一種恒流二極管芯片的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種恒流二極管芯片，主要部件為一個硅片襯底，所述硅片襯底上隔離出兩個獨立的MOS集成塊，所述MOS集成塊內為源漏極和柵等距分布的陣列且MOS集成塊為4個電極，分別為源漏極和上下兩個柵極，所述源漏區的n+摻雜濃度為0.153×18／cm3的高濃度施主雜質摻雜，源漏區通過金屬引線與電極連接，所述柵極溝道區域內為0.014×18／cm3的受主雜質摻雜，柵極擴透隔離區，與硅片襯底連接，且柵氧厚度為上下對稱的4-6nm。本芯片設計時，源、漏之間的間距決定恒流管的低飽和壓降，再根據寬輸入的要求在擴散的摻雜度等進行最佳參數的控制，以達到低飽和壓降且輸入電壓范圍廣，電流變化率低的優點。
【專利說明】一種恒流二極管芯片
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種恒流二極管芯片的結構，具體是一種采用柵結構的恒流二極管芯 片結構。
【背景技術】
[0002]恒流二極管是近年來問世的半導體恒流器件，它能在很寬的電壓范圍內輸出恒定 的電流，并具有很高的動態阻抗。由于它們的恒流性能好、價格較低、使用簡便，因此目前已 被廣泛用于恒流源、穩壓源、放大器以及電子儀器的保護電路中。
[0003]恒流二極管(CRD)屬于兩端結型場效應恒流器件。恒流二極管在正向工作時存在 一個恒流區，在此區域內IH不隨VI而變化；其反向工作特性則與普通二極管的正向特性有 相似之處。恒流二極管的外形與3DG6型晶體管相似，但它只有兩個引線，靠近管殼突起的 引線為正極。
[0004]恒流二極管在零偏置下的結電容近似為10pF，進入恒流區后降至30?50pF，其頻 率響應大致為0?5000kHz。當工作頻率過高時，由于結電容的容抗迅速減小，動態阻抗就 升高，導致恒流特性變差。
[0005]目前市場上常用的技術為螺旋結構的二極管芯片，其缺點具有擊穿電壓低:上限 30V以內。導致適用范圍窄。
【發明內容】
[0006]本發明的主要任務在于提供一種恒流二極管芯片，具體是一種低飽和壓降、寬輸 入電壓、低電流變化率的恒流二極管芯片。
[0007]為了解決以上技術問題，本發明的一種恒流二極管芯片，主要部件為一個硅片襯 底，所述硅片襯底上用隔離帶隔離出兩個獨立的MOS集成塊，形成雙柵，并接為一體，所述 MOS集成塊內為源、漏極和柵等距分布的陣列，所述MOS集成塊為4個電極，分別為源、漏極 和上下兩個柵極，雙柵器件的上下2個柵極同步工作；其創新點在于:所述源漏區的n+摻 雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質摻雜，源漏區通過金屬引線與電極連接，所述 柵極溝道區域內為0.014X18 / cm3的受主雜質摻雜，柵極擴透隔離區，與硅片襯底連接， 且柵氧厚度為上下對稱的4-6nm。
[0008]進一步地，所述源、漏的面積相等。
[0009]進一步地，所述柵的面積為源的面積的0.5-3倍。
[0010]本發明的優點在于:本芯片設計時，源、漏之間的間距決定恒流管的低飽和壓降， 再根據寬輸入的要求在擴散的摻雜度等進行最佳參數的控制，以達到低飽和壓降且輸入電 壓范圍廣，電流變化率低的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1所示為對芯片制成的251封裝形式的恒流管進行的測試。[0012]圖2所示為對芯片制成的T0251封裝形式的恒流管進行的測試。
【具體實施方式】
[0013]恒流二極管芯片的結構為:在所述硅片襯底I上用隔離帶2隔離出獨立的MOS集 成塊3和MOS集成塊4，形成雙柵，并接為一體。所述MOS集成塊內為源5、漏6和柵7等 距分布的陣列，所述MOS集成塊為4個電極，分別為源極5a、漏極6a和上柵極7a和下柵極 7b，雙柵器件的上下2個柵極同步工作。
[0014]在本發明中，源5、漏6區的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質 摻雜，源5、漏6區均與金屬引線8連接，形成源極5a和漏極6a，且源5、漏6的面積等同。
[0015]所述柵7溝道區域內為0.014X18 / cm3的受主雜質摻雜，柵7擴透隔離區，與硅 片襯底I連接，柵7氧厚度為上下對稱的4-6nm且柵7的面積為源5的面積的0.5-3倍。
[0016]實施例1
251封裝形式的恒流管:
源5、漏6區的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質摻雜，漏源的面積 為20X70mm。柵7溝道區域內為0.14X 18 / cm的受主雜質摻雜，柵7氧厚度為上下對稱 的4nm且柵7的面積為20 X 80mm。
[0017]對上述芯片制成的251封裝形式的恒流管進行以下測試，結果如圖1所示:電壓 在3-5V之間，電流迅速升至20mA，然后，電壓繼續增大，在5-80V之間，電流問恒定，控制在 20-21mA 之間。
[0018]實施例2
T0220封裝形式的恒流管:
源5、漏6區的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主雜質摻雜，漏源的面積 為20X70mm。柵7溝道區域內為0.14X 18 / cm的受主雜質摻雜，柵7氧厚度為上下對稱 的4nm且柵7的面積為20 X 80mm。
[0019]對上述芯片制成的T0251封裝形式的恒流管進行以下測試，結果如圖2所示:電壓 在3-5V之間，電流迅速升至120mA，然后，電壓繼續增大，在5-80V之間，電流恒定，控制在 120-121mA 之間。
【權利要求】
1.一種恒流二極管芯片，主要部件為一個硅片襯底，所述硅片襯底上用隔離帶隔離出 兩個獨立的MOS集成塊，形成雙柵，并接為一體，所述MOS集成塊內為源漏極和柵等距分布 的陣列，所述MOS集成塊為4個電極，分別為源漏極和上下兩個柵極，雙柵器件的上下2個 柵極同步工作；其特征在于:所述源漏區的n+摻雜濃度為0.153X18 / cm3的高濃度施主 雜質摻雜，源漏區通過金屬引線與電極連接，所述柵極溝道區域內為0.014X18 / cm3的受 主雜質摻雜，柵極擴透隔離區，與硅片襯底連接，且柵氧厚度為上下對稱的4-6nm。
2.根據權利要求1所述的一種恒流二極管芯片，其特征在于:所述源、漏的面積相等。
3.根據權利要求1所述的一種恒流二極管芯片，其特征在于:所述柵的面積為源的面 積的0.5-3倍。
【文檔編號】H01L29/78GK103441146SQ201310346414
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】鐘盛鳴, 陸國華, 吳亞紅 申請人:如皋市日鑫電子有限公司