DE102015118459A1

DE102015118459A1 - Diode

Info

Publication number: DE102015118459A1
Application number: DE102015118459.1A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Fukazawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-05-12
Also published as: JP6447028B2; US9583642B2; JP2016092335A; US20160133757A1

Abstract

Eine Diode weist einen Körper mit einer Mehrzahl von p-n-Übergängen, Anoden- und Kathodenelektroden, eine Kurzschlusselektrode, einen Schutzring und ein Isolationsfilm auf. Der Körper mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge weist erste bis vierte Halbleiterschichten bzw. -layer auf, welche gestapelt sind, um eine Laminierungsstruktur zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode vorzusehen. Jeder der ersten und dritten Halbleiterlayer ist ein erster leifähiger Halbleiter. Jeder der zweiten und vierten Halbleiterlayer ist ein zweiter leitfähiger Halbleiter. Die ersten und zweiten Halbleiterlayer bilden einen p-n-Übergang aus. Die zweiten und dritten Halbleiterlayer bilden einen p-n-Übergang aus. Die dritten und vierten Halbleiterlayer bilden einen p-n-Übergang aus. Die Kurzschlusselektrode sieht einen Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer vor. Ein Bereich mit einer hohen Konzentration ist in einem Kontaktbereich in dem zweiten Halbleiterlayer ausgebildet. Eine Oberfläche des Kontaktbereichs steht in Kontakt mit der ersten Kurzschlusselektrode.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Dioden, insbesondere p-n-Flächendioden, welche widerstandsfähig gegenüber Hochspannung und gegenüber hohen Stoßspannungen sind.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine interne Verbrennungsmaschine verwendet eine Zündvorrichtung. Eine solche Zündvorrichtung besteht aus einer Primärspule und einer Sekundärspule. Eine Hochspannung in einem Bereich von 10 kV bis 30 kV (Entladungsspannung) wird in der Sekundärspule erzeugt, wenn die Versorgung der Primärspule mit einer vorbestimmten Spannung unterbrochen wird. Wenn die erzeugte Hochspannung zwischen den Elektroden einer Zündkerze in der Zündvorrichtung zugeführt wird, wird eine elektrische Entladung erzeugt, um Kraftstoff in der internen Verbrennungsmaschine zu verbrennen. Nachdem die Hochspannung in der Sekundärspule erzeugt wird, wenn die Versorgungsspannung zu der Primärspule der Zündvorrichtung unterbrochen wird, wird eine kleine Spannung (AN-Spannung) ebenso während der Spannungsversorgung zu der Primärspule erzeugt. Aus diesem Grund gibt es ein mögliches Problem darin, dass eine solche AN-Spannung, die in der Primärspule erzeugt wird, eine Zündverbrennung (AN-Flugfunken) bei einem früheren Timing erzeugt, d. h., bevor einem gewünschten Timing.
In Patentdokument 1, dem offengelegten japanischen Patent mit der Publikationsnummer S58-48955 , ist eine zusätzliche Diode mit der Sekundärspule verbunden, um die AN-Flugfunken zu vermeiden. Diese zusätzliche Diode ist in einer Richtung verbunden, in welcher es eine Entladespannung einem Strom erlaubt, zu fließen.
So wie dies in 2C gezeigt ist, da eine AN-Spannung Va mit einer umgekehrten Polarität im Vergleich zu einer Entladespannung Vb erzeugt wird, kann die zusätzliche Diode den Strom vermeiden, welcher bei der AN-Spannung erzeugt wird, und dies kann das Phänomen des AN-Flugfunken vermeiden.
Da die AN-Spannung eine Hochspannung innerhalb eines Bereichs von 1 kV bis 1,5 kV aufweist, ist es für die zusätzliche Diode erforderlich, eine hohe Durchschlagsspannung aufzuweisen (eine hohe Widerstandsspannung), wobei diese nicht geringer als 2 kV ist. Die Diode 5x, welche in den 17A bis 17F gezeigt ist, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, weist eine Mehrzahl von Diodenelementen 90 auf, welche in Serie miteinander verbunden sind. Die Struktur der Diode 5x macht es möglich, eine hohe Durchschlagsspannung (eine hohe Widerstandsspannung) vorzusehen, welche höher ist, als eine Durchbruchsspannung eines einzelnen Diodenelements 90.
Eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens der Diode 5x mit Bezug auf die 17A bis 17F wird angegeben werden.
Die 17A bis 17F sind schematische Ansichten, welche ein Herstellungsverfahren einer herkömmlichen Diode zeigen.
So wie dies in 17A gezeigt ist, ist eine Tiefe-p-Typ-Halbleiterschicht 90p in einem n-Typ-Halbleitersubstrat 90n ausgebildet, und ein Diffusionswafer ist derart vorbereitet, dass eine Mehrzahl von p-n-Verbindungen bzw. p-n-Übergangen auf der gesamten Oberfläche des Diffusionswafers ausgebildet ist. Das Diodenelement 90 entspricht der p-n-Verbindung bzw. dem p-n-Übergang, welcher auf der Oberfläche des Diffusionswafers ausgebildet ist.
Als Nächstes, so wie dies in den 17B und 17C gezeigt ist, sind die Diffusionswafer aufeinander aufgestapelt, um eine laminierte Struktur unter Verwendung eines Lots vorzusehen, um einen laminierten Körper 92 herzustellen, in welchem die Diffusionswafer und die Lötschichten abwechselnd aufeinander aufgestapelt sind.
Als Nächstes wird der hergestellte Laminierungskörper 92 unter Verwendung einer Drahtsäge zurechtgeschnitten, um ein Laminierungsteil 93 herzustellen, so wie dies in 17E gezeigt ist.
Als Nächstes wird eine geschnittene Oberfläche des Laminierungsteils 93 mit einer Säure oder einer alkalischen Lösung geätzt (Endoberflächenbehandlung). Als Nächstes werden Führungsdrähte 94 bzw. Lotdrähte 94 mit dem Laminierungsteil 93 verbunden, und diese werden unter Verwendung eines Harzmaterials 95 ausgeformt, um die Diode 5x herzustellen.
Allerdings weist die Diode 5x eine große Größe auf, da diese eine Mehrzahl von Lötschichten zwischen den Diffusionswafern aufweist.
Bei einer üblichen planaren Diode ist es möglich, eine Dicke des p-Typ- oder des n-Typ-Halbleiterlayers bzw. der entsprechenden Schicht zu erhöhen, um dessen Konzentration von Unreinheiten zu reduzieren. Es ist entsprechend möglich ein einzelnes Diodenelement mit einer hohen Durchbruchsspannung ohne das Ausbilden einer Laminierungsstruktur der Diodenelemente 90 herzustellen. Allerdings, wenn die Verunreinigungskonzentration der Diode reduziert wird, erhöht sich die Durchbruchsspannung der Diode, und der Schutz vor Durchschlagsspannungen der Diode ist reduziert. Dies beschädigt das Diodenelement durch eine Stoßspannung, die erzeugt wird, wenn sich eine Zündkerze entlädt. Entsprechend, da es gewünscht wird, den Oberflächenbereich des Halbleiterlayers zu vergrößern (um dessen Chipgröße zu erhöhen), ist es schwierig, zu vermeiden, dass sich die Gesamtgröße der Diode erhöht.
Verschiedene Typen von Dioden, bei denen es beabsichtigt ist, dass diese eine hohe Durchschlagsspannung und einen hohen Schutz vor Stoßspannungen aufweisen, beinhalten ein solches herkömmliches Problem, welches vorstehend beschrieben wurde.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher gewünscht, eine Diode vorzusehen, welche eine reduzierte Größe, eine hohe Durchschlagsspannung und einen hohen Schutz vor Stoßspannungen aufweist, wobei diese mit einer reduzierten Größe fähig ist, Schäden zu vermeiden, welche durch eine Stoßspannung verursacht werden können.
Eine beispielhafte Ausführungsform sieht eine Diode mit einem ersten Halbleiterlayer eines ersten leitfähigen Typs, einem zweiten Halbleiterlayer eines zweiten leitfähigen Typs, einem dritten Halbleiterlayer des ersten leitfähigen Typs, einem vierten Halbleiterlayer des zweiten leitfähigen Typs und ein Kurzschlusselement vor. Insbesondere bilden der erste Halbleiterlayer und der zweite Halbleiterlayer einen p-n-Übergang aus. Der dritte Halbleiterlayer und der zweite Halbleiterlayer bilden einen p-n-Übergang aus. Der vierte Halbleiterlayer und der dritte Halbleiterlayer bilden einen p-n-Übergang aus. Das Kurzschlusselement sieht einen Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer vor.
