RU215720U1

RU215720U1 - LOW DROP DIODE

Info

Publication number: RU215720U1
Application number: RU2022121836U
Authority: RU
Inventors: Денис Михайлович Пригодский
Filing date: 2022-08-10
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Полезная модель относится к области электроники, а именно к микроэлектронному конструированию кристаллов, и может быть использована в разработке и изготовлении мощных диодов с низким падением напряжения (диодов Шоттки) для различного применения в силовой электронике. Техническим результатом полезной модели является снижение обратного тока и, как следствие, повышение надежности диода при превышении пробивного напряжения. Технический результат достигается тем, что диод с низким падением напряжения содержит кремниевую сильнолегированную подложку n-типа проводимости, на лицевой стороне которой расположен слаболегированный эпитаксиальный слой n-типа проводимости; слой оксида кремния; охранное кольцо р-типа проводимости; контакт Шоттки, слой алюминиевой металлизации анода, отличающийся тем, что дополнительно содержит делительное кольцо р-типа проводимости, расположенное рядом с охранным кольцом р-типа проводимости с его внешней стороны на таком расстоянии от охранного кольца р-типа проводимости, что при обратном смещении области пространственных зарядов этих колец объединяются; делительное кольцо р-типа проводимости выполнено в слаболегированном эпитаксиальном слое n-типа проводимости со стороны анода; контакт Шоттки выполнен на основе слоя молибдена; устройство также содержит многослойную металлизацию катода из последовательно нанесенных на обратную сторону кремниевой сильнолегированной подложки n-типа проводимости слоев титана, молибдена и никеля, при этом охранное кольцо р-типа проводимости, делительное кольцо р-типа проводимости, слой молибдена и слой алюминиевой металлизации анода расположены соосно и имеют форму прямоугольника с закругленными углами с радиусом кривизны не менее 190 мкм.

The utility model relates to the field of electronics, namely to microelectronic crystal design, and can be used in the design and manufacture of high-power diodes with low voltage drop (Schottky diodes) for various applications in power electronics. The technical result of the utility model is to reduce the reverse current and, as a result, increase the reliability of the diode when the breakdown voltage is exceeded. The technical result is achieved in that the diode with a low voltage drop contains a heavily doped silicon substrate of n-type conductivity, on the front side of which there is a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity; silicon oxide layer; p-type guard ring; Schottky contact, a layer of aluminum metallization of the anode, characterized in that it additionally contains a fission ring of p-type conductivity located next to the guard ring of p-type conductivity on its outer side at such a distance from the guard ring of p-type conductivity that, with a reverse bias of the region the space charges of these rings combine; the separating ring of p-type conductivity is made in a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity on the anode side; the Schottky contact is made on the basis of the molybdenum layer; The device also contains a multilayer metallization of the cathode from titanium, molybdenum and nickel layers successively deposited on the reverse side of the heavily doped silicon substrate of n-type conductivity, while the guard ring of p-type conductivity, the separating ring of p-type conductivity, the molybdenum layer and the aluminum metallization layer of the anode are located coaxially and have the shape of a rectangle with rounded corners with a radius of curvature of at least 190 µm.

Description

Полезная модель относится к области электроники, а именно к микроэлектронному конструированию кристаллов, и может быть использована в разработке и изготовлении мощных диодов с низким падением напряжения (диодов Шоттки) для различного применения в силовой электронике. The utility model relates to the field of electronics, namely to microelectronic crystal design, and can be used in the design and manufacture of high-power diodes with low voltage drop (Schottky diodes) for various applications in power electronics.

