CN203941910U - 一种耐高温整流二极管器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种耐高温整流二极管器件，包括上台体和与上台体底面面接触的下台体，上台体和与上台体各自的外侧面均为斜面，上台体包括轻掺杂N型区、重掺杂N型区，下台体包括重掺杂P型区、轻掺杂P型区；轻掺杂N型区与重掺杂N型区接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区边缘的四周区域具有中掺杂N型区，轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于轻掺杂P型区边缘的四周区域具有中掺杂P型区，PN结接触面的中央区域具有上凸面，PN结接触面的边缘区域具有下凹面，此下凹面位于上凸面两侧。本实用新型提高了有效载流面积，将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，保证了在高温下，能仰制反向电流快速升高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种二极管器件，具体涉及一种耐高温整流二极管器件。
背景技术
二极管工作主要是靠其中的半导体硅芯片（晶粒）的PN 结对于电流可进行正向导通反向截止的特性而实现对电源整流目的，工业、民用、军工等领域均广泛应用，因其是将交流电变成直流电不可缺少的方式，且体积小，长期也没有更好的产品能取代。
瞬态电压抑制二极管TVS可确保电路及电子元器件免受静电、浪涌脉冲损伤，甚至失效。一般TVS并联于被保护电路两端，处于待机状态。当电路两端受到瞬态脉冲或浪涌电流冲击，并且脉冲幅度超过TVS的击穿电压时，TVS能以极快的速度把两端的阻抗由高阻抗变为低阻抗实现导通，并吸收瞬态脉冲。在此状态下，其两端的电压基本不随电流值变化，从而把它两端的电压箝位在一个预定的数值，该值约为击穿电压的1.3～1.6倍，以而保护后面的电路元件不受瞬态脉冲的影响。
现有的TVS的击穿电压在6V到600V之间。一般采用单晶硅中扩散受主、施主杂质，通过调整单晶硅电阻率控制产品的击穿电压，并以台面玻璃钝化工艺达到需要电特性。
正常情况下TVS在电路中处于待机状态，只有在较低的反向漏电流条件下，才能减少器件功耗。通常在TVS两端施加反向电压VR可测试反向漏电流。反向漏电流基本上取决于二极管的击穿模式，当击穿电压>10V时，击穿模式为雪崩击穿，该模式下反向漏电流较小，约在1uA以下。当击穿电压<10V时，随着电压的减小，所用单晶的掺杂浓度提高，击穿模式由雪崩击穿逐步转变为隧道击穿。对普通的台面玻璃钝化工艺来说，低压TVS反向漏电流会增加几个数量级，一般接近1mA。相应的，其功耗也会增加几个数量级，该功耗会增加器件的局部温升，导致电路不稳定，严重影响器件工作的稳定性和寿命。
实用新型内容
本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种耐高温整流二极管器件，该耐高温整流二极管器件降低漏电流中来自表面的漏电流，大大降低整个器件的反向漏电流，从而进一步降低了功耗，避免了器件的局部温升，提高了电路稳定性和可靠性。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种耐高温整流二极管器件，包括上台体和与上台体底面面接触的下台体，所述上台体和与上台体各自的外侧面均为斜面，此上台体包括轻掺杂N型区、重掺杂N型区，此下台体包括重掺杂P型区、轻掺杂P型区；所述重掺杂N型区、轻掺杂N型区接触并位于其正上方，所述重掺杂P型区与轻掺杂P型区接触并位于其正下方，所述上台体的轻掺杂N型区与下台体的轻掺杂P型区接触形成PN结接触面且其位于轻掺杂P型区正上方；
