JP2002246609A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2002246609A
JP2002246609A JP2001035703A JP2001035703A JP2002246609A JP 2002246609 A JP2002246609 A JP 2002246609A JP 2001035703 A JP2001035703 A JP 2001035703A JP 2001035703 A JP2001035703 A JP 2001035703A JP 2002246609 A JP2002246609 A JP 2002246609A
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嘉哉 浅倉
Takahiro Nozaki
貴弘 野▲崎▼
Kazuhiko Hayashi
和彦 林
Kazuhiro Nakamura
和洋 中村
Shinji Fujimoto
愼治 藤本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high breakdown strength semiconductor device having a guard ring structure in which avalanche resistance is derived to the maximum by setting a reach of a depletion layer. SOLUTION: When an avalanche breakdown voltage is applied to a PN junction comprising a P type guard ring 4 and an N- layer 13a, a depletion layer 15 extending from the junction plane of the PN junction to the N- layer 13a side reaches an auto-doping layer 13b. In the example shown on Fig. 1, the depletion layer 15 intrudes into the auto-doping layer 13b but does not reach an N+ type silicon substrate 2 under avalanche breakdown voltage and a part of an epitaxial layer 13 exists between the depletion layer 15 and the N+ type silicon substrate 2. More specifically, the depletion layer 15 and the N+ type silicon substrate 2 do not touch each other but are separated from each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特に
耐圧維持構造として用いられるガードリング構造を備え
た半導体装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a guard ring structure used as a breakdown voltage maintaining structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の耐圧維持構造としてガード
リング構造が知られている。一般にガードリングとは、
接合周辺の幾何学的形状に伴う空乏層内の電界集中を防
ぐため、内部接合をその降伏電圧よりも高い降伏電圧を
有するダイオードで取り囲んだ構造をいい、これにより
接合リーク電流を低下させ、素子の安定動作を確保する
ものである。ガードリング構造は、金属層と半導体層間
のショットキー接合の整流作用を利用したショットキー
バリアダイオード(以下、SBDという)や、その他の
ファーストリカバリダイオード(FRD)、電源用MO
SFETにおいても採用されている。SBDは、PN接
合のダイオードと比較して電位障壁が低く順方向電圧降
下が少ないという利点を有する反面、耐圧が低く逆方向
特性が悪いという欠点がある。そのため、SBDではシ
ョットキー接合周囲にガードリングを設けショットキー
接合のリーク電流を制限し逆方向電圧に対する耐性を高
めている。従来、ガードリング構造を備えたSBDにお
いて、逆方向電圧に対する特性改善を目的とした種々の
提案がなされている。
2. Description of the Related Art A guard ring structure is known as a breakdown voltage maintaining structure of a semiconductor device. Generally, a guard ring is
In order to prevent electric field concentration in the depletion layer due to the geometrical shape around the junction, it refers to a structure in which the internal junction is surrounded by a diode having a breakdown voltage higher than its breakdown voltage. This ensures the stable operation of. The guard ring structure includes a Schottky barrier diode (hereinafter, referred to as SBD) utilizing a rectifying action of a Schottky junction between a metal layer and a semiconductor layer, other fast recovery diodes (FRD), and a power supply MO.
It is also used in SFETs. The SBD has the advantage that the potential barrier is low and the forward voltage drop is small as compared with the PN junction diode, but has the disadvantage that the withstand voltage is low and the reverse characteristics are poor. Therefore, in the SBD, a guard ring is provided around the Schottky junction to limit the leakage current of the Schottky junction and increase the resistance to the reverse voltage. Conventionally, in an SBD having a guard ring structure, various proposals have been made to improve characteristics with respect to a reverse voltage.

【0003】特開昭58−58774号公報には、ショ
ットキーバリアがブレイクダウンを起こす前にガードリ
ングの空乏層が半導体基板に達するように構成したSB
D(従来例1とする)が開示されている。かかる公報に
よれば、従来例1のSBDは、ガードリングの空乏層を
半導体基板に到達させ、PN接合を導通状態にすること
によりショットキーバリアのブレイクダウンを防ぎ、ひ
いてはショットキーバリアのブレイクダウンによる熱破
壊を防止するとされる。一方、特開平10−17320
5号公報に開示されるSBD(従来例2とする)は、P
型ガードリング拡散層の不純物表面濃度を5×1017
cm3以下にすることで、拡散層におけるアバランシェ
降伏を起きにくくするともに、ガードリング部のPN接
合から伸びる空乏層がN+層であるシリコン半導体基板
に到達しないだけの厚さをN-エピタキシャル層に持た
せることにより、アバランシェ降伏による破壊をN-
で起こさせることでエネルギ破壊値を大きくしたとされ
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-58774 discloses an SB having a structure in which a depletion layer of a guard ring reaches a semiconductor substrate before a Schottky barrier causes breakdown.
D (conventional example 1) is disclosed. According to this publication, the SBD of Conventional Example 1 prevents the breakdown of the Schottky barrier by causing the depletion layer of the guard ring to reach the semiconductor substrate and setting the PN junction to a conductive state, and thus the breakdown of the Schottky barrier. It is said to prevent thermal destruction by heat. On the other hand, JP-A-10-17320
No. 5 discloses an SBD (hereinafter referred to as Conventional Example 2)
Surface concentration of impurity in the guard ring diffusion layer is 5 × 10 17 /
By setting the thickness to not more than cm 3, avalanche breakdown in the diffusion layer is less likely to occur, and the thickness of the N epitaxial layer is set such that the depletion layer extending from the PN junction of the guard ring does not reach the silicon semiconductor substrate as the N + layer. , The energy breakdown value is increased by causing the avalanche breakdown to occur in the N layer.

【0004】図17に従来例1,2にみられる構造のS
BD1を示す。図17に示すようにSBD1は、N+
シリコン基板2と、N+型シリコン基板2上にエピタキ
シャル成長により形成されたN-型エピタキシャル層3
と、N-型エピタキシャル層3の表層部にリング状に拡
散して形成されたP型ガードリング4と、N-型エピタ
キシャル層3表面に形成されたコンタクト開口部を有す
る保護膜である酸化膜6と、そのコンタクト開口部に被
着されたアノード電極となる電極メタル7と、N+型シ
リコン基板2の裏面に付設されたカソード電極となる電
極メタル8とを備えて構成される。従来例1において
は、電極メタル7とN-型エピタキシャル層3とからな
るショットキー接合がブレイクダウンする前にN-型エ
ピタキシャル層3側の空乏層5aがN+型シリコン基板
2に到達し、P型ガードリング4とN-型エピタキシャ
ル層3とからなるPN接合がパンチスルー(リーチスル
ー)降伏するとされる。このような従来例1によれば、
SBD1のブレイクダウンは急峻なブレイクダウン波形
を有するPN接合の破壊によって起き、緩慢なブレイク
ダウン波形のショットキーバリアによるブレイクダウン
は起きないため熱破壊は発生しないとされる。また従来
例2によれば、逆方向最大電圧が印加された時にN-
エピタキシャル層3へ伸びる空乏層5bはN+型シリコ
ン基板2に接触しないとされ、アバランシェ降伏による
破壊をN-型エピタキシャル層3で起こさせることでエ
ネルギ破壊値を大きくしたとされる。
[0004] FIG. 17 shows an S structure having a structure seen in Conventional Examples 1 and 2.
1 shows BD1. As shown in FIG. 17, the SBD 1 includes an N + type silicon substrate 2 and an N type epitaxial layer 3 formed on the N + type silicon substrate 2 by epitaxial growth.
A P-type guard ring 4 formed in the surface of the N -type epitaxial layer 3 by diffusing in a ring shape; and an oxide film serving as a protective film having a contact opening formed on the surface of the N -type epitaxial layer 3. 6, an electrode metal 7 serving as an anode electrode attached to the contact opening, and an electrode metal 8 serving as a cathode electrode provided on the back surface of the N + type silicon substrate 2. In Conventional Example 1, before the Schottky junction composed of the electrode metal 7 and the N -type epitaxial layer 3 breaks down, the depletion layer 5a on the N -type epitaxial layer 3 reaches the N + -type silicon substrate 2, It is assumed that a PN junction composed of the P-type guard ring 4 and the N -type epitaxial layer 3 causes punch-through (reach-through) breakdown. According to such a conventional example 1,
The breakdown of the SBD 1 is caused by the destruction of the PN junction having a steep breakdown waveform, and the breakdown by the Schottky barrier having the slow breakdown waveform does not occur. According to the conventional example 2, the depletion layer 5b extending to the N -type epitaxial layer 3 when the reverse maximum voltage is applied is not in contact with the N + -type silicon substrate 2, and the destruction due to avalanche breakdown is reduced to the N -type epitaxial layer. It is said that the energy destruction value was increased by raising the energy in the layer 3.

【0005】ところで、強い逆バイアスモードにあると
き、P型ガードリング4を形成するP型領域とN-型エ
ピタキシャル層3とのPN接合により、P型ガードリン
グ4からN-型エピタキシャル層3側に延びる空乏層4
が、ガードリング外方コーナー部9、9の曲率の影響を
受け、B−B’ラインで示す部分で十分に延び切らず、
この部分の空乏層5の幅が狭くなる。この結果ガードリ
ング外方コーナー部9、9における電界強度Eが非常に
高くなり、強い電界の影響を受けてガードリング外方コ
ーナー部9、9にキャリア発生Gが局所集中する。な
お、このキャリア発生Gは、式(1)により求められる
ものとする。
In the strong reverse bias mode, the P-type region forming the P-type guard ring 4 and the N -type epitaxial layer 3 form a PN junction, so that the P-type guard ring 4 is closer to the N -type epitaxial layer 3. Depletion layer 4 extending to
However, due to the influence of the curvature of the guard ring outer corners 9 and 9, it does not extend sufficiently at the portion indicated by the line BB ′,
The width of the depletion layer 5 in this portion is reduced. As a result, the electric field strength E at the outer corner portions 9 and 9 of the guard ring becomes extremely high, and carrier generation G is locally concentrated at the outer corner portions 9 and 9 of the guard ring under the influence of the strong electric field. It is assumed that the carrier generation G is obtained by Expression (1).

【数1】 ここで、Jnは電子電流、Jpは正孔電流、αn及びα
pは電離係数、qは電荷素量である。そして図18に示
すように、ガードリング外方コーナー部9、9に局所的
に発生したキャリア対のうち、電子e1…はカソード電
極Kに引かれ吸収されるが、アノード電極Aに引きつけ
られる正孔h1…は、P型ガードリング4の不純物濃度
分布がその表面に近いほど高濃度分布であるため正孔電
流Jpが酸化膜6下でより表面側に引きつけられ、その
経路が、矢印C…に示すように酸化膜6直下を通過して
コンタクト開口端11に達する。そのために、酸化膜6
直下位置での正孔電流Jpが局所集中し、正孔電流Jp
の密度が膨大な値に達するため、デバイスを破壊させる
可能性があった。
(Equation 1) Here, Jn is an electron current, Jp is a hole current, αn and α
p is the ionization coefficient, and q is the elementary charge. As shown in FIG. 18, among the carrier pairs locally generated in the outer corner portions 9 of the guard ring, electrons e1... Are attracted and absorbed by the cathode electrode K, but positively attracted to the anode electrode A. The holes h1... Have a higher concentration distribution as the impurity concentration distribution of the P-type guard ring 4 is closer to the surface thereof, so that the hole current Jp is attracted to the surface side below the oxide film 6 and the path is indicated by arrows C. As shown in FIG. 7B, it passes right below the oxide film 6 to reach the contact opening end 11. Therefore, the oxide film 6
The hole current Jp at the position immediately below is locally concentrated, and the hole current Jp
Since the density of GaN reached an enormous value, the device could be destroyed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術にあっ
ては次のような問題があった。
The above prior art has the following problems.

