JP2000101098A - ソフトリカバリーダイオード - Google Patents
ソフトリカバリーダイオードInfo
- Publication number
- JP2000101098A JP2000101098A JP10281956A JP28195698A JP2000101098A JP 2000101098 A JP2000101098 A JP 2000101098A JP 10281956 A JP10281956 A JP 10281956A JP 28195698 A JP28195698 A JP 28195698A JP 2000101098 A JP2000101098 A JP 2000101098A
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- Japan
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- semiconductor layer
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- soft recovery
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速で電流を遮断させるとともに，ソフトリ
カバリー特性を有するソフトリカバリーダイオードを提
供する。 【解決手段】 低濃度のＮ型不純物を有するＮ−型半導
体基板の一方の表面側から，高濃度のＮ型不純物が選択
拡散され，深いＮ＋型半導体層を形成する。また，Ｎ−
型半導体基板の上記一方の表面側から高濃度のＮ型不純
物を拡散して，浅いＮ＋型半導体を形成する。上記Ｎ−
型半導体基板の他方の表面から高濃度のＰ型不純物を拡
散して，Ｐ＋型半導体層を形成する。
カバリー特性を有するソフトリカバリーダイオードを提
供する。 【解決手段】 低濃度のＮ型不純物を有するＮ−型半導
体基板の一方の表面側から，高濃度のＮ型不純物が選択
拡散され，深いＮ＋型半導体層を形成する。また，Ｎ−
型半導体基板の上記一方の表面側から高濃度のＮ型不純
物を拡散して，浅いＮ＋型半導体を形成する。上記Ｎ−
型半導体基板の他方の表面から高濃度のＰ型不純物を拡
散して，Ｐ＋型半導体層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ソフトリカバリー
ダイオードに関し，特に高速を要求されるインバータ回
路のトランジスタ，ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ等の制御素
子に並列に接続されたり，直流を交流に変換した後の整
流用に用いるソフトリカバリーダイオードに関する。
ダイオードに関し，特に高速を要求されるインバータ回
路のトランジスタ，ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ等の制御素
子に並列に接続されたり，直流を交流に変換した後の整
流用に用いるソフトリカバリーダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，ソフトリカバリーダイオードに
は，例えば図４に示すような構造のものがある。低濃度
のＮ型不純物を有するＮ−型の半導体基板２１の一方の
主表面から，高濃度のＮ型の不純物を拡散してＮ＋型の
半導体層２２が形成されている。また，Ｎ−型半導体基
板２１の他方の主表面から高濃度のＰ型不純物を拡散し
てＰ＋型の半導体層２４が形成されている。この後，電
子線照射してＮ−型半導体層内に欠陥を形成している。
は，例えば図４に示すような構造のものがある。低濃度
のＮ型不純物を有するＮ−型の半導体基板２１の一方の
主表面から，高濃度のＮ型の不純物を拡散してＮ＋型の
半導体層２２が形成されている。また，Ｎ−型半導体基
板２１の他方の主表面から高濃度のＰ型不純物を拡散し
てＰ＋型の半導体層２４が形成されている。この後，電
子線照射してＮ−型半導体層内に欠陥を形成している。
【０００３】２５はＮ＋型半導体層２２の表面に形成さ
れたカソード電極であり，２６はＰ＋型半導体層２４の
表面に形成されたアノード電極である。
れたカソード電極であり，２６はＰ＋型半導体層２４の
表面に形成されたアノード電極である。
【０００４】このようなソフトリカバリーダイオードで
は，アノード電極２６に正の電位，カソード電極２５に
負の電極を印加すると，Ｐ＋半導体層２４からホールが
カソード電極２５に向かい，Ｎ＋型半導体層２２から電
子がアノード電極２６に向かい，その結果，図５に示す
ように電流Ｉが流れる。
は，アノード電極２６に正の電位，カソード電極２５に
負の電極を印加すると，Ｐ＋半導体層２４からホールが
カソード電極２５に向かい，Ｎ＋型半導体層２２から電
子がアノード電極２６に向かい，その結果，図５に示す
ように電流Ｉが流れる。
【０００５】この状態から時刻ｔ＝０でアノード電極２
６に負の電位，カソード電極２５に正の電位を印加する
と，Ｐ＋半導体層２４と，Ｎ−半導体層２１との接合部
から空乏層がカソード電極２５側に広がり，Ｎ＋半導体
層に達すると，図４の破線で示すように横方向に広がっ
て行く。この時，縦方向の電界強度が大きくないと降伏
し，スイッチングする。
６に負の電位，カソード電極２５に正の電位を印加する
