专利名称：光控晶闸管器件、双向光控晶闸管器件和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有高的击穿电压的光控晶闸管器件、双向光控晶闸管器件及其电子设备。更具体地说，本发明涉及适用于采用光触发的SSR(固态继电器)使用的光控晶闸管器件、双向光控晶闸管器件及其电子设备。
背景技术：
通常，众所周知的在高击穿电压的光控晶闸管器件中的场平板结构如图7和图8所示。参考图7和图8，作为沟道阻挡器的n型扩散区域102形成在n型硅基片101表面的边界上。在n型扩散区域102中，可以采用选择性扩散来形成阳极扩散区域103(103’)，p型栅极扩散区域104(104’)，栅极电阻扩散区域105(105’)，以及阴极扩散区域106(106’)。形成氧化薄膜110作为绝缘薄膜覆盖着从n型扩散区域102至阳极扩散区域103(103’)范围的n型硅基片101的区域，从阳极扩散区域103(103’)至p型栅极扩散区域104(104’)范围的n型硅基片101的区域，以及栅极电阻扩散区域105(105’)。在从n型扩散区域102至阳极扩散区域103(103’)范围的n型硅基片101的区域上的氧化薄膜110上，设置了一层半绝缘掺氧的多晶硅薄膜111。在该薄膜上又设置了氮化硅薄膜112。
在两个光控晶闸管器件的ch1(沟道1)中，T1电极107和沟道阻挡器电极108分别与阳极扩散区域103和n型扩散区域102欧姆接触。同样，在ch2(沟道2)中，中，T2电极107’和沟道阻挡器电极108分别与阳极扩散区域103’和n型扩散区域102欧姆接触。当ch1工作且将正的偏压施加于T1电极107时，则将负的(-)电位通过T2电极107’施加于p型扩散区域104，以实现反向偏置，以及将正的(+)电位通过沟道阻挡器电极108施加于n型扩散区域102。
由于以上所讨论的电压关系，在T2电极107’和沟道阻挡器电极108之间的掺氧多晶硅薄膜111中会产生小的电流。由掺氧多晶硅薄膜111在器件表面的场区域中产生固定的电荷。此外，从p型栅极扩散区域104至硅基片产生耗尽层。这里，就必须能控制在掺氧多晶硅薄膜111中的小电流，以产生所需的固定电荷。但是这会引起器件中的泄漏电流，因此就必须优化薄膜的质量。
以上所讨论的电压关系可以缓冲器件中的电场集中，从而可以提高器件的击穿强度。在图7和图8中，T1电极107和T2电极107’可以向沟道阻挡器方向扩展，以超过在n型硅基片101表面上的pn结，从而便于形成T1电极107和T2电极107’的电场平板效应。即，如果没有采用这种结构，根据掺氧多晶硅薄膜111的电阻系数，正的固定电位，称之为Qss，以及在掺氧多晶硅薄膜111中的钠或者其它等的正电荷将会使得n型基片101的表面进一步n型，进而使得从p型阳极扩散区域103(103’)至n型硅基片101难以扩展成耗尽层。这就会导致在阳极扩散103(103’)表面上的pn结截面附近击穿。为了能够防止这种现象，就扩展了电极107(107’)，形成了所谓的重叠结构。
接着，将参考图9和图10(见日本专利公开号08-130324和202-190613)来讨论另一种常规的高击穿强度的光控晶闸管的实例。在图9和图10所示的现有技术的实例中，靠近电极107(107’)的，用于产生在电场区域中的固定电位的掺氧多晶硅薄膜111的部分13可以采用诸如磷或硼之类杂质的选择性掺杂，以在该部分形成低阻部分。所设置的电极107(107’)没有重叠于在阳极扩散区域103(103’)和p型栅极扩散区域104(104’)之间pn结界面的上部分，和在n型硅基片101表面上的硅基片，以及低阻部分113，它是光透明的，可作为电场平板电极使用。
采用这种结构，可以在不影响击穿强度的条件下增强光接受区域，因此，就能够实现高灵敏光接受的器件。
诸如光电二极管，光电晶体管和光控晶闸管之类的光电器件需要对入射的光具有高的光灵敏度，也需要采用尽可能最小的芯片面积将光信号转换成电信号。然而，为了能够实现高的击穿电压特性，在图8所示的光控晶闸管的情况下，铝(Al)等等的电场平板电极必须重叠于高灵敏的pn结。但这会导致光灵敏度的显著下降。
同样，采用在日本专利公开号08-130324和202-190613中所披露的采用掺杂的高阻薄膜来改善光灵敏度的方法，由于杂质的掺杂可以增加Qss，并且在n型硅基片界面上产生不需要的电平。在光控晶闸管的情况下，这会导致横向pnp晶体管的电流放大倍数的下降和变化，这就会引起光灵敏度的变化。
