桥式整流二极管的制作方法

本实用新型涉及半导体功率器件，特别涉及一种桥式整流二极管。

背景技术：

基于二极管的单向导通性能，利用二极管进行桥式整流，可将交流电转换为直流电，但作为整流元件的整流二极管，需要针对整流方式、负载大小进行不同的整流二极管选择，如果选择不当，则会导致不能安全工作，甚至可能因高压击穿烧了二极管；或者大材小用造成浪费。高压电运输可以减少电压的损耗，为实现高压电下的整流，需要一种能耐高压、击穿电压高的整流二极管。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种桥式整流二极管，其反向击穿电压高，正向电流高。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种桥式整流二极管，硅晶片尺寸为5.6mm×5.6mm，有源区尺寸4.72mm×4.72mm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环，所述高掺杂的P型硅基环位于高掺杂的P型硅基层和高掺杂的N型硅扩散层之间；低掺杂的N型硅衬底和高掺杂的P型硅基层形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，N型硅衬底的背面沉积金属Ag或Ni作为阴极，所述N型硅衬底、高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环上设有石墨烯层；高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和石墨烯层上沉积金属Al作为阳极；阴极金属电极和阳极金属电极外设有保护膜。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨烯层宽415μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述高掺杂的P型硅基环有三个，所述N型硅衬底上有四个环形结构，环形结构曲率为500μm；四个环形结构外环为高掺杂的N型硅扩散层，以及高掺杂的P型硅基层和外环高掺杂的N型硅扩散层中间的三个高掺杂的P型硅基环，从外到内依次为第一硅基环，第二硅基环和第三硅基环。

作为本实用新型的进一步改进，所述外环高掺杂的N型硅发射层宽度为55μm，三个硅基环的宽度为15μm；外环高掺杂的N型硅发射层、第一硅基环、第二硅基环、第三硅基环、高掺杂的P型硅基层间横向距离依次为109μm、82μm、77μm、72μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述桥式整流二极管硅晶片厚度为290μm，所述高掺杂的P型硅基层和高掺杂的P型硅基环深度为150μm，所述高掺杂的N型硅扩散层深度为25μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述低掺杂的N型硅衬底电阻率为100Ω·cm，厚度140μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述阳极金属Al的厚度为4μm，所述阴极金属Ag或Ni的厚度为0.5μm。

本实用新型的桥式整流二极管，反向击穿电压高，可达1840V，正向能承受的最大电流高，可达50A，适用于桥式整流。

附图说明

图1和2为本实用新型实施例的芯片平面结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示的桥式整流二极管，包括保护膜1、高掺杂的N型硅扩散层2、阳极金属Al层3、石墨烯层4、高掺杂的P型硅基层5、低掺杂的N型硅衬底6、高掺杂的P型硅基环7和阴极金属层8；硅晶片尺寸为5.6mm×5.6mm，有源区尺寸4.72mm×4.72mm，低掺杂的N型硅衬底6上设有高掺杂的P型硅基层5、高掺杂的N型硅扩散层2和高掺杂的P型硅基环7，所述高掺杂的P型硅基环7位于高掺杂的P型硅基层5和高掺杂的N型硅扩散层2之间；低掺杂的N型硅衬底6和高掺杂的P型硅基层5形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底6呈圆角长方体状，N型硅衬底6的背面沉积金属Ag或Ni作为阴极8，所述N型硅衬底6、高掺杂的P型硅基层5、高掺杂的N型硅扩散层2和高掺杂的P型硅基环7上设有宽415μm的石墨烯层4；高掺杂的P型硅基层5、高掺杂的N型硅扩散层2和石墨烯层4上沉积金属Al作为阳极3；阴极金属电极8和阳极金属电极3外设有保护膜1。

所述高掺杂的P型硅基环7有三个，所述N型硅衬底6上有四个环形结构，环形结构曲率为500μm；四个环形结构外环为高掺杂的N型硅扩散层2，以及高掺杂的P型硅基层5和外环高掺杂的N型硅扩散层2中间的三个高掺杂的P型硅基环7，从外到内依次为第一硅基环71，第二硅基环72和第三硅基环73。

所述外环高掺杂的N型硅发射层2宽度为55μm，三个硅基环71、72、73的宽度为15μm；外环高掺杂的N型硅发射层2、第一硅基环71、第二硅基环72、第三硅基环73、高掺杂的P型硅基层5间横向距离依次为109μm、82μm、77μm、72μm。

所述桥式整流二极管硅晶片厚度为290μm，所述高掺杂的P型硅基层5和高掺杂的P型硅基环7深度为150μm，所述高掺杂的N型硅扩散层2深度为25μm。

所述低掺杂的N型硅衬底6电阻率为100Ω·cm，厚度140μm。

所述阳极3金属Al的厚度为4μm，所述阴极8金属Ag或Ni的厚度为0.5μm

本实施例的桥式整流二极管反向击穿电压BVR=1600V（Typ.1840V），正向电流IF=50A，操作和贮存温度范围-55~+150℃。