Известен кремниевый диод Шоттки, состоящий из кремниевой сильнолегированной подложки n-типа проводимости, слаболегированного эпитаксиального слоя того же типа проводимости, что и подложка, и охранного кольца р-типа проводимости, слоя оксида кремния, барьера Шоттки на основе металлов платиновой группы в окне слоя оксида кремния, причем контакт Шоттки сформирован в пределах охранного кольца р-типа проводимости, антидиффузионного слоя на основе молибдена и слоя металлизации на основе алюминия для сварки к нему гибких выводов, отличающийся тем, что слой молибдена нанесен только в контактном окне. Патент РФ на полезную модель RU 163912, H01L 29/872, 15.03.2016. Данное решение принято в качестве прототипа.A silicon Schottky diode is known, consisting of a heavily doped silicon substrate of n-type conductivity, a lightly doped epitaxial layer of the same type of conductivity as the substrate, and a guard ring of p-type conductivity, a layer of silicon oxide, a Schottky barrier based on platinum group metals in the window of the oxide layer silicon, and the Schottky contact is formed within a guard ring of p-type conductivity, an anti-diffusion layer based on molybdenum and a metallization layer based on aluminum for welding flexible leads to it, characterized in that the molybdenum layer is deposited only in the contact window. RF patent for utility model RU 163912, H01L 29/872, 03/15/2016. This decision was taken as a prototype.

Недостатком прототипа является относительно большой обратный ток, и как следствие невысокая надежность диода при превышении пробивного напряжения.The disadvantage of the prototype is the relatively large reverse current, and as a consequence, the low reliability of the diode when the breakdown voltage is exceeded.

Это обусловлено неоптимальным распределением напряженности электрического поля по периметру контактного окна диода с низким падением напряжения при превышении пробивного напряжения, что приводит к относительно большому обратному току, и как следствие снижает надежность диода с низким падением напряжения.This is due to the non-optimal distribution of the electric field strength around the perimeter of the contact window of the diode with a low voltage drop when the breakdown voltage is exceeded, which leads to a relatively large reverse current, and as a result, reduces the reliability of the diode with a low voltage drop.

Полезная модель устраняет недостаток прототипа.The utility model eliminates the drawback of the prototype.

Техническим результатом полезной модели является снижение обратного тока, и как следствие повышение надежности диода при превышении пробивного напряжения.The technical result of the utility model is to reduce the reverse current, and as a result, increase the reliability of the diode when the breakdown voltage is exceeded.

Технический результат достигается тем, что диод с низким падением напряжения содержит кремниевую сильнолегированную подложку n-типа проводимости, на лицевой стороне которой расположен слаболегированный эпитаксиальный слой n-типа проводимости; слой оксида кремния, расположенный на слаболегированном эпитаксиальном слое n-типа проводимости по периметру с стороны анода; охранное кольцо р-типа проводимости, выполненное в слаболегированном эпитаксиальном слое n-типа проводимости со стороны анода под границей контактного окна слоя оксида кремния; контакт Шоттки, сформированный в пределах охранного кольца р-типа проводимости на слаболегированном эпитаксиальном слое n-типа проводимости; слой алюминиевой металлизации анода, расположенный на контакте Шоттки,The technical result is achieved in that the diode with a low voltage drop contains a heavily doped silicon substrate of n-type conductivity, on the front side of which there is a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity; a silicon oxide layer located on a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity around the perimeter from the anode side; a guard ring of p-type conductivity, made in a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity from the anode side under the boundary of the contact window of the silicon oxide layer; a Schottky contact formed within a p-type guard ring on a lightly doped n-type epitaxial layer; aluminum metallization layer of the anode located on the Schottky contact,

дополнительно содержит делительное кольцо р-типа проводимости, расположенное рядом с охранным кольцом р-типа проводимости с его внешней стороны на таком расстоянии от охранного кольца р-типа проводимости, что при обратном смещении области пространственных зарядов этих колец объединяются; делительное кольцо р-типа проводимости выполнено в слаболегированном эпитаксиальном слое n-типа проводимости со стороны анода; контакт Шоттки выполнен на основе слоя молибдена; устройство также содержит многослойную металлизацию катода из последовательно нанесенных на обратную сторону кремниевой сильнолегированной подложки n-типа проводимости слоев титана, молибдена и никеля, при этом охранное кольцо р-типа проводимости, делительное кольцо р-типа проводимости, слой молибдена и слой алюминиевой металлизации анода расположены соосно и имеют форму прямоугольника с закругленными углами с радиусом кривизны не менее 190 мкм.additionally contains a separating ring of p-type conductivity located next to the guard ring of p-type conductivity on its outer side at such a distance from the guard ring of p-type conductivity that, upon reverse bias, the regions of space charges of these rings are combined; the separating ring of p-type conductivity is made in a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity on the anode side; the Schottky contact is made on the basis of the molybdenum layer; The device also contains a multilayer metallization of the cathode from titanium, molybdenum and nickel layers successively deposited on the reverse side of the heavily doped silicon substrate of n-type conductivity, while the guard ring of p-type conductivity, the separating ring of p-type conductivity, the molybdenum layer and the aluminum metallization layer of the anode are located coaxially and have the shape of a rectangle with rounded corners with a radius of curvature of at least 190 µm.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где:The essence of the utility model is illustrated in Fig. 1 and FIG. 2 where:

1 - кремниевая сильнолегированная подложка n-типа проводимости;1 - heavily doped silicon substrate of n-type conductivity;

2 - слаболегированный эпитаксиальный слой n-типа проводимости;2 - lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity;

3 - охранное кольцо р-типа проводимости;3 - guard ring of p-type conductivity;

4 - делительное кольцо р-типа проводимости;4 - dividing ring of p-type conductivity;

5 - слой оксида кремния;5 - silicon oxide layer;

6 - слой алюминиевой металлизации анода;6 - layer of aluminum metallization of the anode;

7 - слой молибдена;7 - molybdenum layer;

8 - многослойная металлизация катода.8 - multilayer metallization of the cathode.

На фиг. 1 показан диод с низким падением напряжения в разрезе перпендикулярном плоскости анода.In FIG. 1 shows a low dropout diode in a section perpendicular to the plane of the anode.

На фиг. 2 показана обратная вольтамперная характеристика (BAX) диода с низким падением напряжения с охранным кольцом 3 р-типа проводимости в сравнении с диодом с низким падением напряжения с защитной областью, состоящей из охранного кольца 3 р-типа проводимости и делительного кольца 4 р-типа проводимости.In FIG. 2 shows the inverse current-voltage characteristic (BAX) of a low-dropout diode with a p-type guard ring 3 compared to a low-drop diode with a guard region consisting of a p-3 guard ring and a p-4 splitting ring. .

Устройство содержит (фиг. 1) кремниевую сильнолегированную подложку 1 n-типа проводимости, на лицевой стороне которой расположен слаболегированный эпитаксиальный слой 2 n-типа проводимости; слой 5 оксида кремния, расположенный на слаболегированном эпитаксиальном слое 2 n-типа проводимости по периметру со стороны анода; охранное кольцо 3 р-типа проводимости, выполненное в слаболегированном эпитаксиальном слое 2 n-типа проводимости со стороны анода под границей контактного окна слоя 5 оксида кремния; контакт Шоттки, сформированный в пределах охранного кольца 3 р-типа проводимости на слаболегированном эпитаксиальном слое 2 n-типа проводимости; слой 6 алюминиевой металлизации анода, расположенный на контакте Шоттки, дополнительно содержит делительное кольцо 4 р-типа проводимости, расположенное рядом с охранным кольцом 3 р-типа проводимости с его внешней стороны на таком расстоянии от охранного кольца 3 р-типа проводимости, что при обратном смещении области пространственных зарядов этих колец 3, 4 объединяются; делительное кольцо 4 р-типа проводимости выполнено в слаболегированном эпитаксиальном слое 2 n-типа проводимости со стороны анода; контакт Шоттки выполнен на основе слоя 7 молибдена; устройство также содержит многослойную металлизацию 8 катода из последовательно нанесенных на обратную сторону кремниевой сильнолегированной подложки 1 n-типа проводимости слоев титана, молибдена и никеля, при этом охранное кольцо 3 р-типа проводимости, делительное кольцо 4 р-типа проводимости, слой 7 молибдена и слой 6 алюминиевой металлизации анода расположены соосно и имеют форму прямоугольника с закругленными углами с радиусом кривизны не менее 190 мкм.The device contains (Fig. 1) heavily doped silicon substrate 1 n-type conductivity, on the front side of which is lightly doped epitaxial layer 2 n-type conductivity; a layer 5 of silicon oxide located on a lightly doped epitaxial layer 2 of n-type conductivity around the perimeter from the anode side; guard ring 3 p-type conductivity, made in lightly doped epitaxial layer 2 n-type conductivity from the anode under the boundary of the contact window layer 5 of silicon oxide; a Schottky contact formed within a guard ring 3 of p-type conductivity on a lightly doped epitaxial layer 2 of n-type conductivity; layer 6 of aluminum metallization of the anode, located on the Schottky contact, additionally contains a separating ring 4 of p-type conductivity, located next to the guard ring 3 of p-type conductivity from its outer side at such a distance from the guard ring 3 of p-type conductivity that, with the reverse displacement of the area of space charges of these rings 3, 4 are combined; dividing ring 4 p-type conductivity is made in lightly doped epitaxial layer 2 n-type conductivity from the anode; the Schottky contact is made on the basis of layer 7 of molybdenum; the device also contains a multilayer metallization 8 of the cathode from layers of titanium, molybdenum and nickel sequentially deposited on the reverse side of the heavily doped silicon substrate 1 of the n-type conductivity, while the guard ring 3 of the p-type conductivity, the dividing ring 4 of the p-type conductivity, the layer 7 of molybdenum and layer 6 of aluminum metallization of the anode are located coaxially and have the shape of a rectangle with rounded corners with a radius of curvature of at least 190 μm.