发明内容
本发明解决了上述问题，其目的是提供一种光控晶闸管器件，一种双向光控晶闸管器件以及一种采用了这类具有高灵敏度、很少变化光灵敏度以及高击穿电压且同时保持小的器件面积的器件的电子设备。
根据本发明的光控晶闸管器件包括一个硅基片；一个包括一个阳极区域，一个栅极区域和一个阴极区域并且设置在硅基片的一个第一主表面上的晶体管；一个用于接受来自外界光的光接受部分；以及一个电连接阳极区域和阴极区域之一的电极。光接受部分包括设置在硅基片上的掺氧多晶硅薄膜并环绕着晶体管部分设置。电极设置在晶体管部分上面并且具有双结构，该双结构包括中心部分和环绕着中心部分的外围部分，并且中心部分和外围部分进行电连接。
正如以上所讨论的，电极具有双结构，它包括中心部分和外围部分，并且中心部分和外围部分相连接。因此，由两个部分所构成的开孔部分形成了在光接受部分上的光透射部分，并且可以在不需要增加面积的条件下提高光灵敏度。此外，外围部分与掺氧多晶硅薄膜相接触，以稳定掺氧多晶硅薄膜的开孔部分两端的电位，从而能够保持高的击穿电压。
术语“电极设置在晶体管部分上”是指电极既可以设置在晶体管部分上且与其相互接触也可以设置在晶体管部分上且将另一薄膜插入在其中。同样，从平面上来看，在电极和晶体管部分之间的尺寸关系并没有任何限制。
同样，即使在采用杂质掺入到掺氧多晶硅薄膜的结构中，仍可以使用上述方法来稳定在掺氧多晶硅薄膜的开孔部分两端的电位。这就可以减轻在硅基片界面上杂质掺杂的影响。另外，可以在外围电极和掺氧多晶硅薄膜之间插入PSG薄膜和BSG薄膜。
采用根据本发明的光控晶闸管器件，双向光控晶闸管器件以及电子设备，就有可能实现器件的高击穿电压、高光灵敏度和稳定的光灵敏度，同时保持器件小的面积。
从以下参考附图的本发明的详细讨论中，本发明的上述以及其它目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。
图1是根据本发明第一实施例的双向光控晶闸管器件的平面示意图；图2是沿着图1所示线II-II的剖面图；图3是根据本发明第二实施例的双向光控晶闸管器件的平面示意图；图4是显示根据本发明第一实例的光耦合器的引线视图；图5显示了本发明实例和第一实例的现有技术的灵敏度比较结果；图6显示了本发明实例和第二实例的现有技术的pnp晶体管的电流放大倍数hFE变化的比较结果；图7是一例典型常规双向光控晶闸管器件的平面示意图；图8是沿着图7所示线VIII-VIII的剖面图；图9是另一例典型常规双向光控晶闸管器件的平面示意图；和，图10是沿着图9所示线X-X的剖面图。
具体实施方法现在，将参考附图来讨论本发明的实施例。
第一实施例图1是根据本发明第一实施例的双向光控晶闸管器件的平面示意图。图2是沿着图1所示线II-II的剖面图。参考图1和图2，根据本实施例的双向光控晶闸管50包括两个光控晶闸管器件50a和50b。两个光控晶闸管器件具有相同的结构，因此通过对圆括号内地扼相应元件的参考特性的讨论就能得到其整体的讨论。
双向光控晶闸管器件50包括n型基片1，n型扩散区域2和9，阳极扩散区域3(3’)，p型栅极扩散区域4(4’)，栅极电阻扩散区域5(5’)，和阴极扩散区域6’(6)。此外，上述双向光控晶闸管器件包括电极7(7’)(在电极中一个是阳极，而另一个是阴极的情况下)，沟道阻挡器电极8，氧化薄膜10，掺氧多晶硅薄膜11，和氮化硅薄膜12。
具有双结构的电极7(7’)包括一个中心部分7a(7a’)，和所设置的中心部分7a(7a’)的端部分，它并没有覆盖着面对光接受部分的pn结的部分3a(3a’)和4a(4a’)，该pn结可以形成在阳极扩散区域3(3’)，p型栅极扩散区域4’(4)和栅极电阻扩散区域5’(5)以及n型基片1之间。因此，上述所面对着光接受部分的pn结上述部分并不会被电极所阻断，因此它可以接受入射光的辐射。这就能够确保适当的光灵敏度。
参考图1，电极7(7’)具有一个中心部分7a(7a’)和一个外围部分7b(7b’)所组成的双结构并且这些电极是相连接的。因此，由两部分20a和20b所组成的开孔部分20形成了在光接受部分中透射光的部分，它处于面对着沟道阻挡器电极8的外围边缘。这可以在不需要增加器件面积的条件下提高光灵敏度。此外，由两部分30a和30b所组成的开孔部分30形成了在光接受部分中透明光的部分，它处于两个光控晶闸管器件之间。电极的中心部分7a(7a’)和外围部分7b(7b’)相互之间分开50至1000μm的距离。外围电极，以及中心电极，，与掺氧多晶硅薄膜11相接触，正如图2所示，以稳定处于开孔部分中的掺氧多晶硅薄膜区域两端的电位，从而确保高的击穿强度。
