JP2001237434A - ダイオード - Google Patents
ダイオードInfo
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- JP2001237434A JP2001237434A JP2000044306A JP2000044306A JP2001237434A JP 2001237434 A JP2001237434 A JP 2001237434A JP 2000044306 A JP2000044306 A JP 2000044306A JP 2000044306 A JP2000044306 A JP 2000044306A JP 2001237434 A JP2001237434 A JP 2001237434A
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- concentration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速の逆方向回復動作特性を有するダイオー
ドを提供する。 【解決手段】 Ｓｉ基板４と、このＳｉ基板上に積層形
成された第１導電型のＳｉ膜３と、この第１導電型Ｓｉ
膜の上に積層形成された第２導電型のＳｉＧｅ膜２とを
有する。
ドを提供する。 【解決手段】 Ｓｉ基板４と、このＳｉ基板上に積層形
成された第１導電型のＳｉ膜３と、この第１導電型Ｓｉ
膜の上に積層形成された第２導電型のＳｉＧｅ膜２とを
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速の逆方向回復
動作特性を有するダイオードに関する。
動作特性を有するダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高速動作可能なダイオードはパワ
ーエレクトロニクスの電子回路において、整流器やパワ
ートランジスタのサージ吸収の目的で広く利用されてい
る。このダイオードの性能において、順バイアス状態か
ら逆バイアス状態に変化したときに逆電流の流れる時間
の短い、すなわち高速のリカバリ特性を持つダイオード
は上記回路でのノイズ低減とサージ防止の観点から重要
視されている。
ーエレクトロニクスの電子回路において、整流器やパワ
ートランジスタのサージ吸収の目的で広く利用されてい
る。このダイオードの性能において、順バイアス状態か
ら逆バイアス状態に変化したときに逆電流の流れる時間
の短い、すなわち高速のリカバリ特性を持つダイオード
は上記回路でのノイズ低減とサージ防止の観点から重要
視されている。
【０００３】従来の高速リカバリ特性をもつダイオード
としては、ｐｉｎ接合型のＳｉダイオードが広く利用さ
れてきた。これは、比較的高濃度のｐ型とｎ型のＳｉと
の間に高抵抗を有するＳｉをはさむ構造であり、この場
合ダイオードの空乏層幅が大きくなり、ダイオードの接
合容量が小さく高速動作が可能になる。
としては、ｐｉｎ接合型のＳｉダイオードが広く利用さ
れてきた。これは、比較的高濃度のｐ型とｎ型のＳｉと
の間に高抵抗を有するＳｉをはさむ構造であり、この場
合ダイオードの空乏層幅が大きくなり、ダイオードの接
合容量が小さく高速動作が可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ｐｉｎ型では
逆方向電流の流れる時間（逆方向回復時間）が数百ナノ
秒以上を要するので、この時間をそれ以下に抑えるには
工夫を要する。逆方向回復時間を短くするためには、半
導体層の少数キャリアの寿命を下げることが有効であ
る。例えば、半導体層に金をドープすることにより、あ
るいは半導体層に高速荷電粒子を照射することにより少
