n-типа или анодный эмиттерный переход для тиристоров с широкой базовой областью p-типа формируют на стороне, противоположной отрезаемой.

Использование предлагаемого способа изготовления тиристоров гарантирует создание эмиттерного p-n-перехода со стороны, имеющей меньший и более однородный по глубине нарушенный слой, что обеспечивает достижение у всех тиристоров партии лучших сочетаний параметров UTM и tq.

Опробование предложенного технического решения было проведено при изготовлении партии тиристоров типа ТБ453-800 в количестве 100 шт. Тиристорные p+-p-n-структуры изготавливались из кремния марки КОФ 60-60 на основе серийного технологического процесса. После операции резки слитка в соответствии с предлагаемым способом на кремниевых пластинах с отрезаемой стороны были сделаны фаски-метки. Кремниевые пластины имели толщину после резки 680 мкм, после двухстороннего шлифования 420 мкм, глубины p-n-переходов 105 мкм, глубину катодного эмиттерного n+-p-перехода 21 мкм.

Для оценки эффективности предлагаемого способа партия была разделена на две равные части. На одной половине партии катодный эмиттерный переход был сформирован на стороне, противоположной фаске-метке, а на другой половине со стороны фаски-метки. На изготовленных выпрямительных элементах было осуществлено регулирование импульсного напряжения в открытом состоянии и времени выключения путем облучения их потоком быстрых электронов на установке "Электроника У003".

После облучения обе партии выпрямительных элементов имели практически равные значения UTM, удовлетворяющие условию 2,2 В UTM2,3 В. На них были измерены значения tq. Измерение проводилось в режиме IT 800 А, di/dt 10 А/мкс, UR 100 В; du/dt 50 В/мкс, UD 0,67 UDRM. Результаты измерений представлены в таблице. Из результатов измерений следует, что тиристоры, изготовленные предлагаемым способом, при одинаковых значениях UTM характеризуются меньшими значениями tq и меньшими различиями в его величине (tq 95 120 мкс, tq ср. 100 мкс), чем тиристоры второй половины партии (tq 130 200 мкс, tqср 160 мкс), что свидетельствует о высокой эффективности предлагаемого способа изготовления тиристоров. Средние значения UDRM и URRM в обеих половинах партии были практически равными, что свидетельствует о равных значениях толщины структуры и удельного сопротивления исходного кремния. Средние значения IGT во второй половине партии несколько меньше, чем в первой половине, а UGT несколько больше. Это объясняется тем, что большие значения глубины нарушенного слоя во второй половине партии привели к образованию более глубокого n+-p эмиттерного перехода и увеличению значения сопротивления под эмиттерным переходом.

Формула изобретения

Способ изготовления тиристоров, включающий резку кремниевого слитка на пластины и формирование диффузионной структуры с p n-переходами, отличающийся тем, что катодный эмиттерный переход для тиристоров с широкой базовой областью n-типа или анодный эмиттерный переход для тиристоров с широкой базовой областью p-типа формируют на стороне, противоположной отрезаемой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых приборов и интегральных схем, в частности, к способам изготовления приборов с использованием эпитаксиального наращивания кремния в атмосфере водорода

Изобретение относится к технологии изготовления биполярных планарных транзисторов с полным диффузионным эмиттером

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к технологии изготовления тонкопленочных конденсаторов

Изобретение относится к области электронной техники

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении полевых транзисторов

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов и ИС

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении микроактюаторов, микрофонов, полевых транзисторов, электретных элементов и др

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных полупроводниковых магнитодиодов для измерительных устройств, основанных на применении гальвано-магнитных принципов преобразования информации

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к легированным марганцем тройным арсенидам кремния и цинка, расположенным на монокристаллической подложке кремния, которые могут найти применение в устройствах спинтроники, для инжекции электронов с определенным спиновым состоянием

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления датчиков скорости потока газа и жидкости в аэродинамике, химии, биологии и медицине

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления многоэлементных ИК-фотоприемников
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может быть использовано для разработки новых более совершенных наноприборов, таких как фотодетекторы, сенсоры, полевые транзисторы, светодиоды и т.д

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в микроэлектромеханических системах при производстве интегральных датчиков первичных параметров. Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение стабильности размеров и зазоров в процессе соединения кремниевых пластин. Способ соединения кремниевых пластин заключается в том, что на соединяемых пластинах намечают точки соединения, в которых выполняют контактные площадки, контактные площадки в точках соединения намечают реперными знаками, при этом согласно изобретению в точках соединения в пластинах вытравливают пирамидальные сквозные отверстия с внутренними стенками под углом 54,4°, вокруг пирамидальных отверстий в соединяемых пластинах выполняют разгрузочные канавки на глубину порядка 10-20 мкм, соединяемые пластины совмещают по реперным знакам и сжимают с силой до 10 Н, каналы пирамидальных отверстий направляют расширяющимися частями в противоположные стороны, после чего каналы заполняют силикатным клеем и просушивают при температуре 70-80°С. Изобретение обеспечивает повышение точности интегральных датчиков. 1 ил.

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров

Наверх