【0007】(1)不純物濃度が低い、すなわち、比抵
抗が高いpn接合では空乏層が広くなる。これは、不純
物濃度を低くすることによって半導体内のキャリアは少
なくなるため、広範囲からキャリアを取り込み空間電荷
を蓄えようとして、空乏層が比較的広範囲に広がる傾向
にあるからである。また、不純物濃度が低いpn接合で
は空乏層が広くなる結果、広い高電界領域によりなだれ
増倍が起こる。すなわち、アバランシェモードの降伏が
起こる。 (2)pn接合の降伏は、空乏領域の最大電界Emax
が臨界電界Ecritに達するときに起こるというのが
実験結果によく一致する一般的な理論である。 (3)したがって、電界分布面積に対しその最高電界E
maxが低いほど、より電界分布面積を拡大した後、最
大電界Emaxが臨界電界Ecritに達するので、そ
の際の電界分布面積に相当する降伏電圧は高いというこ
とになる。 (4)電界分布面積に対しその最高電界Emaxを低く
するためには、空乏層が広範に広がる必要がある。 (5)空乏層が広範に広がるためには、不純物濃度を低
くすればよい。 (6)N-型エピタキシャル層の層厚が無限大であれ
ば、不純物濃度が低いほど降伏電圧は高くなる。しか
し、N-型エピタキシャル層が有限の場合、リーチスル
ーによって降伏電圧は制限される。リーチスルーが起こ
る場合、N-型エピタキシャル層が薄いほど、比較的低
電圧でリーチスルーし、降伏電圧は低くなる。 (7)N-型エピタキシャル層の層厚等によって降伏電
圧は異なるため、一定の層厚のエピタキシャル層、一定
の深さ及び不純物濃度のガードリングを有するデバイス
構造について、N-型エピタキシャル層の比抵抗ρの最
適値を考察する。 (8)従来例1では、比較的低い逆電圧で空乏層がN+
基板に到達しリーチスルーによって降伏電圧は制限され
る。すなわち、リーチスルーによって空乏層の広がりが
制限されるため、印加電圧の上昇が電界強度の上昇に使
われ、比較的低電圧で最大電界が臨界電界に達し降伏す
る。したがって、比較的低電圧で降伏するので高いアバ
ランシェ耐量が得られ難いという問題がある。 (9)従来例2は、比抵抗を1Ω・cmとし、逆電圧印
加時に空乏層がN+型シリコン基板に到達しないだけの
-型エピタキシャル層厚を有するとしている。一定の
層厚のエピタキシャル層、一定の深さ及び不純物濃度の
ガードリングを有するデバイス構造について言い換えれ
ば、逆電圧印加時に空乏層がN+基板に到達しないよう
に比抵抗を低く設定するということである。比抵抗を低
く設定し、空乏層が広範に広がらない場合には、電界強
度の上昇を招き比較的低い逆電圧で最大電界が臨界電界
に達する。したがって、比較的低電圧で降伏するので高
いアバランシェ耐量が得られ難いという問題がある。ま
た従来例2は、どの程度空乏層を半導体基板から離せば
よいのか、或いは離してはいけないのか、明確な基準が
なく有効な解決手段とならないという問題がある。さら
に、N-型エピタキシャル層不純物濃度を高くする、す
なわち、比抵抗ρを低くするので、順方向電圧VFと逆
方向漏れ電流IRとの積VF・IRの増加を招き損失が大
きくなるという問題がある。
(1) A pn junction having a low impurity concentration, that is, a high specific resistance has a wide depletion layer. This is because the carriers in the semiconductor are reduced by lowering the impurity concentration, so that the depletion layer tends to spread over a relatively wide range in an attempt to capture the carriers from a wide range and store space charges. Further, in a pn junction having a low impurity concentration, the depletion layer is widened, resulting in avalanche multiplication due to a wide high electric field region. That is, avalanche mode breakdown occurs. (2) The breakdown of the pn junction is caused by the maximum electric field Emax in the depletion region.
Occurs when the critical electric field Ecrit is reached, is a general theory that is in good agreement with the experimental results. (3) Therefore, the maximum electric field E with respect to the electric field distribution area
The lower the max is, the larger the electric field distribution area becomes, and then the maximum electric field Emax reaches the critical electric field Ecrit. Therefore, the breakdown voltage corresponding to the electric field distribution area at that time is higher. (4) In order to lower the maximum electric field Emax with respect to the electric field distribution area, the depletion layer needs to be spread widely. (5) In order to widen the depletion layer, the impurity concentration may be reduced. (6) If the thickness of the N -type epitaxial layer is infinite, the lower the impurity concentration, the higher the breakdown voltage. However, when the N type epitaxial layer is finite, the breakdown voltage is limited by reach-through. When reach-through occurs, the thinner the N -type epitaxial layer, the lower the reach-through at a relatively low voltage and the lower the breakdown voltage. (7) N - -type for breakdown voltage by a layer thickness and the like of the epitaxial layer is different, a constant thickness epitaxial layer, the device structure having a guard ring of a constant depth and impurity concentration, N - ratio type epitaxial layer Consider the optimum value of the resistance ρ. (8) In Conventional Example 1, the depletion layer is N + at a relatively low reverse voltage.
The breakdown voltage reaches the substrate and is limited by the reach-through. That is, since the spread of the depletion layer is limited by the reach-through, the increase in the applied voltage is used to increase the electric field strength, and the maximum electric field reaches the critical electric field and breaks down at a relatively low voltage. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a high avalanche withstand voltage since breakdown occurs at a relatively low voltage. (9) In Conventional Example 2, the specific resistance is set to 1 Ω · cm, and the N -type epitaxial layer has such a thickness that the depletion layer does not reach the N + -type silicon substrate when a reverse voltage is applied. In other words, for a device structure having a constant thickness of the epitaxial layer and a constant depth and impurity concentration of the guard ring, the specific resistance is set low so that the depletion layer does not reach the N + substrate when a reverse voltage is applied. is there. When the specific resistance is set low and the depletion layer does not spread widely, the electric field intensity increases, and the maximum electric field reaches the critical electric field at a relatively low reverse voltage. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a high avalanche withstand voltage since breakdown occurs at a relatively low voltage. Further, Conventional Example 2 has a problem that it is not an effective solution because there is no clear standard as to how much the depletion layer should be separated from the semiconductor substrate or not. Further, N - -type epitaxial layer to increase the impurity concentration, i.e., the lower the specific resistance [rho, loss causes an increase of the product V F · I R of the forward voltage V F and the reverse leakage current I R is larger Problem.

【0008】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、ガードリング構造を備えた
半導体装置において、空乏層の到達度の設定によってア
バランシェ耐量が最大限引き出された高耐圧の半導体装
置を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art. In a semiconductor device having a guard ring structure, a high withstand voltage in which avalanche withstand capability is maximized by setting the degree of attainment of a depletion layer. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項1記載の半導体装置は、例えば図1に示すよ
うに、比較的高不純物濃度の第一導電型の半導体基板2
上に比較的低不純物濃度の第一導電型のエピタキシャル
層13が積層され、前記エピタキシャル層13の表層部
に前記第一導電型と反対導電型の第二導電型領域4が形
成された半導体装置10において、前記第二導電型領域
4と前記エピタキシャル層13の第一導電型領域13a
とからなるPN接合にアバランシェ降伏電圧が印加され
た時に、前記PN接合の接合面から前記第一導電型領域
13a側に伸びた空乏層15が、前記半導体基板2から
前記エピタキシャル層13へ不純物が拡散してできたオ
ートドーピング層13bに到達し、かつ、前記空乏層1
5と前記半導体基板2との間に前記エピタキシャル層1
3の一部が介在することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to the first aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG.
A semiconductor device in which a first conductivity type epitaxial layer 13 having a relatively low impurity concentration is laminated thereon, and a second conductivity type region 4 having a conductivity type opposite to the first conductivity type is formed in a surface portion of the epitaxial layer 13. 10, the second conductivity type region 4 and the first conductivity type region 13a of the epitaxial layer 13
When an avalanche breakdown voltage is applied to the PN junction, the depletion layer 15 extending from the junction surface of the PN junction toward the first conductivity type region 13a causes impurities from the semiconductor substrate 2 to the epitaxial layer 13. The depletion layer 1 reaches the auto-doping layer 13b formed by diffusion.
Between the semiconductor substrate 2 and the epitaxial layer 1
3 is interposed.

【00010】上述した従来例1,2の問題点に鑑みる
と、空乏層をエピタキシャル層内に十分に広がらせる
ことと、空乏層のリーチスルーにより降伏電圧が制限
されないことという相反する2つの条件を充足する交点
に、最もアバランシェ降伏電圧が高くなる最適値が存在
する。
In view of the problems of Conventional Examples 1 and 2 described above, two contradictory conditions that the depletion layer is sufficiently expanded in the epitaxial layer and that the breakdown voltage is not limited by the reach-through of the depletion layer are considered. At the intersection that satisfies, there is an optimum value at which the avalanche breakdown voltage is the highest.

【0011】請求項1記載の発明によれば、第二導電型
領域とエピタキシャル層の第一導電型領域とからなるP
N接合にアバランシェ降伏電圧が印加された時に、第一
導電型領域側に伸びた空乏層が、前記半導体基板から前
記エピタキシャル層へ不純物が拡散してできたオートド
ーピング層に到達する。したがって、空乏層をエピタキ
シャル層内に十分に広がらせることができ、空乏層がオ
ートドーピング層に達しない場合(例えば従来例2)に
比較して、同一逆電圧に対して最大電界が低くなり、降
伏電圧が高くなる。また請求項1記載の発明によれば、
前記アバランシェ降伏電圧が印加された時に、空乏層と
半導体基板との間にエピタキシャル層の一部が介在す
る。したがって、空乏層が半導体基板に到達する場合
(例えば従来例1)に比較して、空乏層のリーチスルー
による降伏電圧の制限が少ない。以上の理論により請求
項1記載の発明によれば、比較的高電圧で降伏するので
高いアバランシェ耐量が得られるという効果がある。ま
た、空乏層がオートドーピング層に達しない場合(例え
ば従来例2)に比較して、比抵抗ρが高いので、順方向
電圧VFと逆方向漏れ電流IRとの積VF・IRが低くな
り、損失を比較的低く抑えることができる。
According to the first aspect of the present invention, the P-type semiconductor device includes a second conductivity type region and a first conductivity type region of the epitaxial layer.
When an avalanche breakdown voltage is applied to the N-junction, the depletion layer extending toward the first conductivity type region reaches an auto-doping layer formed by diffusing impurities from the semiconductor substrate to the epitaxial layer. Therefore, the depletion layer can be sufficiently spread in the epitaxial layer, and the maximum electric field is lower for the same reverse voltage than when the depletion layer does not reach the auto-doping layer (for example, Conventional Example 2). The breakdown voltage increases. According to the first aspect of the present invention,
When the avalanche breakdown voltage is applied, a part of the epitaxial layer intervenes between the depletion layer and the semiconductor substrate. Therefore, as compared with the case where the depletion layer reaches the semiconductor substrate (for example, Conventional Example 1), the limitation of the breakdown voltage due to the reach-through of the depletion layer is smaller. According to the first aspect of the present invention based on the above theory, the breakdown occurs at a relatively high voltage, so that there is an effect that a high avalanche resistance can be obtained. Further, a depletion layer in comparison with the case does not reach the auto-doped layer (e.g., the conventional example 2), because of the high specific resistance [rho, the product V F · I R of the forward voltage V F and the reverse leakage current I R And the loss can be kept relatively low.

