[实用新型]高压功率二极管

说明书

高压功率二极管包括：P型半导体衬底；设置在半导体衬底上的P型外延层；设置在外延层下部、沿水平方向延伸的N型隔离层；设置在外延层上表面的氧化物隔离层，氧化物隔离层将外延层限定为阳极区和阴极区；设置在外延层上表面上且在阳极区中的N型导电性第一阱，其配置成电连接到阳极端子；设置在外延层上表面上且在阴极区中的P型导电性第二阱，其配置为电连接到阴极端子；设置在外延层的上表面上和第二阱在水平方向间隔开的保护环结构，该保护环结构包括第三阱和与阳极端子电连接的护环端子，第三阱具有水平方向布置的N型导电性第一子阱、P型导电性第二子阱和N型导电性第三子阱；以及设置在外延层上表面的与保护环结构水平间隔的P‑子区。

技术领域

本实用新型涉及一种高压功率二极管。更具体地说，本实用新型涉及一种击穿电压超过40v的高压功率二极管。

背景技术

一般情况下，功率二极管作为DC/AC变换器被植入到高耐压、低电流驱动装置中。然而，功率二极管存在一个问题，即由于效率问题和锁存发生问题，在高电流转换器中难以使用。另一方面，功率二极管已应用于各种用途，如静电保护二极管。

功率二极管可需要等于或大于40V的高击穿电压。功率二极管可包括P型衬底、阳极和阴极。为了增加击穿电压，可需要一个围绕阳极的保护环结构。

此外，当在功率二极管的阴极和阳极之间施加正向电压时，寄生电流可以流过P型衬底。因此，为了提高功率二极管的击穿电压，可能需要抑制寄生电流。

实用新型内容

本实用新型的示例实施例分别提供具有较高击穿电压和较低寄生电流的高压功率二极管。

根据本实用新型的示例实施例，高压功率二极管包括：P型半导体衬底；设置在半导体衬底上的P型外延层；设置在外延层下部的N型隔离层，隔离层沿水平方向延伸；设置在外延层的上表面的氧化物隔离层，氧化物隔离层将外延层限定为阳极区和阴极区；设置在外延层上表面上且在阳极区中的N 型导电性第一阱，该第一阱配置成电连接到阳极端子；设置在外延层上表面上且在阴极区中的P型导电性第二阱，该第二阱配置为电连接到阴极端子；设置在外延层的上表面上和第二阱在水平方向上间隔开的保护环结构，该保护环结构包括第三阱和与阳极端子电连接的护环端子，第三阱具有水平方向布置的N 型导电性的第一子阱、P型导电性的第二子阱和N型导电性的第三子阱；以及设置在外延层上表面的与保护环结构水平间隔开的P-子区。

在一个示例实施例中，P型掩埋层可以进一步插入第二子阱和隔离层之间。

在一个示例实施例中，保护环结构还可以包括插入第一子阱和保护环端子之间的P型扩散层。

在示例实施例中，第二阱和第三阱中的每一个都可以具有围绕第一阱的保环形结构。

在一个示例实施例中，第二子阱的深度可以大于第一子阱的深度。

在一个示例实施例中，还可以在第一阱与隔离层之间、第一子阱与隔离层之间以及第三子阱与隔离层之间分别设置N型导电性的深阱。

在一个示例实施例中，P子区包括在水平方向上与保护环结构分隔开的P型导电性第四阱。

在一个示例实施例中，保护环结构可进一步包括沿水平方向布置的P型导电性的第一扩散层、N型导电性的第二扩散层和P型导电性的第三扩散层，其中第一至第三扩散层介于第一子阱和保护环端子之间。

在一个示例实施例中，保护环结构可进一步包括水平方向上布置的N型导电性第四扩散层和P型导电性第五扩散层，第四和第五扩散层介于第一子阱与保护环端子之间。

在一个示例实施例中，保护环结构还可以包括围绕第五扩散层的杂质区。