と，Ｐ＋半導体層２４と，Ｎ−半導体層２１との接合部
から空乏層がカソード電極２５側に広がり，Ｎ＋半導体
層に達すると，図４の破線で示すように横方向に広がっ
て行く。この時，縦方向の電界強度が大きくないと降伏
し，スイッチングする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って，このようなダ
イオードをインバータ回路の制御素子と並列に接続する
ダイオードとして使用した場合，配線のインダクタンス
とダイオードのキャパシタによって生じる振動，すなわ
ち，図５のＶで示すように大きな振動した電圧が出力
し，制御素子を破損する恐れがあった。特に高速を必要
とするソフトリカバリーダイオードは，Ｎ−型半導体層
内の欠陥によってホールのライフタイムは短くなり，空
乏層がＮ＋型半導体層まで広がったとき，残留キャリア
がなくなり振動は大きなものになっていた。
イオードをインバータ回路の制御素子と並列に接続する
ダイオードとして使用した場合，配線のインダクタンス
とダイオードのキャパシタによって生じる振動，すなわ
ち，図５のＶで示すように大きな振動した電圧が出力
し，制御素子を破損する恐れがあった。特に高速を必要
とするソフトリカバリーダイオードは，Ｎ−型半導体層
内の欠陥によってホールのライフタイムは短くなり，空
乏層がＮ＋型半導体層まで広がったとき，残留キャリア
がなくなり振動は大きなものになっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のソフトリカバリ
ーダイオードは，低濃度のＮ型不純物を有するＮ−型半
導体基板と，このＮ−型半導体基板の一方の表面側から
選択され，高濃度のＮ型半導体不純物が拡散された深い
Ｎ＋型半導体層と，上記Ｎ−半導体基板の上記一方の表
面側から高濃度のＮ型不純物が拡散された浅いＮ＋型半
導体層と，上記Ｎ−型半導体基板の他方の表面側から高
濃度のＰ型不純物が拡散されたＰ＋型半導体層を備えた
ものである。
ーダイオードは，低濃度のＮ型不純物を有するＮ−型半
導体基板と，このＮ−型半導体基板の一方の表面側から
選択され，高濃度のＮ型半導体不純物が拡散された深い
Ｎ＋型半導体層と，上記Ｎ−半導体基板の上記一方の表
面側から高濃度のＮ型不純物が拡散された浅いＮ＋型半
導体層と，上記Ｎ−型半導体基板の他方の表面側から高
濃度のＰ型不純物が拡散されたＰ＋型半導体層を備えた
ものである。
【０００８】すなわち，Ｐ＋型半導体層側に正の電位，
Ｎ＋型半導体層側に負の電位を印加して，電流を流して
いた状態から，Ｎ＋型半導体層側に正の電位，Ｐ＋型半
導体層側に負の電位を印加すると，Ｎ−型半導体層（Ｎ
−型半導体基板）とＰ＋型半導体層との接合部から空乏
層が広がり，上記電流が減少し，逆電流が流れる。この
時，深いＮ＋型半導体層と浅いＮ＋型半導体層との間に
あるＮ−型半導体層内のホールが，浅いＮ＋型半導体層
を介して徐々に抜かれてダイオードはソフトリカバリー
特性を得る。
Ｎ＋型半導体層側に負の電位を印加して，電流を流して
いた状態から，Ｎ＋型半導体層側に正の電位，Ｐ＋型半
導体層側に負の電位を印加すると，Ｎ−型半導体層（Ｎ
−型半導体基板）とＰ＋型半導体層との接合部から空乏
層が広がり，上記電流が減少し，逆電流が流れる。この
時，深いＮ＋型半導体層と浅いＮ＋型半導体層との間に
あるＮ−型半導体層内のホールが，浅いＮ＋型半導体層
を介して徐々に抜かれてダイオードはソフトリカバリー
特性を得る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明を，その実施の形態を示し
た図１ないし図３に基づいて説明する。図１のものと従
来の図４のものと異なる点は，従来のものがＮ＋型半導
体層２２はカソード電極からの深さが同じであるのに対
し，図１のものはＮ＋型半導体層が深いＮ＋型半導体層
と浅いＮ＋型半導体層を有している点にある。
た図１ないし図３に基づいて説明する。図１のものと従
来の図４のものと異なる点は，従来のものがＮ＋型半導
体層２２はカソード電極からの深さが同じであるのに対
し，図１のものはＮ＋型半導体層が深いＮ＋型半導体層
と浅いＮ＋型半導体層を有している点にある。
【００１０】すなわち，低濃度のＮ型不純物を有するＮ
−型半導体基板１の一方の主表面から選択して，高濃度
のＮ型の不純物が例えば３０〜４０μｍのように深く拡
散され，第１のＮ＋型の半導体層２が形成される。さら
に，このＮ＋型の半導体層２の主表面と，Ｎ−型半導体
層を有するＮ−型半導体基板１の主表面とから，高濃度
のＮ型の不純物が例えば１０μｍのように浅く拡散さ
れ，第２のＮ＋型の半導体層が形成される。また，Ｎ−
型の半導体基板１の他方の主表面から高濃度のＰ型の不
純物が拡散されてＰ＋半導体層４が形成されている。こ
の後Ｐ＋型半導体層４側から電子線が照射され，Ｎ−型
半導体層内に欠陥が形成される。
−型半導体基板１の一方の主表面から選択して，高濃度
のＮ型の不純物が例えば３０〜４０μｍのように深く拡
散され，第１のＮ＋型の半導体層２が形成される。さら
に，このＮ＋型の半導体層２の主表面と，Ｎ−型半導体
層を有するＮ−型半導体基板１の主表面とから，高濃度
のＮ型の不純物が例えば１０μｍのように浅く拡散さ
れ，第２のＮ＋型の半導体層が形成される。また，Ｎ−
型の半導体基板１の他方の主表面から高濃度のＰ型の不