数キャリアの寿命を低下させ、逆方向回復時間を抑える
方法が公知である。これらの方法では、金をドープした
り荷電粒子を照射したりする部位は、高抵抗を有するＳ
ｉの近傍領域、すなわち空乏層のひろがる領域のみに限
定するのが理想的である。
逆方向電流の流れる時間（逆方向回復時間）が数百ナノ
秒以上を要するので、この時間をそれ以下に抑えるには
工夫を要する。逆方向回復時間を短くするためには、半
導体層の少数キャリアの寿命を下げることが有効であ
る。例えば、半導体層に金をドープすることにより、あ
るいは半導体層に高速荷電粒子を照射することにより少
数キャリアの寿命を低下させ、逆方向回復時間を抑える
方法が公知である。これらの方法では、金をドープした
り荷電粒子を照射したりする部位は、高抵抗を有するＳ
ｉの近傍領域、すなわち空乏層のひろがる領域のみに限
定するのが理想的である。
【０００５】しかし、金ドープ法は、熱拡散の影響を受
けるので、半導体層の局部のみに選択的にドーピングす
ることができない。また、荷電粒子照射法のうち電子線
を照射する方法では、半導体層の一部のみに荷電粒子を
選択的に照射する選択照射が原理的に不可能である。こ
の場合に、ダイオード自体の耐電圧特性が劣化してしま
い、漏れ電流の原因となる。また、荷電粒子としてプロ
トンまたはイオンを照射する場合は、粒子が大きいため
装置が極めて複雑で高コストとなり、最終的にできあが
るダイオード自体のコストを押し上げるという問題があ
った。
けるので、半導体層の局部のみに選択的にドーピングす
ることができない。また、荷電粒子照射法のうち電子線
を照射する方法では、半導体層の一部のみに荷電粒子を
選択的に照射する選択照射が原理的に不可能である。こ
の場合に、ダイオード自体の耐電圧特性が劣化してしま
い、漏れ電流の原因となる。また、荷電粒子としてプロ
トンまたはイオンを照射する場合は、粒子が大きいため
装置が極めて複雑で高コストとなり、最終的にできあが
るダイオード自体のコストを押し上げるという問題があ
った。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、高速の逆方向回復動作特性を有するダ
イオードを提供することを目的とする。
たものであって、高速の逆方向回復動作特性を有するダ
イオードを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るダイオード
は、Ｓｉ基板と、このＳｉ基板上に積層形成された第１
導電型のＳｉ膜と、この第１導電型Ｓｉ膜の上に積層形
成された第２導電型のＳｉＧｅ膜と、を具備することを
特徴とする。
は、Ｓｉ基板と、このＳｉ基板上に積層形成された第１
導電型のＳｉ膜と、この第１導電型Ｓｉ膜の上に積層形
成された第２導電型のＳｉＧｅ膜と、を具備することを
特徴とする。
【０００８】本発明に係るダイオードは、Ｓｉ基板と、
第１導電型のＳｉ膜と、第１導電型であって前記第１導
電型Ｓｉ膜よりも不純物ドープ濃度を下げたＳｉ膜また
は高抵抗を有するＳｉ膜と、この不純物ドープ濃度を下
げたＳｉ膜または高抵抗を有するＳｉ膜の上に積層形成
された第２導電型のＳｉＧｅ膜と、を具備することを特
徴とする。
第１導電型のＳｉ膜と、第１導電型であって前記第１導
電型Ｓｉ膜よりも不純物ドープ濃度を下げたＳｉ膜また
は高抵抗を有するＳｉ膜と、この不純物ドープ濃度を下
げたＳｉ膜または高抵抗を有するＳｉ膜の上に積層形成
された第２導電型のＳｉＧｅ膜と、を具備することを特
徴とする。
【０００９】ここで、「第１導電型」および「第２導電
型」は半導体のｎ型とｐ型との接合状態を便宜上簡単に
表現するための用語であり、ｎ型を第１導電型と呼べ
ば、ｐ型が第２導電型となり、ｐ型を第１導電型と呼べ