光接受部分本文并没有特别显示，正如开孔部分20a，20b，20，30a，30b和30以及以下的区域所定义的。同样，晶体管部分可定义为包括阳极区域，阴极区域和栅极区域的部分。晶体管部分可以认为是与光接受部分相接触或者部分重叠着该部分。
正如以上所讨论的，电位在处于外围部分7b的接触部分和中心部分7a的接触部分之间的掺氧多晶硅薄膜11区域的两端都是均等的，这就可以稳定在掺氧多晶硅薄膜11中的电位。其结果是，上述电场平板效应有助于在该区域表面上的耗尽层的扩散，从而实现较高击穿强度。此外，正如以上所讨论的，电极7的中心部分7a和外围部分7b可以相互分开50μm至1000μm的距离，以便于在光接受部分上提供足够大的开孔部分，从而确保良好的光灵敏度。因而，可以同时实现良好的光灵敏度和击穿强度。
图3是显示根据本发明第二实施例的双向光控晶闸管的平面示意图。在图9和图10中显示了常规的双向光控晶闸管，通过局部注入杂质，例如，将磷注入到掺氧多晶硅薄膜111中，来形成低阻部分113。该低阻部分113可以作为电场平板电极的基层来使用，并且也是光透明的。因此，这就构成了实现高的光灵敏度的结构。然而，由于诸如磷之类的杂质掺杂，会通过氧化的薄膜110在n型硅基片的界面上产生不需要的能级。这就有可能使得陷入该能级的载流子引起横向pnp晶体管的电流放大倍数hFE的变化或减小，其中，横向pnp晶体管是由阳极扩散区域103(103’)，n型硅基片1和p型栅极扩散区域104(104’)组成的。
采用根据该实施例的双向光控晶闸管，就可以通过图3所示的结构来克服上述问题。即，电极7(7’)的外围部分7b与掺氧多晶硅11的掺杂低阻部分(杂质掺杂区域)13的端部分相接触。也就是说，它覆盖着在杂质掺杂区域和不掺杂区域之间界面附近的杂质掺杂区域的部分。这种设置可以稳定在低阻部分13两端的电位，从而抑止pnp晶体管的电流放大倍数hFE的减小或变化。
在图3中，在双结构电极的外围部分和杂质掺杂区域(低阻部分)13之间插入一层PSG薄膜或BSG薄膜14。在该结构中，插入了PSG薄膜或BSG薄膜，外围电极7b是通过PSG薄膜或BSG薄膜与掺氧多晶硅薄膜电容耦合。因此，在稳定低阻部分13两端的电位方面，图3所示的结构也是有效的，它类似于没有采用PSG薄膜或BSG薄膜并且外围电极7b直接与杂质掺杂部分相接触的结构。
一般来说，即使在掺氧多晶硅薄膜11采用杂质掺杂的结构中，仍有可能通过采用双结构电极来稳定在掺氧多晶硅薄膜上的开孔部分两端的电位。这就可以减轻在硅基片1界面上杂质掺杂的影响。此外，正如图3所示，可以在双结构电极的外围电极和掺氧多晶硅薄膜之间插入一层PSG薄膜或BSG薄膜。从而，即使在掺氧多晶硅薄膜11采用杂质掺杂的结构中，仍可以提供抑止pnp晶体管hFE的减小或变化的效应，从而稳定光灵敏度。
第一实例图1所示的双向光控晶闸管实际上是作为一例本发明的实例所制造的，并且与图7和图8所示现有技术的实例相比较。击穿强度性能的比较是对本发明实例与具有相同芯片尺寸的现有技术进行的。这种比较显示出这两个实例都具有800V或大于800V的击穿强度。即，本发明的实例具有改进的和很少变化的灵敏度，同时还能保持着击穿强度的性能。
此外，测量了本发明实例和比较实例的光灵敏度(IFT，最小的触发电流)，其中，将这些实例与LED(发光二极管)相组合以形成双向闸流管耦合器，如图4所示。这里，IFT可定义成LED的正向电流，在预定偏置电压的条件下以及预定栅极条件下，当逐渐增加LED的正向电流时，可以使双向光控晶闸管器件导通。图1所示双向光控晶闸管器件是以本发明实例制造的，正如以上所讨论的，图7和图8所示双向光控晶闸管器件是以现有技术实例制造的。其结果如图5所显示。
与现有技术实例中的实例相比较，对相同水平的IH(保持电流)来说，本发明的实例所具有的IFT已经提高了约10％至15％。这里，IH(保持电流)是在预定温度条件，预定栅极条件和导通条件下保持器件处于导通状态所需要的最小阳极(T1或T2)。IH与噪声特性(dv/dt，整流特性，或者脉冲噪声)有关，且对于相同水平的IH来说，可以具有等效的噪声特性。从而，对于相同水平的IH来说，正如以上所讨论的，本发明实例所具有的噪声特性等效于现有技术实例所具有的噪声特性。以上dv/dt是临界截止电压上升速率并且是截止电压上升速率的最大数值，在预定温度的条件下和预定栅极的条件下施加具有预定幅值的指数截止电压时，该数值并不致使截止状态进入到导通状态。这里，整流特性是双向三端晶闸管(双向光控晶闸管)的跟随特性。在采用一个电感负载来使用双向三端晶闸管的情况下，双向三端晶闸管趋向于在负载电流变成位零的时间点上以反向接通，因为负载电流的相位延迟于电压相位所以在负载电流变成为零的时间点上就已经产生了相反极性的电压。
