[发明专利]齐纳二极管

说明书

齐纳二极管(10)包括：半导体基板(12)、阳极电极(40)和阴极电极(42)。半导体基板(12)包括p型阳极区(20)、n型电流路径区(22)和漂移区(24)。p型阳极区(20)连接到所述阳极电极(40)。n型电流路径区(22)与所述阳极区(20)接触。漂移区(24)与所述阳极区(20)和所述电流路径区(22)接触。漂移区(24)是n型的。漂移区(24)具有比所述电流路径区(22)低的n型杂质浓度。漂移区(24)直接地或经由另一个n型区(26)连接到所述阴极电极(42)。

发明领域

本发明涉及齐纳二极管。

背景技术

日本专利申请公开第7-321347号(JP 7-321347 A)描述了齐纳二极管。构成齐纳二极管的pn结的n区的n型杂质浓度低，在齐纳二极管击穿时主要发生雪崩击穿。在这种情况下，雪崩击穿具有正温度系数，所以齐纳二极管的特性根据温度而变化。与此相反，在JP7-321347 A中所述的齐纳二极管中，pn结由高浓度p区和高浓度n区形成。因此，在齐纳二极管击穿时，雪崩击穿和齐纳击穿两者以平衡的方式发生。齐纳击穿具有与雪崩击穿相反的温度系数。因此，通过使雪崩击穿和齐纳击穿两者发生，能够提高齐纳二极管的温度特性。

发明内容

在JP 7-321347 A中所述的齐纳二极管中，构成pn结的n型区的n型杂质浓度高。因此，当反向电压施加到齐纳二极管时，耗尽层难以延伸入n型区。因此，齐纳二极管具有这样的不便：反向击穿电压低。因此，本发明提供了一种具有所希望的温度特性和高的反向击穿电压的齐纳二极管。

本发明的方案提供了齐纳二极管。齐纳二极管包括：半导体基板、阳极电极和阴极电极。所述半导体基板包括p型阳极区、n型电流路径区和漂移区。所述p型阳极区连接到所述阳极电极，所述n型电流路径区与所述阳极区接触。所述漂移区与所述阳极区和所述电流路径区接触。所述漂移区是n型。所述漂移区具有比所述电流路径区低的n型杂质浓度。所述漂移区连接到所述阴极电极。漂移区可以直接地连接到所述阴极电极。可替代地，漂移区可以经由另一个n型区连接到阴极电极。

在该齐纳二极管中，第一pn结形成在阳极区和电流路径区之间，第二pn结形成在阳极区和漂移区之间。当低的反向电压施加到齐纳二极管时，耗尽层从所述第一和第二pn结延伸。此时，由于漂移区的n型杂质浓度低，耗尽层从第二pn结更广泛地延伸入漂移区。因此，高反向电压难以施加到pn结。因此，齐纳二极管具有高的反向击穿电压。

构成第一pn结的电流路径区具有比构成第二pn结的漂移区高的n型杂质浓度。因此，在当反向电压施加到齐纳二极管时，第一pn结的击穿比第二pn结的击穿更容易发生。因此，当施加到所述齐纳二极管的反向电压增大时，发生第一pn结的击穿。由于构成第一pn结的电流路径区的n型杂质浓度高，雪崩击穿和齐纳击穿两者以平衡的方式发生在第一pn结处。因此，齐纳二极管具有所希望的温度特性。

在上述齐纳二极管中，半导体基板可以是SOI基板。所述SOI基板可以包括第一半导体层、绝缘层和第二半导体层。所述绝缘层可以层压在所述第一半导体层上。所述第二半导体层可以层压在所述绝缘层上。在这种情况下，所述阳极区、所述电流路径区和所述漂移区可以形成在所述第二半导体层中。所述第一半导体层可以连接到所述阴极电极。

通过这样的配置，在齐纳二极管关断的状态下，在漂移区中等势线沿第一半导体层延伸。因此，第一pn结的击穿更易发生。

在上述的齐纳二极管中，所述电流路径区可以形成在阳极区的下侧。

通过这样的配置，能够精确地形成电流路径区。因此，在大规模生产中齐纳二极管的特性变得稳定。