大电流高电压整流管及设计工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种大电流高电压整流管及设计工艺方法。
【背景技术】
[0002]整流管作为一种单向导电性的半导体器件被广泛用于地铁、炭素、电化学、石墨化等行业领域。整流管通常包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。外加正向电压时，势垒降低，势垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降(典型值为0.7V)，此时称为正向导通状态。若加相反的电压，使势垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流，此时称为反向阻断状态。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造，这种器件的结面积较大，能通过较大电流。
[0003]在目前的市场环境中，许多行业都需要用整流装置提供强大的直流电流，整流装置中每个整流臂往往需要若干只整流管并联。实际中，用户希望并联的整流管只数尽可能少，且每只整流管的电流容量越大越好。然而，现有的整流管还不能很好的满足用户实际的需求。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种大电流高电压整流管及设计工艺方法。
[0005]为了实现上述目的之一，本发明的一种大电流高电压整流管的设计工艺方法，其包括如下步骤:
[0006]S1.提供待扩散的硼源、铝源，将硼源和铝源于单晶硅上，在1250±5°C条件下置于反应器中进行第一次扩散，第一次扩散的扩散时间为54?58h，第一次扩散过程中使结深控制在140?155 μ m,表面浓度控制在0.08?0.1mV ；
[0007]S2.提供待扩散的磷源，利用载气携带磷源送入反应器中，进行第二次扩散，第二次扩散的扩散时间为4?6h，第二次扩散过程中使结深控制在17?22 μ m，表面浓度控制在 0.15 ?0.25mV ；
[0008]S3.对管芯的台面进行造型，使管芯的台面形成双负斜角，并在形成双负斜角的台面上设置保护层；
[0009]S4.将经过经过台面造型的管芯、以及钥片封装于管壳盖和管壳体之间，在管壳盖和管壳体之间的装配压力下，钥片与管芯之间实现紧密接触。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述硼源选自纯度为99.999%的粉末状单质硼。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述铝源选自纯度为99.999 %的铝丝。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述磷源选自高纯三氯氧磷。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述载气选自高纯氮气、氧气。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中的保护层包括依次设置于台面上的:液相钝化层、有机硅漆层、硅橡胶层。
[0015]为实现上述另一发明目的，本发明的一种根据如上所述的设计工艺方法制造的大电流高电压整流管，其包括:管壳盖、与所述管壳盖相配合的管壳体，所述管壳体两端设置有定位环，所述管壳体中设置有:阴极银片、阳极银片、阴极钥片、阳极钥片、阴极凸台、阳极凸台、管芯。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过本发明的设计工艺方法制造的整流管电流容量大，结构简单，成本较低，可靠性高，单只整流管的正向平均电流可以达到8kA。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明的大电流高电压整流管的设计工艺方法一【具体实施方式】的方法流程不意图；
[0019]图2为本发明的大电流高电压整流管的管芯的台面部分的平面示意图；
[0020]图3为本发明的大电流高电压整流管的一【具体实施方式】的剖面示意图；
[0021]图4为测试实验中正向峰值电压测试图；
[0022]图5为本发明的大电流高电压整流管的阻断特性测试曲线。
【具体实施方式】
[0023]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0024]如图1所示，本发明的一种大电流高电压整流管的设计工艺方法，其包括如下步骤:
[0025]S1.提供待扩散的硼源、铝源，将硼源和铝源与硅片于1250±5°C条件下置于反应器中进行第一次扩散，第一次扩散的扩散时间为54?58h，第一次扩散过程中使结深控制在140?155 μ m,表面浓度控制在0.08?0.lmV。
[0026]其中，所述硼源选自纯度为99.999%的粉末状单质硼；铝源选自纯度为99.999%的高纯铝丝，第一次扩散的时间优选为55h，且所述反应器处于密封状态。
[0027]S2.提供待扩散的磷源，利用载气携带磷源送入反应器中，进行第二次扩散，第二次扩散的扩散时间为4?6h，第二次扩散过程中使结深控制在17?22 μ m，表面浓度控制在 0.15 ?0.25mV0
[0028]其中，所述磷源选自高纯三氯氧磷，所述载气选自高纯氮气、氧气，第二次扩散的时间优选为5h。
[0029]S3.对管芯的台面进行造型，使管芯的台面形成双负斜角，并在形成双负斜角的台面上设置保护层。
[0030]如图2所示，所述保护层具体包括依次设置于台面上的液相钝化层A、有机硅漆层B、硅橡胶层C，且所述液相钝化层与所述台面之间的距离最小，硅橡胶层与所述台面之间的距离最大，有机硅漆层则设置于所述液相钝化层和硅橡胶层之间。如此设置，将无机膜保护和有机膜保护的优点集于一体，不仅可以提高整流管的耐压性能，而且大大改善了其稳定性。
[0031]S4.将经过台面造型的管芯、以及钥片封装于管壳盖和管壳体之间，在管壳盖和管