第二实例此外，制成包括采用杂质掺入掺氧多晶硅薄膜所形成的低阻部分的器件，并进行了比较。本发明的实例是图3所示的双向光控晶闸管器件，而现有技术的实例是图9和图10所示的双向光控晶闸管器件。对于这两类双向光控晶闸管器件来说，可确定在氧含量和hFE之间的关系。其结果如图6所示。
参考图6所示，现有技术的实例呈现出横向pnp晶体管的hFE较大的取决于掺氧多晶硅薄膜中的氧含量。因此，当氧含量变得高时，在电流放大倍数hFE中就会发生变化，这也会导致在光灵敏度(IFT)中的较大变化，因为它与hFE有关。可以认为这是由于在硅基片界面上所不需要的能级所引起的。这类不需要的能级是当掺氧多晶硅薄膜中的氧含量变得高时由于超量的氧含量增加悬挂键所产生的。相比之下，当氧含量变得低时，就会存在着超量的导电硅，从而会引起在掺氧多晶硅薄膜中增加泄漏电流。因此，采用现有技术的结构，在掺氧多晶硅薄膜的形成过程中就难以在氧含量控制范围(30±few％)中提供所需的特性。
相比之下，采用本发明的实例，掺氧多晶硅薄膜的氧含量难以影响pnp晶体管的电流放大倍数hFE的变化，并且将hFE保持在稳定的状态中。因此，可以抑止在光灵敏度中的变化，从而确保稳定的批量产品。
接着，例举了本发明中的实施例，它也包括在“较佳实施例讨论”中所讨论的实例。
上述电极的中心部分和外围部分可以设置成，从平面图来看，不重叠于面对着光接受部分的区域中的硅基片与阳极部分和阴极部分中的一部分之间的pn结。例如，从平面图来看，上述电极的执行部分和外围部分可以设置成夹着在硅基片与面对着光接受部分的区域中的硅基片与阳极部分和阴极部分中的一部分之间的pn结。
采用这类结构，入射光可以辐射具有最高光灵敏度的部分，从而能够确保高的光灵敏度，同时保持着击穿强度。
上述电极的中心部分和外围部分可以相互分开50μm至1000μm的距离。
双结构电极的中心部分和外围部分可以相互分开50μm至1000μm的距离，以在光接受部分上形成足够大的开孔部分，从而改善光灵敏度。在上述距离小于50μm的情况下，就不能形成足够大的开孔部分。同样，在上述距离超过1000μm的情况下，可以形成大的开孔部分，但是不能够获得稳定电场平板的效应。更佳的距离是在从100μm至500μm的范围之内。
上述电极的中心部分和外围部分可以电连接掺氧多晶硅薄膜。
采用这类结构，可以将处于中心部分的接触部分和外围部分的接触部分之间的掺氧多晶硅薄膜区域两端的电位稳定在恒定数值上，这就能够保持高的击穿强度，同时保持高的光灵敏度。
邻近电极的掺氧多晶硅薄膜的区域可以采用不是氧的杂质进行掺杂。同样，电极的外围部分可以重叠于杂质掺杂区域，该掺杂区域处于在掺氧多晶硅中的杂质掺杂区域和非掺杂区域之间界面附近。
采用这类结构，可以采用具有较低电阻的多晶硅薄膜作为电场平板电极，以获得电场平板效应。此外，由于电极具有由中心部分和外围部分所构成的双结构，可以稳定在开孔部分两端的电位，从而减小在硅基片界面上杂质掺杂的影响。
可以在上述电极的外围部分和掺氧多晶硅薄膜之间插入一层PSG(磷硅玻璃)薄膜或者BSG(硼硅玻璃)薄膜。
正如以上所讨论的，通过在外围部分和低阻部分之间插入一层PSG薄膜或者BSG薄膜，外围部分可以通过PSG薄膜或者BSG薄膜与掺氧多晶硅薄膜电容耦合。因此，就不再需要形成PSG薄膜或者BSG薄膜的较窄的接触图形。进而，可以获得在掺氧多晶硅薄膜两端的电位稳定，这就可以抑止由于杂质掺杂而引起的pnp晶体管的电流放大倍数hFE的减小或者光灵敏度的变化。
