[实用新型]用于反激式变换器的功率集成二极管芯片结构

说明书

本实用新型公开了一种用于反激式变换器的功率集成二极管芯片结构。该结构自下至上依次包括阴极金属、衬底、外延层、多晶硅层、介质层及阳极金属。所述阴极金属及阳极金属分别作为芯片的两个电极。所述外延层与所述衬底具有相同的导电类型。所述外延层的上部形成有用于形成纵向PN结的第一阱区、用于终端环区的若干第二阱区及用于形成横向PN结的沟槽。所述第一阱区与所述外延层构成高压慢恢复二极管的有源区。所述若干第二阱区与所述外延层构成终端环区。所述沟槽用于构成中低压横向二极管的有源区。本实用新型结构简单、体积更小、慢恢复特性更佳，并能减少与其相连的MOS管截止瞬间的过冲电压。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种用于反激式变换器的功率集成二极管芯片结构。

背景技术

反激式(Flyback)变换器又称单端反激式转换器。因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。反激式变换器以其电路结构简单，成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱。常规的反激式变换器电路如图1所示，该电路的缺点是：由于元件寄生参数的影响，会在开关管的漏极产生振铃和过冲，导致MOS管的压力增大，损耗增加。其中的振铃是MOS关断时漏感Lleak、Rclp和Clump组成的振荡电路引起的。

传统的抑制振铃的方法是：在图1中的Cclp支路上串联一个阻尼电阻，或者在图1中的Dclp的阳极处串联一个阻尼电阻。这两种方法中都能有效地抑制振铃，但都会显著增加MOS管截止瞬间的过冲电压。

因此，有必要提出一种用于反激式变换器的功率集成二极管芯片，在保证成本和体积的前提下，能够抑制振铃且具有较好的慢恢复特性，以减少MOS管截止瞬间的过冲电压。

实用新型内容

鉴于此，有必要提供一种用于反激式变换器的功率集成二极管芯片结构，具备体积小、慢恢复特性更好，并能减少与其相连的MOS管截止瞬间的过冲电压。

本实用新型为达上述目的所提出的技术方案如下：

一种用于反激式变换器的功率集成二极管芯片结构，所述结构自下至上依次叠层包括阴极金属、衬底、外延层、场氧化层、多晶硅层、介质层及阳极金属，所述阴极金属及所述阳极金属分别作为功率集成二极管芯片的两个电极，所述外延层与所述衬底具有相同的导电类型，所述外延层的上部设有用于形成纵向PN结的第一阱区、用于形成终端环区的若干第二阱区及用于形成横向PN结的沟槽，所述第一阱区与所述外延层构成高压慢恢复二极管的有源区，所述若干第二阱区与所述外延层构成终端环区，所述沟槽用于构成中低压横向二极管的有源区。

进一步地，所述沟槽的一端形成有第一导电类型的第三阱区，所述沟槽的另一端内有与第三阱区极性相反的多晶硅填充区，用于与所述第三阱区形成横向PN结。

进一步地，所述第一阱区、所述若干第二阱区及所述第三阱区内均纵向形成有多个不同浓度的掺杂区。

进一步地，所述第一阱区、所述若干第二阱区及所述第三阱区内均纵向形成有两个不同浓度的掺杂区。

进一步地，所述外延层的层数为两层，自下而上包括第一外延层及第二外延层，且所述第二外延层的电阻率和厚度均对应大于所述第一外延层的电阻率和厚度。

进一步地，所述多晶硅层还包括多晶硅场板及多晶硅电阻，所述多晶硅场板用于提高高压慢恢复二极管的击穿电压，所述多晶硅电阻用于减轻震荡，所述多晶硅电阻包括第一端及第二端。

进一步地，所述介质层上形成有第一接触孔、第二接触孔、第三接触孔、第四接触孔、第五接触孔及第六接触孔，所述第一接触孔与所述沟槽的第一端表面相通，所述第二接触孔与所述多晶硅电阻的第一端的表面相通，所述第三接触孔与所述第一阱区的表面相通，所述第四接触孔与所述第二阱区的表面相通，所述第五接触孔与所述沟槽的第二端表面相通，所述第六接触孔与所述多晶硅电阻的第二端的表面相通。