[實(shí)用新型]恒流二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320815695.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN203631565U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王英杰;徐敏杰;崔建;丁伯繼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州士蘭集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/861
• 分類號(hào): H01L29/861;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種恒流二極管。

背景技術(shù)

恒流二極管(Current?Regulative?Diode，簡(jiǎn)稱CRD)是近年來問世的半導(dǎo)體恒流器件，正向?qū)ǎ聪蚪刂故嵌O管的正向特性。其中，恒流二極管在正向工作時(shí)存在一個(gè)恒流區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)輸出的電流基本不隨電壓而改變。恒流二極管只有兩個(gè)電極，很方便并聯(lián)擴(kuò)展電流，串聯(lián)擴(kuò)展電壓。由于恒流二極管的恒流性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、成本低廉，因此廣泛應(yīng)用于LED、半導(dǎo)體激光器，以及其他需要恒電流供電驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。

恒流二極管是利用柵源短接的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作的，一般采用平面溝道JFET結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參考圖1和圖2，其中，圖1是現(xiàn)有技術(shù)的恒流二極管的結(jié)構(gòu)俯視圖，圖2是圖1沿A-A’線的剖面示意圖。平面溝道JFET結(jié)構(gòu)的恒流二極管100包括：襯底10，所述襯底10采用高摻雜的P型半導(dǎo)體材料(P+)；形成于所述襯底10上的外延層11，所述外延層11采用低摻雜的N型半導(dǎo)體材料(N-)；形成于所述外延層11中的柵極12、源極13、漏極14，形成于所述柵極12、源極13、漏極14上的表面電極16，一般的，恒流二極管100還包括隔離區(qū)等必要結(jié)構(gòu)。其中，柵極12為P型(P+)，源極13和漏極14都為N型(N+)，柵極12的表面和漏極14的表面通過表面電極16短接在一起。

如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)的平面溝道JFET結(jié)構(gòu)的恒流二極管100中，柵極12包圍源極13，漏極14包圍柵極12，柵極12、源極13、漏極14之間通過外延層11實(shí)現(xiàn)電性隔離。當(dāng)在恒流二極管100上施加正向電壓時(shí)，電流I’從源極13，經(jīng)柵極12下方的外延層11(溝道區(qū))，流向與柵極12短接的漏極14，再通過表面電極16，經(jīng)過隔離區(qū)流向襯底10，如圖2所示。恒流二極管100的恒定電流值主要由N型外延層11的厚度、N型外延層11的電阻率和柵級(jí)12的結(jié)深決定。然而，由于N型外延層11受到P型襯底自摻雜的影響，外延厚度及濃度的均勻性都比較差，因此N型外延層11的電阻率、外延厚度的均勻性較差。同時(shí)，由于外延層11的電阻率不均勻又導(dǎo)致柵級(jí)12的結(jié)深不均勻，造成恒定電流值的均勻性較差，影響了恒流二極管100的成品率。

可見，平面溝道JFET結(jié)構(gòu)的恒流二極管100的電流值的差異比較大，因此產(chǎn)品的成品率比較低。

因此，如何改善現(xiàn)有技術(shù)中恒流二極管的電流值的均勻性已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種恒流二極管，以提高現(xiàn)有的恒流二極管的電流值的均勻性。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種恒流二極管，所述恒流二極管包括：襯底；形成于所述襯底上的外延層；形成于所述襯底和外延層之間的第一摻雜區(qū)；形成于所述外延層中的第二摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)；形成于所述第三摻雜區(qū)表面的第一正電極和形成于所述第二摻雜區(qū)表面和第四摻雜區(qū)表面的第二正電極；形成于所述襯底背面的負(fù)電極；

其中，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)之間具有若干在第一方向上并排排列的所述第二摻雜區(qū)；

所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)接觸，所述第二摻雜區(qū)的表面通過所述第二正電極與所述第四摻雜區(qū)的表面導(dǎo)通；

所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)均為第一導(dǎo)電型，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)均為第二導(dǎo)電型，所述第一導(dǎo)電型與所述第二導(dǎo)電型的導(dǎo)電類型相反。

優(yōu)選的，在所述的恒流二極管中，所述恒流二極管還包括兩個(gè)第五摻雜區(qū)，所述第五摻雜區(qū)形成于所述外延層中，并與所述第一摻雜區(qū)接觸，兩個(gè)所述第五摻雜區(qū)與若干所述第二摻雜區(qū)在第一方向上并排排列，所述第三摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)設(shè)置于兩個(gè)所述第五摻雜區(qū)之間。

優(yōu)選的，在所述的恒流二極管中，相鄰的所述第二摻雜區(qū)之間的距離相等。

優(yōu)選的，在所述的恒流二極管中，所述第四摻雜區(qū)與所述襯底接觸。

優(yōu)選的，在所述的恒流二極管中，所述外延層上設(shè)置有絕緣層，所述絕緣層位于所述第二摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)的上面。

優(yōu)選的，在所述的恒流二極管中，所述襯底的材料采用高摻雜的N型硅襯底，所述外延層的材料采用低摻雜的N型硅，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)均為P型導(dǎo)電型，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)均為N型導(dǎo)電型。

優(yōu)選的，在所述的恒流二極管中，所述襯底的材料采用高摻雜的P型硅襯底，所述外延層的材料采用低摻雜的P型硅，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)均為N型導(dǎo)電型，所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)均為P型導(dǎo)電型。