根据本发明的双向光控晶闸管包括在一个硅基片上的一对两个光控晶闸管器件，各个光控晶闸管器件可以是上述光控晶闸管器件中的任何一个。两个光控晶闸管器件中的第一光控晶闸管器件具有一个第一电极，并且第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域。第二光控晶闸管器件具有一个第二电极，并且第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域。第一电极也电性能连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电性能连接第二电极的另一个区域，并且第二电极也电性能连接着第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电性能连接着第一电极的另一个区域。双向光控晶闸管器件还包括一个用作位沟道阻挡器的杂质区域，并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着第一和第二光控晶闸管器件。
采用这类结构，就有可能实现高的击穿强度和优良的光灵敏度，同时将pnp晶体管的hFE保持在一个高的水平上，并且抑止在光灵敏度上的变化。
上述光控晶闸管器件或者双向光控晶闸管器件可以与诸如LED器件相组合，一形成一种光耦合器。这类光耦合器可形成一种小型、高性能的光元件，因为它采用了具有减小尺寸、高灵敏度和高击穿强度的光控晶闸管或双向光控晶闸管。
尽管已经详细讨论和说明了本发明，但是可以清楚地理解到，这些只是用于说明，只是实例，并不是任何限制，本发明的精神和范围只由后附权利要求的项目所限制。
权利要求
1.一种光控晶闸管器件，它包括一个硅基片(1)；一个晶体管部分，它包括一个阳极区域(3，3’)，一个栅极区域(4’，4)和一个阴极区域(6’，6)并且设置在硅基片的第一主表面上；一个光接受部分，用于接受来自外边的光；和，一个电极(7，7’)，它电连接所述阳极区域和所述阴极区域中的一个区域；其特征在于所述光接受部分包括一层设置在所述硅基片上的氧插座多晶硅薄膜(11)并且设置成环绕着所述晶体管部分，和，所述电极(7，7’)设置在所述晶体管部分上并且具有双结构，该双结构包括一个中心部分(7a，7a’)和一个环绕着中心部分的外围部分(7b，7b’)并且中心部分和外围部分进行电连接。
2.如权利要求1所述的光控晶闸管器件，其特征在于所述电极(7，7’)的所述中心部分(7a，7a’)和所述外围部分(7b，7b’)，在平面图上，不重叠于在所述硅基片和面对着所述光接受部分区域中的所述阳极区域(3，3’)和所述阴极区域(6，6’)中的一个区域之间的pn结。
3.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求2所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接着第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接着所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电性能连接着所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接着所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
4.如权利要求2所述的光控晶闸管器件，其特征在于所述电极(7，7’)的所述中心部分(7a，7a’)和所述外围部分(7b，7b’)设置成夹在，在平面图上，所述硅基片和面对着所述光接受部分区域中的所述阳极区域(3，3’)和所述阴极区域(6，6’)中的一个区域之间的pn结。
5.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求4所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接着所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电性能连接着所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
6.一种使用如权利要求1所述的光控晶闸管器件(50a，50b)的电子设备。
7.如权利要求1所述的光控晶闸管器件，其特征在于所述电极(7，7’)的所述中心部分(7a，7a’)和所述外围部分(7b，7b’)相互之间分开50μm至1000μm的距离。
8.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求7所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电性能连接着所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