Bei der vorstehend beschriebenen Struktur der Diode sehen der erste Halbleiterlayer, der zweite Halbleiterlayer, der dritte Halbleiterlayer und der vierte Halbleiterlayer ein erstes Diodenelement und ein zweites Diodenelement vor. Das erste Diodenelement besteht aus dem ersten Halbleiterlayer und dem zweiten Halbleiterlayer, welche den p-n-Übergang ausbilden. Das zweite Diodenelement besteht aus dem dritten Halbleiterlayer und dem vierten Halbleiterlayer, welche den p-n-Übergang ausbilden. Das erste Diodenelement und das zweite Diodenelement sehen einen äquivalenten Schaltkreis mit einer Struktur vor, bei welcher das erste Diodenelement und das zweite Diodenelement in einer Vorwärtsrichtung in Serie miteinander verbunden sind. Die Kathodenseite der ersten Diode ist mit der Anodenseite des zweiten Diodenelements in der Vorwärtsrichtung verbunden.
Falls die Diode kein Kurzschlusselement aufweist, bilden der zweite Halbleiterlayer und das dritte Halbleiterelement ein drittes Diodenelement aus. Dieses dritte Diodenelement ist in einer Rückwärtsrichtung zwischen dem ersten Diodenelement und dem zweiten Diodenelement verbunden (siehe 5). Diese Struktur vermeidet ein korrektes Verhalten des äquivalenten Schaltkreises.
Auf der anderen Seite, bei der Struktur der Diode gemäß der vorliegenden Erfindung, da das Kurzschlusselement einen Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer vorsieht, weist der äquivalente Schaltkreis das dritte Diodenelement eben nicht auf. Es ist deshalb für die Diode gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine hohe Durchbruchsspannung (eine hohe Widerstandsspannung) aufzuweisen, da das erste Diodenelement und das zweite Diodenelement in Serie in der Vorwärtsrichtung miteinander verbunden sind.
Ferner weist die Diode gemäß der vorliegenden Erfindung die Struktur auf, bei welcher ein Kurzschluss der p-n-Verbindung bzw. des p-n-Übergangs zwischen dem zweiten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer die Verbindung zwischen dem ersten Diodenelement und dem zweiten Diodenelement vorsieht. Diese Struktur erlaubt es dem ersten Diodenelement und dem zweiten Diodenelement ohne das Verwenden von Lot verbunden zu sein, und dies erlaubt es der Diode eine reduzierte Größe aufzuweisen, und dies im Vergleich mit einer Größe der Diode mit einer herkömmlichen Struktur mit einer Struktur, bei welcher viele Diodenelemente 90 unter Verwendung von Lot miteinander verbunden sind.
Ferner, da die Diode gemäß der vorliegenden Erfindung den äquivalenten Schaltkreis vorsieht, bei welchem die Diodenelemente in Serie miteinander verbunden sind, ist es für die Diode möglich, eine hohe Durchbruchsspannung ohne das Erhöhen einer Dicke von jeder der Halbleiterschichten aufzuweisen, um die Konzentration von Unreinheiten zu reduzieren. Da diese Struktur Schäden vermeidet, welche durch die Stoßspannung erzeugt wird, ist es möglich, eine Vergrößerung eines gesamten Oberflächenbereichs der Halbleiterschichten zu vermeiden (d. h., das Erhöhen der Chipgröße der Diode), um die Schäden zu erhöhen, welche durch die Stoßspannung verursacht werden.
So wie dies vorstehend beschrieben wurde, sieht die vorliegende Erfindung den äquivalenten Schaltkreis der Diode mit der Struktur vor, bei welcher das erste Diodenelement und das zweite Diodenelement in Serie in der Vorwärtsrichtung durch das Ausbilden eines Kurzschlussschaltkreises zwischen dem zweiten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer verbunden sind. Da diese Struktur keinerlei Lotschicht benötigt, um die Halbleiterschichten zu verbinden, ist es möglich, eine Gesamtgröße der Diode von dem Anwachsen abzuhalten, und ist es möglich, dass diese eine hohe Durchbruchsspannung und einen hohen Schutz vor Stoßspannungen aufweist, weshalb diese fähig ist, Schäden zu vermeiden, welche durch die Stoßspannung verursacht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe eines Beispiels in Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden. Es zeigt/es zeigen:
1 eine Ansicht, welche eine schematische Struktur einer Zündvorrichtung zeigt, welche mit einer Diode gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
2A, 2B und 2C Ansichten, welche das Verhalten der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, zeigt, wobei diese fähig ist, das Erzeugen eines AN-Flugfunkens zu vermeiden;
3 eine Ansicht, welche einen schematischen Querschnitt der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, welche in 1 gezeigt ist, zeigt;
4 eine ebene Ansicht, welche die Diode zeigt, wenn diese aus einer Richtung betrachtet wird, die durch einen Pfeil IV, der in 3 gezeigt ist, angegeben ist;
5 eine Ansicht, welche einen äquivalenten Schaltkreis der Diode zeigt, die in 1 gezeigt ist;
6 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens eines Schutzrings bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens einer dritten Halbleiterschicht bzw. eines dritten Halbleiterlayers bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens einer Öffnungssektion in einem Isolierungslayer bzw. einer Isolationsschicht bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens einer dritten Halbleiterschicht bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Ansicht, welche einen Querschnitt zeigt, wenn ein gewünschter Bereich aus dem n-Typ-Halbleiterlayer durch ein Mesa-Ätzen bzw. durch ein Mesa-Ätzverfahren bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt wird;
11 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens eines Bereichs mit hoher Konzentration bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens von Kontaktlöchern bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens einer Kathodenelektrode bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens eines Schutzfilms bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens einer Anodenelektrode bei einem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 eine Ansicht, welche eine schematische Struktur einer Zündvorrichtung zeigt, welche mit einer Diode gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist; und
17A bis 17F schematische Ansichten, welche ein Herstellungsverfahren für eine Diode mit einer herkömmlichen Struktur zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden. Bei der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen geben die gleichen Bezugszeichen bzw. die gleichen Bezugsbuchstaben gleiche oder äquivalente Komponententeile in den verschiedenen Figuren an.
Erste beispielhafte Ausführungsform
Eine Beschreibung einer Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 bis 15 angegeben werden.
1 ist eine Ansicht, welche eine schematische Struktur einer Zündvorrichtung zeigt, welche mit der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist, so wie dies in 1 gezeigt ist, weist die Zündvorrichtung eine Primärspule 1, eine Sekundärspule 2, ein Schaltelement 3, eine Zündkerze 4 und die Diode 5 auf. Das Schaltelement 3 empfängt ein Zündsignal IGT, welches von einer Steuervorrichtung übertragen wird (diese ist nicht näher dargestellt), und schaltet sich auf der Basis des empfangenen Zündsignals IGT an und aus.
Eine Beschreibung des Verhaltens der Zündvorrichtung wird nun mit Bezug auf die 2A, 2B und 2C angegeben werden.
Die 2A, 2B und 2C sind Ansichten, welche das Verhalten der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, erläutern, wobei diese fähig ist, das Erzeugen von einem AN-Flugfunken zu vermeiden. Die 2A zeigt eine Änderung des Zündsignals IGT. Die 2B zeigt einen Primärstrom I1. Die 2C zeigt eine Änderung einer Sekundärspannung.
Das Zündsignal IGT ist ein Pulssignal bzw. ein gepulstes Signal. Wenn das Zündsignal IGT einen hohen Pegel bei dessen angeschalteten Timing ts annimmt, schaltet sich das Schaltelement 3 an. Eine Batteriespannung wird zu der Primärspule 1 zugeführt, und der Primärstrom I1 beginnt zu fließen. Auf der anderen Seite, wenn das Zündsignal IGT als ein Pulssignal den niedrigen Pegel bei einem ausgeschalteten Timing te annimmt, schaltet sich das Schaltelement 3 aus. Dies unterbricht die Zuführung der Batteriespannung zu der Primärspule 1. Der Primärstrom I1 stoppt, in die Primärspule 1 zu fließen. Bei diesem Zeitpunkt wird eine Entladespannung Vb in der Sekundärspule 2 erzeugt. Diese Entladespannung Vb ist eine Hochspannung in einem Bereich von 10 kV bis 30 kV. Wenn diese Entladespannung Vb zwischen den Elektroden 4a und 4b der Zündkerze 4 zugeführt wird, tritt ein Entladen zwischen den Elektroden 4a und 4b auf. Die Entladung zündet ein Kraftstoffgas in einer Verbrennungskammer einer internen Verbrennungsmaschine, und eine Verbrennung des Kraftstoffgases tritt in der Verbrennungskammer auf.
