CN207602577U - 一种用于igbt模块的二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于IGBT模块的二极管，硅晶片尺寸为3.4mm×4.5mm，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，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型硅发射区上有石墨烯层。本实用新型的二极管，正向反向击穿电压高，正向能承受的最大电流高。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体功率器件，特别涉及一种用于IGBT模块的二极管。
背景技术
二极管是一种IGBT模块常用器件，IGBT模块用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。目前IGBT模块还需要能耐高压大电流的二极管来适应IGBT模块的不同需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于IGBT模块的二极管，其反向击穿电压高，正向能承受的最大电流高。
实现本实用新型的技术方案是：一种用于IGBT模块的二极管，硅晶片尺寸为3.4mm×4.5mm，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，电极外设有保护膜，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型硅发射区上有石墨烯层。
作为本实用新型的进一步改进，所述低掺杂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V/Ni/Ag混合物作为阴极。
作为本实用新型的进一步改进，所述石墨烯层宽327μm。
作为本实用新型的进一步改进，所述二极管硅晶片厚度为270μm，高掺杂P型硅基区深度为110μm，所述高掺杂N型硅发射区深度为20μm。
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160μm。
作为本实用新型的进一步改进，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231μm，外环高掺杂N型硅发射区宽度55μm，内环硅基环宽度13μm。
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V/Ni/Ag混合物的厚度为0.5μm。
本实用新型的二极管，正向反向击穿电压高，正向能承受的最大电流高。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的芯片平面结构示意图；
图2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
如图1所示的二极管，包括保护膜1、高掺杂的N型硅发射区2、阳极金属Al层3、石墨烯层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上有石墨烯层4，所述石墨烯层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阴极金属V/Ni/Ag混合膜8作为阴极，所述电极外设有保护膜1。
如图1、2所示，本实用新型的二极管硅晶片尺寸为3.4mm×4.5mm，厚度为270μm，有源区面积2.692mm×3792mm，阳极金属Al膜3沉积于N型硅衬底6的上方，厚度为4μm，阴极金属V/Ni/Ag混合膜8沉积于N型硅衬底6的下方，厚度为0.5μm，石墨烯层4宽为327μm，N型硅衬底电阻率为100Ω·cm，厚度160μm。
N型硅衬底6上方设有4个环形结构，基环71宽13μm，深110μm，与高掺杂P型硅基区5横向距离55μm，基环72宽13μm，深110μm，与基环71横向距离60μm，基环73宽13μm，深110μm，与基环72横向距离65微米，最外层为环形高掺杂的N型硅发射区2，宽55μm，深20μm，与基环73横向距离80μm，4个环形结构总宽度354μm，曲率231μm。
本实施例的二极管反向击穿电压BVR=1200V，正向电流IF=40A，正向压降VF=2V，操作和贮存温度范围-55~+150℃。
Claims (7)
1.一种用于IGBT模块的二极管，硅晶片尺寸为3.4mm×4.5mm，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，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型硅发射区上有石墨烯层。
2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述低掺杂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V/Ni/Ag混合物作为阴极。
3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述石墨烯层宽327μm。
4.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述二极管硅晶片厚度为270μm，高掺杂P型硅基区深度为110μm，所述高掺杂N型硅发射区深度为20μm。
5.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，所述低掺杂的N型硅衬底电阻率为100Ω·cm，厚度160μm。
6.根据权利要求1所述的二极管，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231μm，外环高掺杂N型硅发射区宽度55μm，内环硅基环宽度13μm。
7.根据权利要求2所述的二极管，其特征在于，所述阳极金属Al的厚度为4μm，所述阴极金属V/Ni/Ag混合物的厚度为0.5μm。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109443295A (zh) * | 2018-10-28 | 2019-03-08 | 北京工业大学 | 一种用于汽车级IGBT芯片表面Al金属化层粗糙度的测试方法 |
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