Эпитаксиальная структура, состоящая из кремниевой сильнолегированной подложки 1 n-типа проводимости и слаболегированного эпитаксиального слоя 2 n-типа проводимости, окисляется, и проводятся фотолитографические операции для создания охранного кольца 3 р-типа проводимости и делительного кольца 4 р-типа проводимости. Затем проводится легирование бором эпитаксиального слоя 2 n-типа проводимости методом ионной имплантации или диффузией и осуществляется разгонка примеси для образования p-n переходов. Затем в слое 5 оксида кремния вытравливается контактное окно и напыляется тонкий слой 7 молибдена. После проведения фотолитографических операций и термической обработки эпитаксиальной структуры со слоем 7 молибдена в вакууме при температуре 505±5°С образуется барьерный контакт Шоттки на основе слоя 7 молибдена. Далее проводится утонение кремниевой сильнолегированной подложки 1 n-типа проводимости методом шлифовки. Затем проводится напыление слоя 6 алюминиевой металлизации анода на эпитаксиальную структуру со стороны эпитаксиального слоя 2 n-типа проводимости, проводятся фотолитографические операции и последовательное напыление многослойной металлизации 8 катода на кремниевую сильнолегированную подложку 1 n-типа проводимости. Многослойная металлизация 8 катода состоит из слоев титана, молибдена и никеля.The epitaxial structure, consisting of a heavily doped 1 n-type silicon substrate and a lightly doped n-type epitaxial layer 2, is oxidized, and photolithographic operations are carried out to create a guard ring 3 p-type conductivity and a dividing ring 4 p-type conductivity. Then, the epitaxial layer 2 of n-type conductivity is doped with boron by ion implantation or diffusion, and the impurity is dispersed to form p-n junctions. Then, a contact window is etched in the layer 5 of silicon oxide and a thin layer 7 of molybdenum is deposited. After carrying out photolithographic operations and heat treatment of the epitaxial structure with the molybdenum layer 7 in vacuum at a temperature of 505±5°C, a Schottky barrier contact is formed based on the molybdenum layer 7. Next, the heavily doped silicon substrate of 1 n-type conductivity is thinned by grinding. Then the layer 6 of the aluminum metallization of the anode is deposited on the epitaxial structure from the side of the epitaxial layer 2 of n-type conductivity, photolithographic operations are carried out and the multilayer metallization of the cathode is sequentially deposited on the heavily doped silicon substrate 1 of n-type conductivity. Multilayer metallization 8 of the cathode consists of layers of titanium, molybdenum and nickel.

