CN104347731A - 一种二极管结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二极管结构，所述二极管结构包括：衬底；位于衬底上具有第一导电类型的第一区域；位于所述第一区域中且具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二区域，所述第二区域与所述第一区域构成PN结；其中，所述第一区域的表面为光面，并且所述P型区域的表面由至少一部分的毛面和剩余部分的光面组成；位于所述光面上的钝化层。本发明通过将衬底上形成的第一导电类型的第一区域表面做成光面，能够实现高温漏电小，可靠性高，耐压性能好；同时将在第一区域内形成的第二导电类型的第二区域表面至少一部分做成毛面，就能够使用成熟镀镍或镀金工艺进行金属化。

Description

一种二极管结构
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及功率半导体器件技术领域，尤其涉及一种二极管结构。
背景技术
二极管（Diode）,又称晶体二极管，是一种具有单向导电特性的二端电子器件。二极管的内部有一个PN结，从这个PN结引出两个端子。二极管的工作原理是：当外加正向电压不大于二极管的阈值电压时，二极管处于截止状态；否则，二极管处于导通状态；当外加反向电压不大于反向击穿电压时，二极管处于截止状态；否则，反向电流会突然增大，二极管处于电击穿状态。二极管工作在电击穿状态下，失去了单向导电性，很容易被损坏。随着二极管的发展，它的种类变得越来越多，应用也越来越广泛。
图1示出了现有技术的N型平面结构二极管的截面图。该二极管的整个芯片表面都是光面103，其中位于P型区域105上的光面，如果使用成熟的镀镍或镀金工艺进行金属化，芯片表面镀金属后会不够牢度，所以一般是采用蒸发或溅射等工艺形成银表面来进行芯片表面的金属化，导致制造成本高。
图2示出了现有技术的N型GPP（Glassivation Passivation Parts）结构二极管的截面图。该二极管的整个芯片表面都是毛面203。尽管芯片的表面是毛面，但可以使用成熟的镀镍或镀金工艺。然而，GPP结构二极管产品高温时漏电大，可靠性差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种二极管结构，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
本发明实施例提供了一种二极管结构，所述二极管结构包括：
衬底；
位于衬底上具有第一导电类型的第一区域；
位于所述第一区域中且具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二区域，所述第二区域与所述第一区域构成PN结；
其中，所述第一区域的表面为光面，并且所述P型区域的表面由至少一部分的毛面和剩余部分的光面组成；
位于所述光面上的钝化层。
进一步的，所述毛面的粗糙度大于0.2μm。
进一步的，所述光面的粗糙度小于0.2μm。
进一步的，所述光面的形成方法包括抛光或精细磨片。
进一步的，所述毛面与所述光面在同一平面或呈台阶状。
进一步的，所述钝化层的材料包括：二氧化硅、半绝缘多晶硅、氮化硅或有机胶。
进一步的，所述二极管结构还包括终端结构。
进一步的，所述终端结构为分压环或结终端结构。
进一步的，所述第一导电类型为P型，所述第一区域为P型区域；所述第二导电类型为N型，所述第二区域为N型区域。
进一步的，所述第一导电类型为N型，所述第一区域为N型区域；所述第二导电类型为P型，所述第二区域为P型区域。
本发明实施例提出的二极管结构，通过将衬底上形成的第一导电类型的第一区域表面做成光面，能够实现高温漏电小，可靠性高，耐压性能好；同时将在第一区域内形成的第二导电类型的第二区域表面至少一部分做成毛面，就能够使用成熟镀镍或镀金工艺进行金属化。
附图说明
图1是根据现有技术的N型平面结构二极管的截面图；
图2是根据现有技术的N型GPP结构二极管的截面图；
图3是根据本发明第一实施例的N型二极管结构的截面图；
图4是根据本发明第二实施例的P型二极管结构的截面图。
图中的附图标记所分别指代的技术特征为：
101、衬底；102、N型区域；103、光面；104、第一钝化层；105、P型区域；106、第二钝化层；
201、衬底；202、N型区域；203、毛面；204、第一钝化层；205、P型区域；206、第二钝化层；
301、衬底；302、N型区域；303、第一光面；304、第一钝化层；305、毛面；306、P型区域；307、第二钝化层；308、第二光面；
401、衬底；402、P型区域；403、第一光面；404、第一钝化层；405、毛面；406、N型区域；407、第二钝化层；408、第二光面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
在图3中示出了本发明的第一实施例。