純物が拡散されてＰ＋半導体層４が形成されている。こ
の後Ｐ＋型半導体層４側から電子線が照射され，Ｎ−型
半導体層内に欠陥が形成される。
【００１１】５はＮ＋型半導体層２，３の表面に形成さ
れたカソード電極であり，６はＰ＋型半導体層４の表面
に形成されたアノード電極である。
れたカソード電極であり，６はＰ＋型半導体層４の表面
に形成されたアノード電極である。
【００１２】今，アノード電極６に正の電位，カソード
電極５に負の電極を印加すると，Ｐ＋半導体層４からホ
ールがカソード電極５に向かい，Ｎ＋型の半導体層２，
３から電子がアノード電極６に向かい，その結果，図２
に示すように電流Ｉが流れる。
電極５に負の電極を印加すると，Ｐ＋半導体層４からホ
ールがカソード電極５に向かい，Ｎ＋型の半導体層２，
３から電子がアノード電極６に向かい，その結果，図２
に示すように電流Ｉが流れる。
【００１３】この状態から時刻ｔ＝０でアノード電極に
負の電位，カソード電極に正の電位を印加すると，Ｐ＋
半導体層４とＮ−半導体層１との接合部から空乏層がカ
ソード電極５側に広がり，深い第１のＮ＋半導体層２に
達すると，図１の破線で示すように横方向に広がってい
く。この時，Ｎ−型半導体層１の欠陥によって電流は高
速で０に達し，さらに高速で時刻ｔ＝ｔ１まで低下す
る。ところが，図１の斜線で示すように，深い第１のＮ
＋型半導体層２と浅い第２のＮ＋型半導体層３との間の
Ｎ−型半導体層は，ホールが存在し，そのホールはカソ
ード電極５から徐々に抜かれていく。このため，このソ
フトリカバリーダイオードに流れる電流は，図２のＩで
示すように時刻ｔ１後は徐々に回復する。
負の電位，カソード電極に正の電位を印加すると，Ｐ＋
半導体層４とＮ−半導体層１との接合部から空乏層がカ
ソード電極５側に広がり，深い第１のＮ＋半導体層２に
達すると，図１の破線で示すように横方向に広がってい
く。この時，Ｎ−型半導体層１の欠陥によって電流は高
速で０に達し，さらに高速で時刻ｔ＝ｔ１まで低下す
る。ところが，図１の斜線で示すように，深い第１のＮ
＋型半導体層２と浅い第２のＮ＋型半導体層３との間の
Ｎ−型半導体層は，ホールが存在し，そのホールはカソ
ード電極５から徐々に抜かれていく。このため，このソ
フトリカバリーダイオードに流れる電流は，図２のＩで
示すように時刻ｔ１後は徐々に回復する。
【００１４】従って，このようなソフトリカバリーダイ
オードをインバータ回路の制御素子に並列に接続するダ
イオードとして使用した場合，高速で電流は０になり，
さらにソフトリカバリーされるため，図２のＶで示すよ
うに配線インダクタンス等による大きな振動が生じるこ
とがない。
オードをインバータ回路の制御素子に並列に接続するダ
イオードとして使用した場合，高速で電流は０になり，
さらにソフトリカバリーされるため，図２のＶで示すよ
うに配線インダクタンス等による大きな振動が生じるこ
とがない。
【００１５】図３は他の実施の形態であり，図１のもの
と異なる点は，図１では深い第１の半導体層が１つであ
ったが，図３のものは複数個深い半導体層１１，１２を
設けた点にある。その他の構成は同じである。そして，
アノード電極６からカソード電極５の方向に電流が流れ
ていたときに，アノード電極に負の電位，カソード電極
に正の電位を印加すると，図１と同じようにＮ−型半導
体層内に空乏層が拡がり，空乏層がＮ＋半導体層１１，
１２に達すると，横方向に拡がっていく。この時，図３
の斜線で示すように，深いＮ＋型半導体層１１，１２
と，浅いＮ＋型半導体層３との間のＮ−型半導体層には
ホールが存在し，このホールがカソード電極５から徐々
に抜かれ，電流はソフトリカバリーされる。
と異なる点は，図１では深い第１の半導体層が１つであ
ったが，図３のものは複数個深い半導体層１１，１２を
設けた点にある。その他の構成は同じである。そして，
アノード電極６からカソード電極５の方向に電流が流れ
ていたときに，アノード電極に負の電位，カソード電極
に正の電位を印加すると，図１と同じようにＮ−型半導
体層内に空乏層が拡がり，空乏層がＮ＋半導体層１１，
１２に達すると，横方向に拡がっていく。この時，図３
の斜線で示すように，深いＮ＋型半導体層１１，１２
と，浅いＮ＋型半導体層３との間のＮ−型半導体層には
ホールが存在し，このホールがカソード電極５から徐々
に抜かれ，電流はソフトリカバリーされる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように，本発明によれば高速で電
流を反転されて遮断されるとともに，深いＮ＋型半導体
層と浅いＮ＋型半導体層との間のＮ−型半導体層のホー
ルが徐々に抜かれて，ソフトリカバリー特性を得てい
る。
流を反転されて遮断されるとともに，深いＮ＋型半導体
層と浅いＮ＋型半導体層との間のＮ−型半導体層のホー
ルが徐々に抜かれて，ソフトリカバリー特性を得てい
る。
【図１】本発明のソフトリカバリーダイオードの一実施
の形態の概略断面図である。
の形態の概略断面図である。
【図２】図１の遮断特性図である。
【図３】本発明のソフトリカバリーダイオードの他の実
施の形態の概略断面図である。
施の形態の概略断面図である。
【図４】従来のソフトリカバリーダイオードの概略断面
図である。
図である。
【図５】図４の遮断特性図である。
