[发明专利]带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管

说明书

本发明涉及带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管，二极管包括：PN结，形成所述PN结的第一导电区域和第二导电区域，设置有等离子体扩散层的扩散单元，在所述扩散单元中，通过所述等离子体扩散通道连接第一区域、第二区域和第三区域，以使浪涌大电流条件下产生的等离子体通过所述通道扩散。通过设计等离子体扩散层，将多个独立的PN结连接起来，使得器件在受到浪涌大电流冲击的情况下，器件内部的电流以及产生的热量可以均匀地扩散到整个器件的各个区域，有效地防止器件发生局部过热造成器件损坏，从而提高器件的抗浪涌电流能力，增强器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及功率二级管技术领域，特别涉及复合PiN肖特基二极管，尤其涉及带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管。

背景技术

功率器件包括功率二极管和功率开关管，而功率二极管在电路应用中存在两种工作模式：导通模式和阻断模式，而对于导通工作模式，除了正常电流工况以外，还存在偶发浪涌大电流的异常工况。

器件的抗浪涌电流能力是描述其在极端电流冲击情况下鲁棒性的关键指标。具有卓越的抗浪涌电流能力的器件可以有效地耗散这些能量而不发生退化或失效，从而为电力装备提供更高的安全裕度，提高电力装备的可靠性和寿命。

一般而言，电力电子器件在由电路故障或雷电引起的浪涌下将会承受大电流应力。在浪涌冲击情况下，大电流乘以器件电压降将形成瞬时的能量过冲，在相当短的时间内流入器件，导致器件结温迅速升高，可能引起器件的可靠性降低，甚至发生性能退化和失效。

发明内容

本发明提供了一种带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管，旨在至少在一定程度上解决以下技术问题：

二极管等电子器件无法承受浪涌大电流冲击，可靠性低。

一方面，本发明实施例提供了一种带有等离子体扩散层的复合PiN肖特基二极管，二极管包括：PN结，形成所述PN结的第一导电区域和第二导电区域，所述第一导电区域包括衬底和外延层，所述第二导电区域形成于所述外延层背离所述衬底一侧的表面，其中，

所述第二导电区域内包括重复单元和设置于部分所述重复单元内的等离子体扩散通道，多条所述等离子体扩散通道形成等离子体扩散层；

所述重复单元包括第一元胞和第二元胞；

所述第一元胞包括第一区域和第二区域，所述第一区域为六边形，所述第二区域为环六边形，且所述第二区域环绕所述第一区域设置；

所述第二元胞包括第三区域，所述第三区域为六边形；且所述第三区域与所述第二区域连接；

设置有所述等离子体扩散层的所述部分重复单元是扩散单元，在所述扩散单元中，通过所述等离子体扩散通道连接所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，以使等离子体通过所述通道扩散。

在一个示例中，所述重复单元呈六边形，多个所述第二元胞分别设置于所

述六边形的中心和顶点；

多个所述第一元胞填充设置于所述六边形中，且相邻两个所述第二元胞间设置有n个所述第一元胞，这里的n可以为1-1000000。

在一个示例中，在所述扩散单元中，所述等离子体扩散通道的一端设置于一个所述第一元胞的第一区域，所述等离子体扩散通道的另一端设置于另一个所述第一元胞的第一区域，中间穿过多个所述第一元胞。

在一个示例中，在所述扩散单元中，所述等离子体扩散通道的一端设置于一个所述第二元胞上，所述等离子体扩散通道的另一端设置于另一个所述第二元胞上，且中间穿过多个所述第一元胞。

在一个示例中，在所述扩散单元中，所述等离子体扩散通道的一端设置有第一元胞，所述等离子体扩散通道的另一端设置有第二元胞。