一種恒流二極管芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種恒流二極管芯片，主要部件為一個(gè)硅片襯底，所述硅片襯底上隔離出兩個(gè)獨(dú)立的MOS集成塊，所述MOS集成塊內(nèi)為源漏極和柵等距分布的陣列且MOS集成塊為4個(gè)電極，分別為源漏極和上下兩個(gè)柵極，所述源漏區(qū)的n+摻雜濃度為0.153×18／cm3的高濃度施主雜質(zhì)摻雜，源漏區(qū)通過(guò)金屬引線與電極連接，所述柵極溝道區(qū)域內(nèi)為0.014×18／cm3的受主雜質(zhì)摻雜，柵極擴(kuò)透隔離區(qū)，與硅片襯底連接，且柵氧厚度為上下對(duì)稱的4-6nm。本芯片設(shè)計(jì)時(shí)，源、漏之間的間距決定恒流管的低飽和壓降，再根據(jù)寬輸入的要求在擴(kuò)散的摻雜度等進(jìn)行最佳參數(shù)的控制，以達(dá)到低飽和壓降且輸入電壓范圍廣，電流變化率低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種恒流二極管芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種恒流二極管芯片的結(jié)構(gòu)，具體是一種采用柵結(jié)構(gòu)的恒流二極管芯 片結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]恒流二極管是近年來(lái)問(wèn)世的半導(dǎo)體恒流器件，它能在很寬的電壓范圍內(nèi)輸出恒定 的電流，并具有很高的動(dòng)態(tài)阻抗。由于它們的恒流性能好、價(jià)格較低、使用簡(jiǎn)便，因此目前已 被廣泛用于恒流源、穩(wěn)壓源、放大器以及電子儀器的保護(hù)電路中。
[0003]恒流二極管(CRD)屬于兩端結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)恒流器件。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)IH不隨VI而變化；其反向工作特性則與普通二極管的正向特性有 相似之處。恒流二極管的外形與3DG6型晶體管相似，但它只有兩個(gè)引線，靠近管殼突起的 引線為正極。
[0004]恒流二極管在零偏置下的結(jié)電容近似為10pF，進(jìn)入恒流區(qū)后降至30?50pF，其頻 率響應(yīng)大致為0?5000kHz。當(dāng)工作頻率過(guò)高時(shí)，由于結(jié)電容的容抗迅速減小，動(dòng)態(tài)阻抗就 升高，導(dǎo)致恒流特性變差。
[0005]目前市場(chǎng)上常用的技術(shù)為螺旋結(jié)構(gòu)的二極管芯片，其缺點(diǎn)具有擊穿電壓低:上限 30V以內(nèi)。導(dǎo)致適用范圍窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要任務(wù)在于提供一種恒流二極管芯片，具體是一種低飽和壓降、寬輸 入電壓、低電流變化率的恒流二極管芯片。
[0007]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種恒流二極管芯片，主要部件為一個(gè)硅片襯 底，所述硅片襯底上用隔離帶隔離出兩個(gè)獨(dú)立的MOS集成塊，形成雙柵，并接為一體，所述 MOS集成塊內(nèi)為源、漏極和柵等距分布的陣列，所述MOS集成塊為4個(gè)電極，分別為源、漏極 和上下兩個(gè)柵極，雙柵器件的上下2個(gè)柵極同步工作；其創(chuàng)新點(diǎn)在于:所述源漏區(qū)的n+摻 雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質(zhì)摻雜，源漏區(qū)通過(guò)金屬引線與電極連接，所述 柵極溝道區(qū)域內(nèi)為0.014X18 / cm3的受主雜質(zhì)摻雜，柵極擴(kuò)透隔離區(qū)，與硅片襯底連接， 且柵氧厚度為上下對(duì)稱的4-6nm。
[0008]進(jìn)一步地，所述源、漏的面積相等。
