摘要：本文介绍了一种采用扩散型双基区结构的快速软恢复二极管。...
高压铂扩散快恢复二极管的研究
高压铂扩散快恢复二极管的研究孙树梅1曾祥斌1袁德成2 梁湛深2 肖敏11)华中科技大学电子科学与技术系，武汉 4300742)上海美高森美半导体有限公司，上海 2100181)Email：smsun@摘要本文对高压快恢复二极管的结构设计和制造工艺进行了深入分析，确定了合理的结构参数和先进的工艺流程。
选用合适的电阻率和厚度的N型直拉硅单晶片，采用磷硼纸源扩散，精确控制基区宽度形成P+NN+结构；采用铂液态源扩散降低少数载流子寿命τ从而缩短反向恢复时间t rr；化学腐蚀形成台面提高反向击穿电压；玻璃钝化保护PN结减小表面污染从而降低表面漏电流提高耐压；双面镀镍金进行金属化等技术。
得到较为理想的反向击穿电压V BR，正向压降V F，反向恢复时间t rr三参数之间的折衷。
器件性能优良，可靠性高，样品通过150°C/ 168小时的高温反偏实验。
关键词铂扩散， P+NN+结构， 反向恢复时间TrrStudy of High V oltage Pt Diffused DiodeSUN Shu-mei1, ZENG Xiang-bin1, YUAN De-cheng2, XIAO min11) Department of Electronic science and technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074,China; 2)Microsemi Semiconductor Shanghai, Shanghai, 210018, China)1) Email：smsun@Abstract: This article analyzed the device structure and manufacture process of high voltage fast recovery diode. Reasonable structure and advanced process were settled by a series of experiments. The N type CZ wafers were chosen as the main material. Boron and phosphor paper dopant were used for PN junction diffusion in order to form P+NN+ structure. Spin-on platinum diffusion was used to control lifetime of minority carrier to reduce the reverse recovery time t rr. Using chemical mesa etching to increase the breakdown voltage. Glass passvation was used to protect PN junction in order to reduce the surface contamination and surface leakage. Nickel and aurum were plated in double side for metalization. The excellent selections of breakdown voltage, forward voltage and reverse recovery time were obtained and the reliability of the device was pretty good.Keywords: Pt diffusion, P+NN+ structure, reverse recovery time t rr1．引言快恢复二极管具有反向恢复时间短、开关特性好、正向电流大等优点。
软恢复二极管新进展——扩散型 双基区二极管
1引言 广泛应用于功率电路中的 PIN 二极管具有较高的反向耐压，而且在通过正向大电流密度的情况下， 由于基区电导调制效应，正向压降较小。为了提高耐压，传统 PIN 二极管采用深扩散缓变结构，造成 关断前存在着大量存贮电荷使得反向恢复时间延长；为了减小压降，这种高压二极管通常又需要设计成 基区穿通结构，以减薄基区，从而使得反向恢复特性更硬，越来越不适应电力电子技术的发展。为了缩 短二极管的反向恢复时间，提高反向恢复软度，同时使得二极管具有较高的耐压，在传统 PIN 二极管 的基础上，增加一个 N 型缓冲基区是一个较好的解决办法。即二极管的基区由基片的轻掺杂 N —衬底 区 及较重掺杂的 N 区组成。 国外设计的二极管当中，也有采用双基区结构的，但其 N 缓冲基区的形成均是采用外延工艺实现[1]。 