[发明专利]一种环状PN结

说明书

本发明公开了一种环状PN结，所述环状PN结采用台阶PN结，在其PN结面中心位置构造有圆形阶面凹陷，与外围形成台阶结构。所述环状PN结嵌入在衬底上表面，环状PN结底部与衬底上表面处于同一平面；在衬底的上表面边缘生长有氧化层，所述氧化层并覆盖环状PN结；在环状PN结的底部上方设有铝层，所述铝层并覆盖氧化层边缘。应用本发明的环状PN结结构的恒流二极管具备恒流特性，且击穿电压已突破现有产品的2倍以上。

技术领域

本发明涉及半导体器件设计及制造领域，具体是一种环状PN结。

背景技术

PN结是采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结(英语：PNjunction)。PN结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。

恒流二极管是一种在固定电压段能将电流钳位在某一额定值的半导体器件，在恒流电源、LED驱动等领域都有重要作用。

目前已有的恒流二极管采用了J-FET技术，是一种场效应器件，其优点是恒流值的公差小，精确性高，但耐压很低，一般不超过100V。

发明内容

本发明针对背景技术存在的问题，提出一种环状PN结。

技术方案是：

一种环状PN结，其特征在于所述环状PN结采用台阶PN结，在其PN结面中心位置构造有圆形阶面凹陷，与外围形成台阶结构。

所述台阶PN结嵌入在衬底上表面，台阶PN结底部与衬底上表面处于同一平面；在衬底的上表面边缘生长有氧化层，所述氧化层并覆盖台阶PN结；在台阶PN结的底部上方设有铝层，所述铝层并覆盖氧化层边缘。

所述衬底为N型衬底，片厚200μm，电阻率50；所述氧化层厚度2μm。

所述外围为P-区，硼扩散，结深50μm，表面方块电阻500；所述圆形阶面凹陷为P+区，硼扩散，结深20μm，表面方块电阻20。

所述衬底双面抛光，各去除10μm表面损伤层。

本发明的有益效果

采用XJ4810半导体特性图示仪对应用本发明的环状PN结的恒流二极管进行试验测试，结果如图4所示，V1＝270，表明击穿电压已经达到270V以上，圆圈标记处显示为I1+△i的恒流区特征。通过以上试验可知，应用本发明的环状PN结的恒流二极管具备恒流特性，且击穿电压已突破现有产品的2倍以上。通过调整衬底材料、P-以及P+浓度，可以进一步调整击穿电压以及恒流电流，为高压恒流器件提供一种可行性方案。

附图说明

图1为本发明环状PN结剖面示意图。

图2为本发明环状PN结俯视示意图。

图3为本发明环状PN结结构示意图。

图4为试验效果图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1，结合图1-图2，一种环状PN结结构，所述环状PN结采用台阶PN结2，在其PN结面中心位置构造有圆形阶面凹陷2-1，与外围2-2形成台阶结构。

实施例2，结合图3，如实施例1所述的一种环状PN结结构，它包括实施例1中所述的台阶PN结2，所述台阶PN结2嵌入在衬底1上表面，台阶PN结2底部与衬底1上表面处于同一平面；在衬底1的上表面边缘生长有氧化层3，所述氧化层3并覆盖台阶PN结2；在台阶PN结2的底部上方设有铝层4，所述铝层4并覆盖氧化层3边缘。