ば、ｎ型が第２導電型となる。
型」は半導体のｎ型とｐ型との接合状態を便宜上簡単に
表現するための用語であり、ｎ型を第１導電型と呼べ
ば、ｐ型が第２導電型となり、ｐ型を第１導電型と呼べ
ば、ｎ型が第２導電型となる。
【００１０】この場合に、第２導電型のＳｉＧｅ膜中の
Ｇｅ濃度は、２．５原子％より大きく１５原子％未満と
することが好ましく、２．５原子％より大きく１０原子
％以下とすることが更に好ましい。ここでＳｉＧｅ膜の
Ｇｅの濃度を限定するのは、次の理由からである。Ｇｅ
濃度が２．５原子％を下回ると、ＳｉＧｅ膜の特性がＳ
ｉ膜とほとんど変わらなくなり、逆方向回復時間の低減
効果が得られ難くなるからである。一方、ＳｉＧｅ膜中
のＧｅ濃度が過剰になると、格子歪が過大になり、漏れ
電流が増加して、ダイオードとしての電気特性が損なわ
れるようになるからである。特に膜中のＧｅ濃度が１５
原子％を超えるとダイオードとして機能しなくなること
が判明している。
Ｇｅ濃度は、２．５原子％より大きく１５原子％未満と
することが好ましく、２．５原子％より大きく１０原子
％以下とすることが更に好ましい。ここでＳｉＧｅ膜の
Ｇｅの濃度を限定するのは、次の理由からである。Ｇｅ
濃度が２．５原子％を下回ると、ＳｉＧｅ膜の特性がＳ
ｉ膜とほとんど変わらなくなり、逆方向回復時間の低減
効果が得られ難くなるからである。一方、ＳｉＧｅ膜中
のＧｅ濃度が過剰になると、格子歪が過大になり、漏れ
電流が増加して、ダイオードとしての電気特性が損なわ
れるようになるからである。特に膜中のＧｅ濃度が１５
原子％を超えるとダイオードとして機能しなくなること
が判明している。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の種々の好ましい実
施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】本発明の効果をｐ型ＳｉＧｅ／高抵抗型Ｓ
ｉ／ｎ型Ｓｉの例を用いて説明する。以下に示す効果は
低濃度のＳｉ膜に用いた場合、ｐ型ＳｉＧｅとｎ型Ｓｉ
膜を直接接合させた場合、さらに上記の形で導電型を反
転させた場合、いずれの場合も以下のような効果が現れ
る。
ｉ／ｎ型Ｓｉの例を用いて説明する。以下に示す効果は
低濃度のＳｉ膜に用いた場合、ｐ型ＳｉＧｅとｎ型Ｓｉ
膜を直接接合させた場合、さらに上記の形で導電型を反
転させた場合、いずれの場合も以下のような効果が現れ
る。
【００１３】ダイオードの逆方向回復時間を下げるに
は、ダイオード内でのキャリアの蓄積を下げることが必
要となる。キャリアの蓄積を下げるには、高抵抗型Ｓ
ｉ、さらにｐ型Ｓｉとｎ型Ｓｉの高抵抗型Ｓｉ付近の少
数キャリア寿命を下げる必要がある。
は、ダイオード内でのキャリアの蓄積を下げることが必
要となる。キャリアの蓄積を下げるには、高抵抗型Ｓ
ｉ、さらにｐ型Ｓｉとｎ型Ｓｉの高抵抗型Ｓｉ付近の少
数キャリア寿命を下げる必要がある。
【００１４】Ｓｉ中にＧｅを添加すると、少数キャリア
の寿命を小さくすることができる。したがってｐ型のＳ
ｉＧｅ膜でのキャリア寿命は短くなる。またＳｉＧｅが
Ｓｉに対して格子定数に差があるため、ＳｉＧｅとＳｉ
の接している付近で格子歪が発生する。この格子歪は結
晶欠陥を誘起し、これがキャリアの寿命を下げる働きが
ある。格子歪はＳｉＧｅの接している高抵抗型Ｓｉ膜、
ｎ型Ｓｉ膜に及ぶと考えられ、この効果で高抵抗型Ｓｉ
膜とそれに近いｎ型Ｓｉも少数キャリアの寿命を小さく
守ることが出来る。すなわちＳｉＧｅの接合により、ダ
イオード全体のキャリア寿命を抑え、これで蓄積電荷を
下げ、高速化が可能になる。
の寿命を小さくすることができる。したがってｐ型のＳ
ｉＧｅ膜でのキャリア寿命は短くなる。またＳｉＧｅが
