[實用新型]網格陣列二極管

無效

• 申請號: 200920074467.5
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN201466028U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 馬曉琳;崔文兵;童紅亮
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L27/082
• 分類號: H01L27/082;H01L29/861
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術領域

本實用新型涉及一種電子元件，特別是涉及一種二極管。

背景技術

19世紀末人們就發明了現在稱為二極管的器件，第一次被廣泛應用是在1907年的晶體礦石檢波器。在20世紀60年代中硅PN結二極管開始流行，現代集成電路中二極管通常用作鉗位、整流、檢波等。

標準雙極集成電路中一般最常使用的二極管有二種，一是雙極型晶體管(BJT)的基極與集電極短接的二極管，另一種就是單獨的基結與集電結(BC結)的二極管。金屬氧化物場效應管兼容工藝下實現的二極管比純雙極型工藝(Bipolar)的二極管復雜多樣，具有更大的寄生效應，所以當作為功率二極管應用，要避免閂鎖效應(Latch-μp)，故只有通過合理的布局克服兼容工藝下的寄生效應。一般功率管設計常用的由NPN型組成，功率二極管結構采用指狀或叉指狀結構，其最大優點是擁有其它形狀無法達到的高速。而PNP型受工藝限制很少能像NPN管承受大功率，所以運用較少，但它也能組成的功率管陣列，采用大量單元排列方形網格或六邊形網格結構，其最大優點是由于單元承受功率小，所以更穩定，見圖1，區域1部分是PNP管發射極，區域2部分是PNP管集電極，區域3部分是N型外延，區域4部分是PNP管基極。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，提供一種在雙極型晶體管和金屬氧化物場效應管兼容工藝下實現功率二極管，其應用于電源集成電路。當正向導通工作時可實現大電流通過，低功耗，低襯底漏電，高反向耐壓等功能。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種網格陣列二極管，包括：縱向NPN管基極與集電極通過金屬連線短接的單元二極管；單元二極管為正方形元胞，呈網格狀交錯排列，并聯為一個整體大功率二極管；單元二極管的負極由NPN管發射極組成；單元二極管的正極由NPN管基極和集電極組成；單元二極管的負極在中間低壓N阱區域，正極包在四周，屬于高壓P阱區域；相鄰二極管單元公用上下左右正極，組成網格狀有源區，每個網格中心是單元二極管的負極；網格陣列PN結二極管以單元二極管的負極中心呈對稱分布；所有單元管集電極公用，包圍在網格陣列PN結二極管的外邊N外延區域。

本實用新型的有益效果在于：在雙極型晶體管和金屬氧化物場效應管兼容工藝下實現功率二極管，應用于電源集成電路。當正向導通工作時可實現大電流通過，低功耗，低襯底漏電，高反向耐壓等功能。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

圖1為現有PNP型網格二極管結構示意圖；

圖2是實施例一所述的負極方形單元網格陣列二極管示意圖；

圖3是實施例一所述的負極方形單元網格陣列二極管正方形元胞示意圖；

圖4是實施例二所述的負極六邊形單元網格陣列二極管示意圖；

圖5是實施例三所述的負極圓形單元網格陣列二極管示意圖。

具體實施方式

本實用新型所述的網格陣列PN結二極管結構，主要包括：

縱向NPN管基極與集電極通過金屬連線短接的單元二極管；

單元二極管為正方形元胞，呈網格狀交錯排列，并聯為一個整體大功率二極管；

單元二極管的負極由NPN管發射極組成；

單元二極管的正極由NPN管基極和集電極組成；

單元二極管的負極在中間低壓N阱區域，正極包在四周，屬于高壓P阱區域；

相鄰二極管單元公用上下左右正極，組成網格狀有源區，每個網格中心是單元二極管的負極；

單元二極管的負極形狀可以是方形，六邊形或圓形；

網格陣列PN結二極管以單元二極管的負極中心呈對稱分布；

所有單元管集電極公用，包圍在網格陣列PN結二極管的外邊N外延區域；

實施例一：

負極方形單元網格陣列二極管示意結構見圖2，區域1部分是加強N型區，其形狀呈方形，其外包區域2部分低壓N型阱區，區域1部分和2部分形成單元二極管的負極；區域3部分是加強P型區，形成單元二極管的正極，區域4部分是高壓P型阱區，包圍區域3部分和區域2部分；

二極管正方形元胞內徑邊長10～50μm，正極邊帶寬2～10μm，負極正方形邊長5～25μm，元胞二極管有效電流通道面積Aact與元胞總面積Acell之比為0.4至0.6；

實施例二：

負極六邊形單元網格陣列二極管示意結構見圖4，區域1部分是加強N型區，其形狀呈六邊形，其外包區域2部分低壓N型阱區，區域1部分和2部分形成單元二極管的負極；區域3部分是加強P型區，形成單元二極管的正極，區域4部分是高壓P型阱區，包圍區域3部分和區域2部分；