[实用新型]网格阵列二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子元件，特别是涉及一种二极管。

背景技术

19世纪末人们就发明了现在称为二极管的器件，第一次被广泛应用是在1907年的晶体矿石检波器。在20世纪60年代中硅PN结二极管开始流行，现代集成电路中二极管通常用作钳位、整流、检波等。

标准双极集成电路中一般最常使用的二极管有二种，一是双极型晶体管(BJT)的基极与集电极短接的二极管，另一种就是单独的基结与集电结(BC结)的二极管。金属氧化物场效应管兼容工艺下实现的二极管比纯双极型工艺(Bipolar)的二极管复杂多样，具有更大的寄生效应，所以当作为功率二极管应用，要避免闩锁效应(Latch-μp)，故只有通过合理的布局克服兼容工艺下的寄生效应。一般功率管设计常用的由NPN型组成，功率二极管结构采用指状或叉指状结构，其最大优点是拥有其它形状无法达到的高速。而PNP型受工艺限制很少能像NPN管承受大功率，所以运用较少，但它也能组成的功率管阵列，采用大量单元排列方形网格或六边形网格结构，其最大优点是由于单元承受功率小，所以更稳定，见图1，区域1部分是PNP管发射极，区域2部分是PNP管集电极，区域3部分是N型外延，区域4部分是PNP管基极。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种在双极型晶体管和金属氧化物场效应管兼容工艺下实现功率二极管，其应用于电源集成电路。当正向导通工作时可实现大电流通过，低功耗，低衬底漏电，高反向耐压等功能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种网格阵列二极管，包括：纵向NPN管基极与集电极通过金属连线短接的单元二极管；单元二极管为正方形元胞，呈网格状交错排列，并联为一个整体大功率二极管；单元二极管的负极由NPN管发射极组成；单元二极管的正极由NPN管基极和集电极组成；单元二极管的负极在中间低压N阱区域，正极包在四周，属于高压P阱区域；相邻二极管单元公用上下左右正极，组成网格状有源区，每个网格中心是单元二极管的负极；网格阵列PN结二极管以单元二极管的负极中心呈对称分布；所有单元管集电极公用，包围在网格阵列PN结二极管的外边N外延区域。

本实用新型的有益效果在于：在双极型晶体管和金属氧化物场效应管兼容工艺下实现功率二极管，应用于电源集成电路。当正向导通工作时可实现大电流通过，低功耗，低衬底漏电，高反向耐压等功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

图1为现有PNP型网格二极管结构示意图；

图2是实施例一所述的负极方形单元网格阵列二极管示意图；

图3是实施例一所述的负极方形单元网格阵列二极管正方形元胞示意图；

图4是实施例二所述的负极六边形单元网格阵列二极管示意图；

图5是实施例三所述的负极圆形单元网格阵列二极管示意图。

具体实施方式

本实用新型所述的网格阵列PN结二极管结构，主要包括：

纵向NPN管基极与集电极通过金属连线短接的单元二极管；

单元二极管为正方形元胞，呈网格状交错排列，并联为一个整体大功率二极管；

单元二极管的负极由NPN管发射极组成；

单元二极管的正极由NPN管基极和集电极组成；

单元二极管的负极在中间低压N阱区域，正极包在四周，属于高压P阱区域；

相邻二极管单元公用上下左右正极，组成网格状有源区，每个网格中心是单元二极管的负极；

单元二极管的负极形状可以是方形，六边形或圆形；

网格阵列PN结二极管以单元二极管的负极中心呈对称分布；

所有单元管集电极公用，包围在网格阵列PN结二极管的外边N外延区域；

实施例一：

负极方形单元网格阵列二极管示意结构见图2，区域1部分是加强N型区，其形状呈方形，其外包区域2部分低压N型阱区，区域1部分和2部分形成单元二极管的负极；区域3部分是加强P型区，形成单元二极管的正极，区域4部分是高压P型阱区，包围区域3部分和区域2部分；

二极管正方形元胞内径边长10～50μm，正极边带宽2～10μm，负极正方形边长5～25μm，元胞二极管有效电流通道面积Aact与元胞总面积Acell之比为0.4至0.6；

实施例二：

负极六边形单元网格阵列二极管示意结构见图4，区域1部分是加强N型区，其形状呈六边形，其外包区域2部分低压N型阱区，区域1部分和2部分形成单元二极管的负极；区域3部分是加强P型区，形成单元二极管的正极，区域4部分是高压P型阱区，包围区域3部分和区域2部分；