Удельные сопротивления и толщины кремниевой сильнолегированной подложки 1 n-типа проводимости, слаболегированного эпитаксиального слоя 2 n-типа проводимости, охранного кольца 3 р-типа проводимости и делительного кольца 4 р-типа проводимости подбираются исходя из требуемого максимального обратного и прямого напряжений при заданных обратных и прямых токах и в общем случае на технический результат не влияют. В конкретном примере (фиг. 2) использованы следующие параметры: удельное сопротивление кремниевой сильнолегированной подложки 1 n-типа проводимости 0,003-0,005 Ом⋅см, толщина 360-400 мкм; удельное сопротивление слаболегированного эпитаксиального слоя 2 n-типа проводимости 2,2-2,7 Ом⋅см, толщина 8,7-9,2 мкм; удельное сопротивление охранного кольца 3 р-типа проводимости и делительного кольца 4 р-типа проводимости 0,005-0,012 Ом⋅см, толщина 0,7-1,5 мкм. Толщины слоя 5 оксида кремния, слоя 6 алюминиевой металлизации, слоя 7 молибдена, многослойной металлизации 8 катода являются стандартными и обеспечиваются технологическими процессами их изготовления.Specific resistances and thicknesses of heavily doped silicon substrate 1 of n-type conductivity, lightly doped epitaxial layer 2 of n-type conductivity, guard ring 3 of p-type conductivity and dividing ring 4 of p-type conductivity are selected based on the required maximum reverse and forward voltages at given reverse and direct currents and generally do not affect the technical result. In a specific example (Fig. 2), the following parameters were used: resistivity of heavily doped silicon substrate 1 of n-type conductivity 0.003-0.005 Ohm⋅cm, thickness 360-400 μm; specific resistance of lightly doped epitaxial layer 2 of n-type conductivity 2.2-2.7 Ohm⋅cm, thickness 8.7-9.2 μm; specific resistance of guard ring 3 of p-type conductivity and dividing ring 4 of p-type conductivity 0.005-0.012 Ohm⋅cm, thickness 0.7-1.5 µm. The thicknesses of the silicon oxide layer 5, the aluminum plating layer 6, the molybdenum layer 7, the cathode multilayer plating 8 are standard and are provided by the technological processes for their manufacture.

Охранное кольцо 3 р-типа проводимости, делительное кольцо 4 р-типа проводимости, слой 7 молибдена и слой 6 алюминиевой металлизации анода расположены соосно и имеют форму прямоугольника с закругленными углами с радиусом кривизны не менее 190 мкм. При радиусе кривизны менее 190 мкм, вероятность лавинного пробоя в области закругления охранного кольца 3 р-типа проводимости и делительного кольца 4 р-типа проводимости возрастает, что приводит к снижению пробивного напряжения и росту обратного тока диода.Guard ring 3 of p-type conductivity, dividing ring 4 of p-type conductivity, molybdenum layer 7 and aluminum metallization layer 6 of the anode are arranged coaxially and have the shape of a rectangle with rounded corners with a radius of curvature of at least 190 μm. When the radius of curvature is less than 190 μm, the probability of avalanche breakdown in the region of rounding of the guard ring 3 of p-type conductivity and the dividing ring 4 of p-type conductivity increases, which leads to a decrease in the breakdown voltage and an increase in the reverse current of the diode.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В отличие от стандартного диода с двумя областями p и n типа, выпрямляющие свойства диода с низким напряжения обуславливаются только одним типом легирования полупроводника и выпрямляющим контактом к нему - диод Шоттки. Такой диод обладает следующими главными преимуществами: низкая величина прямого падения напряжения, более высокое быстродействие, выпрямляющие свойства сохраняются при больших частотах и плотностях электрического тока. Получение выпрямляющего контакта для определенного типа проводимости полупроводника зависит от соотношения между значениями работы выхода электронов из полупроводника и металла. Для кремния n-типа работа выхода электронов из полупроводника должна быть меньше, чем работа выхода электронов из металла.Unlike a standard two-region p and n type diode, the rectifying properties of a low voltage diode are determined by only one type of semiconductor doping and rectifying contact to it - the Schottky diode. Such a diode has the following main advantages: low forward voltage drop, higher speed, rectifying properties are maintained at high frequencies and electric current densities. Obtaining a rectifying contact for a certain type of semiconductor conductivity depends on the ratio between the values of the work function of electrons from the semiconductor and the metal. For n-type silicon, the work function of electrons from the semiconductor must be less than the work function of electrons from the metal.