由于我室没有外延设备，国内虽有外延设备，但高阻厚膜外延的目前水平尚难满足大功率二极管的要求， 因此我们决定尝试利用传统扩散工艺制作 N 缓冲基区结构，以期达到提高二极管反向恢复软度的目的。 2 快恢复二极管的反向恢复分析 2.1 反向恢复过程分析 反向恢复过程短的二极管称为快恢复二极管（Fast Recovery Diode）。高频化的电力电子电路要求快 恢复二极管的反向恢复时间短，反向恢复电荷少，并具有软恢复特性。 所有的 PN 结二极管，在传导正向电流时，都将以少子的形式储存电荷。少子注入是电导调制的机理， 它导致正向压降（VF）的降低，从这个意义上讲，它是有利的。但是当在导通的二极管上加反向电压 后，由于导通时在基区存贮有大量少数载流子，故到截止时要把这些少数载流子完全抽出或是中和掉是 需要一定时间的，即反向阻断能力的恢复需要 经过一段时间，这个过程就是反向恢复过程，发生这一过程所用的时间定义为反向恢复时间（trr）。
毕业设计(论文)-200a1200v软恢复快速二极管设计[管理资料]
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200A/1200V软恢复快速二极管设计200A/1200V fast and soft recovery switching powerdiode design毕业设计（论文）指导教师审阅意见题目：200A/1200V软恢复快速二极管设计毕业设计（论文）评阅教师审阅意见题目：200A/1200V软恢复快速二极管设计毕业设计（论文）答辩成绩评定专业毕业设计（论文）第答辩委员会于年月日审定了班级学生的毕业设计（论文）。
设计（论文）题目：设计（论文）说明书共页，设计图纸张。
毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩：专业毕业设计（论文）答辩委员会主任委员：摘要软恢复快速功率二极管广泛应用于电力电子电路中，采用MPS结构的软恢复快速二极管即克服了传统PIN二极管开关速度相应较低的缺点,又解决了肖特基二极管较低击穿电压的缺陷，它具有速度快、击穿电压高的、漏电流小、软恢复特性好的优点。
目前，市场上运用的软恢复快速二极管大都为采用掺杂重金属或通过电子辐照的PIN二极管，因此对MPS二极管的设计和研究具有很重要的现实意义。
本课题对MPS二极管的各个参数进行了设计和研究，利用半导体器件模拟软件（Medici）对设计的结构进行仿真，并优化了器件的外延层掺杂浓度和厚度、肖特基接触和PN结网格宽度、PN结浓度和掺杂浓度等主要的结构参数。
本文首先介绍了大功率器件的应用和发展情况，然后根据我国现状，说明其在国民经济中的实用价值，再引出MPS二极管在应用时的相对优势、进而阐述它的结构特点、工作原理和相关的特性。
然后对各个参数并对其进行设计，考虑到投片实验的昂贵性和设备环境的限制，最后利用软件Medici对所设计的MPS二极管结构进行了仿真，并对结果进行理论分析，对不能达到预期目标的提出改进措施，再重复设计、进行参数的优化。
最后的仿真结果表明所设计的结构满足了设计要求。
关键词：MPS；Diode；MEDICI仿真；快速；软恢复AbstractFast and soft restoration of electrical power diode widely used in electronic circuits, using MPS structure of the soft recovery diode that is not only quickly overcome the traditional PIN diode switching speed corresponding lower shortcomings, but also solved the low breakdown voltage Schottky diodes defects, It has such good advantage as fast, high breakdown voltage, low leakage current, soft recovery characteristics. At present, the market quickly resumed the use of soft diodes used mostly for heavy metal doping or through electronic irradiation of the PIN diode, so the MPS diode design and research have a very important practical significance.MPS