IGBT模块用快恢复整流二极管制造技术

本实用新型专利技术涉及IGBT模块用快恢复整流二极管，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有3个环形结构，外环为高掺杂N型硅环，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅环中间有两个高掺杂P型硅基环，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅环上沉积氮掺杂碳纳米层，所述P型硅基环顶端包裹在氮掺杂碳纳米层内。本实用新型专利技术的IGBT模块用快恢复整流二极管采用氮掺杂碳纳米层和三个环形结构，内环的硅基环顶端略陷入氮掺杂碳纳米层内降低有源区对基区的注入，增加和碳纳米层的接触面积，形成的二极管结构反向恢复时间短，性能稳定。性能稳定。性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
IGBT模块用快恢复整流二极管


[0001]本技术涉及半导体功率器件，特别涉及IGBT模块用快恢复整流二极管。

技术介绍

[0002]快恢复二极管是一种具有开关特性好、反向恢复时间短的特点的半导体二极管，主要作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中。不同的应用领域对快恢复二极管的性能有不同的需求。IGBT管在使用时，一般在 EC极之间并联一个快恢复二极管，来保护IGBT管不被较高的反向电压击穿，凡是有高压反向电压的场合，就可使用快恢复二极管进行保护。采用性能优异的快恢复整流二极管替代普通整流二极管进行续流和整流，也有利于使用IGBT模块的变频器性能提高、体积缩小、工作稳定。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种IGBT模块用快恢复整流二极管。
[0004]为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]一种IGBT模块用快恢复整流二极管，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有3个环形结构，外环为高掺杂N型硅环，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅环中间有两个高掺杂P型硅基环，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅环上沉积氮掺杂碳纳米层，所述P型硅基环顶端包裹在氮掺杂碳纳米层内。
[0006]作为本技术的进一步改进，所述P型硅基环顶端在氮掺杂碳纳米层中的深度为 1～2μm。
[0007]作为本技术的进一步改进，所述外环高掺杂N型硅环宽度45μm，P型硅基环宽度 18μm。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述外环高掺杂N型硅环、两个高掺杂P型硅基环、高掺杂P型硅基区间的横向距离依次为42μm、25μm、25μm。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述碳纳米层在外环高掺杂N型硅环、高掺杂P型硅基区的覆盖宽度分别为2μm、10μm。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述环形结构曲率半径为160μm。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述电极外设有保护膜。
[0012]本技术的IGBT模块用快恢复整流二极管采用氮掺杂碳纳米层和三个环形结构，内环的硅基环顶端略陷入氮掺杂碳纳米层内降低有源区对基区的注入，增加和碳纳米层的接触面积，形成的二极管结构尺寸小，且反向恢复时间短，性能稳定。
附图说明
[0013]图1为本技术实施例1的芯片结构示意图；
[0014]图2为图1的A处断面结构示意图；
[0015]图中数字单位为μm。
具体实施方式
[0016]如图1、图2所示的IGBT模块用快恢复整流二极管，硅晶片尺寸为1.8mm
×
1.8mm，有源区尺寸为1.454mm
×
1.454mm，低掺杂的N型硅衬底1上设有高掺杂P型硅基区2，形成PN 结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，N型硅衬底上有3个环形结构，环形结构曲率半径为160μm。
[0017]环形结构外环为高掺杂N型硅环3，高掺杂P型硅基区2和外环高掺杂N型硅环3中间有两个高掺杂P型硅基环4、5，N型硅衬底1、高掺杂P型硅基区2、高掺杂P型硅基环4、 5和高掺杂N型硅环3上沉积氮掺杂碳纳米层7，P型硅基环4、5顶端包裹在氮掺杂碳纳米层 7内，深度为1～2μm。
[0018]外环高掺杂N型硅环3宽度45μm，P型硅基环4、5宽度18μm。外环高掺杂N型硅环3、两个高掺杂P型硅基环4、5、高掺杂P型硅基区2间的横向距离依次为42μm、25μm、25μm。碳纳米层在外环高掺杂N型硅环3、高掺杂P型硅基区2的覆盖宽度分别为2μm、10μm。
[0019]外环高掺杂N型硅环3、高掺杂P型硅基区2、碳纳米层7上沉积阳极金属，低掺杂的N 型硅衬底1背面沉积阴极金属，金属电极外设有保护膜。
[0020]本实施例的IGBT模块用快恢复整流二极管反向重复峰值电压V
RRM
＝420V，正向电流 I
F
＝10A，正向压降V
F
＝1.5V，反向恢复时间trr＝30ns，操作和贮存温度范围
‑
55～+150℃。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT模块用快恢复整流二极管，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有3个环形结构，外环为高掺杂N型硅环，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅环中间有两个高掺杂P型硅基环，其特征在于，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅环上沉积氮掺杂碳纳米层，所述P型硅基环顶端包裹在氮掺杂碳纳米层内；所述P型硅基环顶端在氮掺杂碳纳米层中的深度为1～2μm。2.根据权利要求1所述的一种IGBT模块用快恢复整流二极管，其特征在于，...

【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：