一第一钝化保护层覆盖于重掺杂N型区上表面的边缘区域和重掺杂N型区的侧表面，一第二钝化保护层覆盖于重掺杂P型区上表面的边缘区域和重掺杂P型区的侧表面，上金属层覆盖于重掺杂N型区的中央区域，下金属层覆盖于重掺杂P型区的中央区域；
所述轻掺杂N型区与重掺杂N型区接触的上部区域且位于轻掺杂N型区边缘的四周区域具有中掺杂N型区，此中掺杂N型区的上表面与重掺杂N型区的下表面接触，此中掺杂N型区的外侧面延伸至上台体外侧面，所述轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于轻掺杂P型区边缘的四周区域具有中掺杂P型区，此中掺杂P型区的下表面与重掺杂P型区的上表面接触，此中掺杂P型区的外侧面延伸至下台体外侧面；
所述PN结接触面的中央区域具有上凸面，所述PN结接触面的边缘区域具有下凹面，此下凹面位于上凸面两侧。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1. 上述方案中，所述上台体的外侧面和与下台体的外侧面的夹角为135°~155°。
2. 上述方案中，所述轻掺杂N型区的浓度扩散结深大于重掺杂N型区的浓度扩散结深，比值为1.5~2：1。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本实用新型耐高温整流二极管器件，其包括上台体和与上台体底面面接触的下台体，此上台体包括轻掺杂N型区、重掺杂N型区，此下台体包括重掺杂P型区、轻掺杂P型区，轻掺杂N型区与重掺杂N型区接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区边缘的四周区域具有中掺杂N型区，此中掺杂N型区的上表面与重掺杂N型区的下表面接触，此中掺杂N型区的外侧面延伸至上台体外侧面，轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于轻掺杂P型区边缘的四周区域具有中掺杂P型区，此中掺杂P型区的下表面与重掺杂P型区的上表面接触，此中掺杂P型区的外侧面延伸至下台体外侧面，在低压（10V以下）TVS在隧道击穿模式下，降低漏电流中来自表面的漏电流，大大降低整个器件的反向漏电流，从而进一步降低了功耗，避免了器件的局部温升，提高了电路稳定性和可靠性。
2. 本实用新型耐高温整流二极管器件，其上台体和与上台体底面面接触的下台体，上台体和与上台体各自的外侧面均为斜面，上台体的外侧面和与下台体的外侧面的夹角为135°~155°，提高了器件耐高温性能，降低了在边缘处电场强度梯度，从而提高了器件耐压性能。
3. 本实用新型耐高温整流二极管器件，其轻掺杂N型区与重掺杂N型区接触的上部区域且位于第一轻掺杂N型区边缘的四周区域具有中掺杂N型区，轻掺杂P型区与重掺杂P型区接触的下部区域且位于轻掺杂P型区边缘的四周区域具有中掺杂P型区，PN结接触面的中央区域具有上凸面，PN结接触面的边缘区域具有下凹面，此下凹面位于上凸面两侧，提高了有效载流面积，将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，保证了在高温下，能仰制反向电流快速升高。
附图说明
下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
附图1为本实用新型一种耐高温整流二极管器件的结构示意图。
以上附图中：1、上台体；2、下台体；3、轻掺杂N型区；4、重掺杂N型区；5、重掺杂P型区；6、轻掺杂P型区；7、第一钝化保护层；8、第二钝化保护层；9、上金属层；10、下金属层；11、中掺杂N型区；12、中掺杂P型区；13、上凸面；14、下凹面。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如附图1所示的实施例：一种耐高温整流二极管器件，包括上台体1和与上台体1底面面接触的下台体2，所述上台体1和与下台体2各自的外侧面均为斜面，此上台体1包括轻掺杂N型区3、重掺杂N型区4，此下台体2包括重掺杂P型区5、轻掺杂P型区6；所述重掺杂N型区4、轻掺杂N型区3接触并位于其正上方，所述重掺杂P型区5与轻掺杂P型区6接触并位于其正下方，所述上台体1的轻掺杂N型区3与下台体的轻掺杂P型区6接触形成PN结接触面且其位于轻掺杂P型区6正上方；
