一種環(huán)狀pn結(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，具體是一種環(huán)狀PN結(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]PN結(jié)是采用不同的摻雜工藝，通過擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體(通常是硅或鍺)基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)(英語:PN junct1n)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕请娮蛹夹g(shù)中許多器件所利用的特性，例如半導(dǎo)體二極管、雙極性晶體管的物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003]恒流二極管是一種在固定電壓段能將電流鉗位在某一額定值的半導(dǎo)體器件，在恒流電源、LED驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域都有重要作用。
[0004]目前已有的恒流二極管采用了J-FET技術(shù)，是一種場(chǎng)效應(yīng)器件，其優(yōu)點(diǎn)是恒流值的公差小，精確性高，但耐壓很低，一般不超過100V。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)【背景技術(shù)】存在的問題，提出一種環(huán)狀PN結(jié)。
[0006]技術(shù)方案是:
[0007]一種環(huán)狀PN結(jié)，其特征在于所述環(huán)狀PN結(jié)采用臺(tái)階PN結(jié)，在其PN結(jié)面中心位置構(gòu)造有圓形階面凹陷，與外圍形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
[0008]所述臺(tái)階PN結(jié)嵌入在襯底上表面，臺(tái)階PN結(jié)底部與襯底上表面處于同一平面；在襯底的上表面邊緣生長(zhǎng)有氧化層，所述氧化層并覆蓋臺(tái)階PN結(jié)；在臺(tái)階PN結(jié)的底部上方設(shè)有鋁層，所述鋁層并覆蓋氧化層邊緣。
[0009]所述襯底為N型襯底，片厚200 μ m，電阻率50 ;所述氧化層厚度2 μ m?
[0010]所述外圍為P-區(qū)，硼擴(kuò)散，結(jié)深50 μπι，表面方塊電阻500 ;所述圓形階面凹陷為P+區(qū)，硼擴(kuò)散，結(jié)深20 μ m，表面方塊電阻20。
[0011]所述襯底雙面拋光，各去除10 μ m表面損傷層。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果
[0013]采用XJ4810半導(dǎo)體特性圖示儀對(duì)應(yīng)用本實(shí)用新型的環(huán)狀PN結(jié)的恒流二極管進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果如圖4所示，Vl = 270，表明擊穿電壓已經(jīng)達(dá)到270V以上，圓圈標(biāo)記處顯示為Il+Λ i的恒流區(qū)特征。通過以上試驗(yàn)可知，應(yīng)用本實(shí)用新型的環(huán)狀PN結(jié)的恒流二極管具備恒流特性，且擊穿電壓已突破現(xiàn)有產(chǎn)品的2倍以上。通過調(diào)整襯底材料、P-以及P+濃度，可以進(jìn)一步調(diào)整擊穿電壓以及恒流電流，為高壓恒流器件提供一種可行性方案。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型環(huán)狀PN結(jié)剖面示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型環(huán)狀PN結(jié)俯視示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為試驗(yàn)效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此:
[0019]實(shí)施例1，結(jié)合圖1-圖2，一種環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀PN結(jié)采用臺(tái)階PN結(jié)2，在其PN結(jié)面中心位置構(gòu)造有圓形階面凹陷2-1，與外圍2-2形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
[0020]實(shí)施例2，結(jié)合圖3，如實(shí)施例1所述的一種環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)，它包括實(shí)施例1中所述的臺(tái)階PN結(jié)2，所述臺(tái)階PN結(jié)2嵌入在襯底I上表面，臺(tái)階PN結(jié)2底部與襯底I上表面處于同一平面；在襯底I的上表面邊緣生長(zhǎng)有氧化層3，所述氧化層3并覆蓋臺(tái)階PN結(jié)2 ;在臺(tái)階PN結(jié)2的底部上方設(shè)有鋁層4，所述鋁層4并覆蓋氧化層3邊緣。
