王智永 ,周 波

(1.中国空间技术研究院 动力行政保障部,北京 100094;2.上海电力大学 电气工程学院,上海 200090;3.上海大学 自动化系,上海 200072)

在出现电源电压波动及负载大幅度变化时,恒流二极管可保证电路中的电流稳定[1-3]。由于恒流二极管具有低夹断电压、高阻断电压、宽恒流区、大动态电阻等优点,因此被广泛用于恒流源、稳压源、放大器中,尤其在一些专用军事武器和装备中也有着广泛的应用[4-5]。虽然恒流二极管电极引出形式与常规纵向单结二极管(整流或稳压二极管)一致,但其结构、制备工艺复杂度远高于常规二极管。对于恒流二极管,不仅需要精确界定源、栅、漏区的水平布局,而且需要精确控制各区的掺杂浓度和结深。恒流二极管各电参数对器件结构的要求是相互矛盾的,相比于常规纵向单结二极管,恒流二极管结构参数设计及器件制备的难度较大。比如,针对恒流二极管阻断电压参数的设计,由于沟道宽度、沟道掺杂浓度等的微小变化可导致恒流值发生显著变化,器件恒流值的变化会显著影响器件的阻断电压,因此,就不能仅依靠对外延层掺杂浓度及外延层厚度结构参数的优化来最终确定器件的阻断电压。对于恒流二极管结构参数的优化设计,应综合考虑各个结构参数的单次变化对器件整体电学性能的影响。

为了有效改善恒流值(IH)、夹断电压(VP)、阻断电压(VR)及恒流值高低温变化率(αT)对于水平沟道结构参数(沟道宽度和沟道掺杂浓度)要求的矛盾关系,本文提出了一种新型的非均匀沟道掺杂恒流二极管器件结构,并对新型结构的沟道结构参数进行了优化。……