[发明专利]一种大导通电流的碳化硅二极管

说明书

本发明系提供一种大导通电流的碳化硅二极管，包括竖立设置的肖特基金属板，肖特基金属板的相对两侧均连接有一个阴极模块板，肖特基金属板和两个阴极模块板外包围有陶瓷保护套；肖特基金属板中设有竖立的高导电芯层，高导电芯层的顶部连接有水平的阳极金属层；阴极模块板包括依次层叠于肖特基金属板侧面的N型外延层、N型衬底和欧姆接触层，欧姆接触层的顶部连接有水平的阴极金属层；阳极金属层与阴极金属层之间设有绝缘防护层，绝缘防护层上设有防溢层，防溢层位于阳极金属层和阴极金属层所在平面的上方。本发明能够实现导通电流的倍增效果，整体结构简洁，加工精度要求较低，高导电芯层能够提高碳化硅二极管的响应速度。

技术领域

本发明涉及二极管，具体公开了一种大导通电流的碳化硅二极管。

背景技术

碳化硅二极管是指利用碳化硅作为衬底的二极管结构，相较于传统的硅材料具有工作频率更快、工作损耗更小、工作温度更高的特点，碳化硅二极管一般指碳化硅肖特基二极管，是采用碳化硅作为衬底，并利用金属和N型半导体之间形成肖特基势垒的半导体器件。

现有技术中，单片碳化硅二极管的导通电流有限，通常单芯片的工作电流在100A以下，无法满足高压高电流的电路应用环境，现有技术的碳化硅二极管应用的受限性大，部分碳化硅二极管通过设置多个凹陷槽来增大肖特基势垒的面积，从而提高其导通电流，但这种结构的加工精度要求高，加工成本高。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种大导通电流的碳化硅二极管，能够有效提高导通电流，整体结构简洁，加工精度要求较低。

为解决现有技术问题，本发明公开一种大导通电流的碳化硅二极管，包括竖立设置的肖特基金属板，肖特基金属板的相对两侧均连接有一个阴极模块板，肖特基金属板和两个阴极模块板外包围有陶瓷保护套；

肖特基金属板中设有竖立的高导电芯层，高导电芯层的顶部连接有水平的阳极金属层，阳极金属层覆盖在肖特基金属板的顶端面上；

阴极模块板包括依次层叠于肖特基金属板侧面的N型外延层、N型衬底和欧姆接触层，欧姆接触层的顶部连接有水平的阴极金属层，阴极金属层覆盖于N型衬底的顶面；

阳极金属层与阴极金属层之间设有绝缘防护层，绝缘防护层上设有防溢层，防溢层位于阳极金属层和阴极金属层所在平面的上方。

进一步的，肖特基金属板的厚度为D，高导电芯层的厚度为d，D≥3d。

进一步的，肖特基金属板为氮化钛板或钛铝合金板。

进一步的，高导电芯层为石墨烯层。

进一步的，阳极金属层为金属铜层或金属钨层，阴极金属层为金属铜层或金属钨层。

进一步的，N型衬底为N+型碳化硅单晶片，N型外延层为N-型碳化硅单晶片。

进一步的，欧姆接触层为金属镍层或金属镉层。

进一步的，N型外延层的上下两端内均设有P型注入层，P型注入层的端面与肖特基金属板的侧面连接。

进一步的，肖特基金属板和两个阴极模块板的底部设有钝化层。

本发明的有益效果为：本发明公开一种大导通电流的碳化硅二极管，在一个肖特基金属板的两侧形成有两个肖特基势垒，能够令单个的碳化硅二极管实现导通电流的倍增效果，可应用于高压高电流的电路环境，整体结构简洁，加工精度要求较低，制作成本低，高导电芯层能够将电流快速地传递到与之平行的肖特基金属板的各处，可有效提高碳化硅二极管的响应速度，肖特基金属层和阴极模块板与陶瓷保护套的至少两侧面平行，大面积接触的效果能够显著提高整体结构的散热性能，即使在大电流的环境中工作也不会积热过多。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。