【0012】ここで、オートドーピング層とは半導体基
板中の不純物がエピタキシャル層に進出した領域のう
ち、次の範囲をいう。すなわち、(例えば図2〜図4又
は図10に示すように)デバイス完成後の基板に垂直な
方向の濃度分布曲線を半導体基板(2)の位置からエピ
タキシャル層(13)側へ辿ると、徐々に減少率を大き
くし、変曲点(G)に達するが、この変曲点(G)を通
る前記不純物濃度分布曲線の接線(H)と、エピタキシ
ャル層表面における外的ドーピング不純物の濃度Cfの
値を示す横軸に平行な直線との交点(I)によって示さ
れる位置から半導体基板(2)までの範囲がオートドー
ピング層である。このオートドーピング層はエピタキシ
ャル成長中、及びその後の高温熱処理中に半導体基板の
不純物が再分布することにより形成される。そしてオー
トドーピング層の不純物濃度は、エピタキシャル成長時
に外部から混入される不純物と、拡散により半導体基板
からエピタキシャル層に進出した不純物の合計の濃度に
より決定される。
Here, the auto-doping layer refers to the following range in a region where impurities in the semiconductor substrate have advanced to the epitaxial layer. That is, when the concentration distribution curve in the direction perpendicular to the substrate after the completion of the device is traced from the position of the semiconductor substrate (2) to the epitaxial layer (13) side (for example, as shown in FIGS. 2 to 4 or 10), At the inflection point (G). The tangent (H) of the impurity concentration distribution curve passing through the inflection point (G) and the concentration Cf of the external doping impurity on the surface of the epitaxial layer. The range from the position indicated by the intersection (I) with the straight line parallel to the horizontal axis indicating the value to the semiconductor substrate (2) is the auto-doping layer. This autodoping layer is formed by redistribution of impurities in the semiconductor substrate during epitaxial growth and during subsequent high-temperature heat treatment. Then, the impurity concentration of the auto-doping layer is determined by the total concentration of the impurity mixed from the outside during the epitaxial growth and the impurity that has entered the epitaxial layer from the semiconductor substrate by diffusion.

【0013】請求項2記載の半導体装置は、請求項1記
載の発明において、前記第二導電型領域4が環状に形成
され、これに包囲される位置に内部接合が形成され、前
記PN接合にアバランシェ降伏電圧が印加された時に、
前記内部接合から前記第一導電型領域側に伸びた空乏層
15と前記オートドーピング層13bとの間に前記エピ
タキシャル層13の一部が介在するか、又はこの空乏層
15が前記オートドーピング層13bに接することを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the second conductivity type region is formed in a ring shape, and an internal junction is formed at a position surrounded by the second conductivity type region. When the avalanche breakdown voltage is applied,
A part of the epitaxial layer 13 is interposed between the depletion layer 15 extending from the internal junction to the first conductivity type region side and the auto-doping layer 13b, or the depletion layer 15 is Contact with

【0014】ここで「接する」とは、空乏層の端が、オ
ートドーピング層とエピタキシャル層の第一導電型領域
との界面に一致することを意味する。また「内部接合」
にはショットキー接合やPN接合が該当する。したがっ
て請求項2記載の発明によれば、第二導電型領域とエピ
タキシャル層の第一導電型領域とからなるPN接合にア
バランシェ降伏電圧が印加された時に、内部接合から第
一導電型領域側に伸びた空乏層とオートドーピング層と
の間にエピタキシャル層の一部が介在するか、又はこの
空乏層がオートドーピング層に接するまでとなるので、
内部接合から第一導電型領域側に伸びた空乏層はオート
ドーピング層に侵入することはない、すなわち、内部接
合はリーチスルーによる降伏電圧の制限を受けない。そ
のため、ガードリングに囲まれるSBD、FRD、FE
T等の半導体素子の逆電圧特性を損ねることがないとい
う利点がある。
Here, "contact" means that the end of the depletion layer coincides with the interface between the autodoping layer and the first conductivity type region of the epitaxial layer. "Internal bonding"
Corresponds to a Schottky junction or a PN junction. Therefore, according to the second aspect of the present invention, when an avalanche breakdown voltage is applied to the PN junction formed by the second conductivity type region and the first conductivity type region of the epitaxial layer, the pn junction is moved from the internal junction to the first conductivity type region side. Since part of the epitaxial layer is interposed between the extended depletion layer and the auto-doping layer, or until the depletion layer contacts the auto-doping layer,
The depletion layer extending from the internal junction to the first conductivity type region does not enter the auto-doping layer, that is, the internal junction is not limited by the breakdown voltage due to reach-through. Therefore, SBD, FRD, FE surrounded by guard ring
There is an advantage that the reverse voltage characteristic of a semiconductor element such as T is not impaired.

【0015】請求項3記載の半導体装置は、請求項1又
は請求項2記載の発明において、前記第二導電型領域4
表面の不純物濃度Csが、1×1017以上,1×1018
(1/cm3)以下であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the second conductivity type region is provided.
The impurity concentration Cs on the surface is 1 × 10 17 or more and 1 × 10 18
(1 / cm 3 ) or less.

【0016】したがって請求項3記載の発明によれば、
第二導電型領域表面の不純物濃度が、1×1017(1/
cm3)以上であるので、十分なオーミックコンタクト
性を確保することができるとともに、第二導電型領域表
面の不純物濃度が、1×10 18(1/cm3)以下であ
るので、第二導電型領域表面への正孔電流の局所集中を
さけることができる。
Therefore, according to the third aspect of the present invention,
The impurity concentration on the surface of the second conductivity type region is 1 × 1017(1 /
cmThree) Or more, sufficient ohmic contact
And the second conductivity type area table
The impurity concentration on the surface is 1 × 10 18(1 / cmThree)
Therefore, local concentration of hole current on the surface of the second conductivity type region is reduced.
Can be avoided.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につき
図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態で
あって本発明を限定するものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention.

【0018】〔第1の実施の形態〕まず、本発明の第1
の実施の形態につき、図1を参照して説明する。図1は
本発明の第1の実施の形態の半導体装置(SBD10)
を示す断面図である。
[First Embodiment] First, a first embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a semiconductor device (SBD10) according to a first embodiment of the present invention.
FIG.

【0019】図1に示すように、本実施形態のSBD1
0は、N+型シリコン基板2と、N+型シリコン基板2上
にエピタキシャル成長により形成されたエピタキシャル
層13と、エピタキシャル層13の表層部にリング状に
拡散して形成されたP型ガードリング4と、エピタキシ
ャル層13表面に形成されたコンタクト開口部を有する
酸化膜6と、そのコンタクト開口部に被着されたアノー
ド電極となる電極メタル7と、N+型シリコン基板2の
裏面に付設されたカソード電極となる電極メタル8とを
備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the SBD 1 of this embodiment
Reference numeral 0 denotes an N + type silicon substrate 2, an epitaxial layer 13 formed on the N + type silicon substrate 2 by epitaxial growth, and a P type guard ring 4 formed by diffusing in a ring shape on a surface portion of the epitaxial layer 13. And an oxide film 6 having a contact opening formed on the surface of the epitaxial layer 13, an electrode metal 7 serving as an anode electrode attached to the contact opening, and provided on the back surface of the N + type silicon substrate 2. And an electrode metal 8 serving as a cathode electrode.

【0020】N+型シリコン基板2はシリコンにリン、
ヒ素又はアンチモン等の不純物を高濃度に含有するN+
型半導体である。
The N + type silicon substrate 2 is formed by adding phosphorus to silicon,
N + containing a high concentration of impurities such as arsenic or antimony
Type semiconductor.

【0021】エピタキシャル層13は、エピタキシャル
成長により形成されたシリコン層であり、N+型シリコ
ン基板2と同様の不純物を低濃度に含有する半導体であ
る。エピタキシャル層13の層厚をd−Epで表す。エ
ピタキシャル層13は、N-層13aと、オートドーピ
ング層13bと、P型ガードリング4とに分けられる。
The epitaxial layer 13 is a silicon layer formed by epitaxial growth, and is a semiconductor containing the same impurities as the N + type silicon substrate 2 at a low concentration. The layer thickness of the epitaxial layer 13 is represented by d-Ep. Epitaxial layer 13 is divided into N layer 13a, autodoping layer 13b, and P-type guard ring 4.

【0022】オートドーピング層13bは上述したよう
にエピタキシャル成長中、及びその後の高温熱処理中に
+型シリコン基板2中の不純物がエピタキシャル層1
3に進出した領域のうち一定範囲の半導体領域である。
オートドーピング層13bの層厚をd−ADで表す。
As described above, during the epitaxial growth and during the subsequent high-temperature heat treatment, the impurities in the N + -type silicon substrate 2
3 is a semiconductor region within a certain range of the region that has advanced to 3.
The layer thickness of the auto-doping layer 13b is represented by d-AD.

【0023】N-層13aは、オートドーピング層13
b上に積層されるN-型半導体である。P型ガードリン
グ4は、エピタキシャル層13の表面にイオン注入法に
より、例えばボロンイオンを注入し、拡散して形成され
たP型半導体である。このP型ガードリング4とN-
13aとによりPN接合が構成される。P型ガードリン
グ4の深さをX−jpで表す。また、P型ガードリング
4表面の不純物濃度は、1×1017以上,1×10
18(1/cm3)以下とする。十分なオーミックコンタ
クト性を確保するとともに、P型ガードリング4表面へ
の正孔電流の局所集中をさけるためである。
The N - layer 13a is an auto-doping layer 13
b-type N - type semiconductor. The P-type guard ring 4 is a P-type semiconductor formed by injecting and diffusing, for example, boron ions into the surface of the epitaxial layer 13 by an ion implantation method. The P-type guard ring 4 and the N layer 13a form a PN junction. The depth of the P-type guard ring 4 is represented by X-jp. The impurity concentration on the surface of the P-type guard ring 4 is 1 × 10 17 or more and 1 × 10 17
18 (1 / cm 3 ) or less. This is to ensure a sufficient ohmic contact property and to prevent local concentration of hole current on the surface of the P-type guard ring 4.

【0024】酸化膜6はエピタキシャル層13の表面に
露出するP型ガードリング4の外周縁を覆う開口パター
ンを有するシリコン酸化膜からなり、絶縁膜及び保護膜
の役割を有する。
The oxide film 6 is made of a silicon oxide film having an opening pattern covering the outer peripheral edge of the P-type guard ring 4 exposed on the surface of the epitaxial layer 13, and has a role of an insulating film and a protective film.

【0025】電極メタル7はアノード側の電極であり、
エピタキシャル層13とショットキー接合を構成する。
電極メタル8はカソード側の電極である。
The electrode metal 7 is an anode-side electrode,
A Schottky junction is formed with the epitaxial layer 13.
The electrode metal 8 is a cathode-side electrode.

【0026】本実施形態のSBD10は上述した従来例
1,2とは、逆電圧印加時の空乏層15の到達度が異な
る。すなわち、本実施形態のSBD10においては、P
型ガードリング4とN-層13aとからなるPN接合に
アバランシェ降伏電圧が印加された時に、前記PN接合
の接合面からN-層13a側に伸びた空乏層15が、オ
ートドーピング層13bに到達している。また、図1に
示す例の場合、空乏層15は、オートドーピング層13
b内に侵入している。しかし、アバランシェ降伏電圧下
において空乏層15はN+型シリコン基板2には到達せ
ず、空乏層15とN+型シリコン基板2との間にエピタ
キシャル層13の一部が介在する。すなわち、空乏層1
5とN+型シリコン基板2とは接触せず、分離してい
る。
The SBD 10 of this embodiment is different from the above-described conventional examples 1 and 2 in the degree of reaching the depletion layer 15 when a reverse voltage is applied. That is, in the SBD 10 of the present embodiment, P
When an avalanche breakdown voltage is applied to the PN junction comprising the guard ring 4 and the N layer 13a, the depletion layer 15 extending from the junction surface of the PN junction to the N layer 13a reaches the autodoping layer 13b. are doing. In the example shown in FIG. 1, the depletion layer 15 is
b. However, the depletion layer 15 does not reach the N + type silicon substrate 2 under the avalanche breakdown voltage, and a part of the epitaxial layer 13 is interposed between the depletion layer 15 and the N + type silicon substrate 2. That is, depletion layer 1
5 and the N + type silicon substrate 2 are not in contact with each other and are separated.