diode on the subject of various parameters of the design and research, using semiconductor device simulation software (Medici) to design the structure of simulation, and optimization of the device's extension of the doping concentration and thickness, Schottky contacts and networking PN Grid width, PN junction doping concentration and concentration of major structural parameters. This paper introduced the first high-power devices use and development of the situation, then according to China's status quo, in the national economy on its practical value, and then leads to MPS diodes in the application of the comparative advantages, further elaborated its structural characteristics, principle and relevant features. Then the various parameters and its design, taking into account the experimental films for the expensive equipment and environmental constraints, the last of the Medici use software designed by the MPS diode structure of the simulation, and the results of theoretical analyses, can not achieve the desired Objectives of the proposed improvement measures, to repeat the design and the optimization of the simulation results show that the design of the structure to meet the design requirements.Key words: MPS；Diode；MEDICI Simulation；Fast；Soft-recovery目录摘要 (1)Abstract ............................................................ 第1章引言 (1)第2章软恢复快速二极管的结构和工作原理 (4) (4)软恢复快速二极管的结构和类型 (6)PIN结构软恢复快速二极管 (6) (8)MPS结构软恢复快速二极管 (10)MPS二极管的工作原理 (11)第3章 MPS二极管的结构设计........................ 错误!未定义书签。
快速软恢复二极管
快速软恢复二极管（LLD）在PFC电路中的应用1、定义PFC(Power Factor Correction) 意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。
功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。
2、解析与评价（1）理想的二极管在承受反向电压时截止，不会有反向电流通过。
而实际二极管正向导通时，PN结内的电荷被积累，当二极管承受反向电压时，PN结内积累的电荷将释放并形成一个反向恢复电流，它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。
反向恢复电流在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强烈的高频衰减振荡。
因此，输出整流二极管的反向恢复噪声也成为开关电源中一个主要的干扰源。
（2）输出整流二极管会产生反向浪涌电流。
二极管在正向导通时PN结内的电荷积累，二极管加反向电压时积累电荷将消失并产生反向电流。
因为开关电流需经二极管整流，二极管由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生了反向电流的浪涌。
由于直流输出线路中的分布电感，分布电容，浪涌引起了高频衰减振荡，这是一种差模噪声。
（3）在反向恢复期间，由于二极管的反向恢复特性，二极管的电流不能突变。
此效应与一个电感等效。
为了抑制二极管尖峰，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。
（4）开关电源中尖峰干扰主要来自功率开关管和二次侧整流二极管的开通和关断瞬间。
具有容易饱和,储能能力弱等特点的饱和电感能有效抑制这种尖峰干扰。
将饱和电感与整流二极管串联,在电流升高的瞬间,它呈现高阻抗,抑制尖峰电流,而饱和后其饱和电感量很小,损耗小。
通常将这种饱和电抗器作为尖峰抑制器。
（5）输出整流二极管截止时有一个反向电流，其恢复到零点的时间与结电容等因素有关。
它会在变压器漏感和其他分布参数的影响下产生很大的电流变化dirr/dt，产生较强的高频干扰，频率可达几十兆赫兹。
快恢复二极管的工作原理
快恢复二极管的工作原理
二极管是一种半导体器件，由p型和n型半导体材料组成。
p
型半导体中的杂质原子掺入了三价元素，如硼或铝，使其成为正电荷。
n型半导体中的杂质原子掺入了五价元素，如磷或锑，使其成为负电荷。
当两种不同类型的半导体材料相互接触时，形成了p-n结。
在
p-n 结中，n 型半导体中的自由电子会向 p 型半导体扩散，而
p 型半导体中的空穴会向 n 型半导体扩散。
这导致形成了一个
耗尽层，在这个层中不存在可移动的载流子。
正向偏置时，将p端连接到正电压，n端连接到负电压。
这会
减小耗尽层的宽度，使得电流可以通过二极管流动。
在此情况下，自由电子从n端进入p端，空穴从p端进入n端。
这种流
动的电流被称为正向电流。
反向偏置时，将p端连接到负电压，n端连接到正电压。
这会
扩大耗尽层的宽度，阻止电流通过二极管。
在此情况下，几乎没有电流流过二极管。
这种情况下的电流被称为反向漏电流。
二极管的工作原理可以总结如下：
- 正向偏置时，电流可以流过二极管。
- 反向偏置时，电流被阻止流过二极管。
这种特性使得二极管在电子电路中广泛应用，如整流、电压调节和信号检测等。
铂扩散快恢复二极管的研究
b. 快恢复二极管的反向恢复过程分析
所有的 PN 结二极管，在传导正向电流时，都将以少子的形式储存电荷。少子注 入是电导调制的机理，它能够导致正向压降 VF 的降低，从这个意义上讲，它是有利 的。但是当在导通的二极管上加反向电压后，由于导通时在基区存贮有大量少数载流
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日期： 年 月 日
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1绪 论
1.1 快恢复二极管概述
在现代电力电子线路装置中，除了大功率高频整流的基本功能之外，功率二极管 还日益肩负起续流、隔离、箝位、吸收等越来越多的功能[1]。除了电压、电流的指标 外，二极管的反向恢复特性成为主要被关注的参数。快恢复功率二极管具有反向恢复 时间短、开关特性好、正向电流大等优点。近年来，随着电力电子技术的不断发展， 快恢复二极管广泛用于脉宽调制器、交流电机变频调速器、开关电源、不间断电源、 高频加热等装置中，作高频、高压、大电流整流、续流及保护用[2-3]。随着快恢复二极 管市场需求的不断增大，目前国内很多半导体公司致力于开发快速二极管系列产品。 为了获取高压、高频、低损耗功率二极管，研究人员正在两个方向进行探索。一是采 用新材料新结构研制新型功率二极管，二是沿用成熟的硅基器件工艺，通过合理的器 件结构设计来改善快恢复二极管中导通损耗与开关频率间的矛盾关系[4]。本课题沿用 传统的硅基器件工艺，采用传统的 PIN 结构，并用价格较低的 CZ 直拉单晶硅作为原 材料进行快恢复二极管的研究。本课题的开展对国内高可靠性快恢复二极管的生产具 有一定的实际意义，同时为上海美高森美半导体有限公司进行高可靠性的快恢复二极 管量产提供了理论及实际的指导并实现了量产；课题的开展为作者研究快恢复二极管 特性，扩散方法，器件结构设计方法，工艺优化，参数控制及测试提供了平台。 1.1.1 快恢复二极的结构及工作原理
mos 快恢复二极管 -回复
mos 快恢复二极管-回复“快恢复二极管（MOFSET）”是一种常见的功率电子器件，被广泛应用于电力变换、逆变器和开关电源等领域。
本文将逐步介绍快恢复二极管的原理、特性以及应用，并讨论其与传统二极管的不同之处。
第一部分：快恢复二极管的原理与特性快恢复二极管作为一种特殊的二极管，其主要特点是具有较短的恢复时间。
在正向导通状态下，当PN结被反向偏置时，会产生一个很大的耗尽区电容。