Ｓｉに対して格子定数に差があるため、ＳｉＧｅとＳｉ
の接している付近で格子歪が発生する。この格子歪は結
晶欠陥を誘起し、これがキャリアの寿命を下げる働きが
ある。格子歪はＳｉＧｅの接している高抵抗型Ｓｉ膜、
ｎ型Ｓｉ膜に及ぶと考えられ、この効果で高抵抗型Ｓｉ
膜とそれに近いｎ型Ｓｉも少数キャリアの寿命を小さく
守ることが出来る。すなわちＳｉＧｅの接合により、ダ
イオード全体のキャリア寿命を抑え、これで蓄積電荷を
下げ、高速化が可能になる。
【００１５】ここでＳｉＧｅ膜のＧｅの濃度を限定する
のは、以下の理由からである。Ｇｅ濃度があまりに少な
すぎると膜の特性がＳｉと変わらなくなり、高速の効果
が得られにくくなる。またＧｅ濃度が大きすぎると、格
子歪が過大になり、漏れ電流が増加して、ダイオードと
しての電気特性が損なわれるからである。上記の数値限
定は実験により明らかにしたものである。
のは、以下の理由からである。Ｇｅ濃度があまりに少な
すぎると膜の特性がＳｉと変わらなくなり、高速の効果
が得られにくくなる。またＧｅ濃度が大きすぎると、格
子歪が過大になり、漏れ電流が増加して、ダイオードと
しての電気特性が損なわれるからである。上記の数値限
定は実験により明らかにしたものである。
【００１６】（実施例１）作製した実施例１のダイオー
ドの概略断面を図１に示す。本実施例１のダイオード
は、ｎ型Ｓｉ基板４の上にＳｉ膜３、ＳｉＧｅ膜２、ア
ノード電極１を順次積層し、Ｓｉ基板４の裏面にカソー
ド電極５を設けたものである。
ドの概略断面を図１に示す。本実施例１のダイオード
は、ｎ型Ｓｉ基板４の上にＳｉ膜３、ＳｉＧｅ膜２、ア
ノード電極１を順次積層し、Ｓｉ基板４の裏面にカソー
ド電極５を設けたものである。
【００１７】本実施例１のダイオードの作製方法につい
て説明する。膜抵抗値が０．００１Ω・ｃｍのｎ型シリ
コン基板４上に、化学気相堆積法を用いて燐（Ｐ）を約
５×１０14／ｃｍ3ドープしたｎ型Ｓｉ膜の高抵抗を有
する膜３を厚さ２０μｍだけ積層した。さらに、ｎ型Ｓ
ｉ膜３の上に化学気相堆積法によりボロン（Ｂ）を約５
×１０17／ｃｍ3ドープしたｐ型ＳｉＧｅ膜２を厚さ
０．４μｍだけ積層した。
て説明する。膜抵抗値が０．００１Ω・ｃｍのｎ型シリ
コン基板４上に、化学気相堆積法を用いて燐（Ｐ）を約
５×１０14／ｃｍ3ドープしたｎ型Ｓｉ膜の高抵抗を有
する膜３を厚さ２０μｍだけ積層した。さらに、ｎ型Ｓ
ｉ膜３の上に化学気相堆積法によりボロン（Ｂ）を約５
×１０17／ｃｍ3ドープしたｐ型ＳｉＧｅ膜２を厚さ
０．４μｍだけ積層した。
【００１８】ここで化学気相堆積法とは、真空容器に半
導体原料ガスを供給して容器内部をガスで充満させ、加
熱した状態の基板を真空容器内に入れることにより、基
板表面に半導体膜を堆積させる方法をいう。Ｐドープし
たｎ型Ｓｉ膜３の形成には、原料ガスとしてジシラン
（Ｓｉ2Ｈ6）又はシラン（ＳｉＨ4）とホスフィン（Ｐ
Ｈ3）とを混合した混合ガスを用いる。ｎ型Ｓｉ膜３の
Ｐドープ濃度はジシラン又はシランに対するホスフィン
の混合比によって決まるが、５×１０14／ｃｍ3程度の
Ｐドープ濃度を得るためにはＰＨ3分圧／Ｓｉ2Ｈ6分圧
（又はＳｉＨ4分圧）を０．０１ｐｐｍ程度に設定する
必要がある。また、Ｂドープしたｐ型ＳｉＧｅ膜２の形
成には、原料ガスとしてジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）又はシラ
ン（ＳｉＨ4）とゲルマン（ＧｅＨ4）とジボラン（Ｂ2
Ｈ6）とを混合した混合ガスを用いる。ｐ型Ｓｉ膜２の
Ｂドープ濃度はジシラン又はシランに対するジボランの
混合比によって決まるが、５×１０17／ｃｍ3程度のＢ
ドープ濃度を得るためにはＢ2Ｈ 6分圧／Ｓｉ2Ｈ6分圧
（又はＳｉＨ4分圧）を２０ｐｐｍ程度に設定する必要