一第一钝化保护层7覆盖于重掺杂N型区4上表面的边缘区域和重掺杂N型区4的侧表面，一第二钝化保护层8覆盖于重掺杂P型区5上表面的边缘区域和重掺杂P型区5的侧表面，上金属层9覆盖于重掺杂N型区4的中央区域，下金属层10覆盖于重掺杂P型区5的中央区域；
所述轻掺杂N型区3与重掺杂N型区4接触的上部区域且位于轻掺杂N型区3边缘的四周区域具有中掺杂N型区11，此中掺杂N型区11的上表面与重掺杂N型区4的下表面接触，此中掺杂N型区11的外侧面延伸至上台体1外侧面，所述轻掺杂P型区6与重掺杂P型区5接触的下部区域且位于轻掺杂P型区6边缘的四周区域具有中掺杂P型区12，此中掺杂P型区12的下表面与重掺杂P型区5的上表面接触，此中掺杂P型区12的外侧面延伸至下台体2外侧面；
所述PN结接触面的中央区域具有上凸面13，所述PN结接触面的边缘区域具有下凹面14，此下凹面14位于上凸面13两侧。
上述上台体1的外侧面和与下台体2的外侧面的夹角为135°-155°。
上述轻掺杂N型区3的浓度扩散结深大于重掺杂N型区4的浓度扩散结深，比值为1.5-2：1。
采用上述耐高温整流二极管器件时，其在低压（10V以下）TVS在隧道击穿模式下，降低漏电流中来自表面的漏电流，大大降低整个器件的反向漏电流，从而进一步降低了功耗，避免了器件的局部温升，提高了电路稳定性和可靠性；其次，其提高了器件耐高温性能，降低了在边缘处电场强度梯度，从而提高了器件耐压性能；再次，提高了有效载流面积，将电场峰值向中心移动提高了电流密度的同时也降低整个器件的反向漏电流，保证了在高温下，能仰制反向电流快速升高。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (2)
1.一种耐高温整流二极管器件，其特征在于：包括上台体（1）和与上台体（1）底面面接触的下台体（2），所述上台体（1）和与下台体（2）各自的外侧面均为斜面，此上台体（1）包括轻掺杂N型区（3）、重掺杂N型区（4），此下台体（2）包括重掺杂P型区（5）、轻掺杂P型区（6）；所述重掺杂N型区（4）、轻掺杂N型区（3）接触并位于其正上方，所述重掺杂P型区（5）与轻掺杂P型区（6）接触并位于其正下方，所述上台体（1）的轻掺杂N型区（3）与下台体的轻掺杂P型区（6）接触形成PN结接触面且其位于轻掺杂P型区（6）正上方；
一第一钝化保护层（7）覆盖于重掺杂N型区（4）上表面的边缘区域和重掺杂N型区（4）的侧表面，一第二钝化保护层（8）覆盖于重掺杂P型区（5）上表面的边缘区域和重掺杂P型区（5）的侧表面，上金属层（9）覆盖于重掺杂N型区（4）的中央区域，下金属层（10）覆盖于重掺杂P型区（5）的中央区域；
所述轻掺杂N型区（3）与重掺杂N型区（4）接触的上部区域且位于轻掺杂N型区（3）边缘的四周区域具有中掺杂N型区（11），此中掺杂N型区（11）的上表面与重掺杂N型区（4）的下表面接触，此中掺杂N型区（11）的外侧面延伸至上台体（1）外侧面，所述轻掺杂P型区（6）与重掺杂P型区（5）接触的下部区域且位于轻掺杂P型区（6）边缘的四周区域具有中掺杂P型区（12），此中掺杂P型区（12）的下表面与重掺杂P型区（5）的上表面接触，此中掺杂P型区（12）的外侧面延伸至下台体（2）外侧面；
所述PN结接触面的中央区域具有上凸面（13），所述PN结接触面的边缘区域具有下凹面（14），此下凹面（14）位于上凸面（13）两侧。
2.根据权利要求1所述的耐高温整流二极管器件，其特征在于：所述上台体（1）的外侧面和与下台体（2）的外侧面的夹角为135°-155°。
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