[实用新型]二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种二极管。

背景技术

在电力电子领域，二极管，特别是快速恢复二极管(Fast Recovery Diode，简称为FRD)是电力电子电路(例如逆变器)中重要器件之一。因为快速恢复二极管不是理想开关器件，反向恢复过程中发生的snap-off(震荡)常常引起其损坏，甚至在反向电压低于静态击穿电压的条件下也会发生此现象。随着逆变器频率越来越高，FRD承受的di/dt(单位时间内电流的变化)也越来越高，使其在反向恢复过程中更容易发生snap-off现象。随着电力系统应用的需求不断提升，快速恢复二极管正在向着更高电压、更大功率、更快速度的方向发展，反向恢复过程中的震荡可能会造成器件损坏或系统干扰。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种二极管，以解决现有技术中二极管在反向恢复过程中容易发生snap-off现象的问题。

为此，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

本实用新型提供了一种二极管，包括：依次分布的阳极P区、阴极N-区和阴极N+区；其中，在所述N-区中设置有N型控制区，其中所述N型控制区的平均掺杂浓度大于所述N-区的平均掺杂浓度，所述N型控制区的厚度小于所述N-区的厚度。

可选地，所述N型控制区的平均掺杂浓度小于所述N+区的平均掺杂浓度。可选地，所述N型控制区的掺杂浓度为1e12～1e15cm^-3。

可选地，所述N型控制区的浓度分布方式包括以下至少之一：均匀分布、阶梯式分布、高斯分布。

可选地，所述N型控制区设置于距离所述二极管背面预定距离处，所述预定距离大于所述N+区的厚度。

可选地，所述预定距离为20～500um。

可选地，所述N型控制区的厚度为15～100um。

可选地，通过以下至少之一的方式生成所述N型控制区：在所述N-区的预设位置通过离子注入的方式生成所述N型控制区、在所述N-区的基础上通过外延增加的方式设置所述N型控制区。

本实用新型实施例技术方案，具有如下优点：

本实用新型实施例提供了一种二极管，包括依次分布的阳极P区、阴极N-区和阴极N+区；其中，在该N-区中设置有N型控制区，其中该N型控制区的掺杂浓度小于该N+区的掺杂浓度，并且大于该N-区的掺杂浓度，该N型控制区的厚度小于该N-区的厚度。二极管容易产生震荡的一个原因是电场的截止位置处缺少相应的载流子，从而造成电流的急剧变化而产生震荡，通过加入N型控制层可以控制电场的分布，从而使得电场截止的位置处仍然具有一定的载流子浓度，不会使电流发生急剧变化而产生震荡，从而解决了现有技术中二极管在反向恢复过程中容易发生snap-off现象的问题，延长了二极管的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是常规二极管的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的二极管的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的二极管的另一个结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例N型控制层二极管的掺杂浓度分布形状示意图(1)；

图5是根据本实用新型实施例N型控制层二极管的掺杂浓度分布形状示意图(2)；

图6是根据本实用新型实施例N型控制层二极管的掺杂浓度分布形状示意图(3)；

图7是根据本实用新型实施例N型控制层二极管的掺杂浓度分布形状示意图(4)；

图8是4500V常规二极管的结构示意图；

图9是4500V常规二极管方向恢复曲线示意图；

图10是根据本实用新型实施例的具有N型控制层的4500V二极管结构示意图；

图11是根据本实用新型实施例的具有N型控制层的4500V二极管的反向恢复曲线示意图。

具体实施方式