So wie dies vorstehend beschrieben ist, wird eine Spannung in der Sekundärspule 2 erzeugt, wenn die Spannungsversorgung zu der Primärspule 1 unterbrochen wird. Zusätzlich zu diesem Phänomen wird ebenso eine kleine Spannung (AN-Spannung Va) ebenso in der Sekundärspule 2 erzeugt, wenn die Spannungsversorgung zu der Primärspule 1 gestartet wird. Entsprechend gibt es das mögliche Problem des Erzeugens einer nicht notwendigen Entladung in der Zündkerze 4 durch die AN-Spannung Va, wobei dies eine Zündverbrennung (AN-Flugfunken, d. h., eine Vorzündung) in der Verbrennungskammer bei einem frühen Timing verursacht, welches vor dem gewünschten Timing liegt.
Um dieses Problem zu vermeiden weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform eine verbesserte Struktur auf, welche fähig ist, den Entladestrom zu vermeiden, welcher durch die AN-Spannung Va fließt, während es einem Entladestrom erlaubt wird, zu fließen, wenn die Entladespannung Vb der Zündkerze 4 zugeführt wird.
Genauer gesagt ist eine Anode der Diode 5 mit einer Hochspannungsseite der Sekundärspule 2 verbunden. Eine Kathode der Diode 5 ist mit einer Hochspannungsseite der Primärspule 1 verbunden. Da die AN-Spannung Va mit umgekehrter Polarität im Verhältnis zu der Entladespannung Vb erzeugt wird, fließt ein Entladestrom, welcher durch die Entladespannung Vb erzeugt wird, rückwärts zu einer Vorwärtsrichtung der Diode 5. Auf der anderen Seite, da die AN-Spannung Va in einer Rückwärtsrichtung zu der Diode 5 angelegt wird, unterdrückt dies die AN-Spannung Va davor, dass der Entladestrom fließt. Das heißt, die Diode 5 vermeidet ein verfrühtes Funkenerzeugen, d. h., die Erzeugung eines AN-Flugfunken.
3 ist eine Ansicht, welche einen schematischen Querschnitt der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt, die in 1 gezeigt ist.
3 ist eine Ansicht, welche einen schematischen Querschnitt der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt, die in 1 gezeigt ist.
So wie dies in 3 gezeigt ist, weist die Diode 5 einen Körper 10 mit einer Mehrzahl von p-n-Übergängen, eine Anodenelektrode 21, eine Kathodenelektrode 22, eine Kurzschlusselektrode 23 (oder ein Kurzschlusselement 23), einen Schutzring 15 und einen Isolierungsfilm 30, etc. auf. Der Körper 10 mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge weist eine Struktur auf, bei welcher eine erste Halbleiterschicht 11 eines p-Typs (nachstehend als der erste Halbleiterlayer 11 bezeichnet), ein zweiter Halbleiterlayer 12 eines n-Typs (nachstehend als der zweite Halbleiterlayer 12 bezeichnet), ein dritter Halbleiterlayer 13 eines p-Typs (nachstehend als ein dritter Halbleiterlayer 13 bezeichnet) und ein vierter Halbleiterlayer 14 eines n-Typs (nachstehend als ein vierter Halbleiterlayer 14 bezeichnet) sequentiell bzw. in der Reihenfolge aufeinandergestapelt sind, um eine Laminierungsstruktur vorzusehen, so wie dies aus der Seite der Anodenelektrode 21 gesehen wird. Die zwei benachbarten Halbleiterlayer in dem ersten Halbleiterlayer 11, dem zweiten Halbleiterlayer 12, dem dritten Halbleiterlayer 13 und dem vierten Halbleiterlayer 14 bilden einen p-n-Übergang aus.
Die Anodenelektrode 21 ist ein Film mit einer quadratförmigen Form in einer ebenen Ansicht (siehe 4) und diese steht in Kontakt mit einer Gesamtoberfläche des ersten Halbleiterlayers 11, welcher dem zweiten Halbleiterlayer 12 gegenüberliegt. Die Anodenelektrode 21 weist eine Struktur mit drei Schichten bzw. drei Layern auf, bei welcher unterschiedliche Metallfilme aufeinander gestapelt sind, um eine Laminierungsstruktur vorzusehen. Beispielsweise ist ein erster Metallfilm der Anodenelektrode 21, welcher in Kontakt mit dem ersten Halbleiterlayer 11 steht, aus Titan hergestellt. Ein zweiter Metallfilm der Anodenelektrode 21, welcher gegenüber zu dem ersten Halbleiterlayer 11 angeordnet ist, ist aus Gold hergestellt. Ein zwischenliegender Metallfilm der Anodenelektrode 21 zwischen dem ersten Metallfilm und dem zweiten Metallfilm ist aus Nickel hergestellt.
Ein erster Halbleiterlayer 11 weist eine quadratische Form in einer planaren Sicht und eine konstante Dicke auf, wobei diese beispielsweise in einem Bereich von 10 μm bis 200 μm liegt. Der erste Halbleiterlayer 11 ist ein Halbleitersubstrat vom p-Typ, in welchem eine p-Typ-Unreinheit, wie z. B. Bor, etc., in das Silizium hinzugefügt wurde. Eine Konzentration der p-Typ Unreinheit in dem ersten Halbleiterlayer 11 wurde derart eingestellt, dass dieser eine vorbestimmte Konzentration aufweist.
So wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der Schutzring 15 ein p-Typ Halbleiter, welcher in dem zweiten Halbleiterlayer 12 ausgebildet ist, welcher auf dem ersten Halbleiterlayer 11 ausgebildet ist. Der Schutzring 15 weist eine rahmenförmigen Struktur (siehe 4) auf, welche in dem zweiten Halbleiterlayer 12 ausgebildet ist, welche auf dem ersten Halbleiterlayer 11 ausgebildet ist, und dieser ist auf der Oberfläche des ersten Halbleiterlayers 11 bei der Kathodenelektrode 22 bzw. auf deren Seite so ausgebildet, dass der Schutzring 15 benachbart zu einem äußeren peripheren Teil des ersten Halbleiterlayers 11 ausgebildet ist. Der Schutzring 15 ist derart ausgebildet, dass eine Dicke (oder eine Diffusionstiefe) des Schutzrings 15 nicht geringer als eine Dicke des zweiten Halbleiterlayers 12 wird. Es ist für den Schutzring 15 ebenso möglich, dass dieser verschiedene Formen annimmt, beispielsweise kreisförmig, quadratisch, rechteckförmig, etc., so wie dies aus der ebenen Ansicht betrachtet wird, die in 4 gezeigt ist. Nach dem Ausbilden des Schutzrings 15 in dem zweiten Halbleiterlayer 12 auf dem ersten Halbleiterlayer 11 ist der zweite Halbleiterlayer 12 im Inneren des Schutzrings 15 mit einer rahmenförmigen Struktur und auf der Oberfläche der Kathodenelektrode 22 bzw. auf dessen Seite des Halbleiterlayers 11 angeordnet.
Der zweite Halbleiterlayer 12 ist ein n-Typ-Halbleiter, welcher durch ein epitaktisches Wachsen von Phosphor als Unreinheit auf der ersten Halbleiterschicht 11 ausgebildet wird. Die n-Typ-Unreinheit in dem zweiten Halbleiterlayer 12 weist eine vorbestimmte niedrige Konzentration auf. Der zweite Halbleiterlayer 12 weist einen Bereich mit hoher Konzentration 12a auf, welcher die n-Typ-Unreinheit mit einer vorbestimmten hohen Konzentration beinhaltet. Die Struktur und die Funktion des Bereichs mit hoher Konzentration 12a wird später erläutert werden. Der zweite Halbleiterlayer 12 und der erste Halbleiterlayer 11 bilden ein erstes Diodenelement D1 (siehe 5) als einen p-n-Übergang aus.
Der dritte Halbleiterlayer 13 ist benachbart zu der Oberfläche des zweiten Halbleiterlayers 12 bei der Seite der Kathodenelektrode 22 ausgebildet. Ein Teil des zweiten Halbleiterlayers 12, welcher benachbart zu dem dritten Halbleiterlayer 13 angeordnet ist, ist in seiner Dicke kleiner, als der andere Bereich des zweiten Halbleiterlayer 12. In anderen Worten sind der Schutzring 15, welcher ein Teil des zweiten Halbleiterlayers 12 ist, und der dritte Halbleiterlayer 13 in einer Richtung angeordnet (die Horizontalrichtung in 3), welche senkrecht zu der Laminierungsrichtung (d. h., die vertikale Richtung, welche in 3 gezeigt ist), der vier Halbleiterlayer 11, 12, 13 und 14 ist.