がある。なお、成膜時の基板温度は例えば６５０℃以上
に設定する。
導体原料ガスを供給して容器内部をガスで充満させ、加
熱した状態の基板を真空容器内に入れることにより、基
板表面に半導体膜を堆積させる方法をいう。Ｐドープし
たｎ型Ｓｉ膜３の形成には、原料ガスとしてジシラン
（Ｓｉ2Ｈ6）又はシラン（ＳｉＨ4）とホスフィン（Ｐ
Ｈ3）とを混合した混合ガスを用いる。ｎ型Ｓｉ膜３の
Ｐドープ濃度はジシラン又はシランに対するホスフィン
の混合比によって決まるが、５×１０14／ｃｍ3程度の
Ｐドープ濃度を得るためにはＰＨ3分圧／Ｓｉ2Ｈ6分圧
（又はＳｉＨ4分圧）を０．０１ｐｐｍ程度に設定する
必要がある。また、Ｂドープしたｐ型ＳｉＧｅ膜２の形
成には、原料ガスとしてジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）又はシラ
ン（ＳｉＨ4）とゲルマン（ＧｅＨ4）とジボラン（Ｂ2
Ｈ6）とを混合した混合ガスを用いる。ｐ型Ｓｉ膜２の
Ｂドープ濃度はジシラン又はシランに対するジボランの
混合比によって決まるが、５×１０17／ｃｍ3程度のＢ
ドープ濃度を得るためにはＢ2Ｈ 6分圧／Ｓｉ2Ｈ6分圧
（又はＳｉＨ4分圧）を２０ｐｐｍ程度に設定する必要
がある。なお、成膜時の基板温度は例えば６５０℃以上
に設定する。
【００１９】基板４およびｐ型ＳｉＧｅ膜２の各々にア
ルミニウムのような金属をそれぞれ蒸着させ、カソード
電極５およびアノード電極１を形成した。
ルミニウムのような金属をそれぞれ蒸着させ、カソード
電極５およびアノード電極１を形成した。
【００２０】ＳｉＧｅ膜２のＧｅ濃度は５原子％とし
た。さらに、比較例として上記と同様の構造でｐ型のＳ
ｉＧｅ膜２に代えてＳｉ膜を積層したダイオードも製作
した。作製したダイオードのチップ面積は２５ｍｍ2と
した。
た。さらに、比較例として上記と同様の構造でｐ型のＳ
ｉＧｅ膜２に代えてＳｉ膜を積層したダイオードも製作
した。作製したダイオードのチップ面積は２５ｍｍ2と
した。
【００２１】図２は横軸に時間（マイクロ秒）をとり、
縦軸に電流値（Ａ）および電圧値（Ｖ）をとって、Ｓｉ
Ｇｅ膜ダイオードのリカバリ特性とＳｉ膜ダイオードの
リカバリ特性とを比較調査した特性線図である。図中に
て特性線ＡはＳｉＧｅ膜ダイオードの電流波形を、特性
線ＢはＳｉ膜ダイオードの電流波形を、特性線ＣはＳｉ
Ｇｅ膜ダイオードの電圧波形を、特性線ＤはＳｉ膜ダイ
オードの電圧波形をそれぞれ示す。
縦軸に電流値（Ａ）および電圧値（Ｖ）をとって、Ｓｉ
Ｇｅ膜ダイオードのリカバリ特性とＳｉ膜ダイオードの
リカバリ特性とを比較調査した特性線図である。図中に
て特性線ＡはＳｉＧｅ膜ダイオードの電流波形を、特性
線ＢはＳｉ膜ダイオードの電流波形を、特性線ＣはＳｉ
Ｇｅ膜ダイオードの電圧波形を、特性線ＤはＳｉ膜ダイ
オードの電圧波形をそれぞれ示す。
【００２２】ここでの測定では初期状態で順方向に電流
を４Ａ流しておき、ある時点でダイオードのバイアス電
圧を逆転させたときのダイオード電流の変化をとったも
のである。電流波形において電流値がゼロレベルを越え
て再びゼロに戻るまでの時間が逆方向回復時間となる。
図中の特性線Ａに示すようにＳｉＧｅ膜ダイオード（実
施例）の逆方向回復時間は約１５０ナノ秒となった。こ
れに対して図中の特性線Ｂに示すようにＳｉ膜だけで作
製したダイオード（比較例）の逆方向回復時間は約３８
０ナノ秒となった。これらの結果から明らかなように、
ＳｉＧｅ膜を利用することによりダイオードの逆方向回
復時間を従来品の４０％程度まで低減できることが判明
した。
を４Ａ流しておき、ある時点でダイオードのバイアス電
圧を逆転させたときのダイオード電流の変化をとったも
