大電流高電壓整流管及設(shè)計(jì)工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大電流高電壓整流管及設(shè)計(jì)工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]整流管作為一種單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件被廣泛用于地鐵、炭素、電化學(xué)、石墨化等行業(yè)領(lǐng)域。整流管通常包含一個(gè)PN結(jié)，有陽(yáng)極和陰極兩個(gè)端子。外加正向電壓時(shí)，勢(shì)壘降低，勢(shì)壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲(chǔ)存載流子，能通過(guò)大電流，具有低的電壓降(典型值為0.7V)，此時(shí)稱為正向?qū)顟B(tài)。若加相反的電壓，使勢(shì)壘增加，可承受高的反向電壓，流過(guò)很小的反向電流，此時(shí)稱為反向阻斷狀態(tài)。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造，這種器件的結(jié)面積較大，能通過(guò)較大電流。
[0003]在目前的市場(chǎng)環(huán)境中，許多行業(yè)都需要用整流裝置提供強(qiáng)大的直流電流，整流裝置中每個(gè)整流臂往往需要若干只整流管并聯(lián)。實(shí)際中，用戶希望并聯(lián)的整流管只數(shù)盡可能少，且每只整流管的電流容量越大越好。然而，現(xiàn)有的整流管還不能很好的滿足用戶實(shí)際的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種大電流高電壓整流管及設(shè)計(jì)工藝方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明的一種大電流高電壓整流管的設(shè)計(jì)工藝方法，其包括如下步驟:
[0006]S1.提供待擴(kuò)散的硼源、鋁源，將硼源和鋁源于單晶硅上，在1250±5°C條件下置于反應(yīng)器中進(jìn)行第一次擴(kuò)散，第一次擴(kuò)散的擴(kuò)散時(shí)間為54?58h，第一次擴(kuò)散過(guò)程中使結(jié)深控制在140?155 μ m,表面濃度控制在0.08?0.1mV ；
[0007]S2.提供待擴(kuò)散的磷源，利用載氣攜帶磷源送入反應(yīng)器中，進(jìn)行第二次擴(kuò)散，第二次擴(kuò)散的擴(kuò)散時(shí)間為4?6h，第二次擴(kuò)散過(guò)程中使結(jié)深控制在17?22 μ m，表面濃度控制在 0.15 ?0.25mV ；
[0008]S3.對(duì)管芯的臺(tái)面進(jìn)行造型，使管芯的臺(tái)面形成雙負(fù)斜角，并在形成雙負(fù)斜角的臺(tái)面上設(shè)置保護(hù)層；
[0009]S4.將經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)臺(tái)面造型的管芯、以及鑰片封裝于管殼蓋和管殼體之間，在管殼蓋和管殼體之間的裝配壓力下，鑰片與管芯之間實(shí)現(xiàn)緊密接觸。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述硼源選自純度為99.999%的粉末狀單質(zhì)硼。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鋁源選自純度為99.999 %的鋁絲。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述磷源選自高純?nèi)妊趿住?br>[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述載氣選自高純氮?dú)?、氧氣?br>[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中的保護(hù)層包括依次設(shè)置于臺(tái)面上的:液相鈍化層、有機(jī)硅漆層、硅橡膠層。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述另一發(fā)明目的，本發(fā)明的一種根據(jù)如上所述的設(shè)計(jì)工藝方法制造的大電流高電壓整流管，其包括:管殼蓋、與所述管殼蓋相配合的管殼體，所述管殼體兩端設(shè)置有定位環(huán)，所述管殼體中設(shè)置有:陰極銀片、陽(yáng)極銀片、陰極鑰片、陽(yáng)極鑰片、陰極凸臺(tái)、陽(yáng)極凸臺(tái)、管芯。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)本發(fā)明的設(shè)計(jì)工藝方法制造的整流管電流容量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，可靠性高，單只整流管的正向平均電流可以達(dá)到8kA。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明的大電流高電壓整流管的設(shè)計(jì)工藝方法一【具體實(shí)施方式】的方法流程不意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的大電流高電壓整流管的管芯的臺(tái)面部分的平面示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的大電流高電壓整流管的一【具體實(shí)施方式】的剖面示意圖；
[0021]圖4為測(cè)試實(shí)驗(yàn)中正向峰值電壓測(cè)試圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的大電流高電壓整流管的阻斷特性測(cè)試曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的一種大電流高電壓整流管的設(shè)計(jì)工藝方法，其包括如下步驟:
[0025]S1.提供待擴(kuò)散的硼源、鋁源，將硼源和鋁源與硅片于1250±5°C條件下置于反應(yīng)器中進(jìn)行第一次擴(kuò)散，第一次擴(kuò)散的擴(kuò)散時(shí)間為54?58h，第一次擴(kuò)散過(guò)程中使結(jié)深控制在140?155 μ m,表面濃度控制在0.08?0.lmV。
[0026]其中，所述硼源選自純度為99.999%的粉末狀單質(zhì)硼；鋁源選自純度為99.999%的高純鋁絲，第一次擴(kuò)散的時(shí)間優(yōu)選為55h，且所述反應(yīng)器處于密封狀態(tài)。
[0027]S2.提供待擴(kuò)散的磷源，利用載氣攜帶磷源送入反應(yīng)器中，進(jìn)行第二次擴(kuò)散，第二次擴(kuò)散的擴(kuò)散時(shí)間為4?6h，第二次擴(kuò)散過(guò)程中使結(jié)深控制在17?22 μ m，表面濃度控制在 0.15 ?0.25mV0
[0028]其中，所述磷源選自高純?nèi)妊趿?，所述載氣選自高純氮?dú)?、氧氣，第二次擴(kuò)散的時(shí)間優(yōu)選為5h。
[0029]S3.對(duì)管芯的臺(tái)面進(jìn)行造型，使管芯的臺(tái)面形成雙負(fù)斜角，并在形成雙負(fù)斜角的臺(tái)面上設(shè)置保護(hù)層。
[0030]如圖2所示，所述保護(hù)層具體包括依次設(shè)置于臺(tái)面上的液相鈍化層A、有機(jī)硅漆層B、硅橡膠層C，且所述液相鈍化層與所述臺(tái)面之間的距離最小，硅橡膠層與所述臺(tái)面之間的距離最大，有機(jī)硅漆層則設(shè)置于所述液相鈍化層和硅橡膠層之間。如此設(shè)置，將無(wú)機(jī)膜保護(hù)和有機(jī)膜保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)集于一體，不僅可以提高整流管的耐壓性能，而且大大改善了其穩(wěn)定性。
[0031]S4.將經(jīng)過(guò)臺(tái)面造型的管芯、以及鑰片封裝于管殼蓋和管殼體之間，在管殼蓋和管