[0021]實(shí)施例3，如實(shí)施例2所述的一種環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)，所述襯底I為N型襯底，片厚200 μ m，電阻率50 ;所述氧化層3厚度2 μπι。
[0022]實(shí)施例4，如實(shí)施例3所述的一種環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)，所述外圍2-2為P-區(qū)，硼擴(kuò)散，結(jié)深50 μ m，表面方塊電阻500 ;所述圓形階面凹陷2-1為P+區(qū)，硼擴(kuò)散，結(jié)深20 μ m，表面方塊電阻20。
[0023]實(shí)施例5，如實(shí)施例3所述的一種環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)，所述襯底I雙面拋光，各去除10 μ m表面損傷層。
[0024]作用原理及試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合圖4，當(dāng)P區(qū)接-電，N區(qū)接+電，本實(shí)用新型產(chǎn)品處于反向擊穿狀態(tài)，當(dāng)電壓升至Vl，P+區(qū)的PN結(jié)被反向擊穿，電流上升，當(dāng)電流達(dá)到11，P+區(qū)的PN結(jié)完全打開，P-區(qū)開始承受耐壓，電流為11+ Λ i，當(dāng)電壓達(dá)到V2，P-區(qū)被反向擊穿，整個(gè)PN結(jié)完全打開。Vl = 270，表明擊穿電壓已經(jīng)達(dá)到270V以上，圓圈標(biāo)記處顯示為11+Λ i的恒流區(qū)特征。通過以上試驗(yàn)可知，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)具備恒流特性，且擊穿電壓已突破現(xiàn)有產(chǎn)品的2倍以上。通過調(diào)整襯底材料、P-以及P+濃度，可以進(jìn)一步調(diào)整擊穿電壓以及恒流電流，為高壓恒流器件提供一種可行性方案。
[0025]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神做舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)狀PN結(jié)，其特征在于所述環(huán)狀PN結(jié)采用臺(tái)階PN結(jié)(2)，在其PN結(jié)面中心位置構(gòu)造有圓形階面凹陷(2-1)，與外圍(2-2)形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)狀PN結(jié)，所述臺(tái)階PN結(jié)⑵嵌入在襯底⑴上表面，臺(tái)階PN結(jié)(2)底部與襯底(I)上表面處于同一平面；在襯底(I)的上表面邊緣生長(zhǎng)有氧化層(3)，所述氧化層(3)并覆蓋臺(tái)階PN結(jié)⑵；在臺(tái)階PN結(jié)⑵的底部上方設(shè)有鋁層(4)，所述鋁層(4)并覆蓋氧化層(3)邊緣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)狀PN結(jié)，其特征在于所述襯底⑴為N型襯底，片厚200 μ m，電阻率50 ;所述氧化層(3)厚度2 μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)狀PN結(jié)，其特征在于所述外圍(2-2)為P-區(qū)，硼擴(kuò)散，結(jié)深50 μm，表面方塊電阻500;所述圓形階面凹陷(2-1)為P+區(qū)，硼擴(kuò)散，結(jié)深20 μm，表面方塊電阻20。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種環(huán)狀PN結(jié)，所述環(huán)狀PN結(jié)采用臺(tái)階PN結(jié)，在其PN結(jié)面中心位置構(gòu)造有圓形階面凹陷，與外圍形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。所述環(huán)狀PN結(jié)嵌入在襯底上表面，環(huán)狀PN結(jié)底部與襯底上表面處于同一平面；在襯底的上表面邊緣生長(zhǎng)有氧化層，所述氧化層并覆蓋環(huán)狀PN結(jié)；在環(huán)狀PN結(jié)的底部上方設(shè)有鋁層，所述鋁層并覆蓋氧化層邊緣。應(yīng)用本實(shí)用新型的環(huán)狀PN結(jié)結(jié)構(gòu)的恒流二極管具備恒流特性，且擊穿電壓已突破現(xiàn)有產(chǎn)品的2倍以上。
【IPC分類】H01L29/06
【公開號(hào)】CN204680672
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520401673
【發(fā)明人】倪俠, 張俊
【申請(qǐng)人】江蘇東晨電子科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日