一种桥式整流二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种桥式整流二极管，硅晶片尺寸为3.3mm×3.3mm，有源区尺寸2.71mm×2.71mm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环，所述高掺杂的P型硅基环位于高掺杂的P型硅基层和高掺杂的N型硅扩散层之间；低掺杂的N型硅衬底和高掺杂的P型硅基层形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，N型硅衬底的背面沉积金属V作为阴极，所述N型硅衬底、高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环上设有石墨烯层；高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和石墨烯层上沉积金属Al作为阳极；阴极金属电极和阳极金属电极外设有保护膜。本实用新型专利技术的二极管尺寸小，反向击穿电压高。

【技术实现步骤摘要】
一种桥式整流二极管
本技术涉及半导体功率器件，特别涉及一种桥式整流二极管。
技术介绍
基于二极管的单向导通性能，利用二极管进行桥式整流，可将交流电转换为直流电，但作为整流元件的整流二极管，需要针对整流方式、负载大小进行不同的整流二极管选择，如果选择不当，则会导致不能安全工作，甚至可能因高压击穿烧了二极管；或者大材小用造成浪费。为扩展整流二极管的应用范围，需要提供尺寸更小，同时能耐较高电压、击穿电压高的整流二极管。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种桥式整流二极管，其尺寸小，反向击穿电压高，正向电流高。为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：一种桥式整流二极管，硅晶片尺寸为3.3mm×3.3mm，有源区尺寸2.71mm×2.71mm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环，所述高掺杂的P型硅基环位于高掺杂的P型硅基层和高掺杂的N型硅扩散层之间；低掺杂的N型硅衬底和高掺杂的P型硅基层形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底的背面沉积金属V作为阴极，所述N型硅衬底、高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环上设有石墨烯层；高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和石墨烯层上沉积金属Al作为阳极；阴极金属电极和阳极金属电极外设有保护膜。作为本技术的进一步改进，所述石墨烯层宽275μm。作为本技术的进一步改进，所述高掺杂的P型硅基环有三个，所述N型硅衬底上有三个环形结构，环形结构曲率为235μm；三个环形结构外环为高掺杂的N型硅扩散层，以及高掺杂的P型硅基层和外环高掺杂的N型硅扩散层中间的两个高掺杂的P型硅基环，从外到内依次为第一硅基环和第二硅基环。作为本技术的进一步改进，所述外环高掺杂的N型硅发射层宽度为50μm，三个硅基环的宽度为15μm；外环高掺杂的N型硅发射层、第一硅基环、第二硅基环、高掺杂的P型硅基层间横向距离依次为100μm、60μm、55μm。作为本技术的进一步改进，所述桥式整流二极管硅晶片厚度为252μm，所述高掺杂的P型硅基层和高掺杂的P型硅基环深度为62μm，所述高掺杂的N型硅扩散层深度为18μm。作为本技术的进一步改进，所述低掺杂的N型硅衬底电阻率为50Ω·cm，厚度190μm。作为本技术的进一步改进，所述阳极金属Al的厚度为4μm，所述阳极金属Al的厚度为4μm，所述阴极金属V的厚度为0.5μm。本技术的桥式整流二极管采用V作为阴极金属，并结合石墨烯层和三个环形结构，在2.71mm×2.71mm的有源区上有稳定的整流性能，其反向击穿电压920V，正向能承受的最大电流达30A，适用于小型耐高压器件的桥式整流。附图说明图1为本技术实施例1的芯片平面结构示意图；图2为本技术硅晶片外围保护环结构示意图；其中，图中涉及的数值单位为μm。