【0027】以上のような空乏層15の到達度は、エピ
タキシャル層13の層厚d−Ep、P型ガードリング4
の深さX−jp、P型ガードリング4の不純物濃度、N
-層13aの比抵抗ρの選択により実現するすることが
できる。その具体的手法の一つとしては、次のように行
う。定格電圧によって、エピタキシャル層13の層厚d
−Ep、P型ガードリング4の深さX−jp、P型ガー
ドリング4の不純物濃度の適当な値を定め、N-層13
aの比抵抗ρの異なるいくつかの構造についてシミュレ
ーションし、各構造についてガードリング部(図1にお
けるA1−A2線)の不純物の濃度分布曲線を得る。図
2〜図4に濃度分布曲線の例を示し、以下これを参照し
て説明する。図2〜図4は異なる3種の比抵抗ρを有す
る構造A,B,Cの各濃度分布曲線である。構造A,
B,Cの順でその比抵抗ρが小さくなるように設定し
た。そのうち最も高い比抵抗値を有する構造Aの濃度分
布曲線を図2に、構造Aより低く構造Cより高い比抵抗
値を有する構造Bの濃度分布曲線を図3に、最も低い比
抵抗値を有する構造Cの濃度分布曲線を図4に示した。
グラフ上部に示すように左からP型ガードリング4、N
-層13a、オートドーピング層13b、N+型シリコン
基板2の順で対応する。
The reach of the depletion layer 15 as described above depends on the thickness d-Ep of the epitaxial layer 13 and the P-type guard ring 4.
X-jp, impurity concentration of P-type guard ring 4, N
- it can be realized by the selection of the specific resistance ρ of the layer 13a. One of the specific methods is as follows. The thickness d of the epitaxial layer 13 depends on the rated voltage.
Defined -ep, P-type deep X-uk of the guard ring 4, an appropriate value of the impurity concentration of the P-type guard ring 4, N - layer 13
Simulations are performed on several structures having different specific resistances ρ of “a”, and an impurity concentration distribution curve of a guard ring portion (line A1-A2 in FIG. 1) is obtained for each structure. 2 to 4 show examples of density distribution curves, which will be described below with reference to FIGS. 2 to 4 show respective concentration distribution curves of structures A, B, and C having three different types of specific resistances ρ. Structure A,
The specific resistance ρ was set so as to decrease in the order of B and C. FIG. 2 shows the concentration distribution curve of the structure A having the highest specific resistance value, and FIG. 3 shows the concentration distribution curve of the structure B having a lower specific resistance value than the structure A. The concentration distribution curve of Structure C is shown in FIG.
As shown at the top of the graph, from the left P-type guard ring 4, N
The -layer 13a, the auto-doping layer 13b, and the N + -type silicon substrate 2 correspond in this order.

【0028】次ぎに、各構造についてオートドーピング
層13bを次のように特定する。図2〜図4に示すよう
に、濃度分布曲線をN+型シリコン基板2の位置からエ
ピタキシャル層13側へ辿ると、徐々に減少率を大きく
し、変曲点Gに達するが、この変曲点Gを通る不純物濃
度分布曲線の接線Hを引く。接線Hとエピタキシャル層
表面における外的ドーピング不純物の濃度Cfの値を示
す横軸に平行な直線との交点を交点Iとする。交点Iを
通る横軸に垂直な直線Jを引く。エピタキシャル層13
のうち、グラフ上、この直線Jより右側となる部分をオ
ートドーピング層13bとする。
Next, the auto-doping layer 13b for each structure is specified as follows. As shown in FIGS. 2 to 4, when the concentration distribution curve is traced from the position of the N + type silicon substrate 2 to the epitaxial layer 13 side, the decreasing rate gradually increases and reaches the inflection point G. A tangent line H of the impurity concentration distribution curve passing through the point G is drawn. An intersection point between the tangent line H and a straight line parallel to the horizontal axis indicating the value of the concentration Cf of the externally doped impurity on the epitaxial layer surface is defined as an intersection point I. A straight line J passing through the intersection I and perpendicular to the horizontal axis is drawn. Epitaxial layer 13
Of these, the portion on the right side of the straight line J on the graph is the auto-doping layer 13b.

【0029】ここで定格電圧によってエピタキシャル層
13の層厚d−Epを定める基準を図5に示す。図5
(a)に示す表又は(b)に示すグラフに従って、定格
(Absolute Maximum Rating)耐圧Vamrに応じたN-
層13aの不純物濃度Ndを特定し、Vamr及びNd
及びオートドーピング層13bの層厚d−ADを次式
(2)に代入する。
FIG. 5 shows a standard for determining the thickness d-Ep of the epitaxial layer 13 based on the rated voltage. FIG.
According to the table shown in (a) or the graph shown in (b), N according to the Absolute Maximum Rating withstand voltage Vamr.
The impurity concentration Nd of the layer 13a is specified, and Vamr and Nd
And the thickness d-AD of the auto-doping layer 13b is substituted into the following equation (2).

【数2】 又は、Vamrを近似式としての次式(3)に代入す
る。
(Equation 2) Alternatively, Vamr is substituted into the following expression (3) as an approximate expression.

【数3】 代入した式からエピタキシャル層13の層厚d−Epが
算出する。なお、d−Epの値を図5(a)の表及びV
amrとd−Epの関係を図5(b)のグラフに示す。
(Equation 3) The layer thickness d-Ep of the epitaxial layer 13 is calculated from the substituted equation. Note that the value of d-Ep is calculated by using the table in FIG.
The relationship between amr and d-Ep is shown in the graph of FIG.

【0030】一方、アバランシェ降伏電圧印加時におけ
るA1−A2線の電界分布曲線を得る。図6にアバラン
シェ降伏電圧印加時における構造A,B,Cの電界分布
曲線を示す。空乏層15は電荷を帯びた領域であるか
ら、その幅は、各電界分布曲線と電界強度0の直線によ
って囲まれる領域の幅によって示される。したがって図
6からわかるように、各構造A,B,Cの空乏層15
は、オートドーピング層13bに到達している。また構
造A,Bの空乏層15は、オートドーピング層13b内
に確実に侵入している。オートドーピング層13bとN
-層13aとの境界付近において構造A,Bの電界分布
曲線が屈折しているのはそのためである。しかし、各構
造A,B,Cの空乏層15はN+型シリコン基板2には
到達せず、空乏層15とN+型シリコン基板2との間に
エピタキシャル層13の一部が介在する。仮に、空乏層
15が、オートドーピング層13bに到達していないも
のや、空乏層15が、N+型シリコン基板2に到達して
いるものが生じた場合、それらを除外して、以上のよう
な構造A,B,Cを選択する。
On the other hand, an electric field distribution curve of the A1-A2 line when an avalanche breakdown voltage is applied is obtained. FIG. 6 shows electric field distribution curves of structures A, B, and C when an avalanche breakdown voltage is applied. Since the depletion layer 15 is a charged region, its width is indicated by the width of a region surrounded by each electric field distribution curve and a straight line with zero electric field intensity. Therefore, as can be seen from FIG. 6, the depletion layer 15 of each of the structures A, B, and C
Have reached the autodoping layer 13b. Further, the depletion layers 15 of the structures A and B surely penetrate into the auto-doping layer 13b. Auto doping layer 13b and N
- The structure in the vicinity of the boundary between the layers 13a A, the electric field distribution curve B is refracted is therefore. However, the structure A, B, C of the depletion layer 15 does not reach the N + -type silicon substrate 2, a portion of the epitaxial layer 13 is interposed between the depletion layer 15 and the N + -type silicon substrate 2. If the depletion layer 15 does not reach the auto-doping layer 13b or the depletion layer 15 reaches the N + -type silicon substrate 2, it is excluded as described above. New structures A, B, and C are selected.

【0031】構造A,B,Cの中でも、より耐圧の高い
構造を選ぶには構造Bを選択する。図6に示されるよう
に、構造Aの最大電界Em2−A、構造Bの最大電界E
m2−B,構造Cの最大電界Em2−Cを比較すると、
構造Bの最大電界Em2−Bが一番低いからである。
To select a structure having a higher withstand voltage among the structures A, B and C, the structure B is selected. As shown in FIG. 6, the maximum electric field Em2-A of the structure A and the maximum electric field E of the structure B
Comparing the maximum electric field Em2-C of m2-B and the structure C,
This is because the maximum electric field Em2-B of the structure B is the lowest.

【0032】次ぎに図6に加え図7を参照して、最大電
界と空乏層の到達度との関係につき説明する。図7に定
格電圧印加時における構造A,B,Cの電界分布曲線を
示す。図7に示すように定格電圧印加時において、各構
造の最大電界は、構造Aの最大電界Em1−A、構造B
の最大電界Em1−B,構造Cの最大電界Em1−Cの
順で高い値となる。これは、構造Aより構造Bが、構造
Bより構造Cの方が、空乏層15の拡大領域が狭い(=
空乏層が広がり難い)分、電界強度の上昇を招いたため
である。一方、構造A,Bの空乏層15はオートドーピ
ング層13bに若干侵入し、リーチスルーによる制限を
受け始めている。図6に示すように定格電圧印加時より
高いアバランシェ降伏電圧印加時ともなれば、リーチス
ルーによって空乏層15の広がりが制限されるため、構
造Aの最大電界が最も大きく上昇し、次いで構造Bが大
きく上昇している(図6中、定格電圧からアバランシェ
降伏電圧に変化した場合の最大電界の増分を矢印により
示した。)。これは、リーチスルーによって空乏層15
の広がりが制限されるため、構造Cより構造Bが、構造
Bより構造Aの方が空乏層が広がり難い分、印加電圧の
上昇が電界強度の上昇に使われたからである。
Next, the relationship between the maximum electric field and the reach of the depletion layer will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows electric field distribution curves of structures A, B, and C when a rated voltage is applied. As shown in FIG. 7, when a rated voltage is applied, the maximum electric field of each structure is the maximum electric field Em1-A of the structure A and the maximum electric field of the structure B.
And the maximum electric field Em1-B of the structure C becomes higher in this order. This is because the expanded region of the depletion layer 15 is smaller in the structure B than in the structure A, and is smaller in the structure C than in the structure B (=
This is because the depletion layer is difficult to spread), which causes an increase in the electric field strength. On the other hand, the depletion layers 15 of the structures A and B slightly penetrate the auto-doping layer 13b, and are beginning to be restricted by reach-through. As shown in FIG. 6, when the avalanche breakdown voltage is applied higher than when the rated voltage is applied, the spread of the depletion layer 15 is limited by the reach-through, so that the maximum electric field of the structure A rises most and then the structure B In FIG. 6, the maximum electric field increases when the voltage changes from the rated voltage to the avalanche breakdown voltage. This is because the depletion layer 15
This is because the spread of the depletion layer is more limited in the structure B than in the structure C and the structure A is more difficult to spread in the structure A than in the structure B.

