本实用新型专利技术公开了一种带雪崩特性的GaN基肖特基二极管器件。器件包括将两个反向额定电压相同的GaN基肖特基二极管与Si基二极管并联，使得器件在反向工作时，当反向耐压超过器件的反向额定电压时，通过Si基二极管的雪崩击穿效应，固定反向电压，并且通过Si基二极管的雪崩效应产生雪崩电流，反馈给保护电路。从而保护器件本身以及整个电路系统，增强器件和电路的安全性与稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力电子器件制造以及电力电子电路领域，尤其设计一种带雪崩击穿特性的GaN基肖特基二极管器件。
技术介绍
GaN基半导体材料由于具有宽禁带、高电子迀移速度、高热导率、耐腐蚀，抗辐射等突出优点，在制作高温、高频、大功率电子器件方面有着独特的优势。GaN基高压肖特基二极管由于相较于Si基二极管器件具有更低的导通电阻，更高的反向耐压，以及极短的反向恢复时间，以及比SiC基二极管器件具有更低的价格，得到了广泛的研宄和发展。但是，由于肖特基二极管在反向工作时，随着耐压的升高会发生肖特基势皇降低效应和势皇隧穿效应，这样就会使得器件反向工作时的漏电流大大升高。GaN材料高的缺陷密度，也会升高器件反向工作时的漏电流。由于GaN材料高的击穿雪崩击穿电场，在器件的反向漏电流很高时也很难达到雪崩击穿。这样就会使得所设计GaN基二极管器件的反向额定电压远低于材料发生雪崩击穿时的耐压。然而，对于Si基高压二极管材料，由于Si材料低的雪崩击穿电场，当反向电压超过器件反向额定电压时会发生雪崩击穿。在实际电路中，当电路不稳定，使得器件反向工作电压高于额定电压达到雪崩击穿电压时，由于雪崩效应使得器件上反向电压固定。固定反向电压下直线上升的反向漏电流，也会触发电路中的保护装置，从而保护整个电力电子系统。对于GaN基肖特基二极管器件，当反向电压高于GaN基肖特基二极管的反向额定压时，由于不会雪崩击穿，反向电压不能固定。在不稳定的电路中，会发生反向电压与反向漏电流同时上升的现象。而过高的反向电压与反向漏电流不但会增加电路的功耗，而且会对功率器件自身以及电路产生破坏作用。在电路设计中，缺少了雪崩电流的反馈作用，也会增加反馈电路的设计难度。因此，GaN基肖特基二极管的反向工作特性需要改进。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的旨在解决常规GaN基肖特基二极管在实际应用中，反向工作时，当反向电压超过反向额定电压时，不能固定反向电压，不能形成雪崩电流反馈的问题。为了实现上述专利技术目的的其技术方案为，一种带雪崩击穿特性的GaN肖特基二极管器件，其结构为，反向耐压大于或者等于设计所需反向额定电压的GaN基肖特基二极管。上述GaN肖特基二极管的阴极与所述的Si基二极管阴极相连。为了达到设计所需的正向额定电流与反向额定电压的要求之目的其技术方案为，上述GaN基肖特基二极管由两个或两个以上GaN基二极管相互串联或并联的模块，整体反向额定耐压为整个模块的反向额定电压。当单个Si基二极管不能达到设计要求反向额定电压时，上述Si基二极管是由两个或两个以上Si基二极管相互串联或并联的模块，其反向额定电压为整个模块的反向额定电压。上述GaN基肖特基二极管器件，与其搭配的Si基二极管的结构是通用型二极管结构。上述一种带雪崩击穿特性的GaN肖特基二极管器件的制作方法包括以下步骤:步骤一:选择反向耐压大于或者等于设计所需反向额定电压的GaN基肖特基二极管。步骤二:选择反向额定电压等于设计要求反向额定电压的Si基二极管。步骤三:将步骤一中所述的GaN基肖特基二极管阳极与步骤二中所述的Si基二极管或阳极相连，将步骤一中所述的GaN基肖特基二极管的阴极与将步骤一中所述的Si基二极管阴极相连。其中步骤一所述的GaN基肖特基二极管器件，可以是GaN体材料肖特基二极管也可以是AlGaN/GaN HEMTs肖特基二极管。其中，为了达到设计所需的正向额定电流与反向额定电压的要求，步骤一中所述的GaN基肖特基二极管也可以是两个或者两个以上的GaN基二极管相互串联或者并联形成的模块，其反向额定耐压为整个模块的反向额定电压。其中，当单个Si基二极管不能达到设计要求反向额定电压时，步骤二中所述的Si基二极管也可以是两个或者两个以上Si基二极管相互串联的模块，其反向额定电压为整个模块的反向额定电压。