[發明專利]用于電解保護的二極管器件

有效

• 申請號: 201710763750.8
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107611182B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 何飛
• 申請（專利權）人: 常州銀河世紀微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

本發明公開了一種用于電解保護的二極管器件結構，包括P型基底材料，在所述P型基底材料上，從下到上依次設置有的第一區域、第二區域、第三區域和第四區域；第一區域為在P型基底材料的背面進行的大面積的濃磷摻雜區域，該第一區域的方塊電阻為0.2?20Ω/m2，結深為3?20μm；第二區域為P型基底材料無摻雜的本征區域；所述第三區域為在P型基底材料的上半部進行的淡磷摻雜區域，該第三區域的方塊電阻為20?100Ω/m2，結深10?40μm；第四區域為在P型基底材料的上表面進行的濃硼摻雜區域；本發明提供一種用于電解保護的二極管器件結構，該結構具有過壓保護功能，當兩端電壓達到一定程度后器件呈低阻狀態。

技術領域

本發明涉及一種用于電解保護的二極管器件。

背景技術

在普通的LED驅動線路中，一般LED所在線路的兩端并聯一電解電容電路，如圖1所示，當LED出現故障時，利用電解電容對線路進行保護。在正常工作時，LED驅動線路提供恒定電流給LED燈供電。LED燈在失效的時候存在開路和短路兩種模式。當LED燈短路時，驅動線路中的IC會提供短路保護，使LED燈停止工作。即使IC異常，也就只是把保險絲和橋電路部分燒毀。當LED燈開路時，驅動線路中的IC會提供開路保護，此種保護是通過檢測電解電容上的電壓上升到一定值后進行保護，此種保護方法相對不可靠。當IC不能很好保護時，若電解電容兩端的電壓長時間高于額定電壓，電解電容會燒毀炸裂，嚴重時會引起火災等安全隱患。為了解決該問題，目前市場上主要采用兩種方式解決該問題。

一是采用更高電壓的電解電容，這樣的好處是即使IC沒有保護動作，也不會引起電解燒毀。但是采用更高電壓的電解電容會帶來成本上升，另外在部分升壓線路中，及時采用更高電壓的電解電容也無法解決問題。二是在電解電容上并聯一個TVS或穩壓管，如圖2所示，在LED燈開路時，電解電容上的電壓持續上升，然后TVS或穩壓管起電壓箝位作用。由于此時TVS或穩壓管長時間工作在反向狀態，消耗功率比較大。有種設計是希望有意燒毀該TVS或穩壓管，來達到保護電解電容的目的。該方案最大的問題是受外圍影響比較大，比如封裝散熱、PCB板布局、線路工作電流等，重復性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種用于電解保護的二極管器件，該結構具有過壓保護功能，當兩端電壓達到一定程度后器件呈低阻狀態。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種用于電解保護的二極管器件，包括P型基底材料，在所述P型基底材料上，從下到上依次設置有的第一區域、第二區域、第三區域和第四區域；

所述第一區域為在P型基底材料的背面進行的大面積的濃磷摻雜區域，該第一區域的方塊電阻為0.2-20Ω/m2，結深為3-20μm；

所述第二區域為P型基底材料無摻雜的本征區域；

所述第三區域為在P型基底材料的上半部進行的淡磷摻雜區域，該第三區域的方塊電阻為20-100Ω/m2，結深10-40μm，第三區域的寬度為100-5000μm；

所述第四區域為在P型基底材料的上表面進行的濃硼摻雜區域，該第四區域的方塊電阻為0.2-20Ω/m2，結深為1-15μm，第四區域的寬度為100-5000μm；

在所述第四區域的上表面上還設置有表面鈍化層；

上述四個區域形成NPNP型四層結構，此四層結構包括三個PN結，當第一區域與第四區域之間的正向電壓使第二區域與第三區域之間的PN結擊穿時，此四層結構呈導通狀態。

進一步，在所述P型基底材料的上表面所述第四區域的周圍還設置有第五區域，第五區域為在P型基底材料的上表面進行的濃磷摻雜區域，該第五區域的方塊電阻為0.2-20Ω/m2，結深為3-20μm；所述第五區域的靠近第三區域的一側與第三區域重疊。