１ Ｎ−型半導体層 ２ （深い第１の）Ｎ＋型半導体層 ３ （浅い第２の）Ｎ＋型半導体層 ４ Ｐ＋型半導体層 ５ カソード電極 ６ アノード電極 １１，１２ 深いＮ＋型半導体層
Claims (1)
- 【請求項１】 低濃度のＮ型不純物を有するＮ−型半導
体基板と，このＮ−型半導体基板の一方の表面側から選
択され，高濃度のＮ型半導体不純物が拡散された深いＮ
＋型半導体層と，上記Ｎ−半導体基板の上記一方の表面
側から高濃度のＮ型不純物が拡散された浅いＮ＋型半導
体層と，上記Ｎ−型半導体基板の他方の表面側から高濃
度のＰ型不純物が拡散されたＰ＋型半導体層とを具備す
るソフトリカバリーダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10281956A JP2000101098A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | ソフトリカバリーダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10281956A JP2000101098A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | ソフトリカバリーダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000101098A true JP2000101098A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17646256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10281956A Pending JP2000101098A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | ソフトリカバリーダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000101098A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141515A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| KR100532732B1 (ko) * | 2000-12-12 | 2005-11-30 | 산켄덴키 가부시키가이샤 | 정전압 다이오드 및 그 제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105679A (en) * | 1980-01-29 | 1981-08-22 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | High-speed diode |
| JPH04125975A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-27 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体素子およびその製造方法 |
| JP2000031504A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Hitachi Ltd | ソフトリカバリーダイオード |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP10281956A patent/JP2000101098A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105679A (en) * | 1980-01-29 | 1981-08-22 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | High-speed diode |
| JPH04125975A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-27 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体素子およびその製造方法 |
| JP2000031504A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Hitachi Ltd | ソフトリカバリーダイオード |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141515A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP4655350B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2011-03-23 | 富士電機システムズ株式会社 | 半導体装置 |
| KR100532732B1 (ko) * | 2000-12-12 | 2005-11-30 | 산켄덴키 가부시키가이샤 | 정전압 다이오드 및 그 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |