一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，包括采用外延片結(jié)構(gòu)，將單晶片生長(zhǎng)一層N型層，同時(shí)使陽(yáng)極面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層。所述，結(jié)構(gòu)由N結(jié)構(gòu)層、N+結(jié)構(gòu)層、N?結(jié)構(gòu)層、P結(jié)構(gòu)層、P+結(jié)構(gòu)層、陰極、陽(yáng)極、氧化層、鈍化層組成。與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，在陽(yáng)極面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層，使其具有殘存電荷功能，在空間電荷區(qū)擴(kuò)展后的剩余基區(qū)內(nèi)駐留更多的殘存電荷，并駐留更長(zhǎng)的時(shí)間將提高軟度因子。由此使其由硬特性優(yōu)化為軟恢復(fù)特性。
【專利說(shuō)明】
一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種二極管芯片，尤其涉及一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)快速二極管技術(shù)相對(duì)成熟，但超快恢復(fù)二極管(小于150ns)技術(shù)滯后有限，尤其超快軟恢復(fù)二極管幾乎沒(méi)有批量自主產(chǎn)品，不能滿足高頻高效率電源需要。因此， 加快研究大功率超快軟恢復(fù)二極管，提高在高端傳統(tǒng)型器件的國(guó)產(chǎn)化方面，還需要進(jìn)一步加快進(jìn)程。傳統(tǒng)型的電力電子器件主要指高壓、大電流器件如可控硅整流管，而新型電力電子器件表現(xiàn)為高頻率、高電壓、大電流。尤其是隨著變流裝置的高效化，容量的不斷加大而設(shè)備盡量減小。對(duì)高頻、高壓、大電流的高端器件等需求巨大，而我國(guó)僅有少數(shù)幾家優(yōu)勢(shì)企業(yè)通過(guò)自主創(chuàng)新，掌握了高端器件的制造技術(shù)，在快速二極管的大電流高電壓方面做的比較好，但反向恢復(fù)時(shí)間大約5s，各整流器生產(chǎn)單位在減小二極管的反向恢復(fù)時(shí)間的同時(shí)，一般并不注意提高其軟恢復(fù)性能。大部分企業(yè)還停留在中低端器件的制造上。高頻化的電力電子電路要求快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間短，反向恢復(fù)電荷少，并具有軟恢復(fù)特性。由于這些電力電子器件的頻率和性能不斷提高，為了與其關(guān)斷過(guò)程相匹配，該二極管必須具有快速開通和尚速關(guān)斷能力?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)階段快恢復(fù)二極管芯片中存在的多處不足，提供一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，包括采用外延片結(jié)構(gòu)，將單晶片生長(zhǎng)一層N型層，同時(shí)使陽(yáng)極面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層，使其具有軟恢復(fù)特性。
[0004]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)由N結(jié)構(gòu)層、N+結(jié)構(gòu)層、N-結(jié)構(gòu)層、P結(jié)構(gòu)層、P+ 結(jié)構(gòu)層、陰極、陽(yáng)極、氧化層、鈍化層組成。
[0005]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片，將一般二極管芯片的P層結(jié)構(gòu)改變?yōu)镻-P+層結(jié)構(gòu)，使其具有殘存電荷功能，在空間電荷區(qū)擴(kuò)展后的剩余基區(qū)內(nèi)駐留更多的殘存電荷，并駐留更長(zhǎng)的時(shí)間將提高軟度因子，由此使其由硬特性優(yōu)化為軟恢復(fù)特性。
[0006]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，其N型層包括N+結(jié)構(gòu)層、N結(jié)構(gòu)層、N-結(jié)構(gòu)層， 所述，N結(jié)構(gòu)層正面設(shè)置為N-結(jié)構(gòu)層，N結(jié)構(gòu)層背面設(shè)置為N+結(jié)構(gòu)層，N+結(jié)構(gòu)層背面與陰極相連。
[0007]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，在N-結(jié)構(gòu)層正面設(shè)置為P-結(jié)構(gòu)層，P-結(jié)構(gòu)層正面設(shè)置為高濃度的P+結(jié)構(gòu)層，所述，P+結(jié)構(gòu)層的濃度大于P-結(jié)構(gòu)層濃度，P+結(jié)構(gòu)層與陽(yáng)極連接。
[0008]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，在P+結(jié)構(gòu)層的正面兩側(cè)設(shè)置(Si02)氧化層， 氧化層外表面設(shè)置(玻璃)鈍化層;所述Si02層與相應(yīng)的所述玻璃鈍化層相連續(xù)。
[0009]本實(shí)用新型的得益效果:一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，在陽(yáng)極面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層，使其具有殘存電荷功能，在空間電荷區(qū)擴(kuò)展后的剩余基區(qū)內(nèi)駐留更多的殘存電荷，并駐留更長(zhǎng)的時(shí)間將提尚軟度因子。因而具有快速開通和尚速關(guān)斷能力，具有短的反向恢復(fù)時(shí)間，較小的反向恢復(fù)電流和由硬特性優(yōu)化為軟恢復(fù)特性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2是普通二極管芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012](I)N結(jié)構(gòu)層；(2)N+結(jié)構(gòu)層；(3)N-結(jié)構(gòu)層；(4)P結(jié)構(gòu)層；(5)陰極；(6)陽(yáng)極；(7)氧化層；(8)鈍化層；(9)P+結(jié)構(gòu)層。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，包括采用外延片結(jié)構(gòu)，將單晶片生長(zhǎng)一層N型層，同時(shí)使陽(yáng)極(6)面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層(9)，使其具有軟恢復(fù)特性。所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)由N結(jié)構(gòu)層(I)、N+結(jié)構(gòu)層(2)、N-結(jié)構(gòu)層(3)、P結(jié)構(gòu)層(4)、P+結(jié)構(gòu)層(9)、陰極(5)、陽(yáng)極(6)、(S12)氧化層(7)、(玻璃)鈍化層
(8)組成。
[0015]圖2為普通二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，一般情況下，普通二極管芯片上的P層空穴與N層電子是對(duì)等且均勻分布的，當(dāng)PN結(jié)加上正向電壓后，P層空穴與N層電子在電場(chǎng)作用下很快復(fù)合，致使二極管芯片形成硬開通，不具有軟恢復(fù)特性。
[0016]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片，將一般二極管芯片的P層結(jié)構(gòu)改變?yōu)镻-P+層結(jié)構(gòu)，使其具有殘存電荷功能，在空間電荷區(qū)擴(kuò)展后的剩余基區(qū)內(nèi)駐留更多的殘存電荷，并駐留更長(zhǎng)的時(shí)間將提高軟度因子，由此使其由硬特性優(yōu)化為軟恢復(fù)特性。
[0017]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片，其N型層包括N+結(jié)構(gòu)層(2)、N結(jié)構(gòu)層(I)、N_結(jié)構(gòu)層(3)，所述，N結(jié)構(gòu)層(I)正面設(shè)置為N-結(jié)構(gòu)層(3)，N結(jié)構(gòu)層(I)背面設(shè)置為N+結(jié)構(gòu)層(2)，N+結(jié)構(gòu)層(2)背面與陰極(5)相連。
[0018]所述，一種快速恢復(fù)二極管芯片，其特征在于:N-結(jié)構(gòu)層(3)正面設(shè)置為P-結(jié)構(gòu)層
(4)，P-結(jié)構(gòu)層(4)正面設(shè)置為高濃度的P+結(jié)構(gòu)層(9)，所述，P+結(jié)構(gòu)層(9)的濃度大于P-結(jié)構(gòu)層(4)濃度，P+結(jié)構(gòu)層(9)與陽(yáng)極(6)連接。
[0019]所述，在P+結(jié)構(gòu)層(9)的正面兩側(cè)設(shè)置(S12)氧化層(7)，氧化層外表面設(shè)置(玻璃)鈍化層(8);所述(S12)氧化層(7)與相應(yīng)的所述(玻璃)鈍化層(8)相連續(xù)。
[0020]本實(shí)用新型一種快速恢復(fù)二極管芯片，在陽(yáng)極面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層，使其具有殘存電荷功能，在空間電荷區(qū)擴(kuò)展后的剩余基區(qū)內(nèi)駐留更多的殘存電荷，并駐留更長(zhǎng)的時(shí)間將提高軟度因子。因而具有快速開通和高速關(guān)斷能力，具有短的反向恢復(fù)時(shí)間，較小的反向恢復(fù)電流和由硬特性優(yōu)化為軟恢復(fù)特性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本實(shí)用新型公開了一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，包括采用外延片結(jié)構(gòu)，將單晶片 生長(zhǎng)一層N型層，同時(shí)使陽(yáng)極面增加一個(gè)高濃度的均勻的P+結(jié)構(gòu)層，所述，結(jié)構(gòu)由N結(jié)構(gòu)層、N +結(jié)構(gòu)層、N-結(jié)構(gòu)層、P結(jié)構(gòu)層、P+結(jié)構(gòu)層、陰極、陽(yáng)極、氧化層、鈍化層組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于:將一般二極管芯 片的P層結(jié)構(gòu)改變?yōu)镻-P+層結(jié)構(gòu)，使其具有殘存電荷功能，在空間電荷區(qū)擴(kuò)展后的剩余基區(qū) 內(nèi)駐留更多的殘存電荷，并駐留更長(zhǎng)的時(shí)間將提高軟度因子，由此使其由硬特性優(yōu)化為軟 恢復(fù)特性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于:N型層包括N+結(jié) 構(gòu)層、N結(jié)構(gòu)層、N-結(jié)構(gòu)層，所述，N結(jié)構(gòu)層正面設(shè)置為N-結(jié)構(gòu)層，N結(jié)構(gòu)層背面設(shè)置為N+結(jié)構(gòu) 層，N+結(jié)構(gòu)層背面與陰極相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種快速恢復(fù)二極管芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于:N-結(jié)構(gòu)層正面設(shè) 置為P-結(jié)構(gòu)層，P-結(jié)構(gòu)層正面設(shè)置為P+結(jié)構(gòu)層，所述，P+結(jié)構(gòu)層的濃度大于P-結(jié)構(gòu)層濃度，P +結(jié)構(gòu)層與陽(yáng)極連接。
【文檔編號(hào)】H01L29/868GK205595340SQ201620402526
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】余挺
【申請(qǐng)人】杭州東沃電子科技有限公司