Der zweite Halbleiterlayer 12 an der Seite der Kathodenelektrode 22, der dritte Halbleiterlayer 13 an der Seite der Kathodenelektrode 23 und der Schutzring 15 an der Seite der Kathodenelektrode 22 sind derart ausgebildet, dass diese die gleiche flache Oberfläche aufweisen. Das heißt, der dritte Halbleiterlayer 13 ist in seiner Dicke kleiner, als der zweite Halbleiterlayer 12. Der dritte Halbleiterlayer 13 ist ein p-Typ-Halbleiter mit einer Struktur, bei welcher eine p-Typ Unreinheit, wie z. B. Bor, in das Silizium hinzugefügt wurde. Die p-Typ-Unreinheit in dem dritten Halbleiterlayer 13 weist eine vorbestimmte hohe Konzentration auf. der dritte Halbleiterlayer 13 und der zweite Halbleiterlayer 12 bilden einen p-n-Übergang aus.
Der Teil mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 ist benachbart in der Horizontalrichtung zu dem dritten Halbleiterlayer 13 ausgebildet. Der Teil mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 weist eine Dicke auf, welche kleiner als die Dicke des dritten Halbleiterlayers 13 ist. Der Teil mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 weist eine rahmenförmige Struktur auf, welche entlang der äußeren Peripherie des dritten Halbleiterlayers 13 ausgebildet ist. Es ist für den Teil mit der hohen Konzentration 12a ebenso möglich, verschiedene Formen, wie z. B. ringförmig, quadratisch, rechteckförmig, etc. aufzuweisen, wenn dies aus der ebenen Ansicht, die in 4 gezeigt ist, betrachtet wird.
Die Kurzschlusselektrode 23 ist benachbart zu der Oberfläche bei der Seite der Kathodenelektrode 22 des dritten Halbleiterlayers 13 und benachbart zu der Oberfläche bei der Seite der Kathodenelektrode 22 des Teils mit der hohen Konzentration 12a ausgebildet. Der dritte Halbleiterlayer 13 ist elektrisch mit dem Teil mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 über bzw. durch die Kurzschlusselektrode 23 verbunden.
4 ist eine ebene Ansicht, welche die Diode 5 zeigt, wenn dies in einer Richtung betrachtet wird, die durch einen Pfeil IV angegeben wird, welche in 3 gezeigt ist. In 4 ist die Kurzschlusselektrode 23 durch ein maschenförmiges Teil gezeigt. So wie dies in 4 gezeigt ist, weist die Kurzschlusselektrode 23 eine rahmenförmige Struktur auf, welche derart ausgebildet ist, dass diese sich in der Horizontalrichtung erstreckt.
Ein Abstand zwischen dem ersten Halbleiterlayer 11 und dem dritten Halbleiterlayer 13 in der Laminierungsrichtung ist ein erster Trennungsabstand L1. Ein Abstand zwischen dem Schutzring 15 und dem Teil mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 in der Horizontalrichtung ist ein zweiter Trennungsabstand L2. Ein Abstand zwischen dem ersten Halbleiterlayer 11 und dem Teil mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 in der Laminierungsrichtung ist ein dritter Trennungsabstand L1 (L3). Bei der Struktur der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist der zweite Trennungsabstand L2 größer als der erste Trennungsabstand L1, und der dritte Trennungsabstand L3 ist größer als der erste Trennungsabstand L1.
Die Oberfläche an der Seite der Kathodenelektrode 22 des dritten Halbleiterlayers 13, die Oberfläche an der Seite der Kathodenelektrode 22 des zweiten Halbleiterlayers 12 und die Oberfläche an der Seite der Kathodenelektrode 22 des Schutzrings 15 sind mit einem ersten Isolationsfilm 31 abgedeckt. Der erste Isolationsfilm 31 ist mit einem elektrisch isolierenden Material, wie zum Beispiel Siliziumdioxid, etc., abgedeckt.
Die Oberfläche des ersten Halbleiterlayers 11, an der Seite, die dem zweiten Halbleiterlayer 22 entgegengesetzt ist, ist mit einem zweiten Isolationsfilm 32 abgedeckt. Insbesondere ist die Kurzschlusselektrode 23 aus dem zweiten Isolationsfilm 32 freigestellt.
Die Kurzschlusselektrode 23 ist aus einem Metall mit leitfähigen Eigenschaften, wie zum Beispiel Aluminium, hergestellt. Die Kurzschlusselektrode 23 besteht aus einem äußeren Flanschteil 23a, einem Kurzschlussteil 23b und einem inneren Flanschteil 23c. Der dritte Halbleiterlayer 13 ist elektrisch mit dem Teil mit hoher Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 durch den Kurzschlussteil 23b verbunden.
Eine Sektion des Kurzschlussteils 23, welche in Kontakt mit dem dritten Halbleiterlayer 13 steht, weist die gleiche Fläche auf, wie eine Sektion des Kurzschlussteils 23b, welche in Kontakt mit dem Teil mit hoher Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 steht. Eine horizontale Länge des Kurzschlussteils 23b, welche in Kontakt mit dem dritten Halbleiterlayer 13 steht, ist gleich der horizontalen Länge des Kurzschlussteils 23b, welches in Kontakt mit dem Teil mit hoher Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 steht. Die horizontale Länge des Kurzschlussteils 23b bewegt sich in einem Bereich von 1 μm bis 10 μm.
Der äußere Flankenteil 23a ist derart ausgebildet, dass dieser in Richtung des Äußeren des Kurzschlussteils 23b mit einer rahmenförmigen Struktur hervorsteht. Der innere Flanschteil 23c ist derart ausgebildet, dass dieser in Richtung des Inneren des Kurzschlussteils 23b mit der rahmenförmigen Struktur hervorsteht (siehe 4). Der äußere Flankenteil 23a und der innere Flankenteil 23c sind im Inneren der Seite der Kathodenelektrode 22 angeordnet, wenn dies von dem ersten Isolationsfilm 31 betrachtet wird. Es ist für jeden äußeren Flankenteil 23a, den Kurzschlussteil 23b und den inneren Flankenteil 23c ebenso möglich, verschiedene Formen anzunehmen, wie zum Beispiel ringförmig, quadratisch, rechteckförmig, etc., wenn dies aus der ebenen Ansicht gesehen wird, die in 4 gezeigt ist.
Der vierte Halbleiterlayer 14 ist benachbart zu dem dritten Halbleiterlayer 13 an der Seite der Kathodenelektrode 22 ausgebildet. Die äußere Peripherie des vierten Halbleiterlayers 14 ist in der Horizontalrichtung von der inneren Peripherie des inneren Flankenteils 23c um einen vorbestimmten Abstand getrennt angeordnet. Wenn dies entlang der Horizontalrichtung unter 3 betrachtet wird, sind der erste Isolationsfilm 31 und der zweite Isolationsfilm 32 zwischen dem ersten Halbleiterlayer 14 und der Kurzschlusselektrode 23 ausgebildet. Der vierte Halbleiterlayer 14 ist in seiner Dicke kleiner als der erste Halbleiterlayer 11. Der vierte Halbleiterlayer 14 ist ein n-Typ-Halbleiter, bei welchem eine Unreinheit, wie zum Beispiel Phosphor, zu dem Silizium hinzugefügt worden ist, d. h., dies wurde in das Silizium hineindotiert.
Die n-Typ-Unreinheit in dem vierten Halbleiterlayer 14 weist eine vorbestimmte niedrige Konzentration auf. Der vierte Halbleiterlayer 14 weist einen Bereich mit hoher Konzentration 14a auf, welcher die n-Typ-Unreinheit mit einer vorbestimmten hohen Konzentration beinhaltet. Die Struktur und das Verhalten des Bereichs mit hoher Konzentration 14a wird später erläutert werden. Der vierte Halbleiterlayer 14 und der dritte Halbleiterlayer 13 bilden ein zweites Diodenelement D2 (siehe 5) als einen p-n-Übergang aus.