9.如权利要求1所述的光控晶闸管器件，其特征在于所述电极(7，7’)的所述中心部分(7a，7a’)和所述外围部分(7b，7b’)电连接所述掺氧多晶硅薄膜(11)。
10.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求9所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接着第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
11.如权利要求9所述的光控晶闸管器件，其特征在于邻近于所述电极的所述掺氧多晶硅薄膜(11)的区域(13)所掺杂的杂质不是氧。
12.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求9所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
13.如权利要求11所述的光控晶闸管器件，其特征在于所述电极(7，7’)的所述外围部分(7b，7b’)重叠于所述杂质掺杂区域(11)的区域上，该区域处于在杂质掺杂区域(13)和非掺杂区域之间界面的附近。
14.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求9所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接着所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
15.如权利要求11所述的光控晶闸管器件，其特征在于在所述电极(7，7’)的所述外围部分(7b，7b’)和所述掺氧多晶硅薄膜(11)的杂质掺杂区域(13)之间插入一层PSG(磷硅玻璃)薄膜或者BSG(硼硅玻璃)薄膜(14)。
16.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求9所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
17.一种双向光控晶闸管器件，它包括在所述硅基片(1)上的一对两个光控晶闸管(50a，50b)，所述各个光控晶闸管器件是如权利要求9所述的光控晶闸管，其特征在于两个光控晶闸管器件中的一个第一光控晶闸管具有一个第一电极并且所述第一电极电连接第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，一个第二光控晶闸管具有一个第二电极并且所述第二电极电连接第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中的一个区域，所述第一电极电连接着所述第二光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第二光控晶闸管的另一个区域，和，所述第二电极电连接所述第一光控晶闸管器件的阳极区域和阴极区域中没有电连接所述第一光控晶闸管的另一个区域，所述双向光控晶闸管器件还包括一个用作为沟道阻挡器的杂质掺杂区域并且形成在硅基片的第一主表面上，以环绕着所述第一和第二光控晶闸管。
18.一种使用如权利要求17所述的双向光控晶闸管器件(50)的电子设备。
全文摘要
为了提供一种具有高的击穿电压和很少变化光灵敏度的光控晶闸管，采用改善器件的灵敏度和击穿电压同时又保持器件小尺寸的方法，该器件包括一个硅基片(1)；一个晶体管部分，它包括一个阳极区域(3，3’)，一个栅极区域(4’，4)和一个阴极区域(6’，6)并且设置在硅基片的第一主表面上；一个光接受部分，用于接受来自外边的光；和一个电极(7，7’)，用于建立在阳极区域和阴极区域之间的欧姆接触。光接受部分包括一层通过透明绝缘薄膜(10)重叠在所述硅基片上的掺氧多晶硅薄膜(11)并且设置成环绕着所述晶体管部分。电极(7，7’)设置在所述晶体管部分上并且具有双结构，该双结构包括一个中心部分(7a，7a’)和一个环绕着中心部分的外围部分(7b，7b’)并且中心部分和外围部分进行电连接。
文档编号H01L21/00GK1591912SQ20041007692
公开日2005年3月9日 申请日期2004年9月2日 优先权日2003年9月2日
发明者中岛聪司, 冈田正刚 申请人:夏普株式会社