[实用新型]用于电解保护的二极管器件结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于电解保护的二极管器件结构。

背景技术

在普通的LED驱动线路中，一般LED所在线路的两端并联一电解电容电路，如图1所示，当LED出现故障时，利用电解电容对线路进行保护。在正常工作时，LED驱动线路提供恒定电流给LED灯供电。LED灯在失效的时候存在开路和短路两种模式。当LED灯短路时，驱动线路中的IC会提供短路保护，使LED灯停止工作。即使IC异常，也就只是把保险丝和桥电路部分烧毁。当LED灯开路时，驱动线路中的IC会提供开路保护，此种保护是通过检测电解电容上的电压上升到一定值后进行保护，此种保护方法相对不可靠。当IC不能很好保护时，若电解电容两端的电压长时间高于额定电压，电解电容会烧毁炸裂，严重时会引起火灾等安全隐患。为了解决该问题，目前市场上主要采用两种方式解决该问题。

一是采用更高电压的电解电容，这样的好处是即使IC没有保护动作，也不会引起电解烧毁。但是采用更高电压的电解电容会带来成本上升，另外在部分升压线路中，及时采用更高电压的电解电容也无法解决问题。

二是在电解电容上并联一个TVS或稳压管，如图2所示，在LED灯开路时，电解电容上的电压持续上升，然后TVS或稳压管起电压箝位作用。由于此时TVS或稳压管长时间工作在反向状态，消耗功率比较大。有种设计是希望有意烧毁该TVS或稳压管，来达到保护电解电容的目的。该方案最大的问题是受外围影响比较大，比如封装散热、PCB板布局、线路工作电流等，重复性差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于电解保护的二极管器件结构，该结构具有过压保护功能，当两端电压达到一定程度后器件呈低阻状态。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种用于电解保护的二极管器件结构，包括P型基底材料，在所述P型基底材料上，从下到上依次设置有的第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；

所述第一区域为在P型基底材料的背面进行的大面积的浓磷掺杂区域，该第一区域的方块电阻为0.2-20Ω/m2，结深为3-20μm；

所述第二区域为P型基底材料无掺杂的本征区域；

所述第三区域为在P型基底材料的上半部进行的淡磷掺杂区域，该第三区域的方块电阻为20-100Ω/m2，结深10-40μm，第三区域的宽度为100-5000μm；

所述第四区域为在P型基底材料的上表面进行的浓硼掺杂区域，该第四区域的方块电阻为0.2-20Ω/m2，结深为1-15μm，第四区域的宽度为100-5000μm；

在所述第四区域的上表面上还设置有表面钝化层；

上述四个区域形成NPNP型四层结构，此四层结构包括三个PN结，当第一区域与第四区域之间的正向电压使第二区域与第三区域之间的PN结击穿时，此四层结构呈导通状态。

进一步，在所述P型基底材料的上表面所述第四区域的周围还设置有第五区域，第五区域为在P型基底材料的上表面进行的浓磷掺杂区域，该第五区域的方块电阻为0.2-20Ω/m2，结深为3-20μm；所述第五区域的靠近第三区域的一侧与第三区域重叠。

进一步，在所述P型基底材料的上表面边缘设置有第六区域，第六区域为在P型基底材料的上表面进行的浓硼掺杂区域，该第六区域的方块电阻为0.2-20Ω/m2，结深为1-15μm。

进一步，所述表面钝化层为氧化钝化层或SIPOS钝化层，氧化钝化层的厚度为1-4μm，SIPOS钝化层的厚度1-4μm。

进一步，第三区域的宽度为100-5000μm，第四区域的宽度为100-5000μm，并且第三区域被第四区域包围。

本实用新型还提供另一种用于电解保护的二极管器件结构，包括N型基底材料，在所述N型基底材料上，从下到上依次设置有的第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；

所述第一区域为在N型基底材料的背面进行的大面积的浓硼掺杂区域，该第一区域的方块电阻为0.2-20Ω/m2，结深为3-20μm；

所述第二区域为N型基底材料无掺杂的本征区域；

所述第三区域为在N型基底材料的上半部进行的淡硼掺杂区域，该第三区域的方块电阻为20-100Ω/m2，结深10-40μm，第三区域的宽度为100-5000μm；

所述第四区域为在N型基底材料的上表面进行的浓磷掺杂区域，该第四区域的方块电阻为0.2-20Ω/m2，结深为1-15μm，第四区域的宽度为100-5000μm；