[0009]進(jìn)一步地，所述柵的面積為源的面積的0.5-3倍。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本芯片設(shè)計(jì)時(shí)，源、漏之間的間距決定恒流管的低飽和壓降， 再根據(jù)寬輸入的要求在擴(kuò)散的摻雜度等進(jìn)行最佳參數(shù)的控制，以達(dá)到低飽和壓降且輸入電 壓范圍廣，電流變化率低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1所示為對(duì)芯片制成的251封裝形式的恒流管進(jìn)行的測(cè)試。[0012]圖2所示為對(duì)芯片制成的T0251封裝形式的恒流管進(jìn)行的測(cè)試。
【具體實(shí)施方式】
[0013]恒流二極管芯片的結(jié)構(gòu)為:在所述硅片襯底I上用隔離帶2隔離出獨(dú)立的MOS集 成塊3和MOS集成塊4，形成雙柵，并接為一體。所述MOS集成塊內(nèi)為源5、漏6和柵7等 距分布的陣列，所述MOS集成塊為4個(gè)電極，分別為源極5a、漏極6a和上柵極7a和下柵極 7b，雙柵器件的上下2個(gè)柵極同步工作。
[0014]在本發(fā)明中，源5、漏6區(qū)的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質(zhì) 摻雜，源5、漏6區(qū)均與金屬引線8連接，形成源極5a和漏極6a，且源5、漏6的面積等同。
[0015]所述柵7溝道區(qū)域內(nèi)為0.014X18 / cm3的受主雜質(zhì)摻雜，柵7擴(kuò)透隔離區(qū)，與硅 片襯底I連接，柵7氧厚度為上下對(duì)稱的4-6nm且柵7的面積為源5的面積的0.5-3倍。
[0016]實(shí)施例1
251封裝形式的恒流管:
源5、漏6區(qū)的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質(zhì)摻雜，漏源的面積 為20X70mm。柵7溝道區(qū)域內(nèi)為0.14X 18 / cm的受主雜質(zhì)摻雜，柵7氧厚度為上下對(duì)稱 的4nm且柵7的面積為20 X 80mm。
[0017]對(duì)上述芯片制成的251封裝形式的恒流管進(jìn)行以下測(cè)試，結(jié)果如圖1所示:電壓 在3-5V之間，電流迅速升至20mA，然后，電壓繼續(xù)增大，在5-80V之間，電流問(wèn)恒定，控制在 20-21mA 之間。
[0018]實(shí)施例2
T0220封裝形式的恒流管:
源5、漏6區(qū)的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質(zhì)摻雜，漏源的面積 為20X70mm。柵7溝道區(qū)域內(nèi)為0.14X 18 / cm的受主雜質(zhì)摻雜，柵7氧厚度為上下對(duì)稱 的4nm且柵7的面積為20 X 80mm。
[0019]對(duì)上述芯片制成的T0251封裝形式的恒流管進(jìn)行以下測(cè)試，結(jié)果如圖2所示:電壓 在3-5V之間，電流迅速升至120mA，然后，電壓繼續(xù)增大，在5-80V之間，電流恒定，控制在 120-121mA 之間。
【權(quán)利要求】
1.一種恒流二極管芯片，主要部件為一個(gè)硅片襯底，所述硅片襯底上用隔離帶隔離出 兩個(gè)獨(dú)立的MOS集成塊，形成雙柵，并接為一體，所述MOS集成塊內(nèi)為源漏極和柵等距分布 的陣列，所述MOS集成塊為4個(gè)電極，分別為源漏極和上下兩個(gè)柵極，雙柵器件的上下2個(gè) 柵極同步工作；其特征在于:所述源漏區(qū)的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主 雜質(zhì)摻雜，源漏區(qū)通過(guò)金屬引線與電極連接，所述柵極溝道區(qū)域內(nèi)為0.014X18 / cm3的受 主雜質(zhì)摻雜，柵極擴(kuò)透隔離區(qū)，與硅片襯底連接，且柵氧厚度為上下對(duì)稱的4-6nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒流二極管芯片，其特征在于:所述源、漏的面積相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒流二極管芯片，其特征在于:所述柵的面積為源的面 積的0.5-3倍。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK103441146SQ201310346414
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】鐘盛鳴, 陸國(guó)華, 吳亞紅 申請(qǐng)人:如皋市日鑫電子有限公司