При повышенной напряженности электрического поля в диоде с низким падением напряжения, по периметру контактного окна слоя 5 оксида кремния происходит рост обратного тока и снижение пробивного напряжения, что со временем может привести к выгоранию слоя 6 алюминиевой металлизации анода или к тепловому пробою охранного кольца 3 р-типа проводимости. Пробой происходит в цилиндрической части охранного кольца 3 р-типа проводимости, где концентрируется максимальное электрическое поле. Дополнительное делительное кольцо 4 р-типа проводимости способствует дальнейшему распределению электрического поля к периметру диода с низким падением напряжения за счет увеличения радиуса скругления линий напряженности электрического поля, тем самым увеличивая максимальное пробивное напряжение и уменьшая обратный ток диода с низким падением напряжения.With an increased electric field strength in a diode with a low voltage drop, along the perimeter of the contact window of the silicon oxide layer 5, the reverse current increases and the breakdown voltage decreases, which over time can lead to burnout of the aluminum metallization layer 6 of the anode or to thermal breakdown of the guard ring 3 p- conduction type. Breakdown occurs in the cylindrical part of the guard ring 3 p-type conductivity, where the maximum electric field is concentrated. The additional p-type divider ring 4 further distributes the electric field to the perimeter of the low voltage drop diode by increasing the radius of rounding of the electric field lines, thereby increasing the maximum breakdown voltage and reducing the reverse current of the low voltage drop diode.

Охранное кольцо 3 р-типа проводимости и делительное кольцо 4 р-типа проводимости выполнены в слаболегированном эпитаксиальном слое 2 n-типа проводимости со стороны анода. Расстояние между охранным кольцом 3 р-типа проводимости и делительным кольцом 4 р-типа проводимости подбирается в зависимости от требуемого максимального обратного напряжения таким образом, чтобы при обратном смещении, близком к пробивному напряжению, области пространственных зарядов этих колец 3, 4 объединялись и образовывали защитную область. Если при обратном смещении, близком к пробивному напряжению, объединение областей пространственных зарядов не произойдет, то напряженность электрического поля по периметру контактного окна будет распределяться менее эффективно, что приведет к росту обратного тока диода с низким падением напряжения при превышении пробивного напряжения.The guard ring 3 of p-type conductivity and the separating ring 4 of p-type conductivity are made in a lightly doped epitaxial layer 2 of n-type conductivity from the anode side. The distance between the guard ring 3 of p-type conductivity and the dividing ring 4 of p-type conductivity is selected depending on the required maximum reverse voltage in such a way that, with a reverse bias close to the breakdown voltage, the space charge regions of these rings 3, 4 are combined and form a protective region. If, at a reverse bias close to the breakdown voltage, the union of the space charge regions does not occur, then the electric field strength along the perimeter of the contact window will be distributed less efficiently, which will lead to an increase in the reverse current of the diode with a low voltage drop when the breakdown voltage is exceeded.

Слой 6 алюминиевой металлизации анода может выходить за пределы контакта Шоттки, это зависит от технологии изготовления.The aluminum metallization layer 6 of the anode may extend beyond the Schottky contact, depending on the manufacturing technology.

Слой 7 молибдена создает барьер, обусловленный контактной разностью потенциалов (разностью работ выхода) молибдена и кремния, так называемый контакт Шоттки.The molybdenum layer 7 creates a barrier due to the contact potential difference (work function difference) between molybdenum and silicon, the so-called Schottky contact.

Многослойная металлизация 8 катода из последовательно нанесенных на обратную сторону кремниевой сильнолегированной подложки 1 n-типа проводимости слоев титана, молибдена и никеля, обеспечивает пайку диода с низким падением напряжения в корпус. Толщины слоев титана, молибдена и никеля могут быть различными, это не влияет на технический результат.Multilayer metallization 8 of the cathode from layers of titanium, molybdenum and nickel successively deposited on the reverse side of the heavily doped silicon substrate 1 1 provides soldering of the diode with a low voltage drop into the case. The thickness of the layers of titanium, molybdenum and nickel can be different, this does not affect the technical result.