のである。電流波形において電流値がゼロレベルを越え
て再びゼロに戻るまでの時間が逆方向回復時間となる。
図中の特性線Ａに示すようにＳｉＧｅ膜ダイオード（実
施例）の逆方向回復時間は約１５０ナノ秒となった。こ
れに対して図中の特性線Ｂに示すようにＳｉ膜だけで作
製したダイオード（比較例）の逆方向回復時間は約３８
０ナノ秒となった。これらの結果から明らかなように、
ＳｉＧｅ膜を利用することによりダイオードの逆方向回
復時間を従来品の４０％程度まで低減できることが判明
した。
【００２３】（実施例２）作製した実施例２のダイオー
ドの概略断面を図１に示す。
ドの概略断面を図１に示す。
【００２４】本実施例２のダイオードの作製方法につい
て説明する。膜抵抗値が０．００１Ω・ｃｍのｎ型シリ
コン基板４上に、化学気相堆積法を用いて燐（Ｐ）を約
５×１０14／ｃｍ3ドープしたｎ型Ｓｉ膜の高抵抗を有
する膜３を厚さ２０μｍだけ積層した。さらに、ｎ型Ｓ
ｉ膜３の上に化学気相堆積法によりボロン（Ｂ）を約５
×１０17／ｃｍ3ドープしたｐ型ＳｉＧｅ膜２を厚さ
０．４μｍだけ積層した。さらに、基板４およびｐ型Ｓ
ｉＧｅ膜２の各々にアルミニウムのような金属をそれぞ
れ蒸着させ、カソード電極５およびアノード電極１を形
成した。なお、ＳｉＧｅ膜２中のＧｅ濃度はゼロから１
５原子％までの範囲で種々変えて作製した。作製したダ
イオードのチップ面積は２５ｍｍ2とした。
て説明する。膜抵抗値が０．００１Ω・ｃｍのｎ型シリ
コン基板４上に、化学気相堆積法を用いて燐（Ｐ）を約
５×１０14／ｃｍ3ドープしたｎ型Ｓｉ膜の高抵抗を有
する膜３を厚さ２０μｍだけ積層した。さらに、ｎ型Ｓ
ｉ膜３の上に化学気相堆積法によりボロン（Ｂ）を約５
×１０17／ｃｍ3ドープしたｐ型ＳｉＧｅ膜２を厚さ
０．４μｍだけ積層した。さらに、基板４およびｐ型Ｓ
ｉＧｅ膜２の各々にアルミニウムのような金属をそれぞ
れ蒸着させ、カソード電極５およびアノード電極１を形
成した。なお、ＳｉＧｅ膜２中のＧｅ濃度はゼロから１
５原子％までの範囲で種々変えて作製した。作製したダ
イオードのチップ面積は２５ｍｍ2とした。
【００２５】図３は横軸にＳｉＧｅ膜中のゲルマニウム
濃度（原子％）をとり、縦軸に各種ＳｉＧｅ膜ダイオー
ドの逆方向回復時間（マイクロ秒）をとって、各種Ｓｉ
Ｇｅ膜ダイオードの逆方向回復時間のゲルマニウム濃度
依存性について調べた特性線図である。図中の特性線Ｅ
は逆方向回復時間の実測値プロットを結んでなるもので
ある。図から明らかなように、Ｇｅ濃度が２．５原子％
以下のＳｉＧｅ膜では逆方向回復時間（約４００ナノ
秒）の低減効果は殆どみられないが、Ｇｅ濃度が２．５
原子％より大きく１０原子％以下のＳｉＧｅ膜では逆方
向回復時間が約１００〜１５０ナノ秒と大幅に低減する
ことが判明した。
濃度（原子％）をとり、縦軸に各種ＳｉＧｅ膜ダイオー
ドの逆方向回復時間（マイクロ秒）をとって、各種Ｓｉ
Ｇｅ膜ダイオードの逆方向回復時間のゲルマニウム濃度
依存性について調べた特性線図である。図中の特性線Ｅ
は逆方向回復時間の実測値プロットを結んでなるもので
ある。図から明らかなように、Ｇｅ濃度が２．５原子％
以下のＳｉＧｅ膜では逆方向回復時間（約４００ナノ
秒）の低減効果は殆どみられないが、Ｇｅ濃度が２．５
原子％より大きく１０原子％以下のＳｉＧｅ膜では逆方
向回復時間が約１００〜１５０ナノ秒と大幅に低減する
ことが判明した。
【００２６】一方、Ｇｅ濃度が１５原子％のＳｉＧｅ膜
の場合は、逆バイアス時の漏れ電流が発生し、まったく
ダイオードとして機能するものが得られなかった。この
ことから逆方向回復時間を低減させるためにはＳｉＧｅ
膜中のＧｅ濃度を２．５原子％より大きく１５原子％よ
り小さい範囲にすることが必要であり、Ｇｅ濃度を２.