当电流方向发生变化时，该耗尽区电荷需要被迅速清除，以便实现尽可能快的恢复。
与传统二极管相比，快恢复二极管的结构和材料有所改变。
首先，在晶体生长阶段，采用优质的硅材料和优化的晶体结构，以提供更好的导电性能。
其次，在器件设计上，通过增加PN结面积、优化草图和减小耗尽区电容等方法，降低了恢复时间、提高了切换速度。
最后，在封装上，采用了一些散热材料和结构，以确保器件的稳定性和可靠性。
快恢复二极管的主要特性包括恢复时间、正向电压降和额定反向电压等。
恢复时间是指在由导通状态到截止状态的过程中，消除耗尽区电荷所需的时间。
快恢复二极管的恢复时间一般在几十纳秒至几百纳秒之间，比传统二极管快很多。
正向电压降是指在正向导通状态下，从阳极到阴极之间的电压降。
通常快恢复二极管的正向电压降要比传统二极管低一些。
额定反向电压是指在反向偏置时，能够承受的最大电压。
快恢复二极管的额定反向电压通常在几百伏至几千伏之间。
第二部分：快恢复二极管的应用快恢复二极管由于其短恢复时间和低正向电压降等特性，在各种功率电子应用中得到了广泛应用。
1. 电力变换器：快恢复二极管常用于电力变换器中的反馈回路中，用于提供快速和稳定的导通和截止时间。
这有助于提高系统的效率和响应速度。
2. 逆变器：逆变器是将直流电转换为交流电的电子设备。
在逆变器中，快恢复二极管通常用于交流输出端的整流电路中，以提供高效率和稳定的电源输出。
3. 开关电源：开关电源是一种能够转换电源输入电压的电源装置。
在开关电源中，快恢复二极管通常用于整流电路和输出电路中，以提供快速开关和截止的特性，从而实现电源的高效率和高稳定性。
快速恢复二极管的原理
快速恢复二极管的原理小伙伴们，今天咱们来唠唠快速恢复二极管这个超有趣的小玩意儿的原理呀。
你看啊，二极管大家都知道吧，就像一个小小的交通警察，只允许电流朝着一个方向跑，要是想反着来，那可不行呢。
但是这个快速恢复二极管啊，它可有点特别。
普通二极管电流反向的时候，就像是一个倔强的小老头，需要花好长好长的时间来调整状态。
可是快速恢复二极管就不一样啦，它就像个机灵的小调皮鬼。
从它的结构上来说，快速恢复二极管在制作的时候就动了不少小心思。
它内部的PN结啊，就像是精心打造的一个小关卡。
当正向电流通过的时候，就像汽车在宽阔的马路上欢快地行驶，电子们很顺畅地从一端跑到另一端。
这个时候，它和普通二极管看起来没太大区别。
但是呢，当电流要反向的时候，好戏就开场啦。
普通二极管这个时候会有很多电荷存储在PN结附近，就像在一个小仓库里堆满了货物，要把这些货物清理掉才能让反向电流顺利通过，这个清理的过程就很慢啦。
而快速恢复二极管呢，它的结构设计让这个电荷存储量变得很少很少。
就好比它的小仓库很小很小，没多少货物要清理。
这样一来，当电流要反向的时候，它不需要花太多时间去处理那些多余的电荷，就能很快地适应反向电流的情况。
想象一下，普通二极管在反向电流来的时候，还在慢悠悠地整理自己的小仓库，而快速恢复二极管已经迅速地切换到了新的状态，准备迎接反向电流的挑战啦。
这就好比在一场接力比赛里，普通二极管还在交接棒的时候手忙脚乱，快速恢复二极管已经像一阵风一样跑出去了。
而且哦，快速恢复二极管的材料也有讲究呢。
它使用的材料就像是给它注入了超能力一样。
这些材料使得电子在里面运动的时候更加灵活，就像一群小蚂蚁，本来在普通的路上走得慢慢吞吞的，但是到了快速恢复二极管这个特殊的道路上，就变得健步如飞。
当电流方向改变的时候，电子们能迅速地改变自己的运动方向，而不是像在普通二极管里那样拖拖拉拉的。
在实际的电路当中，快速恢复二极管的这个快速恢复的特性可太有用啦。
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摘要：本文介绍了一种采用扩散型双基区结构的快速软恢复二极管。
二极管基区由传统的轻掺杂衬底基区N- 与扩散形成的较重掺杂的N区（缓冲基区）两部分组成。
实验结果表明，该二极管的反向恢复软度因子提高到了1.0左右，较传统的PIN二极管有了较大改善。
关键词：二极管快速软恢复New Development of Soft Recovery Diode：Diode with Double Base Regions by the DiffusionZhang Haitao, Zhang Bin（Power Electronics Factory of Tsinghua University）（ P. O. Box. 1021, Beijing, China, Post Code: 102201）Abstract: This paper introduces a fast and soft recovery diode with double base regi ons by diffusion. The base design