【0033】以上のことから、空乏層15がオートドー
ピング層13bに到達する前は、空乏層15がより広い
構造の最大電界がより低くなる傾向にあり、降伏電圧は
より高くなるということがわかる。また、空乏層15が
オートドーピング層13bにある程度侵入すると、その
傾向は逆転し、空乏層15がより広い構造の最大電界が
より高くなる傾向となり、降伏電圧はより低くなるとい
うことがわかる。したがって、その傾向の逆転ポイント
において最大電界が最小となり、その状態が得られる比
抵抗ρが最適値である。そして構造A,B,Cのうち構
造Bがその最適値に最も近い構造である。したがって、
以上のように、デバイス構造を構成することにより、最
適値を含んだ耐性の高いデバイス構造を確実に構成する
ことができる。
From the above, it can be seen that before the depletion layer 15 reaches the auto-doping layer 13b, the maximum electric field of the structure in which the depletion layer 15 is wider tends to be lower, and the breakdown voltage becomes higher. . Also, when the depletion layer 15 enters the auto-doping layer 13b to some extent, the tendency is reversed, and it can be seen that the maximum electric field of the structure in which the depletion layer 15 is wider tends to be higher, and the breakdown voltage is lower. Therefore, at the reversal point of the tendency, the maximum electric field becomes minimum, and the specific resistance ρ at which the state is obtained is the optimum value. The structure B is the structure closest to the optimum value among the structures A, B, and C. Therefore,
As described above, by configuring the device structure, it is possible to reliably configure a highly durable device structure including the optimum value.

【0034】次ぎに、ショットキー接合部の電界分布ひ
いては空乏層の広がりの様子について説明する。図8に
各構造A,B,Cのアバランシェ降伏電圧印加時におけ
るショットキー接合部(図1におけるC1−C2線)と
ガードリング部(図1におけるA1−A2線)の電界分
布曲線を示す。
Next, the distribution of the electric field at the Schottky junction and the spread of the depletion layer will be described. FIG. 8 shows electric field distribution curves of the Schottky junction (C1-C2 line in FIG. 1) and the guard ring portion (A1-A2 line in FIG. 1) of each of the structures A, B, and C when an avalanche breakdown voltage is applied.

【0035】図8に示すように構造A,B,Cのすべて
において、ショットキー接合部の最大電界はガードリン
グ部の最大電界より大きい。構造Cにおいては、ショッ
トキー接合からN-層13a側に伸びた空乏層15とオ
ートドーピング層13bとの間にエピタキシャル層13
の一部が介在する。構造Bにおいては、ショットキー接
合直下のN-層13a側に伸びた空乏層15がオートド
ーピング層13bに接する。ここで「接する」とは、空
乏層15の端が、オートドーピング層13bとN-層1
3aとの界面に一致することを意味する。構造B,Cの
ようなデバイス構造によれば、空乏層15はオートドー
ピング層13bに侵入することはないので、ショットキ
ー接合はリーチスルーによる降伏電圧の制限を受けず、
SBD10の逆電圧特性を損ねることがない。
As shown in FIG. 8, in all of the structures A, B, and C, the maximum electric field at the Schottky junction is larger than the maximum electric field at the guard ring. In the structure C, the epitaxial layer 13 is located between the depletion layer 15 extending from the Schottky junction to the N layer 13a and the auto-doping layer 13b.
Is interposed. In the structure B, the depletion layer 15 extending to the N layer 13a immediately below the Schottky junction is in contact with the auto-doping layer 13b. Here, “contact” means that the end of the depletion layer 15 is in contact with the auto-doping layer 13 b and the N layer 1.
It means that it coincides with the interface with 3a. According to the device structures such as the structures B and C, the depletion layer 15 does not penetrate into the auto-doping layer 13b, so that the Schottky junction is not restricted by the breakdown voltage due to the reach-through.
The reverse voltage characteristics of the SBD 10 are not impaired.

【0036】なお、アバランシェ降伏電圧が印加された
時に、ショットキー接合に生じる最大電界から、ガード
リング部のPN接合に生じる最大電界を差し引いた値
(Em−SGとする。)が、0.20×105以上,
0.25×105(V/cm)以下であるように設定す
ることを推奨する。他の基準としては、アバランシェ降
伏電圧印加時におけるガードリング部のPN接合の最大
電界に対するEm−SGの比(Rm−SGとする。)
が、0.075以上,0.1以下であるように設定する
ことを推奨する。Em−SGが0.20×105(V/
cm)未満、又はRm−SGが0.075未満の場合
は、ショットキー接合直下の空乏層15が伸びやすくな
りオートドーピング層13bに侵入してSBD10の逆
電圧特性を損ねるおそれがあるからである。一方、Em
−SGが0.25×105(V/cm)を超え、又はR
m−SGが0.1を超える場合は、ショットキー接合の
最大電界が大きくなりやすく、そのためショットキー接
合部での破壊が起こりやすくなり、SBD10の耐量が
低下し実用性が乏しくなるおそれがあるからである。
When the avalanche breakdown voltage is applied, the value obtained by subtracting the maximum electric field generated at the PN junction of the guard ring portion from the maximum electric field generated at the Schottky junction (referred to as Em-SG) is 0.20. × 10 5 or more,
It is recommended that the setting be 0.25 × 10 5 (V / cm) or less. As another criterion, the ratio of Em-SG to the maximum electric field of the PN junction of the guard ring portion when an avalanche breakdown voltage is applied (Rm-SG).
Is recommended to be set to 0.075 or more and 0.1 or less. Em-SG is 0.20 × 10 5 (V /
cm) or Rm-SG of less than 0.075, the depletion layer 15 immediately below the Schottky junction is likely to expand, penetrating into the auto-doping layer 13b and damaging the reverse voltage characteristics of the SBD 10. . On the other hand, Em
-SG exceeds 0.25 × 10 5 (V / cm) or R
When m-SG is more than 0.1, the maximum electric field of the Schottky junction is likely to be large, so that the breakdown at the Schottky junction is apt to occur, and the withstand amount of the SBD 10 may be reduced and the practicality may be poor. Because.

【0037】[0037]

【実施例】次ぎに以上の第一の実施の形態に従い本願発
明者が行った実施例につき説明する。本願発明者は、異
なる5つの条件の100V系/5A型のSBDにつき、
2次元の2キャリア(正孔と電子)数値シミュレーショ
ンによる設定を行い、そのシミュレーション結果に基づ
き各デバイス構造を試作し、完成デバイスの各種特性を
実測した。また、本願発明者は各デバイス構造について
単発EAS(SinglePulse Avalanche Energy)試験によ
りアバランシェ耐量を評価し、本発明の効果を確認し
た。
Next, an example performed by the inventor of the present invention according to the first embodiment will be described. The inventor of the present application has proposed a 100V / 5A SBD under five different conditions.
Settings were made by two-dimensional two-carrier (hole and electron) numerical simulations, each device structure was prototyped based on the simulation results, and various characteristics of the completed device were measured. In addition, the inventor of the present application evaluated the avalanche withstand capability of each device structure by a single-shot EAS (Single Pulse Avalanche Energy) test, and confirmed the effects of the present invention.

【0038】[0038]

【表1】 表1は5つの構造L,M,N、S,Tについての実験条
件及び実験結果をまとめたものである。表1において縦
項目No.11はエピタキシャル層13の層厚d−Epで
ある。縦項目No.12はN-層13aの比抵抗ρである。
縦項目No.13はN-層13aの不純物濃度Ndである。
縦項目No.21はP型ガードリング4の深さをX−jp
であり、縦項目No.22はシミュレーション設計時のP
型ガードリング4の深さX−jpである。縦項目No.2
3はP型ガードリング4のボロンドーズ量である。縦項
目No.24はP型ガードリング4の不純物表面濃度Cs
である。縦項目No.31はアバランシェ降伏電圧V−AVB
の実測値であり、逆電流IR=400(μA),接合温
度Tj=25℃の条件下における逆電圧である。縦項目
No.32はシミュレーション時のアバランシェ降伏電圧
V−AVBである。縦項目No.33は順方向電圧降下VF
実測値、縦項目No.34は逆方向リーク電流IRの実測
値、縦項目No.35はそれらの積である。縦項目No.36
は逆回復時間trrの実測値である。縦項目No.37は
単発EAS試験によるアバランシェ耐量である。縦項目
No.41はアバランシェ降伏電圧V−AVBのうちP型ガー
ドリング4の分担する電圧である。縦項目No.42はア
バランシェ降伏電圧V−AVBのうちN-層13aの分担す
る電圧である。縦項目No.43は定格電圧100V印加
時のガードリング部の最大電界である。縦項目No.44
はアバランシェ降伏電圧V−AVB印加時のガードリング
部の最大電界である。縦項目No.45はガードリング部
の定格電圧100V印加時の最大電界とアバランシェ降
伏電圧V−AVB印加時の最大電界との差である。縦項目N
o.51はアバランシェ降伏電圧V−AVB印加時のショッ
トキー接合部の最大電界である。縦項目No.61,62
はガードリング開口端11付近における正孔電流Jpの
電流密度であり、No.61は定格電圧100V印加時の
電流密度、No.62はアバランシェ降伏電圧V−AVB印加
時の電流密度である。
[Table 1] Table 1 summarizes the experimental conditions and results for the five structures L, M, N, S, and T. In Table 1, the vertical item No. 11 is the layer thickness d-Ep of the epitaxial layer 13. The vertical item No. 12 is the specific resistance ρ of the N layer 13a.
The vertical item No. 13 is the impurity concentration Nd of the N layer 13a.
Vertical item No. 21 indicates the depth of P-type guard ring 4 as X-jp.
The vertical item No. 22 is P at the time of simulation design.
This is the depth X-jp of the mold guard ring 4. Vertical item No.2
Reference numeral 3 denotes a boron dose amount of the P-type guard ring 4. The vertical item No. 24 is the impurity surface concentration Cs of the P-type guard ring 4.
It is. The vertical item No. 31 is avalanche breakdown voltage V-AVB
And the reverse voltage under the condition that the reverse current I R = 400 (μA) and the junction temperature Tj = 25 ° C. Vertical item
No. 32 is the avalanche breakdown voltage V-AVB at the time of simulation. Vertical item No.33 the actual value of the forward voltage drop V F, vertical items No.34 the actual value of the reverse leakage current I R, the vertical item No.35 is their product. Vertical item No.36
Is an actually measured value of the reverse recovery time trr. The vertical item No. 37 is the avalanche withstand capability by the single-shot EAS test. Vertical item
No. 41 is a voltage shared by the P-type guard ring 4 in the avalanche breakdown voltage V-AVB. The vertical item No. 42 is a voltage shared by the N layer 13 a of the avalanche breakdown voltage V-AVB. The vertical item No. 43 is the maximum electric field of the guard ring portion when the rated voltage of 100 V is applied. Vertical item No.44
Is the maximum electric field of the guard ring portion when the avalanche breakdown voltage V-AVB is applied. The vertical item No. 45 is a difference between the maximum electric field when the rated voltage of 100 V is applied to the guard ring portion and the maximum electric field when the avalanche breakdown voltage V-AVB is applied. Vertical item N
O.51 is the maximum electric field at the Schottky junction when the avalanche breakdown voltage V-AVB is applied. Vertical item No.61, 62
Is the current density of the hole current Jp near the guard ring opening end 11, No. 61 is the current density when the rated voltage of 100 V is applied, and No. 62 is the current density when the avalanche breakdown voltage V-AVB is applied.

