[实用新型]恒流二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种恒流二极管。

背景技术

恒流二极管(Current Regulative Diode，简称CRD)是近年来问世的半导体恒流器件，正向导通，反向截止是二极管的正向特性。其中，恒流二极管在正向工作时存在一个恒流区，在此区域内输出的电流基本不随电压而改变。恒流二极管只有两个电极，很方便并联扩展电流，串联扩展电压。由于恒流二极管的恒流性能好、结构简单、使用方便、成本低廉，因此广泛应用于LED、半导体激光器，以及其他需要恒电流供电驱动的场合。

恒流二极管是利用栅源短接的结型场效应管工作的，一般采用平面沟道JFET结构。请参考图1和图2，其中，图1是现有技术的恒流二极管的结构俯视图，图2是图1沿A-A’线的剖面示意图。平面沟道JFET结构的恒流二极管100包括：衬底10，所述衬底10采用高掺杂的P型半导体材料(P+)；形成于所述衬底10上的外延层11，所述外延层11采用低掺杂的N型半导体材料(N-)；形成于所述外延层11中的栅极12、源极13、漏极14，形成于所述栅极12、源极13、漏极14上的表面电极16，一般的，恒流二极管100还包括隔离区等必要结构。其中，栅极12为P型(P+)，源极13和漏极14都为N型(N+)，栅极12的表面和漏极14的表面通过表面电极16短接在一起。

如图1所示，在现有技术的平面沟道JFET结构的恒流二极管100中，栅极12包围源极13，漏极14包围栅极12，栅极12、源极13、漏极14之间通过外延层11实现电性隔离。当在恒流二极管100上施加正向电压时，电流I’从源极13，经栅极12下方的外延层11(沟道区)，流向与栅极12短接的漏极14，再通过表面电极16，经过隔离区流向衬底10，如图2所示。恒流二极管100的恒定电流值主要由N型外延层11的厚度、N型外延层11的电阻率和栅级12的结深决定。然而，由于N型外延层11受到P型衬底自掺杂的影响，外延厚度及浓度的均匀性都比较差，因此N型外延层11的电阻率、外延厚度的均匀性较差。同时，由于外延层11的电阻率不均匀又导致栅级12的结深不均匀，造成恒定电流值的均匀性较差，影响了恒流二极管100的成品率。

可见，平面沟道JFET结构的恒流二极管100的电流值的差异比较大，因此产品的成品率比较低。

因此，如何改善现有技术中恒流二极管的电流值的均匀性已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种恒流二极管，以提高现有的恒流二极管的电流值的均匀性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种恒流二极管，所述恒流二极管包括：衬底；形成于所述衬底上的外延层；形成于所述衬底和外延层之间的第一掺杂区；形成于所述外延层中的第二掺杂区、第三掺杂区和第四掺杂区；形成于所述第三掺杂区表面的第一正电极和形成于所述第二掺杂区表面和第四掺杂区表面的第二正电极；形成于所述衬底背面的负电极；

其中，所述第三掺杂区和第四掺杂区之间具有若干在第一方向上并排排列的所述第二掺杂区；

所述第一掺杂区与所述第二掺杂区接触，所述第二掺杂区的表面通过所述第二正电极与所述第四掺杂区的表面导通；

所述第一掺杂区和第二掺杂区均为第一导电型，所述第三掺杂区和第四掺杂区均为第二导电型，所述第一导电型与所述第二导电型的导电类型相反。

优选的，在所述的恒流二极管中，所述恒流二极管还包括两个第五掺杂区，所述第五掺杂区形成于所述外延层中，并与所述第一掺杂区接触，两个所述第五掺杂区与若干所述第二掺杂区在第一方向上并排排列，所述第三掺杂区和第二掺杂区设置于两个所述第五掺杂区之间。

优选的，在所述的恒流二极管中，相邻的所述第二掺杂区之间的距离相等。

优选的，在所述的恒流二极管中，所述第四掺杂区与所述衬底接触。

优选的，在所述的恒流二极管中，所述外延层上设置有绝缘层，所述绝缘层位于所述第二掺杂区和第四掺杂区的上面。

优选的，在所述的恒流二极管中，所述衬底的材料采用高掺杂的N型硅衬底，所述外延层的材料采用低掺杂的N型硅，所述第一掺杂区和第二掺杂区均为P型导电型，所述第三掺杂区和第四掺杂区均为N型导电型。

优选的，在所述的恒流二极管中，所述衬底的材料采用高掺杂的P型硅衬底，所述外延层的材料采用低掺杂的P型硅，所述第一掺杂区和第二掺杂区均为N型导电型，所述第三掺杂区和第四掺杂区均为P型导电型。