of the diode consists of two regions: conventional li ghtly doped substrate N－ and a more heavily doped region N （buffering region） by the diffusion. The res ults of test indicate that the reverse recovery softness of the diodes is increased to abo ut 1.0, and is more improved than the conventional PIN diode.Key words: diode, fast, soft recovery1 引言广泛应用于功率电路中的PIN二极管具有较高的反向耐压，而且在通过正向大电流密度的情况下，由于基区电导调制效应，正向压降较小。
为了提高耐压，传统PIN二极管采用深扩散缓变结构，造成关断前存在着大量存贮电荷使得反向恢复时间延长；为了减小压降，这种高压二极管通常又需要设计成基区穿通结构，以减薄基区，从而使得反向恢复特性更硬，越来越不适应电力电子技术的发展。
为了缩短二极管的反向恢复时间，提高反向恢复软度，同时使得二极管具有较高的耐压，在传统PIN二极管的基础上，增加一个N型缓冲基区是一个较好的解决办法。
即二极管的基区由基片的轻掺杂N —衬底区及较重掺杂的N区组成。
国外设计的二极管当中，也有采用双基区结构的，但其N缓冲基区的形成均是采用外延工艺实现[1]。
由于我室没有外延设备，国内虽有外延设备，但高阻厚膜外延的目前水平尚难满足大功率二极管的要求，因此我们决定尝试利用传统扩散工艺制作N缓冲基区结构，以期达到提高二极管反向恢复软度的目的。
2 快恢复二极管的反向恢复分析2.1 反向恢复过程分析反向恢复过程短的二极管称为快恢复二极管（Fast Recovery Diode）。
高频化的电力电子电路要求快恢复二极管的反向恢复时间短，反向恢复电荷少，并具有软恢复特性。
所有的PN结二极管，在传导正向电流时，都将以少子的形式储存电荷。
少子注入是电导调制的机理，它导致正向压降（VF）的降低，从这个意义上讲，它是有利的。
但是当在导通的二极管上加反向电压后，由于导通时在基区存贮有大量少数载流子，故到截止时要把这些少数载流子完全抽出或是中和掉是需要一定时间的，即反向阻断能力的恢复需要其中，IRM为反向恢复峰值电流，VRM为反向峰值电压，QR为反向恢复电荷，trr为反向恢复时间，这几个参数是器件设计及应用中十分重要的参数。
从时间t=tf开始，已经导通的二极管加反向电压VR，原来导通的正向电流IF 以diF/dt的速率减小。
这个电流变化率由反向电压和开关电路中的电感决定，并且外加反向电压的绝大部分降落在电路电感上。
即（1）当t=t0时，二极管中的电流降至0。
在这之前二极管处于正向偏置，电流为正向电流。
在t0时刻后，正向压降稍有下降，但仍处于正向偏置，电流开始反向流通，形成反向恢复电流irr。
t0到t1称为少数载流子存储时间ta，这期间，一部分内部储存电荷通过反向被快速抽出，二极管反向电流从零上升至其峰值IRM，PN结电压则略有一些减小但仍是正向的。
由于二极管上的低电压，ta期间二极管上功率损耗很小。
然而，开关器件中的功率耗散很高，这是因为功率开关器件在承受电路满电压的同时，还承载了全部的二极管反向电流，而ta期间二极管的反向电流是相当大的。
在t>t1之后，空间电荷区开始建立，少数载流子通过复合而消失，反向恢复电流迅速下降，下降速率为dirr/dt，在线路电感中产生较高的电动势，这个电势与电源电压一起加在二极管及与其反并联的功率开关器件上，所以二极管及功率开关器件承受很高的反向电压VRM。
从t1到t2这段时间称为复合时间tb，测试标准规定， t2由电流在0.9IRM与0.25IRM处的连线在时间轴上的交点决定。
从t0到t2这段时间称为反向恢复时间trr，tb与ta之比即为二极管的软度因子S。
可见，t1之后二极管基区剩余越多的少数载流子，即复合时间tb越长，二极管的软度因子就越大。
2.2 反向恢复参数分析通常用软度因子S（Softness factor）来描述反向恢复的软硬特性：（2）反向恢复电流的下降速度dirr/dt也是一个很重要的参数。
若dirr/dt过大，由于线路存在电感L，则会使反向峰值电压VRM过高，有时出现强烈振荡，致使二极管或开关器件损坏。
VRM与dirr/dt的关系如下。
（3）其中，L为电路总电感，VL附加感生电势。
可以推导出dirr/dt、VRM、IRM 及QR与软度因子S的关系如下：由式3～7可见，提高二极管的软度因子S，可以显著减小反向恢复的dirr/dt、IRM及VRM。
