[實(shí)用新型]低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920175501.8
• 申請(qǐng)日: 2009-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201440419U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 朝陽(yáng)無(wú)線電元件有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/866
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/866;H01L29/36
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

齊納二極管又稱(chēng)穩(wěn)壓二極管，是一種特殊的面接觸型硅晶體二極管。由于它有穩(wěn)定電壓的作用，經(jīng)常應(yīng)用在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子線路中。

普通PN結(jié)二極管在外加反向電壓足夠大時(shí)會(huì)被擊穿，并產(chǎn)生很大的反向電流，最終使器件失效。而齊納二極管則是利用PN結(jié)的反向擊穿，提供一個(gè)穩(wěn)定電壓Vz。制作低壓齊納二級(jí)管需要制作高摻雜的PN結(jié)。由于平面工藝的擴(kuò)散工藝較難掌握，因此反向漏電流以及動(dòng)態(tài)電阻等參數(shù)也難以控制，所以生產(chǎn)低壓齊納管具有一定的難度。由于產(chǎn)品成品率低，所以國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家極少，多年來(lái)一直依靠進(jìn)口管芯或成品。

低壓齊納二極管的擊穿機(jī)理主要是隧道擊穿。隧道擊穿是在強(qiáng)電場(chǎng)下，由于隧道效應(yīng)，使大量電子從價(jià)帶穿過(guò)禁帶而進(jìn)入到導(dǎo)帶所引起的一種擊穿現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于重?fù)诫s的鍺、硅PN結(jié)，引起隧道擊穿所需的電場(chǎng)強(qiáng)度約為106V/cm。當(dāng)擊穿電壓V_BR＜4Eg/q時(shí)，一般為隧道擊穿；當(dāng)V_BR＞6E?g/q時(shí)，一般為雪崩擊穿；當(dāng)4E?g/q＜V_BR＜6E?g/q時(shí)，兩種擊穿機(jī)構(gòu)都存在。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)，它采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管，具有擊穿電壓低，反向漏電流小，動(dòng)態(tài)電阻低，對(duì)檔率高等優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)，所述二極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，一個(gè)是擴(kuò)散結(jié)，另一個(gè)是合金結(jié)；擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。

所述合金結(jié)和擴(kuò)散結(jié)均為摻雜PN結(jié)，所述合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜濃度。

本實(shí)用新型采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管，具有擊穿電壓低，反向漏電流小，動(dòng)態(tài)電阻低，對(duì)檔率高等優(yōu)點(diǎn)，抽取此結(jié)構(gòu)的低壓齊納二極管600只測(cè)試，呈硬擊穿特性的占約70％。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型一種低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)1，所述二極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，圖中，N為PN結(jié)的N區(qū)，P為PN結(jié)的P區(qū)，一個(gè)是擴(kuò)散結(jié)2，另一個(gè)是合金結(jié)3；擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。

所述合金結(jié)和擴(kuò)散結(jié)均為摻雜PN結(jié)，所述合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜濃度。

制作低壓齊納二極管可以采用擴(kuò)散和合金兩種方法。采用平面工藝(即擴(kuò)散工藝)制得的擴(kuò)散PN結(jié)，擊穿特性好，動(dòng)態(tài)電阻和反向漏電流都比較小；盡管如此，由于擴(kuò)散工藝本身較難掌握，所以作出的管子擊穿電壓普遍偏高，管子的對(duì)檔率低。本實(shí)用新型為了降低擊穿電壓，提高管子的對(duì)檔率，在已制作的擴(kuò)散結(jié)中，以合金工藝再次進(jìn)行一次高濃度的P型雜質(zhì)，制得合金PN結(jié)，以提高摻雜濃度。具體作法是：選用PN固態(tài)擴(kuò)散源進(jìn)行第一次濃硼擴(kuò)散形成擴(kuò)散結(jié)。由于受到雜質(zhì)在硅中固溶度的限制，所以第二次高濃度的摻雜不能繼續(xù)以硼為雜質(zhì)。由于合金結(jié)的擊穿電壓較低，以及制作電極的需要，本實(shí)用新型選用了和硼元素同族的金屬鋁作為第二次擴(kuò)散的雜質(zhì)。實(shí)際上，第二次擴(kuò)散是合金工藝。合金后，就相當(dāng)于在原有的擴(kuò)散結(jié)中又加入了新的P型雜質(zhì)，形成合金結(jié)，更加提高了擴(kuò)散層的摻雜濃度。因此，本實(shí)用新型所述低壓齊納二極管新型結(jié)構(gòu)由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，一個(gè)是擴(kuò)散結(jié)，另一個(gè)是合金結(jié)，擴(kuò)散結(jié)包圍合金結(jié)，合金結(jié)的結(jié)深近似等于擴(kuò)散結(jié)的結(jié)深。將PN結(jié)加反向偏向時(shí)，由于合金結(jié)的摻雜濃度高于擴(kuò)散結(jié)的摻雜濃度，所以合金結(jié)點(diǎn)的擊穿電壓將低于擴(kuò)散結(jié)的擊穿電壓。電子在合金結(jié)穿過(guò)隧道的幾率大，并且經(jīng)過(guò)合金結(jié)的路徑體電阻最小，因而擊穿是發(fā)生在合金結(jié)的結(jié)面處。又由于合金結(jié)的存在，當(dāng)發(fā)生擊穿后，隨著擊穿電流的增大，結(jié)電壓降的變化量則很小，因此可以大大降低動(dòng)態(tài)電阻。

本實(shí)用新型采用擴(kuò)散和合金的辦法，在單晶片上制作雙結(jié)得到低壓齊納二極管，具有擊穿電壓低，反向漏電流小，動(dòng)態(tài)電阻低，對(duì)檔率高等優(yōu)點(diǎn)，抽取此結(jié)構(gòu)的低壓齊納二極管600只測(cè)試，呈硬擊穿特性的占約70％。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。