5 ist eine Ansicht, welche einen äquivalenten Schaltkreis der Diode zeigt, die in 1 gezeigt ist. So wie dies in 5 gezeigt ist, ist die Anode des ersten Diodenelements D1 mit der Anodenelektrode 21 verbunden, und die Kathode des zweiten Diodenelements D2 ist mit der Kathodenelektrode 22 verbunden. Die Kathode des ersten Diodenelements D1 ist mit der Anode des zweiten Diodenelements D2 durch die Kurzschlusselektrode 23 verbunden.
Da ein Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 durch die Kurzschlusselektrode 23 ausgebildet ist, weist ein äquivalenter Schaltkreis der Diode 5 keine dritte Diode D3 auf, welche durch den dritten Halbleiterlayer 13 und den zweiten Halbleiterlayer 12 ausgebildet wird. D. h., so wie dies in den 5 und 3 gezeigt ist, dass der äquivalente Schaltkreis der Diode D5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die Struktur aufweist, bei welcher das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 in einer Vorwärtsrichtung in Serie verbunden sind, ohne dass die dritte Diode D3 ausgebildet wird.
Der Bereich mit der hohen Konzentration 14a des vierten Halbleiterlayers 14 ist in dem vierten Halbleiterlayer 14 an der Seite der Kathodenelektrode 22 ausgebildet. So wie dies in 3 gezeigt ist, ist die Kathodenelektrode 22 elektrisch benachbart zu der Oberfläche des Bereichs mit der hohen Konzentration 14a verbunden, welche der Seite des dritten Halbleiterlayers 13 entgegengesetzt ist.
Die Kathodenelektrode 22 ist durch den gitterförmigen Bereich bezeichnet, der in 4 gezeigt ist. Die Kathodenelektrode 22 ist in dem mittigen Bereich in dem vierten Halbleiterlayer 14 ausgebildet. Die Kathodenelektrode 12 ist ein Film, welcher in Kontakt mit der Gesamtfläche des Bereichs mit hoher Konzentration 14a steht. D. h., die Kathodenelektrode 12 weist eine quadratförmige Form in einer ebenen Ansicht auf (siehe 4). Die Kathodenelektrode 12 weist einen Film mit einem einzelnen Layer auf, welcher aus Metall, wie zum Beispiel Aluminium, hergestellt ist.
Nun wird eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf die 6 bis 15 angegeben.
6 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren eines Ausbildens eines Schutzrings 15 bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Zuerst wird ein p-Typ-Halbleitersubstrat vorbereitet, um den ersten Halbleiterlayer 11 auszubilden.
Als nächstes wird ein n-Typ-Halbleiterlayer an der Gesamtoberfläche der Seite der Kathodenelektrode ausgebildet, d. h., an der oberen Seite des ersten Halbleiterlayers 11, und dies durch ein epitaktisches Wachstum. Der n-Typ-Halbleiterlayer sieht den zweiten Halbleiterlayer 12 vor.
Als nächstes wird ein Eintrieb-Diffusions-Verfahren (drive-in diffusion process) durchgeführt, um Bor in einer vorbestimmten Tiefe in den äußeren peripheren Bereich des n-Typ-Halbleiterlayers unter Verwendung von Ionenimplantierung zu diffundieren. Dieses Verfahren ermöglicht es, einen n-Typ-Halbleiterlayer bei dem äußeren peripheren Bereich des n-Typ-Halbleiterlayers auszubilden. D. h., das dieses Verfahren den Schutzring 15 ausbildet.
Als nächstes werden die obere Gesamtoberfläche des zweiten Halbleiterlayers 12 und die obere Gesamtoberfläche des Schutzrings 15 oxidiert, um einen Siliziumdioxidfilm 31m auszubilden. Dieser Siliziumdioxidfilm 31m sieht einen ersten Isolationsfilm 31 vor.
7 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens eines dritten Halbleiterlayers bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 zeigt, die gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist.
Ein Strukturierungsverfahren wird durchgeführt, um eine fotoresistente Schicht auszubilden, welche ein vorbestimmtes geformtes Muster in der fotoresistenten Schicht aufweist, welche auf der oberen Oberfläche des Siliziumdioxidfilms 31m ausgebildet ist. Danach wird Bor in den Bereich unter Verwendung von Ionenimplantierung diffundiert, wobei dies der Bereich ist, bei welchem die fotoresistente Schicht entfernt worden ist, und in welchem die dritte Halbleiterschicht 13 ausgebildet werden wird. Dieser Bereich, in welchem Bor diffundiert worden ist, wird ein p-Typ-Halbleiter und sieht den dritten Halbleiterlayer 13 vor.
8 ist ein Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens der Öffnungssektion in einem Isolierungslayer der Diode 5 bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. So wie dies in 8 gezeigt ist, wird eine spezifische Fläche von dem Siliziumdioxidfilm 31m entfernt, um eine Öffnungssektion 31a in dem Siliziumdioxidfilm 31m auszubilden. Der vierte Halbleiterlayer 14 wird in der Öffnungssektion 31a ausgebildet. Der Siliziumdioxidfilm 31m, von dem die spezifische Fläche entfernt worden ist, d. h., nach der Beendigung des Ausbildens der Öffnungssektion 31a wird der erste Isolationsfilm 31.
9 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt eines vierten Halbleiterlayers bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
So wie dies in 9 gezeigt ist, ist ein n-Typ-Halbleiterlayer 14m auf der oberen Oberfläche des ersten Isolationsfilms 31 ausgebildet, und die obere Oberfläche des dritten Halbleiterlayers 13 ist durch die Öffnungssektion 31a durch epitaktisches Wachstum freigestellt.
10 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt zeigt, wenn eine gewünschte Fläche von dem n-Typ-Halbleiterlayer 14m durch ein MESA-Ätzverfahren in dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform entfernt wird. Die verbleibende Fläche in dem n-Typ-Halbleiterlayer 14m sieht den vierten Halbleiterlayer 14 vor.
Als nächstes wird ein Siliziumdioxidfilm an der oberen Gesamtoberfläche der Diode 5 durch thermische Oxidation ausgebildet. Die Flächen, in welchen die Kathodenelektrode 22 und die Kurzschlusselektrode 23 ausgebildet werden, werden von dem Siliziumdioxidfilm entfernt.
11 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens eines Bereichs mit hoher Konzentration bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Als nächstes, so wie dies in 11 gezeigt ist, wird durch Ionenimplantierung Phosphor in die Fläche in dem zweiten Halbleiterlayer 12 und in die Fläche in dem vierten Halbleiterlayer 14 diffundiert, von welchem das Siliziumdioxid entfernt worden ist, um die Bereiche mit hoher Konzentration 12a und 14a auszubilden.
12 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens von Kontaktlöchern in dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Als nächstes, so wie dies in 12 gezeigt ist, wird der zweite Isolierungsfilm 23 an der oberen Gesamtoberfläche der Diode 5 ausgebildet. Der zweite Isolierungsfilm 23 ist ein Siliziumdioxidfilm (Bor-Phosphat-Silikat-Glas, d. h., BPSG), welcher Bor und Phosphor enthält. Da die Flächen, in welchen die Kathodenelektrode 22 und die Kurzschlusselektrode 23 ausgebildet werden, von dem BPSG entfernt worden sind, bilden diese entfernten Flächen, die durch das BPSG umgeben sind, die Öffnungssektionen 32a und 32b.
Das BPSG, in welchem die Öffnungssektion 32a und 32b ausgebildet sind, wird der zweite Isolationsfilm 32. Die Öffnungssektionen 31a, 31bm, 32a und 32b, welche in dem ersten Isolationsfilm 31 und dem zweiten Isolationsfilm 32 ausgebildet sind, werden Kontaktlöcher.
Als nächstes wird ein Metallfilm, wie zum Beispiel Aluminium, auf der oberen Gesamtoberfläche der Diode 5 durch Sputtern ausgebildet.
13 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens der Kathodenelektrode 22 in dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Als nächstes, so wie dies in 13 gezeigt ist, wird die vorbestimmte Fläche von dem Metallfilm entfernt, welcher durch das Sputtern ausgebildet ist, um die Kathodenelektrode 22 und die Kurzschlusselektrode 23 auszubilden.
Als nächstes wird ein Isolationsharz, wie zum Beispiel Polymid, auf die obere Gesamtoberfläche der Diode 5 angewandt, um einen Schutzfilm 40 auszubilden. Der Schutzfilm 40 ist in den 3 und 4 weggelassen worden.
14 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens des Schutzfilms bei dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Als nächstes, so wie dies in 15 gezeigt ist, wird der Mittenbereich von der Kathodenelektrode 22 entfernt, um diesen mittigen Bereich bzw. die mittige Fläche der Kathodenelektrode 22 nach außen freizustellen.
