[發(fā)明專利]具有減少的恢復(fù)時(shí)間的二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610875868.5
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107180877B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·薩姆比;D·里帕莫蒂;D·U·吉祖;D·比恩齊
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

提出了具有減少的恢復(fù)時(shí)間的二極管。一種二極管，包括由前表面限定的半導(dǎo)體主體，并且包括：具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)域，至少部分地面對前表面；以及具有第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)域，第二半導(dǎo)體區(qū)域至少部分地面對前表面并且以一定距離圍繞第一半導(dǎo)體區(qū)域的至少一部分。該二極管進(jìn)一步包括：溝槽，其從前表面開始在半導(dǎo)體主體中延伸，包圍第二半導(dǎo)體區(qū)域的至少一部分；以及被布置在溝槽內(nèi)的外側(cè)絕緣區(qū)域，其通過電介質(zhì)材料形成并且至少部分地接觸第二半導(dǎo)體區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及具有減少的恢復(fù)時(shí)間的二極管。具體地，本二極管適用于例如在可能經(jīng)受所謂的電流再循環(huán)現(xiàn)象的應(yīng)用中使用。更一般地，本二極管適用于在設(shè)想使二極管經(jīng)歷快速電壓變化的應(yīng)用中使用。

背景技術(shù)

如已知的，所謂的電流再循環(huán)現(xiàn)象例如在輸出電子級被連接到(期望或寄生)電感負(fù)載時(shí)出現(xiàn)。

例如，圖1示出了控制級2，其包括第一晶體管4和第二晶體管6以及第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五二極管D5和第六二極管D6。

具體地，第一晶體管4是PMOS型的功率MOSFET，并且包括第五二極管D5。第五二極管D5的陰極和陽極分別連接到第一晶體管4的源極端子和漏極端子。此外，第一晶體管4的源極端子被設(shè)置在第一(正)電源電壓V₊，而漏極端子被連接到第三二極管D3的陽極，其陰極形成了節(jié)點(diǎn)N。

第二晶體管6是NMOS型的功率MOSFET，并且包括第六二極管D6。第六二極管D6的陰極和陽極分別連接到第二晶體管6的漏極端子和源極端子。此外，第二晶體管6的源極端子被設(shè)置在第二(負(fù)或零)電源電壓V_-，而漏極端子被連接到第四二極管D4的陰極，其陽極連接到節(jié)點(diǎn)N。

第一二極管D1的陽極和陰極分別連接到第一晶體管4的節(jié)點(diǎn)N和源極端子。此外，第二二極管D2的陰極和陽極分別連接到節(jié)點(diǎn)N和第二晶體管6的源極端子。

節(jié)點(diǎn)N電連接到例如金屬墊10。在該連接中，在第一晶體管4和/或第二晶體管6關(guān)斷的情況下，第三和第四二極管D3和D4用于防止通過金屬墊10來自外界的可能的信號穿過第五和第六二極管D5、D6。

再次關(guān)于金屬墊10，其電連接到由串聯(lián)電路形成的負(fù)載，其進(jìn)而包括電感器L和電阻器R。

在使用中，第一和第二晶體管4、6通過各自的柵極端子被控制，以便不在同時(shí)進(jìn)行傳導(dǎo)。這已經(jīng)說明，假設(shè)第一晶體管4處于導(dǎo)通，電流不在第一二極管D1中流動(dòng)。此外，第二二極管D2維持在節(jié)點(diǎn)N上的電壓和電壓V-之間存在的電壓，但是沒有電流在其中之一流動(dòng)。在這些條件下，特定電流在負(fù)載中流動(dòng)，并且因此在電感器L和電阻器R中流動(dòng)。

然后，在第二晶體管6保持關(guān)斷的同時(shí)，第一晶體管4關(guān)斷。在這些條件下，電感器L往往保持在第一晶體管4導(dǎo)通時(shí)穿過它的電流。然而，該電流現(xiàn)在由第二二極管D2遞送達(dá)特定時(shí)間段。接下來，第二晶體管6被導(dǎo)通，并且使節(jié)點(diǎn)N的電壓成為約等于V_-的值。電流繼續(xù)在第二二極管D2中流動(dòng)，直到電感器L已經(jīng)耗盡在先前導(dǎo)電步驟期間積累的能量。一旦所述能量被耗盡，對于先前導(dǎo)電步驟具有相反方向的電流穿過電感器L，該電流進(jìn)一步流動(dòng)通過第四二極管D4和第二晶體管6；在這些條件下，第二二極管D2開始關(guān)斷。

這已經(jīng)說明，如果在第二二極管D2完全關(guān)斷(即，其沒有累積的電荷)之前，第二晶體管6被關(guān)斷，并且然后第一晶體管4被重新導(dǎo)通，則節(jié)點(diǎn)N上的電壓上升。換言之，第一晶體管4往往迫使第二二極管D2以反向模式進(jìn)行操作。然而，第二二極管D2尚未關(guān)斷，并且必須在任何情況下維持節(jié)點(diǎn)N上存在的電壓；在這些條件下，第二二極管D2可能經(jīng)歷故障，因?yàn)榭绲诙O管D2的電壓可以僅由沒有載體的第二二極管D2的一部分維持。