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為了獲得較軟的反向恢復特性，通過改進二極管的陰極結構以調整反向恢復末期體內的載流子濃度。圖1所示的軟恢復二極管采用了不同的陰極結構。

圖1 具有不同陰極注入效率的功率二極管結構

  (1)載流子存儲二極管(CSD)結構如圖1a所示，是將n+陰極區和n緩沖層做成梳狀結構，同時在靠近陽極的n-區采用局部少子壽命控制技術形成復合中心，以降低陽極側的載流子注入。由于梳狀開口處的摻雜濃度較低，可增加反向恢復期間陰極側的載流子濃度，以獲得小而長的拖尾電流。通過調整梳狀陰極的開口寬度，可減小拖尾電流的斜率，抑制電流和電壓振蕩。三菱(Mitsubishi)公司采用CSD結構已研制出4.5kV的二極管，在1570A電流下的正向壓降為3.5V。在IF=500A，di/dt=2kA/µs，UR=3kV和125℃條件下，測得反向恢復能耗為6.5W，軟度因子為11。

  (2)場抽取電荷(Field Charge Extraction,FCE)二極管結構如圖1b所示，它是在n+陰極側增加了低摻雜的淺p控制區，于是在陰極側形成了一個寄生的pnp晶體管。由于p控制區的摻雜有限，對FCE二極管的反向截止和導通特性不會產生明顯的影響。反向恢復期間，隨著陽極電壓的逐漸上升，p控制區與n

場阻止(Field Stop,FS)層形成的pn結會向nFS層注入空穴，且注入效率隨器件兩端電壓的上升而增大，導致FCE有較軟的反向恢復特性。與常規二極管的不同之處在于，FCE二極管在反向恢復中期，陰極寄生的pnp晶體管就開始工作，反向恢復電流由存儲電荷的抽取電流和陰極注入的附加電流兩部分組成。在反向恢復末期，因為有注入的空穴電流和存儲在附加p+n結處的殘余載流子，使得反向電流緩慢地減小到零。ABB公司采用FCE結構已開發出6.5kV二極管，正向壓降具有正的溫度系數，且高溫穩定性好，即使在極限應力條件下，也呈現出一個較寬高的SOA。

  (3)背面空穴注入可控(Controlled Injection of Backside Holes,CIBH)二極管結構如圖1c所示，是將多個p控制區隱埋在n-區中，形成隱埋型p浮置區，由此導致陰極面增加了兩個pn結。由n+陰極區與p浮置區形成的pn +結相當于一個雪崩二極管，其擊穿電壓很低，在反向截止期間會發生雪崩擊穿，可將陰極側的電場峰值控制在很低的范圍，從而有效地抑制了反向恢復期間動態雪崩的發生。由于p浮置區所起的作用與FCE結構中的p控制區相同，所以，CIBH二極管也具有軟恢復特性。提高p+隱埋區摻雜濃度時，CIBH二極管的反向恢復特性更軟，但反向恢復電流會明顯增大。與常規二極管相比，在相同的n-區、陽極區及陰極區參數下，CIBH二極管反向擊穿電壓較低且漏電流較大。這是因為陽極電壓反向時陰極附加pn-結正偏，注入的空穴通過n-區到達陽極，增加了二極管的漏電流，并導致二極管的擊穿電壓下降。

  (4)IDEE-CIBH二極管結構如圖1d所示，它是由IDEE二極管陽極與CIBH二極管陰極結合而成的，具有兩者的優點，不僅可以使功率二極管獲得良好通態特性和反向恢復特性，而且可以提高二極管抗浪涌沖擊和動態雪崩能力。

  (5)場擴展陰極(Relaxed Field of Cathode,RFC)二極管結構如圖1e所示，它分為有源區和終端區兩部分。在有源區內，陽極采用低摻雜的p區，陰極增加了多個p控制區在終端區內，陽極側采用了p場限環和n截止環結構，陰極側的n+區則完全被p區替代，于是終端區和有源區具有兩種不同的陰極電子注入效率，即有源區的電子注入效率下γn,active≈0.7～0.8，說明反向恢復期間有源區陰極側電子的抽取能力減弱；而終端區的電子注入效率γn,edge≈0，說明陰極側的電子不會從終端區抽走，從而使RFC二極管具有較軟的反向恢復特性，并減小反向峰值電壓隨電路雜散電感Ls的變化。三菱公司采用RFC結構，研制了1700V的二極管，與常規的功率二極管比，其反向恢復能耗降低40%，正向壓降降低了30%，峰值功率密度可達1.4W/cm2，并且有較寬的安全工作區(SOA)和正的溫度系數。

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