一种快恢复二极管的制作方法
【专利摘要】一种快恢复二极管，硅晶片尺寸为2.7mm×1.8mm，厚度为270±10μm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有4个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅发射区中间有三个高掺杂P型硅基环，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅发射区上有碳纳米管（CNT）层，所述碳纳米管层、高掺杂P型硅基区和高掺杂N型硅发射区上沉积金属Al作为阳极，N型硅衬底的背面沉积金属Ag作为阴极，所述电极外设有保护膜。本实用新型反向击穿电压高，正向压降低，开关特性好。
【专利说明】
一种快恢复二极管
技术领域
[0001]本实用新型涉及半导体功率器件，特别涉及一种快恢复二极管。
【背景技术】
[0002]快恢复二极管(FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短的特点的半导体二极管，主要作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中。快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，快恢复二极管有PIN结，即在P型材料与N型材料中间增加了基区I，构成PIN娃片。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种小型快恢复二极管，其反向击穿电压高，正向压降低，开关特性好。
[0004]实现本实用新型的技术方案是:一种快恢复二极管，硅晶片尺寸为2.7mm X 1.8_，有源区面积1.992_^1.092111111，厚度为270±1(^111，低掺杂的~型硅衬底上设有高掺杂？型硅基区，形成PN结，所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有4个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅发射区中间有三个高掺杂P型硅基环，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅发射区上有碳纳米管(CNT)层，所述碳纳米管(CNT)层、高掺杂P型硅基区和高掺杂N型硅发射区上沉积金属Al作为阳极，N型硅衬底的背面沉积金属Ag作为阴极，所述电极外设有保护膜。
[0005]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._，厚度 160± Ιμπι。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述环形结构曲率231μπι，外环高掺杂N型硅发射区宽度55μπι，内环硅基环宽度13μπι，因基环很薄仅为13μπι，因此反向恢复电荷很小，反向恢复时间较短，正向压降较低，反向击穿电压较高。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述高掺杂P型硅基区深度为110±0.5μπι，所述高掺杂N型硅发射区深度为20μπι。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述阳极金属Al的厚度为4μπι，所述阴极金属Ag的厚度
[0009]为0.5μπιο
[0010]本实用新型尺寸小，反向击穿电压高，正向压降低，开关特性好。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例1的芯片结构示意图；
[0012]图2为本实用新型实施例1的平面结构示意图；
[0013]图3为本实用新型实施例1的芯片基环结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、图2所示的快恢复二极管，包括保护膜1、高掺杂的N型硅发射区2、阳极金属Al层3、碳纳米管(CNT)层4、高掺杂的P型硅基区5，低掺杂的N型硅衬底6上设有高掺杂P型硅基区5，所述低掺杂的N型硅衬底6呈圆角长方体状，外环有高掺杂N型硅发射区2，所述高掺杂P型硅基区5和高掺杂N型硅发射区2中间设有三个高掺杂P型硅基环7，包括高掺杂P型硅基环71、基环72和基环73，所述低掺杂的N型硅衬底6、高掺杂P型硅基区5、高掺杂P型硅基环7和高掺杂N型硅发射区2上有碳纳米管(CNT)层4，所述碳纳米管(CNT)层4、高掺杂P型硅基区5和高掺杂N型硅发射区2上沉积金属Al膜3作为阳极，N型硅衬底的背面沉积金属Ag膜8作为阴极，所述电极外设有保护膜I。
[0015]如图2、图3所示，快恢复二极管硅晶片尺寸为2.7mm X I.8mm，厚度为270μπι，有源区面积1.992mm X 1.092mm，阳极金属Al膜3沉积于N型娃衬底6的上方，尺寸1.972mm X1.072mm，厚度为4μηι，阴极金属Ag膜8沉积于N型娃衬底6的下方，尺寸2.7mm X 1.8mm，厚度为
0.5μπι，碳纳米管(CNT)层4宽为327μπι，Ν型硅衬底电阻率为100Ω.cm，厚度160μπι。
[0016]N型硅衬底6上方设有4个环形结构，基环71宽13μπι，深ΙΙΟμπι，与高掺杂P型硅基区5横向距离55μηι，基环72宽13μηι，深ΙΙΟμπι，与基环71横向距离60μηι，基环73宽13μηι，深ΙΙΟμπι，与基环72横向距离65微米，最外层为环形高掺杂的N型娃发射区2，宽55μηι，深20μηι，与基环73横向距离80μπι，4个环形结构总宽度354μπι，曲率231μπι。
[0017]本实施例的快恢复二极管反向击穿电压BVR=1500V，正向电流IF=10A，正向压降VF=2V，反向恢复时间trr=250ns，操作和贮存温度范围-65?+150 °C。
【主权项】
1.一种快恢复二极管，硅晶片尺寸为2.7_ X 1.8mm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，低掺杂N型硅衬底上沉积金属Al作为阳极，N型硅衬底的背面沉积金属Ag作为阴极，电极外设有保护膜，其特征在于，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅发射区上有碳纳米管CNT层。2.根据权利要求1所述快恢复二极管，其特征在于，所述碳纳米管CNT层宽327μπι。3.根据权利要求1所述快恢复二极管，其特征在于，所述二极管硅晶片厚度为270μπι，高掺杂P型硅基区深度为ΙΙΟμπι，所述高掺杂N型硅发射区深度为20μπι。4.根据权利要求1所述快恢复二极管，其特征在于，所述低掺杂的N型硅衬底电阻率为.100 Ω.cm，厚度 160ym。5.根据权利要求1所述快恢复二极管，其特征在于，所述N型硅衬底上有4个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅发射区中间有三个高掺杂P型硅基环，环形结构曲率231μπι，外环高掺杂N型硅发射区宽度55μπι，内环硅基环宽度13μmD6.根据权利要求1所述快恢复二极管，其特征在于，所述阳极金属Al的厚度为4μπι，所述阴极金属Ag的厚度为0.5μηι。
【文档编号】H01L29/06GK205428945SQ201520928417
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月20日
【发明人】崔峰敏
【申请人】傲迪特半导体(南京)有限公司