具体实施方式如图1、图2所示的桥式整流二极管，包括保护膜1、高掺杂的N型硅扩散层2、阳极金属Al层3、石墨烯层4、高掺杂的P型硅基层5、低掺杂的N型硅衬底6、高掺杂的P型硅基环7和阴极金属层8；硅晶片尺寸为3.3mm×3.3mm，有源区尺寸2.71mm×2.71mm，低掺杂的N型硅衬底6上设有高掺杂的P型硅基层5、高掺杂的N型硅扩散层2和高掺杂的P型硅基环7，所述高掺杂的P型硅基环7位于高掺杂的P型硅基层5和高掺杂的N型硅扩散层2之间；低掺杂的N型硅衬底6和高掺杂的P型硅基层5形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底6呈圆角长方体状，N型硅衬底6的背面沉积金属V作为阴极8，所述N型硅衬底6、高掺杂的P型硅基层5、高掺杂的N型硅扩散层2和高掺杂的P型硅基环7上设有宽275μm的石墨烯层4；高掺杂的P型硅基层5、高掺杂的N型硅扩散层2和石墨烯层4上沉积金属Al作为阳极3；阴极金属电极8和阳极金属电极3外设有保护膜1。所述高掺杂的P型硅基环7有两个，所述N型硅衬底6上有三个环形结构，环形结构曲率为235μm；三个环形结构外环为高掺杂的N型硅扩散层2，以及高掺杂的P型硅基层5和外环高掺杂的N型硅扩散层2中间的两个高掺杂的P型硅基环7，从外到内依次为第一硅基环71和第二硅基环72。所述外环高掺杂的N型硅发射层2宽度为50μm，两个硅基环71、72的宽度为15μm；外环高掺杂的N型硅发射层2、第一硅基环71、第二硅基环72、高掺杂的P型硅基层5间横向距离依次为100μm、60μm、55μm。所述桥式整流二极管硅晶片厚度为252μm，所述高掺杂的P型硅基层5和高掺杂的P型硅基环7深度为62μm，所述高掺杂的N型硅扩散层2深度为18μm。所述低掺杂的N型硅衬底6电阻率为50Ω·cm，厚度190μm。所述阳极3金属Al的厚度为4μm，所述阴极8金属V的厚度为0.5μm本实施例的桥式整流二极管反向击穿电压BVR=800V（Typ.920V），正向电流IF=30A，操作和贮存温度范围-55~+150℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥式整流二极管，硅晶片尺寸为3.3mm×3.3mm，有源区尺寸2.71mm×2.71mm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环，所述高掺杂的P型硅基环位于高掺杂的P型硅基层和高掺杂的N型硅扩散层之间；低掺杂的N型硅衬底和高掺杂的P型硅基层形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，其特征在于，所述N型硅衬底的背面沉积金属V作为阴极，所述N型硅衬底、高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环上设有石墨烯层；高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和石墨烯层上沉积金属Al作为阳极；阴极金属电极和阳极金属电极外设有保护膜；所述石墨烯层宽275μm；所述高掺杂的P型硅基环有两个，所述N型硅衬底上有三个环形结构，环形结构曲率为235μm；三个环形结构外环为高掺杂的N型硅扩散层，以及高掺杂的P型硅基层和外环高掺杂的N型硅扩散层中间的两个高掺杂的P型硅基环，从外到内依次为第一硅基环和第二硅基环；所述外环高掺杂的N型硅发射层宽度为50μm，两个硅基环的宽度为15μm；外环高掺杂的N型硅发射层、第一硅基环、第二硅基环、高掺杂的P型硅基层间横向距离依次为100μm、60μm、55μm；所述桥式整流二极管硅晶片厚度为252μm，所述高掺杂的P型硅基层和高掺杂的P型硅基环深度为62μm，所述高掺杂的N型硅扩散层深度为18μm；所述低掺杂的N型硅衬底电阻率为50Ω·cm，厚度190μm。...

【技术特征摘要】
1.一种桥式整流二极管，硅晶片尺寸为3.3mm×3.3mm，有源区尺寸2.71mm×2.71mm，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环，所述高掺杂的P型硅基环位于高掺杂的P型硅基层和高掺杂的N型硅扩散层之间；低掺杂的N型硅衬底和高掺杂的P型硅基层形成PN结；所述低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，其特征在于，所述N型硅衬底的背面沉积金属V作为阴极，所述N型硅衬底、高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和高掺杂的P型硅基环上设有石墨烯层；高掺杂的P型硅基层、高掺杂的N型硅扩散层和石墨烯层上沉积金属Al作为阳极；阴极金属电极和阳极金属电极外设有保护膜；所述石墨烯层宽275μm；所述高掺杂的P型硅基环有两个，所述N型硅衬底上有三个环形结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰敏，
申请(专利权)人：傲迪特半导体南京有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32