例如，对于相同的反向恢复时间trr，如果软度因子S由目前的0.3提高到1.0，则dirr/dt和附加感生电势VL可以降低70%，IRM和QR可以降低35%，这将大大提高功率器件及电路的可靠性与稳定性。
2.3 软度因子的影响因素由软度因子定义可知，它其实就是反映二极管在反向恢复的tb过程中基区少子因复合而消失的时间长短。
所以，软度因子与少子寿命控制方法、基区宽度和扩散浓度分布、元件结构及结构参数等有密切的关系。
在空间电荷区扩展后的剩余基区内驻留更多的残存电荷，并驻留更长的时间将提高软度因子。
2.4 提高软度因子的主要方法提高软度因子主要从两方面着手，一是选择合适的少子寿命控制方法。
在诸多少子寿命控制方法中，扩金器件的软度因子较大，但漏电流大，高温特性差；而电子辐照器件软度因子最小，但高温特性好。
因此需要根据实际情况，权衡利弊，折中考虑。
二是在二极管的结构设计上做文章，能够提高软度因子的二极管结构有多种，如自调节发射效率结构、凹形阶梯阴极短路结构、辅助二极管结构、外延二极管结构及外延双基区结构等。
其中效果最为显著的是具有外延双基区双基区结构的二极管。
3 双基区二极管的结构及工作原理双基区二极管主要特点是它的基区由N－区和N区两部分组成，N－是原始硅片的轻掺杂衬底区，N区则为较重掺杂区，掺杂浓度高于N－区，但远低于N+区。
我们称N基区为缓冲基区或缓冲层。
N区通常用外延方法获得，我们为条件所限，采用了传统的扩散方法制作。
双基区结构可以显著改善二极管的软度，这是由于缓冲层的杂质浓度高于衬底的浓度，在反向恢复过程中使得耗尽区到达缓冲层后扩展明显减慢。
这样，经过少数载流子存储时间之后，在缓冲层中还有大量的载流子未被复合或抽走，使得复合时间相应增加，从而提高了二极管的软度因子。
为此，有两个条件需要满足：一是二极管的N基区必须足够窄，以保证额定电压下的空间电荷区展宽能够进入缓冲层；二是缓冲层的浓度应适宜，浓度不宜过高，以保证缓冲层具有电导调制效应，但也不宜过低，以保证空间电荷区不会穿通缓冲层。
二极管的阳极则由轻掺杂的P区与重掺杂的P＋区镶嵌组成，该P－P＋结构可以控制空穴注入效应，从而达到控制自调节发射效率和缩短反向恢复时间的目的。
P区和P＋区的杂质浓度及结深主要考虑保证二极管不仅具有足够的反向阻断能力，而且在低电流密度下空穴注入效率低，大电流密度下才有高注入效率。
低的空穴注入效率使阳极侧注入载流子浓度下降，转入阻断状态时，PN结处较早夹断，在规定电流换向速度di/dt下，反向峰值电流小，同时，由于基区中性部分仍有较多载流子存在，使软度因子得到改善。
二极管的阴极则与一般二极管相同，由重掺杂的N+区构成。
4 实验方案及工艺流程为便于实验比较，我们主要设计了4种实验方案：结构上分为双基区结构的二极管和普通结构的传统PIN二极管2种；少子寿命控制方法分为扩金和电子辐照2种。
如此产生4种组合方案。
4种方案采用了电阻率和片厚完全相同的原始硅片，除了传统PIN二极管没有N缓冲层外，其余的P、P+、N+等的扩散浓度和结深、以及工艺过程都完全一样，最终片厚也一样。
5 实验结果对上述4种方案进行了实验，并将实验结果进行了测试比对。
测试条件如下：在正向峰值电流IFM＝1000A的条件下测试正向峰值压降VFM；在正向电流IFM＝80A，反向电压VR＝100V，正向电流下降速率diF/dt＝40A/μs的条件下测试反向恢复时间trr以及反向峰值恢复电流IRM；并分别于室温及150℃下测试反向重复峰值电压VRRM=2000V下的漏电流IRRM。
测试结果如表1所示，表中数据为多个样品所测数据的平均值，编号代表不同结构与工艺的分类号，其含义如下：1 双基区结构二极管，扩金控制少子寿命；2 双基区结构二极管，电子辐照控制少子寿命；3 传统PIN二极管，扩金控制少子寿命；4 传统PIN二极管，电子辐照控制少子寿命。
从表1的数据可以看出，双基区二极管（表中1、2类）较传统PIN二极管（表中3、4类）具有较小的反向恢复时间、反向恢复峰值电流和dirr/dt，其软度因子也大大提高，但是它的正向压降略大，尤其是采用电子辐照控制少子寿命的二极管。
而采用扩金方法控制少子寿命的二极管与采用电子辐照方法控制少子寿命的二极管相比较，扩金二极管具有较小的正向压降、反向恢复时间和反向恢复峰值电流，较大的软度因子，dirr/dt也偏小，只是反向漏电流偏大，所以具有双基区结构的二极管最好选用扩金的方法来控制少子寿命。
表1 双基区二极管的测试结果分类编号样品数量（个）正向压降VFM（V）反向恢复时间trr（μs）软度因子S=tb/ta 反向恢复峰值电流IRM（A） dirr/dt（A/μs）漏电流IRRM（mA）（@ VRRM=2000V）6 结论双基区结构二极管比传统PIN二极管显示了较小的反向恢复时间、反向恢复峰值电流和dirr/dt，并且在很大程度上提高了软度因子。