CN213752685U - 一种散热型碳化硅二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种散热型碳化硅二极管，包括碳化硅二极管，所述碳化硅二极管包括碳化硅衬底、碳化硅外延层、阴极金属层、阳极金属层、SiO2层，所述阳极金属层与所述碳化硅外延层的交接处形成肖特基势垒区，所述阳极金属层包括的接触部、第一延伸部、第二延伸部，所述SiO2层填充在所述接触部外侧，所述SiO2层上端覆盖有耐高温密封胶层，所述第二延伸部边缘形成有避让槽，所述耐高温密封胶层一端延伸至所述避让槽内侧，所述阳极金属层上端形成有散热槽，所述散热槽内侧底部设有导热硅脂层、防护胶层。本实用新型的碳化硅二极管，正反向特性随温度和时间的变化小，低损耗，适用于高温、高频、大功率的设备中，并且具有优异的散热性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳化硅二极管技术领域，具体涉及一种散热型碳化硅二极管。
背景技术
碳化硅材料具有宽带隙，高击穿场强，高热导率，高饱和电子迁移速率，以及极好的物理化学稳定性等特性，适于在高温、高频、大功率和极端环境下工作，因此部分二极管应用碳化硅材料取代传统的硅材料制作成了碳化硅二极管。碳化硅二极管包括单极型器件和双极型器件两大类，单极型器件指的是在工作状态下只有一种载流子导电的器件，如肖特基二极管和结势垒肖特基二极管；双极型器件指的是在工作状态下有两种载流子导电的器件，如PiN二极管。现有技术的碳化硅二极管，普遍存在散热性能不足问题。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供一种散热型碳化硅二极管，正反向特性随温度和时间的变化小，低损耗，适用于高温、高频、大功率的设备中，并且具有优异的散热性能。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来解决：
一种散热型碳化硅二极管，包括碳化硅二极管，所述碳化硅二极管包括碳化硅衬底、覆盖在所述碳化硅衬底上端的碳化硅外延层、覆盖在所述碳化硅衬底下端的阴极金属层、连接所述碳化硅外延层上端的阳极金属层、SiO2层，所述阳极金属层与所述碳化硅外延层的交接处形成肖特基势垒区，所述阳极金属层包括与所述碳化硅外延层连接的接触部、连接在所述接触部上端的第一延伸部、连接在所述第一延伸部上端的第二延伸部，所述SiO2层填充在所述接触部外侧，所述SiO2层上端覆盖有耐高温密封胶层，所述第二延伸部边缘形成有避让槽，所述耐高温密封胶层一端延伸至所述避让槽内侧，所述阳极金属层上端形成有散热槽，所述散热槽内侧底部设有导热硅脂层、防护胶层。
具体的，所述SiO2层上端设有凹槽，所述耐高温密封胶层下端延伸至所述凹槽内侧。
具体的，所述碳化硅外延层上设有P型保护环，所述P型保护环位于所述肖特基势垒区边缘下侧。
具体的，所述阴极金属层下端中部设有第三延伸部，所述第三延伸部外侧覆盖有导热胶。
具体的，所述碳化硅二极管外侧还覆盖有防漏电绝缘层、聚酰亚胺散热膜层。
本实用新型的有益效果是：
第一、本实用新型的碳化硅二极管，相比肖特基二极管，正反向特性随温度和时间的变化更小，正向导电损耗更低，适用于高温、高频、大功率的设备中；
第二、在阳极金属层上端增加了一个散热槽，散热槽底部设有导热硅脂层，在阴极金属层的第三延伸部外侧覆盖有导热胶，在碳化硅二极管外侧覆盖有聚酰亚胺散热膜层，提升了碳化硅二极管的散热性能；
第三、在SiO2层上端覆盖有耐高温密封胶层，保证了阳极金属层与所述碳化硅外延层之间的密封性，使碳化硅外延层上端免受水氧影响。
附图说明
图1为本实用新型的一种散热型碳化硅二极管的结构示意图。
附图标记为：碳化硅衬底1、碳化硅外延层2、阴极金属层3、第三延伸部31、阳极金属层4、接触部41、第一延伸部42、避让槽421、第二延伸部43、散热槽401、SiO2层5、凹槽51、肖特基势垒区6、高温密封胶层7、导热硅脂层8、防护胶层9、P型保护环10、导热胶11、防漏电绝缘层12、聚酰亚胺散热膜层13。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示：
