[發明專利]一種PIN二極管的電極結構

有效

• 申請號: 201310063704.9
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103165682A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 童小春
• 申請（專利權）人: 溧陽市宏達電機有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L29/417
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明屬于二極管技術領域，特別涉及一種電力半導體逆變器裝置的關鍵器件PIN二極管的電極結構。

背景技術

目前電力半導體逆變器裝置用的關鍵器件一般采用二極管，具體來分，有PN型和PIN型。

逆變器裝置的負載大多是感應式負載的電動機。在工作過程中，電流在感應式負載和支架元件的閉合電路之間在逆變器裝置中，通常以IGBT作為開關進行工作，通過重復截止狀態和導通狀態來控制電能。在IGBT導通的狀態下，PIN二極管中不流過電流，PIN二極管處于截止狀態。另一方面，在IGBT截止的狀態下，PIN二極管中流過電流，PIN二極管處于導通狀態。為了提高逆變器裝置的開關特性，要求盡快使PIN二極管從導通狀態轉變到截止狀態。為此，需要在PIN二極管中縮短壽命。若縮短壽命則存在使導通電阻變高這一問題。因此，為了既確保PIN二極管的開關特性又降低導通電阻，就要求高精度地控制PIN二極管的壽命。

PIN二極管的常規結構為：本征半導體層夾在p型和n型半導體層之間，構成三文治式的橫向三層結構。這種常規的橫向PIN二極管在小型化方面受到限制，因為在橫向形成的PIN二極管的情況下，降低特征尺寸導致p層、i層和n層之間的結面積受到限制。中國已授權專利CN100583460C公開了一種PIN二極管，其采用的結構在一定程度上能夠改善降低特征尺寸而限制的結面積。但是該專利公開的PIN二極管的靈敏度還是不足。

而且現有技術中PIN二極管的電極一般都僅在P摻雜層和N摻雜層的部分表面上形成，這種結構在封裝時，往往僅能以一種方式放置在封裝體中，從而限制了封裝的便利性。

發明內容：

本發明提出了一種PIN二極管的電極結構，采用本發明提出的PIN二極管的電極結構，能夠方便的應用于各種封裝體中。

本發明提出的PIN二極管的電極結構，該結構為：所述電極包括P電極和N電極，其中P電極形成在所述PIN二極管管芯的上方，所述N電極形成在所述PIN二極管的管芯下方；所述P電極和N電極由絕緣層隔離。

其中，所述PIN二極管的管芯由P+摻雜層、P-摻雜層、本征層I、N-摻雜層和N+摻雜層構成。

其中，N+摻雜層由基底部分和鰭型突出部分構成，呈倒T型結構；

其中，N-摻雜層包括第一部分和第二部分，所述第一部分在N+摻雜層的基底部分的表面上形成，所述第二部分在所述N+摻雜層的鰭型突出部分的表面上方形成；

其中，絕緣層，其在N-摻雜層的第一部分上方形成；

其中，本征半導體層，其在絕緣層和N-摻雜層的上方形成，以包圍所述N-摻雜層；

其中，P-摻雜層，其在絕緣層和本征半導體層的上方形成，以包圍所述本征半導體層；

其中，P+摻雜層，其在絕緣層和P-摻雜層的上方形成，以包圍所述P-摻雜層。

其中，P+摻雜層、P-摻雜層以及本征半導體層通過絕緣層與N-摻雜層的第一部分隔離。

本發明提出的PIN二極管的電極結構包括具有的P+P-IN-N+結構（I即為本征半導體層）的PIN二極管，其能夠降低導通壓降。而P電極形成在PIN二極管的P+摻雜層上方的整個外圍表面，N電極形成在所述PIN二極管的N+摻雜層與N-摻雜層下方的整個外圍表面，因此在封裝的過程中，PIN二極管可以以各種放置方式而置入到封裝體中，這給封裝帶來極大的便利。

附圖說明

圖1為本發明提出的PIN二極管結構示意圖。

具體實施方式：