其中步骤二中所述的Si基二极管的结构可以是各种结构，如:肖特基结构、PiN结构等等。其中步骤三种所述的GaN基二极管与Si基二极管的连接方法，可以是各种方法，如:封装为DBC模块、电路板焊接或者其他封装形式。本专利技术中应用Si基二极管与GaN基肖特基二极管并联，利用了 Si基二极管反向电压超过额定电压的雪崩击穿效应，固定反向电压，形成雪崩电流反馈，从而保护了器件与电路。改进了 GaN基肖特基二极管的反向特性。增强了电路系统的安全性与稳定性。【附图说明】附图1是本专利技术实施实例中，将一个GaN基肖特基二极管与一个Si基二极管并联的示意图附图2是本专利技术实施实例中，将一个GaN基肖特基二极管与二个或两个以上串联的Si基二极管并联的示意图附图3是本专利技术实施实例中，将两个或者两个以上串联GaN基肖特基二极管与一个Si基二极管并联的示意图附图4是本专利技术实施实例中，将两个或者两个以上并联的GaN基肖特基二极管与一个Si基二极管并联的示意图附图5是本专利技术实施实例中，将两个或者两个以上并联的GaN基肖特基二极管与两个或者两个以上串联的Si基二极管并联的示意图【具体实施方式】本专利技术中应用Si基二极管与GaN基二极管并联，利用了 Si基二极管雪崩击穿效应，固定反向电压，形成雪崩电流反馈，从而保护了器件与电路。改进了 GaN基肖特基二极管的反向特性。增强了电路系统的安全性与稳定性。为进一步说明本专利技术的特征和技术方案，以下结合附图通过具体实施例的描述，进一步详细说明本专利技术的结构、优点和性能。实施实例一:将两个反向额定电压相同GaN基肖特基二极管与Si基二极管并联，如附图1所示。实施实例二:当单个Si基二级管的反向额定电压不能达到GaN基肖特基二极管的反向额定电压时，串联两个或者两个以上Si基二极管使其总的反向额定电压与一个GaN基肖特基二极管的反向额定电压相同，将串联的Si基二极管与GaN基二极管并联，如附图2所示。实施实例三:当单个GaN基肖特基二极管不能达到设计要求的反向额定电压时，串联两个或者两个以GaN基肖特基二极管，使其总的反向额定电压等于设计要求的反向额定电压。选择与串联GaN基二极管总的反向额定电压相同的Si基二极管，并将其与串联的GaN基二极管并联，如附图3所示。实施实例四:当单个GaN基肖特基二极管不能达到设计要求的正向额定电流时，并联两个或者两个以上GaN基肖特基二极管，使其总的额定电流达到设计要求的正向额定电流，选择与并联GaN基二极管相同反向额定电压的Si基二极管，并将其与并联的GaN基二极管并联，如附图4所示。实施实例五:并联两个或者两个以上GaN基肖特基二极管，串联两个或者两个以上Si基二极管使其反向额定电压与并联GaN基肖特基二极管反向额定电压相同，将串联的Si基二极管其与并联的GaN基二极管并联，如附图5所示。上面结合附图对本专利技术的实施实例做了详细说明，但是本专利技术不限于上述实施实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下做出各种变化。【主权项】1.一种带雪崩击穿特性的GaN基肖特基二极管器件，其特征是，反向耐压大于或者等于设计所需反向额定电压的GaN基肖特基二极管，反向额定电压等于设计要求反向额定电压的Si基二极管，所述的GaN基肖特基二极管阳极与所述的Si基二极管的阳极相连，将所述的GaN基肖特基二极管的阴极与所述的Si基二极管阴极相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带雪崩击穿特性的GaN基肖特基二极管器件，其特征是，反向耐压大于或者等于设计所需反向额定电压的GaN基肖特基二极管，反向额定电压等于设计要求反向额定电压的Si基二极管，所述的GaN基肖特基二极管阳极与所述的Si基二极管的阳极相连，将所述的GaN基肖特基二极管的阴极与所述的Si基二极管阴极相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何志，谢刚，
申请(专利权)人：佛山芯光半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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