【0039】表1に記載されているように、すべての構
造においてエピタキシャル層13の層厚d−Epを12
(μm)とし、構造L,M,NについてはP型ガードリ
ング4の深さX−jpを3.0(μm)、そのボロンド
ーズ量を4×1013(1/cm2)、その表面濃度を2
×1017(1/cm3)として、比抵抗ρ=2.8,
2.5,2.0(Ω・cm)と変化させた。構造S,T
についてはP型ガードリング4の深さX−jpを2.5
(μm)、そのボロンドーズ量を1×1013(1/cm
2)、その表面濃度を5×1016(1/cm3)として、
比抵抗ρ=2.5,2.0(Ω・cm)と変化させた。
As shown in Table 1, the thickness d-Ep of the epitaxial layer 13 was 12 in all the structures.
(Μm), for the structures L, M, and N, the depth X-jp of the P-type guard ring 4 is 3.0 (μm), the boron dose is 4 × 10 13 (1 / cm 2 ), and the surface concentration is 2
× 10 17 (1 / cm 3 ), the specific resistance ρ = 2.8,
It was changed to 2.5, 2.0 (Ω · cm). Structure S, T
About the depth X-jp of the P-type guard ring 4 is 2.5
(Μm), and the boron dose amount is 1 × 10 13 (1 / cm)
2 ), with the surface concentration being 5 × 10 16 (1 / cm 3 ),
The specific resistance was changed to ρ = 2.5, 2.0 (Ω · cm).

【0040】また、構造MについてSR(スプレッディ
ング・レジスタンス:広がり抵抗)法によりガードリン
グ部(図1におけるA1−A2線)の不純物濃度を測定
したので、その測定値を図9に、グラフ化したものを図
10に示す。図10において曲線F1はN+型シリコン
基板2にエピタキシャル層13が成膜された基板の不純
物濃度曲線であり、エピタキシャル成長時の再分布によ
りオートドーピング層13b1が形成されている。曲線
F2はデバイス完成後の不純物濃度曲線であり、P型ガ
ードリング4が拡散形成されているとともに、熱処理を
伴うデバイス形成プロセス時の再分布の影響を受けオー
トドーピング層13b1がシフトされ最終的なオートド
ーピング層13bが形成されている。上記第1の実施の
形態で述べたように、最終的なオートドーピング層13
bを特定すると、その層厚は約3.5(μm)であっ
た。
The impurity concentration of the guard ring portion (line A1-A2 in FIG. 1) of the structure M was measured by the SR (spreading resistance: spreading resistance) method, and the measured values are graphed in FIG. The result is shown in FIG. In FIG. 10, a curve F1 is an impurity concentration curve of a substrate in which the epitaxial layer 13 is formed on the N + type silicon substrate 2, and an auto-doping layer 13b1 is formed by redistribution during epitaxial growth. A curve F2 is an impurity concentration curve after the completion of the device, in which the P-type guard ring 4 is formed by diffusion, and the auto-doping layer 13b1 is shifted due to the influence of redistribution during the device forming process involving heat treatment. An auto doping layer 13b is formed. As described in the first embodiment, the final auto-doping layer 13 is formed.
When b was specified, the layer thickness was about 3.5 (μm).

【0041】次ぎに各構造L,M,N、S,Tについて
行った単発EAS(Single Pulse Avalanche Energy)
試験について説明する。図11(a)に単発EAS測定
回路図を、図11(b)に試験デバイスに負荷される電
圧の波形図を示す。単発EAS試験は、高電圧パルス信
号を単発的に試験デバイスに印加し、デバイスのアバラ
ンシェモードにおける耐量を評価する試験法の1つであ
る。図11に示すようにSBD71として各構造L,
M,N、S,Tを接続する。ON信号パルス72をMO
SFET73のゲートに印加すると、MOSFET73
はONし、電圧V−DDの電源74から電流I−DSが
流れる。これによりコイル75にエネルギーが蓄えられ
続ける。電流I−DSが上昇し所定のI−AVに達した
時点でMOSFET73をOFFにすると、電流I−D
SはMOSFET73を流れることができないため、S
BD71の両端にはdv/dtの電圧上昇の後、ta期
間持続する高電圧BV−DSSが発生する。この時、S
BD71に負荷されるアバランシェエネルギーE−SA
は次式(4)により表される。
Next, a single-shot EAS (Single Pulse Avalanche Energy) performed on each of the structures L, M, N, S, and T
The test will be described. FIG. 11A shows a one-shot EAS measurement circuit diagram, and FIG. 11B shows a waveform diagram of a voltage applied to the test device. The one-shot EAS test is one of test methods in which a high-voltage pulse signal is applied to a test device in a single shot to evaluate the device's capability in an avalanche mode. As shown in FIG. 11, each structure L,
M, N, S, T are connected. ON signal pulse 72
When applied to the gate of SFET 73, MOSFET 73
Is turned on, and the current I-DS flows from the power supply 74 of the voltage V-DD. Thereby, energy is continuously stored in the coil 75. When the MOSFET 73 is turned off when the current I-DS rises and reaches a predetermined I-AV, the current I-D
Since S cannot flow through the MOSFET 73, S
After the voltage rise of dv / dt, a high voltage BV-DSS that lasts for ta period is generated at both ends of the BD 71. At this time, S
Avalanche energy E-SA loaded on BD71
Is represented by the following equation (4).

【数4】 (Equation 4)

【0042】式(4)に示すように、アバランシェエネ
ルギーE−SAはコイル75のインダクタンスとエネル
ギー蓄積時間により制御することができる。高いアバラ
ンシェエネルギーを負荷すればSBD71は破壊し電流
を阻止することができなくなる。SBD71が支えるこ
とのできるアバランシェエネルギーの大小により試験デ
バイス(SBD71)のアバランシェモードにおける耐
量を評価することができる。各構造L,M,N、S,T
の単発EAS試験によるアバランシェ耐量は前掲の表1
(縦項目No.37)に示した通りであり、構造M,構造
Sにおいて高いアバランシェ耐量が得られた。
As shown in equation (4), the avalanche energy E-SA can be controlled by the inductance of the coil 75 and the energy storage time. If a high avalanche energy is applied, the SBD 71 is broken and cannot stop the current. The tolerance of the test device (SBD 71) in the avalanche mode can be evaluated based on the magnitude of the avalanche energy that the SBD 71 can support. Each structure L, M, N, S, T
Table 1 shows the avalanche immunity of a single-shot EAS test.
(Vertical item No. 37) As shown in the structure M and the structure S, a high avalanche resistance was obtained.

【0043】各構造の単発EAS試験によるアバランシ
ェ耐量を比較するため図12にグラフを示した。横軸は
-層13aの不純物濃度である。図12のグラフ上、
点L1,M1,N1,S1,T1はそれぞれ順に、構造
L,M,N、S,Tの単発EAS試験によるアバランシ
ェ耐量をプロットしたものであり、点L2,M2,N
2,S2,T2はそれぞれ順に、構造L,M,N、S,
TのVF・IR積をプロットしたものである。それらの値
は表1に示される。図12に示すように、点N1→M1
の変化に着目すると、不純物濃度が低くなる、すなわ
ち、空乏層の及ぶ範囲が広くなるにつれてアバランシェ
耐量は大きくなる。点M1→L1の変化に着目すると、
不純物濃度が低くなる、すなわち、空乏層の及ぶ範囲が
広くなるにつれてアバランシェ耐量は小さくなる。一
方、VF・IR積は不純物濃度が高まるにつれて、上昇
し、より大きな特性損失が生じる。その観点からは、構
造Mが最適の比抵抗ρを有するとして、グラフ上、点M
1の左側を選択した方がよい。
FIG. 12 is a graph for comparing the avalanche withstand capability of each structure by a single EAS test. The horizontal axis represents the impurity concentration of the N layer 13a. On the graph of FIG.
Points L1, M1, N1, S1, and T1 are plots of the avalanche withstand capability of the structures L, M, N, S, and T in a single-shot EAS test, respectively.
2, S2, and T2 are, in order, the structures L, M, N, S,
V F · I R product of T is obtained by plotting. The values are shown in Table 1. As shown in FIG. 12, the point N1 → M1
When attention is paid to the change in the avalanche resistance, the impurity concentration becomes lower, that is, as the range of the depletion layer becomes wider. Focusing on the change from point M1 to L1,
The avalanche withstand capability decreases as the impurity concentration decreases, that is, as the range covered by the depletion layer increases. On the other hand, as V F · I R product is enhanced impurity concentration, elevated, larger property loss. From that viewpoint, assuming that the structure M has the optimum specific resistance ρ, the point M
It is better to select the left side of 1.

【0044】図13に各構造の最大電界のグラフを示し
た。図13のグラフ上、点L3,M3,N3,S3,T
3はそれぞれ順に、構造L,M,N、S,Tのアバラン
シェ降伏電圧V−AVB印加時のガードリング部の最大電
界をプロットしたものであり、点L4,M4,N4,S
4,T4はそれぞれ順に、構造L,M,N、S,Tの定
格電圧100V印加時のガードリング部の最大電界をプ
ロットしたものである。それらの値は表1に示される。
図13に示すように定格電圧100V印加時において、
L4→M4→N4の順で最大電界は高い値となる。これ
は、構造Lより構造Mが、構造Mより構造Nの方が、空
乏層15の拡大領域が狭い(=空乏層が広がり難い)
分、電界強度の上昇を招いためである。定格電圧100
Vからアバランシェ降伏電圧に印加電圧が上昇すれば、
リーチスルーによって空乏層15の広がりが制限される
ため、構造Lの最大電界が最も大きく上昇し(点L4→
点L3の変化)、次いで構造Mが大きく上昇している
(点M4→点M3の変化)。これは、リーチスルーによ
って空乏層15の広がりが制限されるため、構造Nより
構造Mが、構造Mより構造L方が空乏層が広がり難い
分、印加電圧の上昇が電界強度の上昇に使われたからで
ある。その結果、アバランシェ降伏電圧印加時において
構造Mの最大電界が最小となった。構造Mはアバランシ
ェ降伏電圧印加時の最大電界を最も低く抑えられる構造
となり、アバランシェ耐量を大きくすることができたの
である。
FIG. 13 is a graph showing the maximum electric field of each structure. On the graph of FIG. 13, points L3, M3, N3, S3, T
3 sequentially plots the maximum electric field of the guard ring portion when the avalanche breakdown voltage V-AVB of the structures L, M, N, S, and T is applied, and points L4, M4, N4, S
4 and T4 respectively plot the maximum electric field of the guard ring portion when the rated voltage of 100 V is applied to the structures L, M, N, S, and T, respectively. The values are shown in Table 1.
As shown in FIG. 13, when a rated voltage of 100 V is applied,
The maximum electric field becomes higher in the order of L4 → M4 → N4. This is because the enlarged area of the depletion layer 15 is smaller in the structure M than in the structure L and in the structure N than in the structure M (= the depletion layer is hard to spread).
This is because the electric field strength increases. Rated voltage 100
If the applied voltage increases from V to the avalanche breakdown voltage,
Since the spread of the depletion layer 15 is limited by the reach-through, the maximum electric field of the structure L is increased most (point L4 →
Then, the structure M rises greatly (change from point M4 to point M3). This is because the extent of the depletion layer 15 is limited by the reach-through, and the structure M is more difficult to spread than the structure N and the structure L is more difficult to spread than the structure M. Therefore, the increase in the applied voltage is used to increase the electric field strength. This is because the. As a result, the maximum electric field of the structure M became minimum when the avalanche breakdown voltage was applied. The structure M is a structure in which the maximum electric field when an avalanche breakdown voltage is applied can be minimized, and the avalanche withstand capability can be increased.

【0045】上述したようにデバイス破壊の原因として
正孔電流Jp(図18参照)の局所集中があげられる。
構造L,M,NについてP型ガードリング4表面のコン
タクト開口端付近の正孔電流Jpを測定した。その値は
前掲の表1縦項目No.61,62に示したとおりであ
る。縦項目No.62に示すアバランシェ降伏電圧V−AVB
印加時の電流密度を図14にグラフ化した。これらの結
果により構造Mが最も正孔電流Jpの電流密度が低いこ
とが確認できる。
As described above, local concentration of the hole current Jp (see FIG. 18) can be cited as a cause of device destruction.
For the structures L, M, and N, the hole current Jp near the contact opening end on the surface of the P-type guard ring 4 was measured. The values are as shown in the column 1 No. 61 and 62 in Table 1 above. Avalanche breakdown voltage V-AVB shown in vertical item No. 62
FIG. 14 is a graph showing the current density at the time of application. From these results, it can be confirmed that the structure M has the lowest hole current Jp current density.

