[實用新型]一種快恢復(fù)二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822247428.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN209150121U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張超;歐陽瀟
• 申請（專利權(quán)）人: 捷捷半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 盧海洋

本實用新型公開了一種快恢復(fù)二極管，包括從上至下依次設(shè)置的正面陽極、P+濃硼區(qū)、N?淡磷區(qū)、N??外延層、N++襯底區(qū)、背面陰極，P+濃硼區(qū)、N?淡磷區(qū)開有左右對稱的臺面槽，N?淡磷區(qū)在兩側(cè)臺面槽之間設(shè)有P?淡硼區(qū)，本實用新型在芯片正面形成P+/P?/N?的復(fù)合結(jié)構(gòu)，形成近似對稱的載流子濃度分布，產(chǎn)生陽極發(fā)射效率調(diào)整的效果，獲得更為優(yōu)化的Trr?Vf折衷關(guān)系，有效的降低了FRED的關(guān)斷損耗，提升了RRED反向恢復(fù)過程中的可靠性與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種快恢復(fù)二極管。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體功率器件是電力電子系統(tǒng)進行能量控制和轉(zhuǎn)換的基本電子元器件，電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展為半導(dǎo)體功率器件開拓了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。在諸多的半導(dǎo)體功率器件中，快恢復(fù)二極管FRED（Fast Recovery Epitaxial Diode）是電力電子電路中最為常用的基礎(chǔ)電子元器件之一，在電路中起著舉足輕重的作用。其性能優(yōu)劣通常成為電路設(shè)計是否成功，電路運行是否正常的關(guān)鍵元器件之一。

FRED（Fast Recovery Epitaxial Diode）是一種用外延硅片做材料制作的快速恢復(fù)二極管，具有高頻率、高電壓、大電流、低損耗和無電磁干擾等優(yōu)點，F(xiàn)RED可以作為PFC二極管、嵌位二極管、吸收二極管單獨使用，也可以作為續(xù)流二極管與IGBT配套使用。FRED廣泛應(yīng)用于電焊機、開關(guān)電源、轉(zhuǎn)換器、斬波器、逆變器等工業(yè)、醫(yī)學(xué)和航空航天領(lǐng)域。

在電力電子電路中，為減少二極管自身的關(guān)斷損耗，提高整機的運行效率與可靠性，要求二極管有較快的反向恢復(fù)特性，即FRED需要有反向恢復(fù)時間Trr短、反向恢復(fù)電荷Qrr少、通態(tài)壓降Vf低、最大反向恢復(fù)電流Irrm小的特點。控制反向恢復(fù)時間Trr的方法是使用諸如金、鉑等重金屬元素的載流子壽命控制技術(shù)，使得Trr與Vf形成一種折衷的關(guān)系，即：Trr值越小，Vf值越大，這樣關(guān)斷損耗增大，降低了FRED自身的可靠性。

在如圖1所示的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)FRED中，按照如圖2的工藝流程制作臺面結(jié)構(gòu)FRED。傳統(tǒng)FRED以N++區(qū)為襯底，外延生長的N--區(qū)為外延層制備外延片。通過正面補硼、硼再擴、鉑擴散、正面刻槽、臺面腐蝕、玻璃鈍化、正面蒸鋁、正面反刻、背面減薄、背面蒸銀、合金等工藝，形成臺面結(jié)構(gòu)FRED。該工藝做法可以獲得良好的Trr-Vf折衷關(guān)系，可以滿足常規(guī)的電路應(yīng)用。但是對于更高要求的應(yīng)用環(huán)境，需要更低的二極管關(guān)斷損耗，這就限制了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)FRED的應(yīng)用，需要進一步優(yōu)化FRED的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，獲得更優(yōu)的Trr-Vf折衷關(guān)系，以適應(yīng)更高的應(yīng)用需求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種快恢復(fù)二極管。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種快恢復(fù)二極管，其特征在于：包括從上至下依次設(shè)置的正面陽極、P+濃硼區(qū)、N-淡磷區(qū)、N--外延層、N++襯底區(qū)、背面陰極，所述P+濃硼區(qū)、N-淡磷區(qū)開有左右對稱的臺面槽，所述N-淡磷區(qū)在兩側(cè)臺面槽之間設(shè)有P-淡硼區(qū)。

本實用新型的優(yōu)點：在芯片正面形成P+/P-/N-的復(fù)合結(jié)構(gòu)，形成近似對稱的載流子濃度分布，產(chǎn)生陽極發(fā)射效率調(diào)整的效果，獲得更為優(yōu)化的Trr-Vf折衷關(guān)系，有效的降低了FRED的關(guān)斷損耗，提升了RRED反向恢復(fù)過程中的可靠性與穩(wěn)定性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細敘述。

圖1為本實用新型背景技術(shù)的二極管的示意圖；

圖2為本實用新型背景技術(shù)的二極管制備工藝流程圖；

圖3為本實用新型二極管的結(jié)構(gòu)圖。

其中：1、正面陽極；2、P+硼擴區(qū)；3、臺面槽；4、N--外延層；5、N++襯底區(qū)；6、背面陰極；7、P+濃硼區(qū)；8、P-淡硼區(qū)；9、N-淡磷區(qū)。