專利名稱：一種改進大功率雙向晶閘管換向能力的方法
技術領域：
本發(fā)明是用12Mev電子輻照來提高大功率雙向晶閘管換向能力的方法。
近幾年來，用電子輻照替代擴金、擴鉑等重金屬雜質擴散來減小器件少子壽命的方法越來越受到人們的重視。國內、外多把這一技術應用到快速晶閘管、高頻晶閘管、GTO等快速開關器件的生產上，也有人用低能(小于3Mev)的電子來照射雙向晶閘管的隔離區(qū)，以提高器件的換向能力。Carlson等人對擴金、擴鉑、不同能量的電子輻照、γ輻照的器件的性能進行了比較，指出全面衡量各參數(shù)，經過12Mev電子輻照的器件具有最佳的性能。
本發(fā)明的目的在于用12Mev電子輻照來精確控制雙向晶閘管的少子壽命，并對輻照后的器件進行退火處理，從而獲得雙向晶閘管全面參數(shù)最佳化。
本發(fā)明是用三種不同的輻照方式，即全域輻照、隔離區(qū)輻照和門極區(qū)輻照，來控制相應部位的少子壽命。全域輻照是將器件完全暴露在電子束之下，使電子束能夠照射到器件的每一部分;隔離區(qū)輻照是將器件的其它部分掩蔽，只對隔離區(qū)進行照射;門極區(qū)輻照是只對門極區(qū)進行照射。器件經過這三種方式照射后，具有以下共同特點①換向dv/dt、di/dt耐量提高。就其效果而言，全域輻照最顯著，隔離區(qū)輻照次之，門極區(qū)輻照略差于隔離區(qū)輻照。②正、反向阻斷電壓增大，漏電流減小。③通態(tài)峰值壓降有所增加。全域輻照變化明顯，隔離區(qū)輻照稍有變化，門極區(qū)輻照則幾乎不變。④觸發(fā)電流，尤其是Ⅲ-觸發(fā)電流增加較明顯。同樣是全域輻照變化最大，而門極區(qū)輻照變化最小(見下表所示)。另外，對全域輻照而言，因為器件的少子壽命處處減小，因此，關斷時間短，既使在較高的頻率情況下工作，其換向能力也較高。在上述4個特點中，后兩點對器件參數(shù)不利，但經過退火處理后，這兩項參數(shù)將有所恢復。
表200A雙向晶閘管在輻照前、后各參數(shù)的平均變化值
＊注ⅠDS、ⅠRS為平均值，“-”號表示減小。
對雙向晶閘管進行12Mev電子輻照，并在輻照后進行退火處理，可以明顯地提高器件的換向能力，改善器件的阻斷特性，從而使器件全面參數(shù)實現(xiàn)最佳化。因此，采用這一新工藝，可使器件的成品率明顯提高，將會創(chuàng)造一定的經濟效益。
實現(xiàn)本發(fā)明的最好方式①在輻照前對器件各參數(shù)進行全面測試。②根據(jù)測試得到的參數(shù)值來選擇適當?shù)妮椪辗绞胶洼椪談┝?。例如，對?觸發(fā)電流小，而換向能力很差的器件，若通態(tài)壓降也不大，則可以采用全域輻照。但是，如果Ⅲ-觸發(fā)電流較大，且通態(tài)壓降也較大，則要采用隔離區(qū)輻照或門極區(qū)輻照。③掩蔽物用10mm的鉛塊。④在真空條件下，200℃退火2小時，可使器件穩(wěn)定工作。
權利要求
一種提高大功率雙向晶閘管換向能力的方法，其特征在于用12Mev電子對雙向晶閘管進行三種不同方式的輻照，并在輻照后進行退火處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種用12meV電子輻照提高大功率雙向晶閘管換向能力的方法。通過三種不同方式的輻照和輻照后的退火工藝，來實現(xiàn)器件全面參數(shù)的最佳化，這一新工藝可使雙向晶閘管的成品率明顯提高，將會創(chuàng)造一定的經濟效益。
文檔編號H01L21/263GK1062238SQ91104569
公開日1992年6月24日 申請日期1991年7月10日 優(yōu)先權日1991年7月10日
發(fā)明者趙善麒 申請人:吉林大學