Npn型大电流高增益达林顿晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种功率晶体管，应用于汽车空调调速装置用NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJl 1032。
【背景技术】
[0002]达林顿的功率晶体管应用范围广泛，可用于大功率开关电路，电机调速，逆变电路，其市场前景非常广阔，达林顿功率晶体管的内部结构参见图1。这些应用中要求放大倍数大，功率大，热稳定性好，当晶体管工作发热时要求漏电流较小，所以两个晶体管的BE间要求有一个电阻，这样除了提尚热稳定性还能有效的提尚后级晶体管的CE电压，且后级晶体管CE间有寄生的二极管，当负载突然断电时能通过CE间的二极管将反向电动势泄放掉，防止内部晶体管击穿。现在国外的达林顿管的一级BE间电阻都做得很大，都在1Kohm以上，而国内的台面工艺的达林顿晶体管的电阻值一般都不稳定，导致晶体管放大倍数大小不一，对放大倍数要求高的产品，国内生产的达林顿管都不适用。所以国内汽车生产厂家希望尽快生产出Rl电阻值大，压降小，放大倍数大，开关时间速度快的NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJ11032，要求电流为50A，功率为300W，其放大倍数1A时的典型值为10K。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种汽车空调调速装置用NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJl 1032，该达林顿功率晶体管具有热稳定性好，压降小，放大倍数大，开关时间速度快，可靠性高等特点。本实用新型采用的技术方案是:
[0004]—种NPN型大电流高增益达林顿晶体管，包括一 N型衬底，还包括:
[0005]形成于N型衬底背面的背面金属层，用于形成前级晶体管Tl和后级晶体管T2共接的集电极C ;
[0006]在N型衬底的正面形成相互隔离的前级晶体管Tl的P型基区和后级晶体管T2的P型基区；在前级晶体管Tl 一侧隔离区为V型隔离槽，在前级晶体管Tl的P型基区内形成有前级晶体管Tl的N+型发射区；在后级晶体管T2的P型基区内形成有后级晶体管T2的N+型发射区；在Tl的P型基区和T2的P型基区之间形成P型基区沟道电阻；在P型基区沟道电阻内形成有发射区扩散环；在N型衬底的正面覆盖有氧化层；基区沟道电阻用于形成前级晶体管Tl的BE间的电阻Rl ；
[0007]N型衬底正面的氧化层之上还形成有连接前级晶体管Tl的N+型发射区和后级晶体管T2的P型基区的连接金属层；
[0008]在前级晶体管Tl的P型基区上方的衬底正面设有前级晶体管Tl基极金属层，用于形成Tl管的基极B;
[0009]在后级晶体管T2的N+型发射区上方的衬底正面设有后级晶体管T2发射极金属层，用于形成T2管的发射极E ;
[0010]后级晶体管T2的P型基区上方覆盖有后级晶体管T2基极金属层，后级晶体管T2基极金属层与连接金属层相连，通过后级晶体管T2氧化层下P型基区与T2的N+型发射区形成后级晶体管T2的BE间电阻R2 ;
[0011]在N型衬底的正面外侧一圈覆盖有钝化层。
[0012]进一步地，所述基区沟道电阻为蜿蜒曲折的电阻条，增加电阻条长度，使前级晶体管Tl的BE间的电阻Rl大于lOKohm。
[0013]进一步地，所述N型衬底包括与背面金属层相接的N+型第一衬底子层和第一衬底子层之上的N-型第二衬底子层。
[0014]更进一步地，所述N+型第一衬底子层采用N+三重扩散结构，自背面金属层至第二衬底子层方向三重扩散的浓度递减。
[0015]进一步地，钝化层采用玻璃钝化层。
[0016]本实用新型的优点在于:
[0017]I)采用刻槽结构实现电阻条的精细化:解决了扩散基区电阻精度较难控制的问题。
[0018]2)蜿蜒的电阻条设计在充分利用面积来增加电阻条长度。
[0019]3)输出管采用梳状结构，增大发射区周长，确保大电流性能实现。
[0020]4)高浓度的发射区，合适的基区浓度的大放大设计。
[0021]5)优化的衬底深结扩散，降低饱和压降。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的芯片等效图。
[0023]图2为本实用新型的芯片片图。
[0024]图3为本实用新型的芯片A’ -A’的纵向结构图。
[0025]图4为本实用新型的芯片A’ -B’的纵向结构图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0027]如图1所示:该NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJl 1032芯片是两个NPN型晶体管构成的达林顿管，包括前级晶体管Tl与后级晶体管T2，所述前级晶体管Tl的发射极与所述后级晶体管T2的基极连接，前级晶体管Tl的集电极与后级晶体管的集电极连接。两个晶体管的基极和发射极之间各有一电阻。前级晶体管Tl的BE间电阻Rl大于lOKohm，后级晶体管T2的BE间电阻R2为300ohm。
[0028]图2是NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJl 1032的芯片片图:该达林顿功率晶体管芯片的前级晶体管Tl和后级晶体管T2均采用梳状结构，增大发射区周长，确保大电流性能的实现。
[0029]图3和图4分别是NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJ11032的芯片的沿A’_A’和沿B’ -B’的纵向结构图:
[0030]该汽车空调调速装置用NPN型大电流高增益达林顿晶体管MJl 1032芯片包括:
[0031]N型衬底，形成于N型衬底背面的背面金属层I。背面金属层I为银层。背面金属层I形成前级晶体管Tl和后级晶体管T2共接的集电极C。
[0032]N型衬底包括与背面金属层I相接的N+型第一衬底子层2和第一衬底子层2之上的N-型第二衬底子层3。其中，N+型第一衬底子层2优选为N+三重扩散结构，自背面金属层I至第二衬底子层3方向三重扩散的浓度递减。采用优化的衬底深结扩散，以达到降低衬底电阻、减小饱和压降之目的。
[0033]在N型衬底的正面形成相互隔离的前级晶体管Tl的P型基区5和后级晶体管T2的P型基区4 ;在前级晶体管Tl 一侧隔离区为V型隔离槽12，在前级晶体管Tl的P型基区5内形成有前级晶体管Tl的N+型发射区6 ;在后级晶体管T2的P型基区4内形成有后级晶体管T2的N+型发射区7 ;在Tl的P型基区5和T2的P型基区4之间(即Tl与T2的靠Tl下方的隔离区)形成P型基区沟道电阻14 ;在P型基区沟道电阻14内形成有发射区扩散环15 ;在N型衬底的正面覆盖有氧化层