本實(shí)用新型涉及一種大功率TVS二極管，特別是涉及在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用的一種大功率TVS二極管PN結(jié)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前消費(fèi)類電子產(chǎn)品中廣泛使用單向大功率TVS二極管用于電源以及電源管理IC的大浪涌保護(hù)。與雙向大功率TVS二極管工藝相比，單向大功率TVS在應(yīng)用中有更好的負(fù)脈沖鉗制作用。

當(dāng)前單向大功率TVS二極管實(shí)現(xiàn)方式有以下幾種：

1.采用增大PN結(jié)面積方式，該工藝作為傳統(tǒng)的平面工藝，直接的做法就是增加二極管的有源區(qū)(摻雜區(qū)域)面積。面積越大、有效PN結(jié)面積越大。

2.有源區(qū)面積不變的前提下，增加PN結(jié)深度也是一種常用的方式。PN結(jié)越深，PN結(jié)的側(cè)面積越多。

以上的兩種方式都存在明顯的缺陷：

1.增加有源區(qū)面積，帶來的效果就是TVS二極管芯片的尺寸增加。最終導(dǎo)致成品管的尺寸增加，應(yīng)用方面帶來問題。特別是我們面對(duì)的是板上空間有限的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。通常客戶對(duì)于最終的產(chǎn)品尺寸是有嚴(yán)格限制的。

2.增加PN結(jié)深度，通常的做法是通過1200C甚至是1250C的高溫，長時(shí)間推進(jìn)實(shí)現(xiàn)深結(jié)深的要求。結(jié)深通?？梢宰龅?0um，甚至更深。但是帶來第一個(gè)問題是對(duì)加工設(shè)備要求高，第二個(gè)問題是溫度高時(shí)間長帶來成本的成倍增加，第三個(gè)問題是推進(jìn)深度深了之后導(dǎo)致芯片表面的載流子濃度下降，對(duì)產(chǎn)品性能帶來影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有兩種技術(shù)的缺陷，提供一種大功率TVS二極管，在有限的產(chǎn)品面積內(nèi)，現(xiàn)有的結(jié)深條件下，盡可能的提升產(chǎn)品的浪涌功率，降低產(chǎn)品的箝位電壓。

本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種TVS二極管PN結(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述TVS二極管的有源區(qū)內(nèi)、PN結(jié)深度方向上設(shè)置有空隙，空隙的深度與PN結(jié)深度相同。

所述空隙的尺寸原則是要結(jié)合結(jié)深以及摻雜雜質(zhì)的橫向擴(kuò)展距離，要保證在熱推進(jìn)之后空隙仍然存在，這樣才能有效的增加結(jié)面積。

所述空隙的擺布必須要保證最外側(cè)的摻雜區(qū)域的寬度，其他的可以自由決定空隙的形狀和位置。

以上是本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)，此外，接觸孔的版必須同樣作調(diào)整，保證所有的接觸孔都是直接接觸摻雜區(qū)域的；鈍化層的PAD位置盡量在中心位置。

上述結(jié)構(gòu)可以在不改變產(chǎn)品尺寸和工藝條件增加浪涌功率，使得產(chǎn)品的PN結(jié)面積明顯增加。

本實(shí)用新型最明顯的優(yōu)勢(shì)就是基于現(xiàn)有的工藝平臺(tái)，不需要額外的投入，工藝復(fù)雜程度沒有增加，性能又可以明顯提升。從結(jié)構(gòu)分析，產(chǎn)品從原有的有源區(qū)表面工作變?yōu)橛性磪^(qū)內(nèi)部增加了工作面積。通常期間失效部分原因是由于大浪涌沖擊，PN結(jié)溫度升高，進(jìn)而PN結(jié)崩潰造成產(chǎn)品失效。該設(shè)計(jì)可以將原集中的發(fā)熱區(qū)域分散，有效地提升產(chǎn)品性能。經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算，實(shí)際增加的功率值能夠達(dá)到20％以上。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)工藝的PN結(jié)結(jié)構(gòu)。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的PN結(jié)結(jié)構(gòu)。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的PN結(jié)結(jié)構(gòu)。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3的PN結(jié)結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1所示是傳統(tǒng)工藝的PN結(jié)結(jié)構(gòu)，灰色區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)1的底面，即摻雜區(qū)域，PN結(jié)的有效結(jié)面積主要是有源區(qū)的底面面積加上側(cè)面棉結(jié)(結(jié)深*有源區(qū)底面的周長)。如果想增加其功率一般也是從這兩個(gè)面積上增加。

實(shí)施例1：

如圖2是本實(shí)用新型的PN結(jié)結(jié)構(gòu)，通過在原有源區(qū)100內(nèi)增加一些深度與PN結(jié)深度相同的空隙110，達(dá)到增加結(jié)面積的結(jié)果。由于增加了空隙，降低了結(jié)的底面積，但是增加的結(jié)面積為(空隙在有源區(qū)底面上的周長*結(jié)深度)，所以實(shí)際增加的結(jié)面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于減少的結(jié)面積。

本實(shí)施例采用簡單的直接增加長條形間隙，實(shí)際上根據(jù)工藝和設(shè)計(jì)需要，可以使用多種空隙的布局。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于空隙采用圓圈形。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于空隙采用蛇形。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。