[实用新型]一种碳化硅二极管元胞结构

说明书

本实用新型公开了一种碳化硅二极管元胞结构，包括矩形元胞，矩形元胞包括P型注入区和n型区域，P型注入区包括中心P型注入区和外侧P型注入区，n型区域包括无注入n型区域，其中：P型注入区为圆形，其位于矩形元胞中的中心；无注入n型区域为圆环或圆角矩形，其与P型注入区同心，其内侧和外侧分别与P型注入区和外侧P型注入区相接；外侧P型注入区为矩形或圆角矩形，其位于矩形元胞中的外侧。本实用新型提升了碳化硅二极管的浪涌电流及雪崩电流耐量，同时简化了工艺步骤，提高了开关效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种碳化硅二极管元胞结构。

背景技术

碳化硅是一种新兴的第三代半导体材料，具有良好的物理特性和电学特性，被广泛地用于电子元件及制备高压大功率和高温抗辐照电子器件。一般的电子元具有正负两个电极，电流从正极流入，负极输出，电流方向为单行，其以对过往电流进行整流为主要功效，而其中电子元件中的变容二极管则是用来当作电子式的可调电容器。

碳化硅材料制成的二极管相比常规的硅材质的二极管而言，具有耐高温、耐高压以及电场强度高的优点，因此，其应用的越来越广泛。但是，在碳化硅二极管的实际运用当中存在以下问题：

1、碳化硅二极管具有较高的开启电压，其在使用时需要较大的正向电压才能实现高导通，而现有的碳化硅二极管开关效率低且耗能高；

2、同时，碳化硅二极管在面对电源开关、设备故障等电源电压突变的情况时，二极管上的元胞对浪涌和雪崩电流的耐量较低，极易造成碳化硅二极管的损毁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种碳化硅二极管元胞结构，提升了碳化硅二极管的浪涌电流及雪崩电流耐量，同时简化了工艺步骤，提高了开关效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳化硅二极管元胞结构，包括矩形元胞，矩形元胞包括P型注入区和n型区域，P型注入区包括中心P型注入区和外侧P型注入区，n型区域包括无注入n型区域，其中：中心P型注入区为圆形，其位于矩形元胞中的中心；无注入n型区域为圆环或圆角矩形，其与中心P型注入区同心，其内侧和外侧分别与P型注入区和外侧P型注入区相接；外侧P型注入区为矩形或圆角矩形，其位于矩形元胞中的外侧。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术原理是：所述碳化硅二极管元胞是在一个碳化硅二极管芯片的有源区中，以其1个单位进行均匀地单元排列。其中，中心P型注入区和外侧P型注入区均注入有离子，无注入n型区域中不存在离子的注入。元胞为矩形结构，并以单元单位投入实际应用，矩形有利于元胞相邻之间的其它单元相接，其矩形与外侧P型注入区的矩形对应，元胞的轮廓便是外侧P型注入区的轮廓，对应的，当外侧P型区域为圆角矩形时，载流离子量稍小，但增强了结构的物理撞击承受强度，同时用于其它对应形状器件的设置。无注入n型区域为圆环，增大了P型注入区的离子注入空间；无注入n型区域为圆角矩形，其用于其它对应形状器件的设置。中心P型注入区与无注入n型区域为同心，其形状与无注入n型区域形状对应，无注入n型区域为圆环，则中心P型注入区为圆环，无注入n型区域为圆角矩形，则中心P型注入区为圆角矩形。

本实用新型所带来的有益效果是：P型注入区和无注入n型区域的设置，增大了离子注入面积，进而增强了碳化硅二极管反向阻断能力，减小反向漏电流，增强碳化硅二极管正向浪涌电流能力和雪崩电流耐量，同时可通过肖特基势垒实现碳化硅二极管整流特性，进而通过调整肖特基势垒金属改变碳化硅二极管开启电压，提高了开关效率，降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1为本实用新型一种碳化硅二极管元胞结构的结构示意图；