15 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt bei einem Verfahren des Ausbildens der Anodenelektrode 21 in dem Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Als nächstes, so wie dies in 15 gezeigt ist, ist die Anodenelektrode 21 an unteren Gesamtoberfläche der Diode 5 durch Sputtern ausgebildet. Genauer gesagt werden Titan, Nickel und Gold auf die untere Gesamtoberfläche der Diode 5 aufgesputtert, um die Anodenelektrode 21 mit der dreischichtigen Struktur auszubilden.
Das vorstehend erläuterte Herstellungsverfahren erzeugt die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform mit dem Körper 10 mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge, welcher mit den vier Halbleiterlayern 11 bis 14 ausgestattet ist, und welcher ebenso mit dem Kurzschlusslayer 23 ausgestattet ist, welcher den Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 vorsieht.
So wie dies vorstehend beschrieben wurde bildet der Körper 10 mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge das erste Diodenelement D1, das zweite Diodenelement D2 und das dritte Diodenelement D3 aus. Da ein Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 durch die Kurzschlusselektrode 23 ausgebildet ist (wo die zweiten und dritten Halbleiterschichten 12 und 13 das dritte Diodenelement D3 ausbilden), macht es diese Struktur der Diode 5 möglich, ein äquivalenten Schaltkreis ohne das dritte Diodenelement D3 vorzusehen. D. h., diese Struktur der Diode 5 macht es möglich, den äquivalenten Schaltkreis vorzusehen, bei welchem das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 in Serie in der gleichen Richtung verbunden sind. Es ist daher für die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform möglich, eine hohe Durchschlagsspannung (hohe Widerstandsspannung) aufzuweisen, wenn dies mit eine Diode verglichen wird, die nur durch ein einzelnes Diodenelement ausgebildet wird.
Ferner weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die Struktur auf, bei welcher der Kurzschluss des p-n-Übergangs, welcher zwischen dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 ausgebildet ist, die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Diodenelement D1 und dem zweiten Diodenelement D2 vorsieht, ohne irgendein Lot zu verwenden.
Da das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 zusammen in der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ohne die Verwendung von Lot miteinander elektrisch verbunden sind, macht es diese Struktur der Diode 5 möglich, zu vermeiden, dass die Gesamtgröße der Diode 5 in der Laminierungsrichtung der ersten bis vierten Halbleiterlayer 11 bis 14 anwächst, so wie dies mit einer herkömmlichen Diode mit einer Struktur, die in den 17A bis 17F gezeigt ist, verglichen wird.
Es ist für das Herstellungsverfahren des Herstellens der Diode mit der herkömmlichen Struktur, die in den 17A bis 17F gezeigt ist, schwierig, einen Lotlayer 91 unter Verwendung eines bleifreien Lots auszubilden. Dies macht es unmöglich, die Diode 5x unter Verwendung irgendeines bleifreien Lots auszubilden. D. h., wenn der Lotlayer 91 aus einem bleifreien Lot hergestellt ist, dass es möglich ist, den Lotlayer 91 durch eine Säure oder durch ein Alkali während des Ätzens (Kantenbehandlung) der geschnittenen Oberfläche des Laminierungsteils 93 aufzulösen. Ferner, wenn ein Führungsdraht 94 mit dem Laminierungsteil 93 durch Löten verbunden wird, dann wird der Lotlayer 91 geschmolzen.
Auf der anderen Seite weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die vorstehend beschriebene verbesserte Struktur auf, bei welcher das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 in der gleichen Richtung in dem Körper 10 mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge verbunden sind. Es ist deshalb möglich die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ohne die Verwendung des Lotlayers 91 auszubilden. Es wird angemerkt, dass es die herkömmliche Diode mit der Struktur, die in 17 gezeigt ist, erfordert, dass der Lotlayer 91 ausgebildet wird, welcher durch Löten ausgebildet wird. Entsprechend ist es möglich, die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung eines bleifreien Lots einfach auszubilden.
Da die Struktur der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform einen äquivalenten Schaltkreis vorsieht, bei welchem die Diodenelement D1 und D2 in Serie miteinander verbunden sind, ist es für die Diode 5 möglich, die Dicke von jedem der Halbleiterlayer 11 bis 14 mit einer hohen Durchschlagsspannung zu erhöhen, und dies ohne das Verringern der Konzentration der Verunreinigungen. Da keine Verringerung beim Schutz vor Stromstößen pro Einheitsfläche auftritt, falls eine Konzentration der Verunreinigungen in der Diode 5 reduziert wird, ist es für die Diode 5 möglich, deren Fähigkeit des Schutzes vor Überspannungen zu erhöhen, ohne die Oberflächen-Fläche der Halbleiterlayer 11 bis 14 zu vergrößern.
Ferner, bei der Struktur der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, da ein Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 vorliegt, ist es möglich, den äquivalenten Schaltkreis mit der Struktur vorzusehen, bei welcher das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 einen p-n-Übergang vorsehen, und welche in Serie in der gleichen Richtung verbunden sind. Diese Struktur der Diode 5 macht es möglich, zu verringern, dass deren Gesamtgröße anwächst, da die Diode 5 keinen Lotlayer erfordert. Ferner ist es für die Diode 5 mit der vorstehend erläuterten Struktur möglich, die hohe Durchbruchsspannung und den Schutz vor Stromstößen aufzuweisen.
Immer noch ferner, bei der Struktur der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, ist der Bereich mit der hohen Konzentration 12a in einem Kontaktbereich in dem zweiten Halbleiterlayer 12 ausgebildet. D. h., dass eine Kontaktoberfläche des Kontaktbereichs als der Bereich mit der hohen Konzentration 12a in Kontakt mit der Kurzschlusselektrode 23 steht. Dieser Bereich mit der hohen Konzentration 12a weist eine Konzentration von Verunreinigungen auf, welcher höher ist, als der verbleibende Bereich bzw. die verbleibende Fläche des zweiten Halbleiterlayers 12 (dieser verbleibende Bereich des zweiten Halbleiterlayers 12 steht nicht in Kontakt mit der Kurzschlusselektrode 23). Diese Struktur macht es möglich, einen elektrischen Kontaktwiderstand zwischen dem verbleibenden Bereich bzw. der verbleibenden Fläche in dem zweiten Halbleiterlayer 12 und der Kurzschlusselektrode 23 zu reduzieren, wenn dies mit einem Kontaktwiderstand verglichen wird, wenn die Kurzschlusselektrode 23 direkt mit dem zweiten Halbleiterlayer 12 ohne das Ausbilden des Bereichs mit der hohen Konzentration 12a verbunden ist. Es ist daher für die Diode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform möglich, den Widerstand für einen Strom, der in der Diode 5 vorwärtsfließt, wenn die Zündkerze 4 entlädt, zu reduzieren.
Noch ferner weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die Struktur auf, bei welcher die äußere periphere Oberfläche des zweiten Halbleiterlayers 12 durch den Schutzring 15 umgeben ist. Diese Struktur macht es für den Schutzring 15 möglich, einen Leckstrom zu vermeiden, welcher aus der äußeren peripheren Endoberfläche des zweiten Halbleiterlayers 12 zu dem Schutzring 15 fließt, wobei dieser Strom nicht durch den dritten Halbleiterlayer 13 oder den ersten Halbleiterlayer 11 fließt. In anderen Worten erlaubt es das Ausbilden des Schutzrings 15 in der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, dass ein solcher Leckstrom von der äußeren peripheren Endoberfläche des zweiten Halbleiterlayers 12 zu dem dritten Halbleiterlayer 13 oder dem ersten Halbleiterlayer 11 fließt.
Ein Strom, welcher von dem ersten Diodenelement D1 zu dem zweiten Diodenelement D2 fließt, fließt immer in der Richtung der Schichtung, d. h., von dem zweiten Halbleiterlayer 12 zu dem dritten Halbleiterlayer 13. In diesem Fall fließt ein Strom in einem normalen Pfad durch den zweiten Halbleiterlayer 12 zwischen der unteren Gesamtoberfläche des dritten Halbleiterlayers 13 und der oberen Gesamtoberfläche des ersten Halbleiterlayers 11.