【0046】以上の事実により、構造Mは、最大電界を
最も低く抑えることができ、最大電界が低いので、正孔
電流Jpの発生が抑えられ、正孔電流Jpの局所集中に
よるデバイス破壊の発生を抑えることができ、アバラン
シェ耐量が最も大きくなったといえる。
According to the above fact, the structure M can suppress the maximum electric field to the lowest, and since the maximum electric field is low, the generation of the hole current Jp is suppressed, and the device destruction is caused by the local concentration of the hole current Jp. Can be suppressed, and the avalanche resistance can be said to be the largest.

【0047】以上説明したように、P型ガードリング
4とN-層13aとからなるPN接合にアバランシェ降
伏電圧が印加された時に、前記PN接合の接合面からN
-層13a側に伸びた空乏層15が、オートドーピング
層13bに到達し、空乏層15はN+型シリコン基板
2には到達せず、空乏層15とN+型シリコン基板2と
の間にエピタキシャル層13の一部が介在するデバイス
構造を選択することにより、最適値を含んだ耐性の高い
デバイス構造を確実に選択することができる。
As described above, when the avalanche breakdown voltage is applied to the PN junction composed of the P-type guard ring 4 and the N layer 13a, the N-type junction is formed from the junction surface of the PN junction.
The depletion layer 15 extending to the −layer 13a side reaches the auto-doping layer 13b, and the depletion layer 15 does not reach the N + type silicon substrate 2 but is between the depletion layer 15 and the N + type silicon substrate 2. By selecting a device structure in which a part of the epitaxial layer 13 is interposed, it is possible to reliably select a highly resistant device structure including an optimum value.

【0048】〔第2の実施の形態〕第1の実施の形態に
おいては、本発明の半導体装置の例としてSBD10を
挙げたが、本発明はこれに限らず、図15(a)に示す
SBD20に適用しても良い。
[Second Embodiment] In the first embodiment, the SBD 10 has been described as an example of the semiconductor device of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the SBD 20 shown in FIG. May be applied.

【0049】図15(a)に示すようにSBD20は、
SBD10とはショットキー接合の構造が異なる。SB
D20のショットキー接合は、N-層13aにトレンチ
22が形成され、電極メタル21の一部が埋め込まれて
なる。かかるSBD20によれば、ショットキー接合か
ら空乏層15の広がりは、シリコン最表面下の広がりW
−N1より、トレンチ22下の広がりW−N2の方がN
+型シリコン基板2に接近する。SBD20の逆電圧特
性を損ねないためには、アバランシェ降伏電圧印加時、
広がりW−N2の最下端とオートドーピング層13bと
の間にエピタキシャル層13の一部が介在するか、又は
広がりW−N2の最下端がオートドーピング層13bに
接するまでとし、広がりW−N2の最下端がオートドー
ピング層13bに侵入しないようにすることが好まし
い。
As shown in FIG. 15A, the SBD 20
It differs from the SBD 10 in the structure of the Schottky junction. SB
The Schottky junction of D20 is formed by forming a trench 22 in the N - layer 13a and partially burying the electrode metal 21. According to the SBD 20, the spread of the depletion layer 15 from the Schottky junction is equal to the spread W below the silicon outermost surface.
The width W-N2 below the trench 22 is smaller than that of -N1.
It approaches the + type silicon substrate 2. In order not to impair the reverse voltage characteristic of the SBD 20, when applying the avalanche breakdown voltage,
A part of the epitaxial layer 13 is interposed between the lowermost end of the spread W-N2 and the auto-doping layer 13b, or until the lowermost end of the spread W-N2 contacts the auto-doping layer 13b. It is preferable that the lowermost end does not enter the auto-doping layer 13b.

【0050】〔第3の実施の形態〕第1の実施の形態に
おいては、本発明の半導体装置の例としてSBD10を
挙げたが、本発明はこれに限らず、図15(b)に示す
SBD30に適用しても良い。
Third Embodiment In the first embodiment, the SBD 10 has been described as an example of the semiconductor device of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the SBD 30 shown in FIG. May be applied.

【0051】図15(b)に示すようにSBD30は、
SBD10とは異なりN-層13a表層部のショットキ
ー接合範囲(P型ガードリング4内)にP型の島状半導
体領域31が拡散形成されている。かかるSBD30に
よれば、ショットキー接合から空乏層15の広がりは、
シリコン最表面下の広がりW−N1より、島状半導体領
域31下の広がりW−N2の方がN+型シリコン基板2
に接近する。SBD30の逆電圧特性を損ねないために
は、アバランシェ降伏電圧印加時、広がりW−N2の最
下端とオートドーピング層13bとの間にエピタキシャ
ル層13の一部が介在するか、又は広がりW−N2の最
下端がオートドーピング層13bに接するまでとし、広
がりW−N2の最下端がオートドーピング層13bに侵
入しないようにすることが好ましい。
As shown in FIG. 15B, the SBD 30
Unlike the SBD 10, a P-type island-shaped semiconductor region 31 is formed by diffusion in the Schottky junction area (in the P-type guard ring 4) of the surface layer of the N layer 13a. According to the SBD 30, the spread of the depletion layer 15 from the Schottky junction is
Silicon from spreading W-N1 under the outermost surface, towards the spread W-N2 under the island-shaped semiconductor region 31 is N + -type silicon substrate 2
Approach. In order not to impair the reverse voltage characteristic of the SBD 30, when the avalanche breakdown voltage is applied, a part of the epitaxial layer 13 is interposed between the lowermost end of the spread W-N2 and the auto-doping layer 13b, or the spread W-N2 It is preferable that the lowermost edge of W-N2 does not penetrate into the autodoping layer 13b until the lowermost edge thereof contacts the autodoping layer 13b.

【0052】〔第4の実施の形態〕上記の実施の形態に
ついてはSBDを用いて説明したが、本発明はSBDに
限定されるものではなく、高速ダイオード(以下FR
D)等のダイオードにおいても、同様に適用可能である
ことは言うまでもない。
[Fourth Embodiment] Although the above embodiment has been described using the SBD, the present invention is not limited to the SBD, and the present invention is not limited to the SBD.
It goes without saying that the present invention is similarly applicable to diodes such as D).

【0053】本実施形態においては、図16(a)に示
すFRD40を例に説明する。図16(a)に示すよう
にFRD40は、SBD10とは異なりN-層13a上
のショットキー接合範囲(P型ガードリング4内)にお
いて、N-層13a上にP型の半導体層41が拡散形成
されている。半導体層41の不純物濃度はP型ガードリ
ング4の不純物濃度より低く設定される。かかるFRD
40によれば、半導体層41下の広がりW−N2がN+
型シリコン基板2に接近する。FRD40の逆電圧特性
を損ねないためには、アバランシェ降伏電圧印加時、広
がりW−N2の最下端とオートドーピング層13bとの
間にエピタキシャル層13の一部が介在するか、又は広
がりW−N2の最下端がオートドーピング層13bに接
するまでとし、広がりW−N2の最下端がオートドーピ
ング層13bに侵入しないようにすることが好ましい。
In this embodiment, the FRD 40 shown in FIG. 16A will be described as an example. FRD40 As shown in FIG. 16 (a) is different N and SBD10 - in the Schottky junction region on the layer 13a (P-type guard ring 4), N - semiconductor layer 41 of P-type on the layer 13a is diffused Is formed. The impurity concentration of the semiconductor layer 41 is set lower than that of the P-type guard ring 4. Such FRD
According to 40, the spread W-N2 under the semiconductor layer 41 is N +
Approaching the silicon substrate 2. In order not to impair the reverse voltage characteristic of the FRD 40, when the avalanche breakdown voltage is applied, a part of the epitaxial layer 13 is interposed between the lowermost end of the spread W-N2 and the auto-doping layer 13b, or the spread W-N2 It is preferable that the lowermost edge of W-N2 does not penetrate into the autodoping layer 13b until the lowermost edge thereof contacts the autodoping layer 13b.

【0054】〔第5の実施の形態〕上記の実施の形態に
ついてはダイオードを用いて説明したが、本発明はダイ
オードに限定されるものではなく、高耐圧のMOSFE
Tや、電源装置等の各種回路の電力用スイッチング素子
として広く用いられているトランジスタ等においても、
同様に適用可能であることは言うまでもない。
[Fifth Embodiment] Although the above embodiment has been described using a diode, the present invention is not limited to a diode, and a high breakdown voltage MOSFET may be used.
T and transistors and the like widely used as power switching elements of various circuits such as power supply devices,
It goes without saying that it is equally applicable.

【0055】本実施形態においては、図16(b)に示
すMOSFET50を例に説明する。図16(b)に示
すようにMOSFET50は、N+型シリコン基板2、
-層13a、P型ガードリング4、酸化膜53、電極
メタル55…とから概略構成されドレイン、ソース、ゲ
ートの三つの電極を有する。MOSFET50に設けら
れたP型ガードリング4は、P型ガードリング4aとP
型ガードリング4bとにより二重に形成される。かかる
MOSFET50によれば、シリコン最表面下の広がり
W−N1より、島状半導体領域51下の広がりW−N2
の方がN+型シリコン基板2に接近する。MOSFET
50の逆電圧特性を損ねないためには、アバランシェ降
伏電圧印加時、広がりW−N2の最下端とオートドーピ
ング層13bとの間にエピタキシャル層13の一部が介
在するか、又は広がりW−N2の最下端がオートドーピ
ング層13bに接するまでとし、広がりW−N2の最下
端がオートドーピング層13bに侵入しないようにする
ことが好ましい。
In this embodiment, the MOSFET 50 shown in FIG. 16B will be described as an example. As shown in FIG. 16B, the MOSFET 50 has an N + type silicon substrate 2,
It is roughly composed of the N - layer 13a, the P-type guard ring 4, the oxide film 53, the electrode metal 55, and has three electrodes of a drain, a source, and a gate. The P-type guard ring 4 provided in the MOSFET 50 is composed of a P-type guard ring 4a and a P-type guard ring 4a.
It is formed doubly by the mold guard ring 4b. According to the MOSFET 50, the spread W-N2 below the island-shaped semiconductor region 51 is larger than the spread W-N1 below the silicon outermost surface.
Is closer to the N + type silicon substrate 2. MOSFET
In order not to impair the reverse voltage characteristics of the epitaxial layer 13 during the application of the avalanche breakdown voltage, a part of the epitaxial layer 13 is interposed between the lowermost end of the spread W-N2 and the auto-doping layer 13b, or the spread W-N2 It is preferable that the lowermost edge of W-N2 does not penetrate into the autodoping layer 13b until the lowermost edge thereof contacts the autodoping layer 13b.