На фиг. 2 приведена обратная вольтамперная характеристика диода с низким падением напряжения с охранным кольцом 3 р-типа проводимости в сравнении с диодом с низким падением напряжения с защитной областью, состоящей из охранного кольца 3 р-типа проводимости и дополнительного делительного кольца 4 р-типа проводимости. Пробивное напряжение диода с охранным кольцом 3 р-типа проводимости составляет около 90 В, а диода с защитной областью, состоящей из охранного кольца 3 р-типа проводимости и дополнительного делительного кольца 4 р-типа проводимости - около 120 В. Обратный ток, например, при обратном напряжении 90 В составляет 50 мкА у диода с охранным кольцом 3 р-типа проводимости, а у диода с защитной областью, состоящей из охранного кольца 3 р-типа проводимости и дополнительного делительного кольца 4 р-типа проводимости - 19 мкА. Приборно-технологическим моделированием и экспериментальным путем показано, что использование защитной области, состоящей из охранного кольца 3 р-типа проводимости и делительного кольца 4 р-типа проводимости, приводит к более равномерному протеканию тока по защитной области и снижению обратного тока диода с низким падением напряжения при превышении пробивного напряжения за счет того, что напряженность электрического поля по периметру контактного окна распределяется более эффективно. Поэтому предлагаемое техническое решение позволяет снизить обратный ток, и как следствие повысить надежность диода с низким падением напряжения при превышении пробивного напряжения.In FIG. 2 shows the inverse current-voltage characteristic of a low-dropout diode with a p-guard ring 3 compared to a low-drop diode with a guard region consisting of a p-guard ring 3 and an additional p-type divider ring 4. The breakdown voltage of a diode with a guard ring 3 p-type conductivity is about 90 V, and a diode with a protective region consisting of a guard ring 3 p-type conductivity and an additional dividing ring 4 p-type conductivity is about 120 V. Reverse current, for example, at a reverse voltage of 90 V, it is 50 μA for a diode with a guard ring 3 p-type conductivity, and for a diode with a protective area consisting of a guard ring 3 p-type conductivity and an additional dividing ring 4 p-type conductivity - 19 μA. It has been shown by device-technological modeling and experimentally that the use of a protective region consisting of a guard ring 3 of p-type conductivity and a dividing ring 4 of p-type conductivity leads to a more uniform current flow through the protective region and a decrease in the reverse current of the diode with a low voltage drop. when the breakdown voltage is exceeded due to the fact that the electric field strength along the perimeter of the contact window is distributed more efficiently. Therefore, the proposed technical solution allows to reduce the reverse current, and as a result, to increase the reliability of the diode with a low voltage drop when the breakdown voltage is exceeded.

Таким образом, использование дополнительного делительного кольца 4 р-типа проводимости позволяет достичь заявленного технического результата, а именно снизить обратный ток, и как следствие повысить надежность диода при превышении пробивного напряжения.Thus, the use of an additional dividing ring 4 p-type conductivity allows you to achieve the claimed technical result, namely to reduce the reverse current, and as a result, increase the reliability of the diode when the breakdown voltage is exceeded.

Claims

A low voltage drop diode comprising a heavily doped n-type silicon substrate having a lightly doped n-type epitaxial layer on its front side; a silicon oxide layer located on a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity around the perimeter from the anode side; a guard ring of p-type conductivity, made in a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity from the anode side under the boundary of the contact window of the silicon oxide layer; a Schottky contact formed within a p-type guard ring on a lightly doped n-type epitaxial layer; layer of aluminum metallization of the anode located on the Schottky contact, characterized in that it additionally contains a fission ring of p-type conductivity, located next to the guard ring of p-type conductivity from its outer side at such a distance from the guard ring of p-type conductivity that, with the reverse displacement of the area of space charges of these rings are combined; the separating ring of p-type conductivity is made in a lightly doped epitaxial layer of n-type conductivity on the anode side; the Schottky contact is made on the basis of the molybdenum layer; The device also contains a multilayer metallization of the cathode from titanium, molybdenum and nickel layers successively deposited on the reverse side of the heavily doped silicon substrate of n-type conductivity, while the guard ring of p-type conductivity, the separating ring of p-type conductivity, the molybdenum layer and the aluminum metallization layer of the anode are located coaxially and have the shape of a rectangle with rounded corners with a radius of curvature of at least 190 µm.