Wenn der zweite Trennungsabstand L2 zwischen dem Schutzring 15 und dem Bereich mit der hohen Konzentration 12a gering ist, tritt ein Durchbruch zwischen dem Schutzring 15 und dem Bereich mit der hohen Konzentration 12a auf. Zusätzlich, wenn der dritte Trennungsabstand L3 zwischen dem ersten Halbleiterlayer 11 und dem Bereich mit der hohen Konzentration 12a in der Laminierungsrichtung gering ist, tritt ein Durchbruch zwischen dem ersten Halbleiterlayer 11 und dem Bereich mit der hohen Konzentration 12a auf. Wenn das Durchbruchsphänomen erzeugt wird, fließt ein Strom einfach durch einen Pfad mit einer geringen Fläche und dies nicht durch den normalen Pfad. In diesem Fall kann nur ein kleiner Strom den zweiten Halbleiterlayer 12, etc., beschädigen.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die verbesserte Struktur auf, bei welcher der zweite Trennungsabstand L2 größer als der erste Trennungsabstand L1 ist, welcher zwischen dem ersten Halbleiterlayer 11 und dem dritten Halbleiterlayer 13 ausgebildet ist. Zusätzlich zu diesem Merkmal ist der dritte Trennungsabstand L3 größer als der erste Trennungsabstand L1. Diese verbesserte Struktur der Diode 5 macht es möglich, den Durchbruch zu unterdrücken, und ebenso zu unterdrücken, dass die Diode 5 mit dem zweiten Halbleiterlayer 12 beschädigt wird. Noch ferner weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die verbesserte Struktur auf, bei welcher der Bereich mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 benachbart zu dem äußeren peripheren Teil des dritten Halbleiterlayers 13 in der Horizontalrichtung angeordnet ist, welche senkrecht auf der Laminierungsrichtung steht (siehe 3), und die Kurzschlusselektrode 23 ist in Kontakt mit dem Bereich mit der hohen Konzentration 12a des zweiten Halbleiterlayers 12 und des dritten Halbleiterlayers 13 in der Laminierungsrichtung angeordnet (siehe 3).
Entsprechend ist es möglich, ein Kurzschlusselement vorzusehen, d. h., die Kurzschlusselektrode 23, welche zwischen dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 in der Laminierungsrichtung von der Seite des dritten Halbleiterlayers 13 zu der Seite des zweiten Halbleiterlayers 12 ausgebildet ist. Dies macht es möglich, die Kurzschlusselektrode 23 mit einer einfachen Struktur in einfacher Weise auszubilden.
Noch ferner ist die Kurzschlusselektrode 23 derart ausgebildet, dass diese eine rahmenförmige Struktur um eine Mittenachse der Diode 5 in der Laminierungsrichtung aufweist. Dies macht es für die Kurzschlusselektrode 23 möglich, eine große Fläche aufzuweisen, und dies reduziert den elektrischen Widerstand der Kurzschlusselektrode 23. Im Ergebnis reduziert dieser einen Spannungsabfall in der Vorwärtsrichtung der Diode 5.
Es wird angemerkt, dass es ebenso für die Kurzschlusselektrode 23 möglich ist, d. h., das Kurzschlusselement, verschiedene Formen aufzuweisen, wie zum Beispiel ringförmig, quadratisch, rechteckförmig, etc., wenn dies aus der ebenen Ansicht betrachtet wird, die in 4 gezeigt ist.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Eine Beschreibung der Diode 5 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform wird mit Bezug auf die 16 angegeben werden.
So wie dies vorstehend beschrieben ist, weist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die verbesserte Struktur auf, bei welcher ein Endanschluss der Sekundärspule 2 mit der Elektrode 4a der Zündkerze 4 verbunden ist, und der andere Anschluss (d. h., die Hochspannungsseite) der Sekundärspule 2 ist mit der Hochspannungsseite der Primärspule 1 verbunden. Ferner ist die Hochspannungsseite der Primärspule 1 mit dem anderen Anschluss der Sekundärspule 2 über die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform verbunden. In anderen Worten, so wie dies in 1 gezeigt ist, ist die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zwischen der Hochspannungsseite der Primärspule 1 und der Hochspannungsseite der Sekundärspule 2 angeordnet.
Die 16 ist eine Ansicht, welche eine schematische Struktur einer Zündvorrichtung zeigt, welche mit der Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist.
Wenn dies mit der Zündvorrichtung verglichen wird, die mit der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist, die in 1 gezeigt ist, welcher vorstehend beschrieben wurde, weist die Zündvorrichtung, die mit der Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist, die in 16 gezeigt ist, eine Struktur auf, bei welcher ein Endanschluss der Sekundärspule 2 mit der Elektrode 4a der Zündkerze 4 verbunden ist, und der andere Endanschluss der Sekundärspule 2 wird durch die Diode 5 geerdet. D. h., dass die Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform mit der Massenseite der Sekundärspule 2 verbunden ist. Die Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform weist die gleiche Struktur wie die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf. Ferner können die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform und die Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung des gleichen Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Ähnlich der Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ist es für die Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform, die in 16 gezeigt ist, erforderlich, dass diese die hohe Durchbruchsspannung aufweist (beispielsweise nicht weniger als 2 kV), was höher ist, als die An-Spannung. Entsprechend ist es für die Diode 5 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform möglich, dass diese die gleichen Effekte und das gleiche Verhalten aufweist, wie die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
(Verschiedene Modifikationen)
Das Konzept der vorliegenden Erfindung wird durch die ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben worden, nicht beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, dass diese die folgenden Modifikationen aufweisen.
Bei der Struktur der Diode 5 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, die in 3 gezeigt sind, obwohl der erste Halbleiterlayer 11 mit einem p-Typ-Halbleiter als ein Substrat verwendet wird, ist es akzeptabel, einen n-Typ-Halbleiter als den ersten Halbleiterlayer 11 zu verwenden. In diesem Fall ist es ausreichend, den zweiten Halbleiterlayer 12 durch einen p-Typ-Halbleiter auszubilden, den dritten Halbleiterlayer 13 durch einen n-Typ-Halbleiter auszubilden, und den vierten Halbleiterlayer 14 durch einen p-Typ-Halbleiter auszubilden. D. h., dass es möglich ist, den ersten Halbleiterlayer 11 durch einen p-Typ-Halbleiter auszubilden, und den zweiten Halbleiterlayer 12 durch einen n-Typ-Halbleiter auszubilden. Es ist ebenso möglich, den ersten Halbleiterlayer 11 durch einen n-Typ-Halbleiter auszubilden, und den zweiten Halbleiterlayer 12 durch einen p-Typ-Halbleiter auszubilden.
Die Diode 5 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, die in 3 gezeigt sind, weist die Struktur auf, bei welcher der Körper 10 mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge aus den vier Halbleiterlayern 11 bis 14 gebildet wird, wobei das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 miteinander in Serie verbunden sind. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch diese Struktur beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, den Körper mit der Mehrzahl der p-n-Übergänge unter Verwendung von nicht weniger als sechs Halbleiterlayern auszubilden, wobei nicht weniger als drei Diodenelemente in Serie miteinander verbunden sind. Diese Struktur macht es erforderlich, dass diese eine Mehrzahl von Kurzschlusselementen aufweist. Beispielsweise, bei dem Körper mit der Mehrzahl der p-n-Übergange, der in 3 gezeigt ist, werden ein fünfter Halbleiterlayer und ein sechster Halbleiterlayer an der oberen Oberfläche des vierten Halbleiterlayers 14 ausgebildet, und der vierte Halbleiterlayer 14 und der fünfte Halbleiterlayer sehen einen Kurzschluss durch eine Kurzschlusselektrode vor. Diese Struktur macht es möglich, einen äquivalenten Schaltkreis vorzusehen, bei welchem das erste Diodenelement D1 und das zweite Diodenelement D2 und ein viertes Diodenelement gebildet aus dem fünften Halbleiterlayer und dem sechsten Halbleiterlayer in Serie miteinander verbunden sind.
Es ist ausreichend den vierten Halbleiterlayer 14 unter Verwendung eines Monokristallhalbleiters auszubilden, oder ebenso kann ein polykristalliner Halbleiter verwendet werden.
Die Diode 5 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, welche in 3 gezeigt sind, weist die Struktur auf, bei welcher der Bereich mit der hohen Konzentration 12a des Bereichs mit der hohen Konzentration 12a benachbart zu dem dritten Halbleiterlayer 13 ausgebildet ist. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch diese Struktur beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, den Bereich mit der hohen Konzentration 12a und den dritten Halbleiterlayer 13 derart auszubilden, dass diese sich teilweise überlappen. In diesem Überlappungsbereich zwischen dem Bereich mit der hohen Konzentration 12a und dem dritten Halbleiterlayer 13 sind ein p-Typ-Halbleiter und ein n-Typ-Halbleiter miteinander vermischt. Diese Struktur macht es möglich, einen Kurzschluss des zweiten Halbleiterlayers 12 und des dritten Halbleiterlayers 13 vorzusehen, in dem ein Kurzschlusselement verwendet wird.
