[发明专利]带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管

说明书

本发明涉及带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管，包括：第二导电区域，其中，所述第二导电区域由元胞和等离子体扩散层构成；所述等离子体扩散层包括多条条形结构的等离子扩散通道，所述等离子扩散通道用于连接所述多个构成第二导电区域元胞中的部分元胞，以使器件在承受浪涌电流冲击的情况下产生的等离子体通过所述等离子扩散通道均匀的扩散到器件表面。本发明通过设计等离子体扩散层，将多个独立的元胞结构连接起来，使得器件在受到浪涌大电流冲击的情况下，器件内部的电流以及产生的热量可以均匀地扩散到整个器件的各个区域，有效地防止器件发生局部过热造成器件损坏，从而提高器件的抗浪涌电流能力，增强器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及功率二极管技术领域，特别涉及复合PiN肖特基二极管，尤其涉及带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管。

背景技术

功率器件包括功率二极管和功率开关管，而功率二极管在电路应用中存在两种工作模式：导通模式和阻断模式，而对于导通工作模式，除了正常电流工况以外，还存在偶发浪涌大电流的异常工况。

器件的抗浪涌电流能力是描述其在极端电流冲击情况下鲁棒性的关键指标。具有卓越的抗浪涌电流能力的器件可以有效地耗散这些能量而不发生退化或失效，从而为电力装备提供更高的安全裕度，提高电力装备的可靠性和寿命。

一般而言，电力电子器件在由电路故障或雷电引起的浪涌下将会承受大电流应力。在浪涌冲击情况下，大电流乘以器件电压降将形成瞬时的能量过冲，在相当短的时间内流入器件，导致器件结温迅速升高，可能引起器件的可靠性降低，甚至发生性能退化和失效。

发明内容

本发明提供了一种带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管，旨在至少在一定程度上解决以下技术问题：

二极管等电子器件无法承受浪涌大电流冲击，可靠性低。

一方面，本申请实施例提供了一种带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管，二极管包括：PN结，形成所述PN结的第一导电区域和第二导电区域，其中，所述第一导电区域包括衬底和掺杂浓度低于所述衬底的外延层；所述第二导电区域由元胞和等离子体扩散层构成；所述多个元胞中的第一元胞包括第一区域和第二区域，所述第一区域的形状是六边形，所述第二区域的形状是环状正六边形，且所述第二区域环绕所述第一区域设置，相邻第二区域的环状正六边形连接在一起；所述多个元胞中的第二元胞包括第三区域，所述第三区域的形状是六边形；且所述第三区域与所述第二区域连接；所述等离子体扩散层包括多条条形结构的等离子扩散通道，所述等离子扩散通道用于连接多个构成第二导电区域元胞中的部分元胞，以使器件在承受浪涌电流冲击的情况下产生的等离子体，通过所述等离子扩散通道均匀的扩散到器件表面。

在一个示例中，两个所述第二元胞之间设置有一定数量的所述第一元胞；

每个所述第二元胞的周围环绕设置有多个所述第一元胞。

在一个示例中，每一所述条形结构之间间隔n层所述元胞设置，n在 0-1000000之间。

在一个示例中，所述等离子体扩散层包括：第一条形结构，所述第一条形结构穿过所述第一元胞和所述第二元胞的中心，且与被第一条形结构穿过的第一元胞的第一组对边垂直，以及与被第一条形结构穿过的第二元胞的第一组对边垂直。

在一个示例中，所述等离子体扩散层包括：第二条形结构，所述第二条形结构穿过所述第一元胞和所述第二元胞的中心，且与被第二条形结构穿过的所述第一元胞的第二组对边垂直，以及与被第二条形结构穿过的第二元胞的第二组对边垂直，所述第一条形结构与所述第二条形结构夹角60度。

在一个示例中，所述等离子扩散层包括：由所述多条条形结构的等离子扩散通道组成的交叉网状结构区域；

所述交叉网状结构区域包括交叉设置的多条所述第二条形结构，且所述多条第二条形结构中的至少两个第二条形结构夹角成60度或者120度。