图3是根据本发明第一实施例的N型二极管结构的截面图。如图3所述，所述N型二极管结构包括：衬底301；位于衬底301上具有N型导电类型的N型区域302；位于所述N型区域302中且具有与所述N型导电类型相反的P型导电类型的P型区域306，所述P型区域306与所述N型区域302构成PN结；其中，所述N型区域302的表面为光面，并且所述P型区域的表面由至少一部分的毛面305和剩余部分的光面组成；位于所述光面上的钝化层。
在本实施例中，所述光面包括第一光面303和第二光面308；所述钝化层包括第一钝化层304和第二钝化层307；所述第一钝化层304位于所述第一光面303上，所述第二钝化层307位于所述第二光面308上。
所述光面是指粗糙度小于0.2μm的表面，优选的小于0.1μm的表面，更优选的小于0.05μm的表面。所述光面的形成方法包括抛光或精细磨片。本实施例的二极管结构通过将N型区域表面和P型区域除毛面的剩余部分表面制作成光面，特别是把N型区域表面制作成光面，能够很好地解决图2所示现有技术的GPP结构二极管存在的高温漏电大，可靠性差等问题，实现高温漏电小，可靠性高。
所述毛面是指粗糙程度大于0.2μm的表面，优选的,大于0.3μm的表面，更优选的大于0.5μm的表面。本实施例的二极管结构通过将P型区域至少一部分表面做成毛面，能够很好地解决图1所示现有技术的平面结构二极管存在的问题。因该平面结构二极管的P型区域做成光面，如果在光面上使用成熟的镀镍或镀金工艺进行金属化，会造成表面镀金属不牢固，而一般要采用蒸发或溅射等工艺形成银表面后使用，制作成本高。因此，本实施例的二极管结构把P型区域的至少一部分表面做成毛面后，能够使用成熟的镀镍或镀金工艺进行金属化。
所述光面和所述毛面可以在同一平面内，也可以适当呈台阶状。该台阶状是指所述毛面与所述光面不在同一平面内，包括所述光面比所述毛面稍高或所述光面比所述毛面稍低。
在本实施例中，所述钝化层的材料包括但不限于：二氧化硅（SiO2）、半绝缘多晶硅(SIPOS)、氮化硅（SiN）或有机胶，或由这些材料的组合来形成钝化层。通过对材料进行组合，能够得到非常多组合排列的钝化层结构，从而实现对二极管的保护作用。本实施例采用以上钝化方法在光面上形成钝化层，能够解决图2所示GPP结构二极管在采用玻璃钝化形成钝化层时存在生产不稳定，受控性差的问题。
所述二极管结构还包括终端结构，所述终端结构为分压环，结终端或N+截止环结构，用来稳定和提高二极管的击穿电压，从而提高二极管的耐压性能。本实施例采用以上终端结构，比图2所示GPP结构二极管采用的终端槽结构，能够更好地稳定和提高二极管的击穿电压，提高二极管的耐压性能。
本发明第一实施例提出的N型二极管结构，通过将N型区域的表面做成光面，能够实现高温漏电小，可靠性高，耐压性能好；同时将P型区域的至少部分表面做成毛面，就能够使用成熟镀镍或镀金工艺进行金属化。
在图4中示出了本发明的第二实施例。
图4是根据本发明第二实施例的P型二极管结构的截面图。通过将本发明第一实施例中的N型用P型代换，P型用N型代换，就可以得到本发明的第二实施例，所以在此不再一一赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种二极管结构，其特征在于，所述二极管结构包括：
衬底；
位于衬底上具有第一导电类型的第一区域；
位于所述第一区域中且具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二区域，所述第二区域与所述第一区域构成PN结；
其中，所述第一区域的表面为光面，并且所述P型区域的表面由至少一部分的毛面和剩余部分的光面组成；
位于所述光面上的钝化层。
2.根据权利要求1所述的二极管结构，其特征在于，所述毛面的粗糙度大于0.2μm。
3.根据权利要求1所述的二极管结构，其特征在于，所述光面的粗糙度小于0.2μm。
4.根据权利要求1所述的二极管结构，其特征在于，所述光面的形成方法包括抛光或精细磨片。
5.根据权利要求1所述的二极管结构，其特征在于，所述毛面与所述光面在同一平面或呈台阶状。
6.根据权利要求1所述的二极管结构，其特征在于，所述钝化层的材料包括：二氧化硅、半绝缘多晶硅、氮化硅或有机胶。
7.根据权利要求1所述的二极管结构，其特征在于，所述二极管结构还包括终端结构。
8.根据权利要求7所述的二极管结构，其特征在于，所述终端结构为分压环或结终端结构。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的二极管结构，其特征在于，所述第一导电类型为P型，所述第一区域为P型区域；所述第二导电类型为N型，所述第二区域为N型区域。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的二极管结构，其特征在于，所述第一导电类型为N型，所述第一区域为N型区域；所述第二导电类型为P型，所述第二区域为P型区域。
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