[實用新型]一種碳化硅二極管元胞結構

有效

• 申請號: 201921698384.3
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN210325808U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 鄭柳
• 申請（專利權）人: 重慶偉特森電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/861
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙) 50214
• 代理人: 郭桂林

本實用新型公開了一種碳化硅二極管元胞結構，包括矩形元胞，矩形元胞包括P型注入區和n型區域，P型注入區包括中心P型注入區和外側P型注入區，n型區域包括無注入n型區域，其中：P型注入區為圓形，其位于矩形元胞中的中心；無注入n型區域為圓環或圓角矩形，其與P型注入區同心，其內側和外側分別與P型注入區和外側P型注入區相接；外側P型注入區為矩形或圓角矩形，其位于矩形元胞中的外側。本實用新型提升了碳化硅二極管的浪涌電流及雪崩電流耐量，同時簡化了工藝步驟，提高了開關效率。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，尤其涉及一種碳化硅二極管元胞結構。

背景技術

碳化硅是一種新興的第三代半導體材料，具有良好的物理特性和電學特性，被廣泛地用于電子元件及制備高壓大功率和高溫抗輻照電子器件。一般的電子元具有正負兩個電極，電流從正極流入，負極輸出，電流方向為單行，其以對過往電流進行整流為主要功效，而其中電子元件中的變容二極管則是用來當作電子式的可調電容器。

碳化硅材料制成的二極管相比常規的硅材質的二極管而言，具有耐高溫、耐高壓以及電場強度高的優點，因此，其應用的越來越廣泛。但是，在碳化硅二極管的實際運用當中存在以下問題：

1、碳化硅二極管具有較高的開啟電壓，其在使用時需要較大的正向電壓才能實現高導通，而現有的碳化硅二極管開關效率低且耗能高；

2、同時，碳化硅二極管在面對電源開關、設備故障等電源電壓突變的情況時，二極管上的元胞對浪涌和雪崩電流的耐量較低，極易造成碳化硅二極管的損毀。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供了一種碳化硅二極管元胞結構，提升了碳化硅二極管的浪涌電流及雪崩電流耐量，同時簡化了工藝步驟，提高了開關效率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種碳化硅二極管元胞結構，包括矩形元胞，矩形元胞包括P型注入區和n型區域，P型注入區包括中心P型注入區和外側P型注入區，n型區域包括無注入n型區域，其中：中心P型注入區為圓形，其位于矩形元胞中的中心；無注入n型區域為圓環或圓角矩形，其與中心P型注入區同心，其內側和外側分別與P型注入區和外側P型注入區相接；外側P型注入區為矩形或圓角矩形，其位于矩形元胞中的外側。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術原理是：所述碳化硅二極管元胞是在一個碳化硅二極管芯片的有源區中，以其1個單位進行均勻地單元排列。其中，中心P型注入區和外側P型注入區均注入有離子，無注入n型區域中不存在離子的注入。元胞為矩形結構，并以單元單位投入實際應用，矩形有利于元胞相鄰之間的其它單元相接，其矩形與外側P型注入區的矩形對應，元胞的輪廓便是外側P型注入區的輪廓，對應的，當外側P型區域為圓角矩形時，載流離子量稍小，但增強了結構的物理撞擊承受強度，同時用于其它對應形狀器件的設置。無注入n型區域為圓環，增大了P型注入區的離子注入空間；無注入n型區域為圓角矩形，其用于其它對應形狀器件的設置。中心P型注入區與無注入n型區域為同心，其形狀與無注入n型區域形狀對應，無注入n型區域為圓環，則中心P型注入區為圓環，無注入n型區域為圓角矩形，則中心P型注入區為圓角矩形。

本實用新型所帶來的有益效果是：P型注入區和無注入n型區域的設置，增大了離子注入面積，進而增強了碳化硅二極管反向阻斷能力，減小反向漏電流，增強碳化硅二極管正向浪涌電流能力和雪崩電流耐量，同時可通過肖特基勢壘實現碳化硅二極管整流特性，進而通過調整肖特基勢壘金屬改變碳化硅二極管開啟電壓，提高了開關效率，降低了能耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的部分實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖：

圖1為本實用新型一種碳化硅二極管元胞結構的結構示意圖；