【0056】なお、以上の実施の形態においては、N型
半導体基板を用いた半導体装置について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、逆導電型である
P型半導体基板を用いた半導体装置にも適用することが
できる。この場合、ガードリングはリンイオン等のN型
不純物を注入して形成する。
In the above embodiment, a semiconductor device using an N-type semiconductor substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and uses a P-type semiconductor substrate of an opposite conductivity type. The present invention can also be applied to a conventional semiconductor device. In this case, the guard ring is formed by implanting N-type impurities such as phosphorus ions.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ードリング構造を備えた半導体装置において、何らの工
程増、材料の追加等のコストアップの原因が発生せず、
定格特性を超えない範囲での使用における特性を何ら損
なうことなく、空乏層の到達度の設定によってアバラン
シェ耐量が最大限引き出された高耐圧の半導体装置が得
られるという効果がある。
As described above, according to the present invention, in a semiconductor device having a guard ring structure, there is no cause of cost increase such as an increase in processes and addition of materials.
There is an effect that a high breakdown voltage semiconductor device with maximum avalanche withstand capability can be obtained by setting the depletion layer reach without deteriorating characteristics in use in a range not exceeding the rated characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態における構造Aの濃
度分布曲線である。
FIG. 2 is a concentration distribution curve of a structure A according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態における構造Bの濃
度分布曲線である。
FIG. 3 is a concentration distribution curve of a structure B according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態における構造Cの濃
度分布曲線である。
FIG. 4 is a concentration distribution curve of a structure C according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施の形態におけるエピタキシ
ャル層13の層厚d−Epを定める基準を示す表(a)
及びグラフ(b)である。
FIG. 5 is a table (a) showing criteria for determining a layer thickness d-Ep of the epitaxial layer 13 according to the first embodiment of the present invention.
And a graph (b).

【図6】本発明の第1の実施の形態における構造A,
B,Cのアバランシェ降伏電圧印加時における電界分布
曲線である。
FIG. 6 shows a structure A according to the first embodiment of the present invention;
It is an electric field distribution curve at the time of avalanche breakdown voltage application of B and C.

【図7】本発明の第1の実施の形態における構造A,
B,Cの定格電圧印加時印加時における電界分布曲線で
ある。
FIG. 7 shows a structure A according to the first embodiment of the present invention;
It is an electric field distribution curve at the time of application of rated voltage of B and C.

【図8】本発明の第1の実施の形態における構造A,
B,Cのアバランシェ降伏電圧印加時におけるショット
キー接合部(図1におけるC1−C2線)とガードリン
グ部(図1におけるA1−A2線)の電界分布曲線であ
る。
FIG. 8 shows a structure A according to the first embodiment of the present invention.
3 is an electric field distribution curve of a Schottky junction (C1-C2 line in FIG. 1) and a guard ring portion (A1-A2 line in FIG. 1) when an avalanche breakdown voltage of B and C is applied.

【図9】本発明の実施例における構造Mのガードリング
部(図1におけるA1−A2線)の不純物濃度の測定値
である。
FIG. 9 shows measured values of the impurity concentration of the guard ring portion (line A1-A2 in FIG. 1) of the structure M in the example of the present invention.

【図10】本発明の実施例における構造Mのガードリン
グ部(図1におけるA1−A2線)の不純物濃度曲線で
ある。
FIG. 10 is an impurity concentration curve of a guard ring portion (line A1-A2 in FIG. 1) of the structure M in the example of the present invention.

【図11】本発明の実施例において用いた、(a)は単
発EAS測定回路図であり、(b)は試験デバイスに負
荷される電圧の波形図である。
11A is a circuit diagram of a single-shot EAS measurement circuit, and FIG. 11B is a waveform diagram of a voltage applied to a test device, which is used in the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例における構造L,M,Nの単
発EAS試験によるアバランシェ耐量と、VF・IR積の
グラフである。
[12] structure in the embodiment of the present invention L, M, and avalanche withstand capability due to single EAS test N, is a graph of V F · I R product.

【図13】本発明の実施例における構造L,M,Nの最
大電界のグラフである。
FIG. 13 is a graph of the maximum electric field of the structures L, M, and N according to the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例における構造L,M,Nの正
孔電流密度を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing hole current densities of structures L, M, and N according to an example of the present invention.

【図15】(a)は本発明の第2の実施の形態の半導体
装置を示す断面図であり、(b)は本発明の第3の実施
の形態の半導体装置を示す断面図である。
FIG. 15A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 15B is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図16】(a)は本発明の第4の実施の形態の半導体
装置を示す断面図であり、(b)は本発明の第5の実施
の形態の半導体装置を示す断面図である。
FIG. 16A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 16B is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図17】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図18】正孔電流Jpの局所集中の様子を説明するた
めの模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a state of local concentration of hole current Jp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…N+型シリコン基板 13…エピタキシャル層 13a…N-層 13b…オートドーピング層 4…P型ガードリング 5,15…空乏層 6…酸化膜 7,8…電極メタル2 ... N + -type silicon substrate 13 ... epitaxial layer 13a ... N - layer 13b ... autodoping layer 4 ... P-type guard ring 5,15 ... depletion layer 6 ... oxide films 7 and 8 ... electrode metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 和彦 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 (72)発明者 中村 和洋 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 (72)発明者 藤本 愼治 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 Fターム(参考) 4M104 CC03 FF27 FF35 GG03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiko Hayashi 1204 Soya, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture, Japan Inter Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Nakamura 1204 Soya, Hadano-shi, Kanagawa Japan Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Fujimoto 1204 Soya, Hadano-shi, Kanagawa F-term in Japan Inter Corporation (reference) 4M104 CC03 FF27 FF35 GG03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比較的高不純物濃度の第一導電型の半導
体基板上に比較的低不純物濃度の第一導電型のエピタキ
シャル層が積層され、前記エピタキシャル層の表層部に
前記第一導電型と反対導電型の第二導電型領域が形成さ
れた半導体装置において、前記第二導電型領域と前記エ
ピタキシャル層の第一導電型領域とからなるPN接合に
アバランシェ降伏電圧が印加された時に、前記PN接合
の接合面から前記第一導電型領域側に伸びた空乏層が、
前記半導体基板から前記エピタキシャル層へ不純物が拡
散してできたオートドーピング層に到達し、かつ、前記
空乏層と前記半導体基板との間に前記エピタキシャル層
の一部が介在することを特徴とする半導体装置。
An epitaxial layer of a first conductivity type having a relatively low impurity concentration is laminated on a semiconductor substrate of a first conductivity type having a relatively high impurity concentration, and the first conductivity type is formed on a surface portion of the epitaxial layer. In a semiconductor device in which a second conductivity type region of the opposite conductivity type is formed, when an avalanche breakdown voltage is applied to a PN junction composed of the second conductivity type region and the first conductivity type region of the epitaxial layer, the PN A depletion layer extending from the junction surface of the junction to the first conductivity type region side,
A semiconductor which reaches an auto-doping layer formed by diffusing impurities from the semiconductor substrate to the epitaxial layer, and a part of the epitaxial layer is interposed between the depletion layer and the semiconductor substrate. apparatus.
【請求項2】 前記第二導電型領域が環状に形成され、
これに包囲される位置に内部接合が形成され、前記PN
接合にアバランシェ降伏電圧が印加された時に、前記内
部接合から前記第一導電型領域側に伸びた空乏層と前記
オートドーピング層との間に前記エピタキシャル層の一
部が介在するか、又はこの空乏層が前記オートドーピン
グ層に接することを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
2. The second conductivity type region is formed in an annular shape,
An internal junction is formed at a position surrounded by the PN.
When an avalanche breakdown voltage is applied to the junction, a part of the epitaxial layer is interposed between the depletion layer extending from the internal junction toward the first conductivity type region and the auto-doping layer, or the depletion is caused by the depletion. The semiconductor device according to claim 1, wherein a layer is in contact with the auto-doping layer.
【請求項3】 前記第二導電型領域表面の不純物濃度
が、1×1017以上,1×1018(1/cm3)以下で
あることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導
体装置。
3. The method according to claim 1, wherein the impurity concentration on the surface of the second conductivity type region is not less than 1 × 10 17 and not more than 1 × 10 18 (1 / cm 3 ). Semiconductor device.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327770A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2006005168A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Nippon Inter Electronics Corp Schottky barrier diode
JP2006244812A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Mitsubishi Electric Corp Discharge lamp lighting device
JP4500891B1 (en) * 2010-02-16 2010-07-14 株式会社三社電機製作所 PIN diode
JP2011129738A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Nippon Inter Electronics Corp Schottky barrier diode
DE112010005278T5 (en) 2010-02-17 2013-01-24 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. PIN Diodes
KR101393080B1 (en) * 2013-01-11 2014-05-09 한국과학기술원 Planar avalanche photodiode and producting method thereof
CN106558543A (en) * 2016-08-11 2017-04-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 The semiconductor structure and manufacture method of electrostatic discharge protection device
JP2018029150A (en) * 2016-08-19 2018-02-22 サンケン電気株式会社 Semiconductor device
JP2020017766A (en) * 2019-10-31 2020-01-30 ローム株式会社 Semiconductor device
US11075263B2 (en) 2012-03-12 2021-07-27 Rohm Co, , Ltd. Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
CN116759445A (en) * 2023-08-21 2023-09-15 捷捷半导体有限公司 Low drop diode and method of manufacturing the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10173205A (en) * 1996-12-10 1998-06-26 Fuji Electric Co Ltd Schottky barrier diode
JPH1140822A (en) * 1997-07-15 1999-02-12 Nissan Motor Co Ltd Semiconductor device
JP2000261006A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Nippon Inter Electronics Corp Semiconductor substrate for forming schottky junction, semiconductor element using the same, and schottky battier diode
JP2000323727A (en) * 1999-05-13 2000-11-24 Matsushita Electronics Industry Corp Schottky barrier diode

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10173205A (en) * 1996-12-10 1998-06-26 Fuji Electric Co Ltd Schottky barrier diode
JPH1140822A (en) * 1997-07-15 1999-02-12 Nissan Motor Co Ltd Semiconductor device
JP2000261006A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Nippon Inter Electronics Corp Semiconductor substrate for forming schottky junction, semiconductor element using the same, and schottky battier diode
JP2000323727A (en) * 1999-05-13 2000-11-24 Matsushita Electronics Industry Corp Schottky barrier diode

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327770A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2006005168A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Nippon Inter Electronics Corp Schottky barrier diode
JP2006244812A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Mitsubishi Electric Corp Discharge lamp lighting device
JP4621043B2 (en) * 2005-03-02 2011-01-26 三菱電機株式会社 Discharge lamp lighting device
JP2011129738A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Nippon Inter Electronics Corp Schottky barrier diode
JP2011171363A (en) * 2010-02-16 2011-09-01 Sansha Electric Mfg Co Ltd Pin diode
DE112010005272T5 (en) 2010-02-16 2013-01-17 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. PIN Diodes
US8564105B2 (en) 2010-02-16 2013-10-22 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Pin diode
JP4500891B1 (en) * 2010-02-16 2010-07-14 株式会社三社電機製作所 PIN diode
DE112010005272B4 (en) * 2010-02-16 2014-12-24 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. PIN Diodes
DE112010005278T5 (en) 2010-02-17 2013-01-24 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. PIN Diodes
US8860189B2 (en) 2010-02-17 2014-10-14 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. PIN diode
DE112010005278B4 (en) * 2010-02-17 2014-12-24 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. PIN Diodes
US11075263B2 (en) 2012-03-12 2021-07-27 Rohm Co, , Ltd. Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
US11862672B2 (en) 2012-03-12 2024-01-02 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
KR101393080B1 (en) * 2013-01-11 2014-05-09 한국과학기술원 Planar avalanche photodiode and producting method thereof
CN106558543B (en) * 2016-08-11 2023-09-01 南京矽力微电子技术有限公司 Semiconductor structure of electrostatic discharge protection device and manufacturing method thereof
CN106558543A (en) * 2016-08-11 2017-04-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 The semiconductor structure and manufacture method of electrostatic discharge protection device
JP2018029150A (en) * 2016-08-19 2018-02-22 サンケン電気株式会社 Semiconductor device
JP2020017766A (en) * 2019-10-31 2020-01-30 ローム株式会社 Semiconductor device
CN116759445A (en) * 2023-08-21 2023-09-15 捷捷半导体有限公司 Low drop diode and method of manufacturing the same
CN116759445B (en) * 2023-08-21 2023-10-20 捷捷半导体有限公司 Low drop diode and method of manufacturing the same

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