一种散热型碳化硅二极管，包括碳化硅二极管，碳化硅二极管包括碳化硅衬底1、覆盖在碳化硅衬底1上端的碳化硅外延层2、覆盖在碳化硅衬底1下端的阴极金属层3、连接碳化硅外延层2上端的阳极金属层4、SiO2层5，阳极金属层4与碳化硅衬底1之间由于电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，因此在阳极金属层4与碳化硅外延层2的交接处形成肖特基势垒区6，阳极金属层4包括与碳化硅外延层2连接的接触部41、连接在接触部41上端的第一延伸部42、连接在第一延伸部42上端的第二延伸部43，SiO2层5填充在接触部41外侧，为了保证阳极金属层4与碳化硅外延层2之间的密封性，防止水氧进入阳极金属层4与碳化硅外延层2之间的间隙，导致无法形成肖特基势垒区6，在SiO2层5上端覆盖有耐高温密封胶层7，第二延伸部43边缘形成有避让槽421，耐高温密封胶层7一端延伸至避让槽421内侧，阳极金属层4上端形成有散热槽401，散热槽401内侧底部设有导热硅脂层8、防护胶层9，增加了导热硅脂层8，能够快速将阳极金属层4内的热量导出至散热槽401中，再通过散热槽401传导到外界，以提升阳极金属层4的散热效率，而防护胶层9是通过胶水固化成型制得，固化后覆盖在导热硅脂层8上端，避免导热硅脂层8侧漏。
优选的，在SiO2层5上端设有凹槽51，耐高温密封胶层7下端延伸至凹槽51内侧，提升了耐高温密封胶层7与SiO2层5的配合性。
优选的，碳化硅外延层2上设有P型保护环10，P型保护环10位于肖特基势垒区6边缘下侧，P型保护环10能够使肖特基势垒区6边缘表面电场显著减弱，使碳化硅二极管的反向特性得到改善。
优选的，阴极金属层3下端中部设有第三延伸部31，第三延伸部31外侧覆盖有导热胶11，提升了碳化硅二极管下端面的散热效率。
优选的，碳化硅二极管外侧还覆盖有防漏电绝缘层12、聚酰亚胺散热膜层13，改善了碳化硅二极管外侧面的防漏电性能以及散热性能。
以上实施例仅表达了本实用新型的1种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种散热型碳化硅二极管，包括碳化硅二极管，所述碳化硅二极管包括碳化硅衬底(1)、覆盖在所述碳化硅衬底(1)上端的碳化硅外延层(2)、覆盖在所述碳化硅衬底(1)下端的阴极金属层(3)、连接所述碳化硅外延层(2)上端的阳极金属层(4)、SiO2层(5)，所述阳极金属层(4)与所述碳化硅外延层(2)的交接处形成肖特基势垒区(6)，其特征在于，所述阳极金属层(4)包括与所述碳化硅外延层(2)连接的接触部(41)、连接在所述接触部(41)上端的第一延伸部(42)、连接在所述第一延伸部(42)上端的第二延伸部(43)，所述SiO2层(5)填充在所述接触部(41)外侧，所述SiO2层(5)上端覆盖有耐高温密封胶层(7)，所述第二延伸部(43)边缘形成有避让槽(421)，所述耐高温密封胶层(7)一端延伸至所述避让槽(421)内侧，所述阳极金属层(4)上端形成有散热槽(401)，所述散热槽(401)内侧底部设有导热硅脂层(8)、防护胶层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种散热型碳化硅二极管，其特征在于，所述SiO2层(5)上端设有凹槽(51)，所述耐高温密封胶层(7)下端延伸至所述凹槽(51)内侧。
3.根据权利要求1所述的一种散热型碳化硅二极管，其特征在于，所述碳化硅外延层(2)上设有P型保护环(10)，所述P型保护环(10)位于所述肖特基势垒区(6)边缘下侧。
4.根据权利要求1所述的一种散热型碳化硅二极管，其特征在于，所述阴极金属层(3)下端中部设有第三延伸部(31)，所述第三延伸部(31)外侧覆盖有导热胶(11)。
5.根据权利要求1所述的一种散热型碳化硅二极管，其特征在于，所述碳化硅二极管外侧还覆盖有防漏电绝缘层(12)、聚酰亚胺散热膜层(13)。
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| CN114566552A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-31 | 先之科半导体科技(东莞)有限公司 | 一种降低反向漏电流的肖特基二极管 |
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