Die Diode 5 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, die in 3 gezeigt sind, weist die Struktur auf, bei welcher die Kurzschlusselektrode 23 die rahmenförmige Struktur aufweist, welche vorstehend beschrieben worden ist. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht durch diese Struktur beschränkt. Beispielsweise ist es für die Kurzschlusselektrode 23 möglich, d. h., für das Kurzschlusselement, dass diese eine andere Struktur aufweist, in welcher kein Kurzschluss teilweise in dem Kurzschlusselement ausgebildet ist.
Die Diode 5 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, welche in 13 gezeigt sind, weist den Schutzring 15 auf. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch diese Struktur beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, anstelle der Verwendung des Schutzrings 15 eines von dem folgenden zu verwenden: eine Feldplatte, einen Feldbeschränkungsring (FLR) und ein reduziertes Oberflächenfeld (RESURF). Noch ferner ist es möglich, die Halbleiterlayer unter Verwendung von Siliziumkohlenstoff (SiC) anstelle von Silikon (Si) zu verwenden.
Die Diode 5 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, welche in 3 gezeigt sind, weist die Struktur auf, bei welcher die Oberfläche (Kontaktoberfläche) des Kurzschlussteils 23b in der Kurzschlusselektrode 23, welche in Kontakt mit dem zweiten Halbleiterlayer 12 und dem dritten Halbleiterlayer 13 steht, eine flache Oberfläche aufweist, welche sich in der Horizontalrichtung erstreckt. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch diese Struktur beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die Kontaktoberfläche des Kurzschlussteils 23b als eine gestufte Struktur auszubilden.
Die Diode 5 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform weist die Struktur auf, bei welcher der erste Halbleiterlayer 11 aus einem p-Typ-Halbleiter ausgebildet ist, und bei dem der zweite Halbleiterlayer 12 ausgebildet ist, in dem eine n-Typ-Verunreinigung in einem p-Typ-Halbleiter hinzugefügt wird. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch diese Struktur beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, den zweiten Halbleiterlayer 12 unter Verwendung eines n-Typ-Halbleiters auszubilden, und die p-Typ-Verunreinigung in einem n-Typ-Halbleiter hinzuzufügen, um den ersten Halbleiterlayer 11 auszubilden.
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, wird es für den Fachmann klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen dieser Details im Lichte der Gesamtlehre der Offenbarung entwickelt werden könnten. Entsprechend sollten die spezifischen offenbarten Anordnungen derart verstanden werden, dass diese nur zur Illustration dienen, und dass diese nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken, deren volle Breite durch die angehängten Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 58-48955 [0003]

Claims

Diode (5) aufweisend: einen ersten Halbleiterlayer (11) eines ersten leitfähigen Typs; einen zweiten Halbleiterlayer (12) eines zweiten leitfähigen Typs, wobei der erste Halbleiterlayer (11) und der zweite Halbleiterlayer (12) einen p-n-Übergang ausbilden; einen dritten Halbleiterlayer (13) des ersten leitfähigen Typs, wobei der dritte Halbleiterlayer (13) und der zweite Halbleiterlayer (12) einen p-n-Übergang ausbilden; einen vierten Halbleiterlayer (14) des zweiten leitfähigen Typs, wobei der vierte Halbleiterlayer (14) und der dritte Halbleiterlayer (13) einen p-n-Übergang ausbilden; und ein Kurzschlusselement (23), welches fähig ist, einen Kurzschluss zwischen dem zweiten Halbleiterlayer (12) und dem dritten Halbleiterlayer (13) vorzusehen.
Diode gemäß Anspruch 1, wobei ein Bereich mit hoher Konzentration (12a) in einem Kontaktbereich des zweiten Halbleiterlayers ausgebildet ist, wobei eine Oberfläche des Kontaktbereichs in Kontakt mit dem Kurzschlusselement (23) steht, und wobei der Bereich mit der hohen Konzentration in seiner Konzentration der Verunreinigungen höher ist, als ein Nicht-Kontaktbereich in dem zweiten Halbleiterlayer, welcher nicht in Kontakt mit dem Kurzschlusselement steht.
Diode gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend einen Schutzring (15), welcher um eine äußere periphere Oberfläche des zweiten Halbleiterlayers ausgebildet ist, und welcher aus einem Halbleiter mit einer Polarität hergestellt ist, welcher in der Polarität umgekehrt zu dem zweiten Halbleiterlayer ist, wobei ein zweiter Trennungsabstand (L2) größer als ein erster Trennungsabstand (L1) ist, wobei der erste Trennungsabstand (L1) ein Abstand zwischen dem ersten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer in einer Laminierungsrichtung ist, entlang welcher der erste Halbleiterlayer, der zweite Halbleiterlayer, der dritte Halbleiterlayer und der vierte Halbleiterlayer gestapelt sind, um eine Laminierungsstruktur vorzusehen, und wobei der zweite Trennungsabstand (L2) ein Abstand zwischen dem Schutzring und dem Bereich mit der hohen Konzentration in einer Richtung ist, welche senkrecht zu der Laminierungsrichtung steht.
Diode gemäß Anspruch 2, wobei ein dritter Trennungsabstand (L2) größer als ein erster Trennungsabstand (L1) ist, wobei der erste Trennungsabstand (L1) einen Abstand zwischen dem ersten Halbleiterlayer und dem dritten Halbleiterlayer in einer Laminierungsrichtung ist, entlang welcher der erste Halbleiterlayer, der zweite Halbleiterlayer, der dritte Halbleiterlayer und der vierte Halbleiterlayer gestapelt sind, um eine Laminierungsstruktur vorzusehen, und wobei der dritte Trennungsabstand (L3) ein Abstand zwischen dem ersten Halbleiterlayer und dem Bereich mit der hohen Konzentration in der Laminierungsrichtung ist.
Diode gemäß Anspruch 3, wobei ein dritter Trennungsabstand (L3) größer als der erste Trennungsabstand (L1) ist, wobei der dritte Trennungsabstand ein Abstand zwischen dem ersten Halbleiterlayer und dem Bereich mit der hohen Konzentration in der Laminierungsrichtung ist.
Diode gemäß Anspruch 2, wobei der Bereich mit der hohen Konzentration benachbart angeordnet an einem äußeren peripheren Teil des dritten Halbleiterlayers in einer Richtung ausgebildet ist, welche senkrecht zu der Laminierungsrichtung ist, in welcher der erste Halbleiterlayer, der zweite Halbleiterlayer, der dritte Halbleiterlayer und der vierte Halbleiterlayer gestapelt sind, um eine Laminierungsstruktur vorzusehen, und das Kurzschlusselement in der Laminierungsrichtung benachbart zu dem Bereich mit der hohen Konzentration des zweiten Halbleiterlayers (12) und des dritten Halbleiterlayers (13) ausgebildet ist.
Diode gemäß Anspruch 3, wobei der Bereich mit der hohen Konzentration benachbart angeordnet an einem äußeren peripheren Teil des dritten Halbleiterlayers in einer Richtung ausgebildet ist, welche senkrecht zu der Laminierungsrichtung ist, in welcher der erste Halbleiterlayer, der zweite Halbleiterlayer, der dritte Halbleiterlayer und der vierte Halbleiterlayer gestapelt sind, um die Laminierungsstruktur vorzusehen, und das Kurzschlusselement in der Laminierungsrichtung benachbart zu dem Bereich mit der hohen Konzentration des zweiten Halbleiterlayers und dem dritten Halbleiterlayer ausgebildet ist.
Diode gemäß Anspruch 4, wobei der Bereich mit der hohen Konzentration benachbart angeordnet an einem äußeren peripheren Teil des dritten Halbleiterlayers in einer Richtung ausgebildet ist, welches senkrecht zu der Laminierungsrichtung ist, in welcher der erste Halbleiterlayer, der zweite Halbleiterlayer, der dritte Halbleiterlayer und der vierte Halbleiterlayer ausgebildet sind, um die Laminierungsstruktur vorzusehen, und das Kurzschlusselement in der Laminierungsrichtung benachbart zu dem Bereich mit der hohen Konzentration des zweiten Halbleiterlayers und dem dritten Halbleiterlayer ausgebildet ist.
Diode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kurzschlusselement derart ausgebildet ist, dass dieses eine rahmenförmige Struktur um die Laminierungsrichtung des ersten Halbleiterlayers, des zweiten Halbleiterlayers, des dritten Halbleiterlayers und des vierten Halbleiterlayers aufweist.