一种低正向压降的二极管

摘要

本发明公布了一种低正向压降的二极管结构，采用N型积累型MOSFET，通过MOSFET的体效应作用降低二极管势垒。当外加很小的正向电压时，在N⁺重掺杂区下方以及栅氧化层和N型轻掺杂区界面处形成电子积累的薄层，形成电子电流,进一步降低二极管正向压降；随着外加电压增大，P⁺重掺杂区、N^—外延区和N⁺衬底构成的PiN二极管开启，提供大电流。反向时阻断时，MOSFET截止，PN结快速耗尽，利用反偏PN结来承担反向耐压。N型积累型MOSFET沟道长度由N⁺重掺杂区和N^—外延区间的N型轻掺杂区长度决定。本发明采用槽栅结构，节省器件面积。另外本发明可采用单个或多个元胞集成，多个并联元胞可共用同一个终端，易于和常规电路集成，大大减小版图面积，降低工艺成本。

主权项

一种低正向压降的二极管，其特征在于：包括N⁺ 衬底（7），金属化阴极（8）由N⁺ 衬底（7）引出，N⁺ 衬底（7）上面为N^—外延层（4）；N^—外延层（4）顶部具有一个P型重掺杂区（3），P型重掺杂区（3）的一侧具有N⁺ 重掺杂区（2），其中P型重掺杂区（3）的深度大于N⁺ 重掺杂区（2）的深度；P型重掺杂区（3）的一侧还具有一个N型轻掺杂区（9），所述N⁺ 重掺杂区（2）与N型轻掺杂区（9）相邻，根据不同的电压电流范围调整N型轻掺杂区（9）的浓度，P型重掺杂区（3）和N⁺重掺杂区（2）的结深之差与N型轻掺杂区（9）结深相同或不同，即N型轻掺杂区（9）结深根据耐压和开启电压要求调节；P型重掺杂区（3）和N^—外延层（4）形成PN结；N^—外延层（4）顶部具有通过栅氧化层（6）与其隔离的多晶硅栅电极（5），N⁺ 重掺杂区（2）和N型轻掺杂区（9）通过栅氧化层（6）与多晶硅栅电极（5）隔离；金属化阳极（1）位于器件顶部，覆盖所有P型重掺杂区（3）、N⁺ 重掺杂区（2）、栅氧化层（6）和多晶硅栅电极（5）；N⁺ 重掺杂区（2）、N型轻掺杂区（9）、N^—外延层（4）与N⁺ 衬底（7）形成N型积累型MOSFET的电子通路；P型重掺杂区（3）与N^—外延层（4）和N⁺ 衬底（7）形成PiN二极管结构；所述N型积累型MOSFET沟道长度由N⁺ 重掺杂区（2）和N^—外延层（4）间的N型轻掺杂区（9）长度决定。