５原子％より大きく１０原子％以下の範囲とするのが更
に好ましいことが判明した。
の場合は、逆バイアス時の漏れ電流が発生し、まったく
ダイオードとして機能するものが得られなかった。この
ことから逆方向回復時間を低減させるためにはＳｉＧｅ
膜中のＧｅ濃度を２．５原子％より大きく１５原子％よ
り小さい範囲にすることが必要であり、Ｇｅ濃度を２.
５原子％より大きく１０原子％以下の範囲とするのが更
に好ましいことが判明した。
【００２７】上記実施例ではＳｉ基板上に化学気相堆積
法で高抵抗Ｓｉ膜を積層しているが、Ｓｉ基板４の一方
側の面にｐ型不純物のボロンを拡散させ、キャリア密度
が１０14／ｃｍ3となる高抵抗Ｓｉ膜を２０μｍ形成し
てもよい。
法で高抵抗Ｓｉ膜を積層しているが、Ｓｉ基板４の一方
側の面にｐ型不純物のボロンを拡散させ、キャリア密度
が１０14／ｃｍ3となる高抵抗Ｓｉ膜を２０μｍ形成し
てもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、ダイオードの逆方向回
復時間を従来品に比べて大幅に低減することができる。
特にＳｉＧｅ膜中のゲルマニウム濃度を最適範囲にする
と、逆方向回復時間が従来品の４０％を下回るようにな
る。
復時間を従来品に比べて大幅に低減することができる。
特にＳｉＧｅ膜中のゲルマニウム濃度を最適範囲にする
と、逆方向回復時間が従来品の４０％を下回るようにな
る。
【図１】本発明の実施形態に係るダイオードの概要を示
す断面図。
す断面図。
【図２】逆方向回復時の電流／電圧特性について実施例
のダイオードと比較例のダイオードとを比べて示す特性
線図。
のダイオードと比較例のダイオードとを比べて示す特性
線図。
【図３】ＳｉＧｅ膜ダイオードにおける逆方向回復時間
のＧｅ濃度依存性を示す特性線図。
のＧｅ濃度依存性を示す特性線図。
１…アノード電極、 ２…ＳｉＧｅ膜、 ３…高抵抗型あるいは低濃度としたＳｉ膜、 ４…ｎ型Ｓｉ基板、 ５…カソード電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 左右田 裕 大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56 号 株式会社三社電機製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｓｉ基板と、このＳｉ基板上に積層形成
された第１導電型のＳｉ膜と、この第１導電型Ｓｉ膜の
上に積層形成された第２導電型のＳｉＧｅ膜と、を具備
することを特徴とするダイオード。 - 【請求項２】 Ｓｉ基板と、第１導電型のＳｉ膜と、第
１導電型であって前記第１導電型Ｓｉ膜よりも不純物ド
ープ濃度を下げたＳｉ膜または高抵抗を有するＳｉ膜
と、この不純物ドープ濃度を下げたＳｉ膜または高抵抗
を有するＳｉ膜の上に積層形成された第２導電型のＳｉ
Ｇｅ膜と、を具備することを特徴とするダイオード。 - 【請求項３】 前記第２導電型のＳｉＧｅ膜中のＧｅ濃
度を２．５原子％より大きく、１５原子％未満とするこ
とを特徴とする請求項１又は２のいずれか１記載のダイ
オード。 - 【請求項４】 前記第２導電型のＳｉＧｅ膜中のＧｅ濃
度を２．５原子％より大きく、１０原子％以下とするこ
とを特徴とする請求項１又は２のいずれか１記載のダイ
オード。 - 【請求項５】 前記Ｓｉ基板は第１導電型であることを
特徴とする請求項１又は２のいずれか１記載のダイオー
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044306A JP2001237434A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044306A JP2001237434A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237434A true JP2001237434A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18567084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000044306A Pending JP2001237434A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001237434A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005064166A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Sony Corp | ダイオード素子及び同ダイオード素子を有する半導体装置並びに同半導体装置の製造方法 |
| JP2007250720A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Ngk Insulators Ltd | 半導体素子 |
| US7317242B2 (en) | 2003-02-25 | 2008-01-08 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device including p-type silicon layer including implanted germanium |
| JP2010199181A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
-
2000
- 2000-02-22 JP JP2000044306A patent/JP2001237434A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007250720A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Ngk Insulators Ltd | 半導体素子 |
| US9171914B2 (en) | 2006-03-15 | 2015-10-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Semiconductor device |
| JP2010199181A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
| US8084830B2 (en) | 2009-02-24 | 2011-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
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