JP2008521226A - 半導体デバイスおよび整流装置 - Google Patents
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Abstract
半導体デバイス、とりわけ高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）と、この種の半導体デバイスを備える整流装置が記載される。高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）は、別の半導体素子、とりわけフィールドプレート（ＴＭＢＳ）またはｐｎダイオード（ＴＪＢＳ）と組み合わされた少なくとも１つのショットキーダイオードから構成され、トレンチないしは溝を有する。このような高効率ショットキーダイオードは障壁低下効果を有しておらず、従って従来のダイオードに対して小さい全体損失電力を、とりわけ比較的高い温度で有する。これにより比較的高温に適する整流器を構築することができ、従って特別の冷却手段、例えば冷却体を必要とせずに自動車発電機に使用することができる。高効率ショットキーダイオードと別の半導体素子との組合わせによって、整流器を特別に構成することができ、所定の必要性に整流器を適合することができる。
Description
従来技術
本発明は請求項１の上位概念記載の半導体デバイス、およびこのような半導体デバイスを有する整流装置に関する。
本発明は請求項１の上位概念記載の半導体デバイス、およびこのような半導体デバイスを有する整流装置に関する。
整流のために三相発電機またはオルタネータでは、交流ブリッジないしは整流器が使用される。制御を行う場合には、ｐｎ接合部を備える６つのシリコン半導体ダイオードからなる整流器が使用される。これらのダイオードは、高電流（例えば５００Ａ／ｃｍ２まで）と高温（例えば空乏層温度Ｔｊ＜２２５℃）での駆動に対して設計されている。典型的には順方向での電圧降下、すなわち導通電圧ＵＦは、高電流が適用される場合において約１Ｖである。阻止方向での駆動では、降伏電圧ＵＺまで非常に小さな阻止電流ＩＲだけが流れる。この電圧から阻止電流は大きく上昇する。従ってさらなる電圧上昇が阻止される。
約２００から４００Ｖの領域の降伏電圧ＵＺを備える高阻止型ダイオード（ＨＳダイオード）と、自動車の車載電圧に応じて約２０から４０Ｖの阻止電圧を備えるツェナーダイオードとは区別される。高阻止型ダイオード（ＨＳダイオード）は、ブレークダウンで駆動してはならない。ツェナーダイオードはブレークダウンでも短時間、非常に高い電流により負荷することができる。従ってツェナーダイオードは、負荷変化ないしは負荷遮断時の過剰の発電機電圧を制限するために使用される。
欠点はｐｎダイオードの導通電圧であり、ｐｎダイオードは導通損失が大きく、従って発電機の効率悪化につながる。この手段では常に２つのダイオードが直列に接続されるから、平均導通損失は１００Ａ発電機の場合、約２００Ｗである。これと結び付いたダイオードおよび整流器の発熱を、面倒な冷却手段（冷却体、ファン）によって低減しなければならない。
導通損失を低減するために、いわゆるショットキーダイオード（ショットキーバリアダイオード、ＳＢＤ）をｐｎダイオードの代わりに使用することがいつも提案される。ショットキーダイオードは、ｐｎダイオードに類似する電気特性を有する金属半導体接合部である。ｐｎダイオードとは異なりショットキーダイオードでは、導通電圧を金属の選択により所定の限界内で任意に選択することができ、とりわけｐｎダイオードの場合よりも小さく調整することができる。例えば０．５から０．６Ｖの導通電圧ＵＦを困難なしで実現することができる。金属の選択によりいわゆる（エネルギー）障壁レベルＰｈｉＢｎが実質的に規定される。この障壁を乗り越えることのできる電子だけが電流に寄与する。障壁レベルは「障壁金属」の適切な選択によって調整することができる。さらに障壁レベルＰｈｉＢｎは、使用される半導体にも依存する（半導体材料：共有結合半導体であるか、またはイオン半導体であるか、ｎドープされているか、またはｐドープされているか等々）。
順方向電流密度ｊＦと阻止電流密度ｊＲとの関係を以下の式により説明する（例えば教科書「Power Semiconductor Devices」、 B.J.Baliga著、PWS出版会社、ボストン、１９９６、参照）：
jR = JF exp ( -q UF / k Tj ) (1)
ここでｑは電子電荷、ｋはボルツマン定数である。Ｔｊはケルビンでのダイオードの空乏層温度（接合部温度）である。阻止電流は導通電圧が小さく選択されていると高いことが分る。しかし導通電圧ＵＦの適切な選択により、阻止電流を発電機での使用のために十分に小さく選択することもできる。（導通電圧と阻止電流とのトレードオフ。）
上記式（１）は理想的なショットキーダイオードの限界例だけを表す。技術的理由による欠陥の他に、この式によってはとりわけ阻止電流の阻止電圧に対する依存関係は記述されない。この依存関係により、阻止電流は阻止電圧の上昇と共に、式１により表される電流値を大きく上回って上昇する。その原因は、障壁レベルＰｈｉＢｎが阻止電圧の上昇と共に低下するからである。この関係は鏡像力効果ないしはショットキー効果、または障壁低下効果（ＢＬ）と称される。従来のショットキーダイオードで阻止電流により形成される阻止損失は、とりわけ発電機で使用される場合には高温であるので一般的に高く、このシステムが熱的に不安定になるほどである。
jR = JF exp ( -q UF / k Tj ) (1)
ここでｑは電子電荷、ｋはボルツマン定数である。Ｔｊはケルビンでのダイオードの空乏層温度（接合部温度）である。阻止電流は導通電圧が小さく選択されていると高いことが分る。しかし導通電圧ＵＦの適切な選択により、阻止電流を発電機での使用のために十分に小さく選択することもできる。（導通電圧と阻止電流とのトレードオフ。）
上記式（１）は理想的なショットキーダイオードの限界例だけを表す。技術的理由による欠陥の他に、この式によってはとりわけ阻止電流の阻止電圧に対する依存関係は記述されない。この依存関係により、阻止電流は阻止電圧の上昇と共に、式１により表される電流値を大きく上回って上昇する。その原因は、障壁レベルＰｈｉＢｎが阻止電圧の上昇と共に低下するからである。この関係は鏡像力効果ないしはショットキー効果、または障壁低下効果（ＢＬ）と称される。従来のショットキーダイオードで阻止電流により形成される阻止損失は、とりわけ発電機で使用される場合には高温であるので一般的に高く、このシステムが熱的に不安定になるほどである。
基本的にショットキーダイオードは阻止電圧ブレークダウンでも駆動できる。すなわちツェナーダイオードとしての動作も可能である。ショットキー接触は半導体の表面に存在するから、このショットキー接触は結晶障害および汚染に対してやや脆弱である。従ってツェナー動作時の信頼性はしばしば制限され、一般的には許容されない。
上位概念による半導体デバイスは、従来のショットキーダイオードと、トレンチ技術により形成され、溝構造を有する別の半導体構造体との組合わせである。この半導体デバイスはツェナーダイオードとしても好適であり、自動車の発電機に対する整流器に使用することもできる。
DE69428996T2から、従来のショットキーダイオード（ＳＰＤ）と別の半導体構造体、すなわちフィールドプレートとの組合わせをトレンチ構造で含む半導体デバイスがすでに公知である。この構造体は多数のセルから構成される。この形式のショットキーダイオードは、トレンチ型ＭＯＳバリアショットキーダイオード（ＴＭＢＳ）とも称される。
発明の利点
本発明の半導体デバイスは、非常に頑強であり、かつ阻止電流が非常に低いという利点を有する。この利点は、半導体デバイスが高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）として構成されており、「障壁低下効果」（ＢＬ）を有しないことによって達成される。このことにより低い阻止電流が補償される。
本発明の半導体デバイスは、非常に頑強であり、かつ阻止電流が非常に低いという利点を有する。この利点は、半導体デバイスが高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）として構成されており、「障壁低下効果」（ＢＬ）を有しないことによって達成される。このことにより低い阻止電流が補償される。
特に有利なのは、本発明の半導体デバイスの全体損失電力の経過である。この半導体デバイスは従来のショットキーダイオードに対して、温度が比較的に高い場合でも損失電力の上昇が格段に小さく、とりわけ所定の温度までは従来のショットキーダイオードの場合よりも低下することを特徴とする。
本発明のさらなる利点は、従属請求項に記載された手段によって得られる。特に有利にはこのような半導体デバイスは、高電力に適し、所定の温度を上回らない整流器装置に組み込まれる。このような整流器は例えば自動車の三相発電機用の整流器であり、本発明による半導体デバイスが６つ使用される。電力損失が小さいことによって、半導体デバイスの構成を特に簡単にすることができる。
有利な構成では、従来の整流器では必要であった冷却体を省略することができる。
従来のショットキーダイオードの代わりに、新種のショットキーダイオード（本発明では高効率ショットキーダイオード（ＨＥＤ）と称される）を、発電機用の整流器で使用することが提案される。このダイオードは、通常のショットキーダイオードよりも高い空乏層温度Ｔｊで駆動することができ、従って発電機での駆動に初めて適する。導通損失が小さいことによって、効率と発電機の出力電力が高まる。
ショットキーダイオードを高速にスイッチングすることにより、とりわけ所定の周波数領域において発電機の無線障害が１０ｄＢまで改善される。
阻止損失電力が比較的小さいので、ダイオードの冷却のためのコストを、ｐｎダイオードを使用した場合に対して低減することができる。さらにダイオードの温度が低いので、整流器の設計（パーティショニング）に対する自由度が高まる。少なくともＨＥＤのいくつかの変形ではツェナー駆動（Ｚ駆動）も可能である。高効率ショットキーダイオードＨＥＤとは、障壁低下効果（ＢＬ）を有しておらず、従って低い阻止電流を有するダイオードを意味する。従ってＨＥＤに対して式１を適用することができる。全体損失電力は導通損失と阻止損失から生じる。全体損失電力Ｐに対しては一般的に：
P = 0.5 UF IF + 0.5 IR UR (2)
ただし、導通電圧ＵＦ、導通電流ＩＦ、阻止電流ＩＲおよび阻止電圧ＵＲである。阻止電流と導通電圧の温度に対する依存性も同様に上記の教科書に説明されている。そこでは阻止電圧が阻止電流に及ぼす影響についても述べられている。この当業者には周知に関係により、式２を用いて通常のショットキーダイオード（ＢＬ効果あり）の損失電力をＨＥＤ（ＢＬ効果なし）の損失電力と比較することができる。
P = 0.5 UF IF + 0.5 IR UR (2)
ただし、導通電圧ＵＦ、導通電流ＩＦ、阻止電流ＩＲおよび阻止電圧ＵＲである。阻止電流と導通電圧の温度に対する依存性も同様に上記の教科書に説明されている。そこでは阻止電圧が阻止電流に及ぼす影響についても述べられている。この当業者には周知に関係により、式２を用いて通常のショットキーダイオード（ＢＬ効果あり）の損失電力をＨＥＤ（ＢＬ効果なし）の損失電力と比較することができる。
図面
本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。
図１は、全体損失電力の経過を、従来のショットキーダイオードと本発明による半導体デバイスないしはＴＭＢＳダイオードに対する空乏層温度上に示す。
図２は、ＴＭＢＳダイオードの一部断面を示す。
図３は、１つのパッケージに２つのチップを有する整流器の側面図および平面図である。
図４は、ハンダ付けしたダイオードの側面図および平面図である。
図５は、１つのケーシングにある２つのプラスチップまたはマイナスチップのパーティショニングを示す。
図６と図７は、とりわけ１つのケーシングにある３つないし６つのチップのパーティショニングを示す。
本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。
図１は、全体損失電力の経過を、従来のショットキーダイオードと本発明による半導体デバイスないしはＴＭＢＳダイオードに対する空乏層温度上に示す。
図２は、ＴＭＢＳダイオードの一部断面を示す。
図３は、１つのパッケージに２つのチップを有する整流器の側面図および平面図である。
図４は、ハンダ付けしたダイオードの側面図および平面図である。
図５は、１つのケーシングにある２つのプラスチップまたはマイナスチップのパーティショニングを示す。
図６と図７は、とりわけ１つのケーシングにある３つないし６つのチップのパーティショニングを示す。
実施例の説明
図１には、従来のショットキーダイオードと高効率ショットキーダイオードＨＥＤの全体損失電力の比較が温度の関数としてプロットされている。ここにはショットキーダイオードの全体損失電力に及ぼすＢＬ効果の影響が障壁レベルＰｈｉＢｎ＝０．７ｅＶおよびチップ面積Ａ＝２６ｍｍ２に対して示されている。例として順方向電流ＩＦ＝１００Ａであり、阻止電圧ＵＲ＝１４Ｖである。上方の曲線は、障壁低下効果を備える従来のショットキーダイオードに相当し、下方の曲線は障壁低下効果のない高効率ショットキーダイオードに相当する。
図１には、従来のショットキーダイオードと高効率ショットキーダイオードＨＥＤの全体損失電力の比較が温度の関数としてプロットされている。ここにはショットキーダイオードの全体損失電力に及ぼすＢＬ効果の影響が障壁レベルＰｈｉＢｎ＝０．７ｅＶおよびチップ面積Ａ＝２６ｍｍ２に対して示されている。例として順方向電流ＩＦ＝１００Ａであり、阻止電圧ＵＲ＝１４Ｖである。上方の曲線は、障壁低下効果を備える従来のショットキーダイオードに相当し、下方の曲線は障壁低下効果のない高効率ショットキーダイオードに相当する。
ダイオードの約２５Ｗである小さな損失電力は、温度の上昇共に、ｐｎダイオードの場合と同じようにショットキーダイオードの導通電圧の温度係数が負であるために減少する。ｐｎダイオードの場合、ほぼ２倍の損失電力が生じることとなる。これに対して温度がさらに高くなると、全体損失電力は阻止電流の温度係数が正であるため増大する。最大許容接合温度Ｔｊは、全体損失電力の温度経過の反転点によって決められる。図示の実施例で、高効率ショットキーダイオードを使用することによって、最大許容接合温度Ｔｊを１６５℃から１９７℃に上昇することができる。これによりこのようなダイオードを発電機用の整流器で使用する場合、１６５℃以上の温度が発生しても良いが、１９７℃を越えないようにする。
図２には、高効率ショットキーダイオードに対する例が示されている。ここではトレンチ型ＭＯＳバリアショットキーダイオードＴＭＢＳの横断面の一部が示されている。このような高効率ショットキーダイオードは、半導体チップにモノリシックに集積された、従来のショットキーダイオード（ＳＢＤ）と他の素子、例えばフィールドプレート、ｐｎ接合部、または種々の障壁金属との組合わせからなる。高効率ショットキーダイオードはトレンチ技術で構成されている。すなわちＨＥＤは少なくとも少数の溝構造またはトレンチ構造を含む。ここでトレンチは典型的には約１から３μｍの深さであり、約０．５から１μｍの幅である。トレンチの間隔は、０．５から１μｍである。図２には２つのこのようなセルが示されているが、ダイオード自体はこのようなセルを多数含む。この形式のショットーダイオードは、トレンチ型ＭＯＳバリアショットーダイオード（ＴＭＢＳ）とも称される。
ＴＭＢＳダイオードは、ｎ＋サブストレート１、ｎ型エピ層２、ｎ型エピ層２にエッチングによって実現された少なくとも１つのトレンチ（溝）６、チップ４の前面の金属層（アノード電極）、チップ５の裏面の金属層（カソード電極）、およびトレンチ６と金属層４との間の酸化層７からなる。電気的に見ると、ＴＭＢＳはＭＯＳ構造体（金属層４、酸化層７およびｎ型エピ層２）と、ショットキーダイオード（アノードとしての金属層４とカソードとしてのｎ型エピ層２との間にあるショットキー障壁）との組合わせである。導通方向では、電流がトレンチ６間のメサ領域を通って流れる。トレンチ６自体には電流は流れない。
ＴＭＢＳの利点は阻止電流が低減されることである。阻止方向では、ＭＯＳ構造の場合でも、ショットキーダイオードの場合でも空間電荷領域が形成される。空間電荷領域は電圧の上昇と共に広がり、ＴＭＢＳの降伏電圧よりも電圧が低い場合、隣接する各トレンチ６間の領域の中央で衝突する。これにより、阻止電流の高いショットキー効果が遮蔽され、阻止電流が低減される。この遮蔽効果は構造体パラメータ、例えばＤｔ（トレンチ６の深さ）、Ｗｍ（各トレンチ６間の間隔）、Ｗｔ（トレンチ６の幅）、並びにＴｏ（酸化層７の厚さ）に強く依存する。図２参照。
ＨＥＤ構造に対するさらなる提案は、例えばショットキーダイオードをｐｎダイオードとトレンチで組合わせせる等である。一般的に、ショットキーダイオードとフィールドプレートとの組合わせ（ＴＭＢＳの場合）、ｐｎダイオードとの組合わせ（ＴｊＢＳの場合）、および他の構成素子とショットキーダイオードの組合わせすべては、これが少なくとも１つのトレンチないし溝を有していれば高効率ダイオードＨＥＤと称される。
これまで公知の、トレンチ構造との組合わせエレメントはとりわけ低い導通電圧ＵＦ、例えばＵＦ＝０．４Ｖに対して設計されている。適用領域は例えば、非常に小さい導通電圧ＵＦが必要であるが、高温で駆動する必要のない無停電電流供給である。導通電圧の調整は、適切な（比較的低い）障壁レベルＰｈｉＢｎを有する金属の選択により行われる。その結果、ＩＲは比較的に高く、最大許容使用温度は低い。この構造は発電機での適用には適さない。
発電機適用のための高効率ショットキーダイオードでは、導通電圧ＵＦは比較的高く、例えば０．５から０．６Ｖであり、同時に比較的小さい阻止電流が発生するように障壁レベルが設定される。有利には障壁レベルは約０．６５から０．７５ｅＶに選択される。
図２に示されたような構成は阻止電圧降伏で駆動するのには信頼性がない。降伏時に、非常に大きな電界が酸化層７の内部およびｎ型エピ層２内の酸化層７の近傍に形成される。阻止電流はもっぱらＭＯＳ構造体の擬似反転層を通り、トレンチ表面に沿って流れる。その結果、ＭＯＳ構造体はｎ型エピ層２から酸化層７へ"ホットキャリア"注入によりデグラデーションを起こし、所定の駆動条件の場合には破壊されてしまうことさえある。それにもかかわらず、ロードダンプ時に電圧制限が所望される場合、整流器で従来のＺダイオードをＨＥＤに並列に接続することができる。この場合、ＨＥＤの降伏電圧をＺダイオードの場合よりも大きく選択しなければならない。この場合、ＨＥＤは順方向で電流を引き受け、降伏はもっぱらＺダイオードで生じる。さらに例えば（付加的に）集積されたｐｎ接合部を有し、このｐｎ接合部が降伏電圧を規定することも考えられる。このようなＨＥＤはＺダイオードとして直接使用することができる。
高効率ショットキーダイオードを使用することにより、整流器で使用した場合にはダイオードの損失電力が低いので、冷却面積を格段に低減することができる。このことは冷却体を完全に省略するか、またはプラス冷却体およびマイナス冷却体を従来の整流器に対して格段に縮小することにより可能である。このことにより、従来のダイオードを高い構成部材温度で使用した場合には失敗していた新たなパーティショニング可能性が生じる。このようなパーティショニングの可能性を以下の図面で説明する。ここでは以下の関係が当てはまる：省電力により温度が低くなり、従ってこれまでとは異なる整流器のパーティショニングが可能となる。
図３には、整流器を形成するために２つのダイオードチップが実装されている本発明の構成の第１実施例が示されている。ここでパーティショニングは、プラスダイオードとマイナスダイオードとが１つのケーシングに配置されており、ダイオード自体は挿入ダイオードとして構成されるように選択されている。自動車の発電機用のこのような整流器構成は温度の理由から、ＨＥＤ素子の損失電力が従来のダイオードの場合よりも小さいから可能である。
詳細には図３ａは側面図、図３ｂは平面図である。ここで全体構成は、ヘッドワイヤ８、プラスチップ９、スタンド端子１０、マイナスチップ１１並びにダイオードソケット１２からなる。ダイオードソケット１２は挿入ダイオードソケットとして構成されており、有利にはアース電位に接続されたソケットであり、例えば発電機のＢ終端シールドに挿入されている。組み立ては例えばストラップまたはスタンド端子におけるＵ字状形状体によって行われ、これらは端子ワイヤを簡単に固定するための用いられる。別個のヘッドワイヤをスタンドワイヤの端子に対して設けることも可能である。
図４は、ハンダ付けダイオードとしての実施例を示す。ここでも図４ａは側面図であり、図４ｂは平面図である。この構成は、プラス端子１３、プラスチップ１４、スタンド端子１５、マイナスチップ１６およびダイオードソケット１７を詳細に示している。ここでダイオードソケットはハンダソケットとして構成されており、アース電位に接続されたソケットである。このソケットは例えば冷却体にハンダ付けされる。有利にはストラップまたはＵ字状形状体がスタンド端子およびプラス端子に設けられており、端子ワイヤを簡単に固定できるようにする。ヘッドワイヤを別個に設けることも同様に可能である。別の構成では、正電位端子が、ボトムＣＡＮダイオードと同じようにハンダ付けされる。
図５には、１つのケーシングにある２つのプラスチップまたはマイナスチップのパーティショニングが示されている。ここでは２つのヘッドワイヤ１８，１９、２つのチップ２０，２１並びに共通のダイオードソケット２２が設けられている。ダイオードソケットはハンダ付けソケットまたは挿入ソケットである。２つのチップは１つのケーシングに取り付けられている。さらに２つの端子ワイヤが設けられており、ソケットはそれぞれプラス極性またはマイナス極性を有する。スタンド端子は例えば回路基板を介してヘッドワイヤと接続されている。
図６ａからｃは３つのチップのパーティショニング可能例を示す。ここでは３つのヘッドワイヤ２３，２４，２５、３つのチップ２６，２７，２８、並びに共通のダイオードソケット２９が設けられている。これとは択一的に、３つのスタンド端子３０，３１，３２、３つのチップ３３，３４，３５、並びに１つのダイオードソケット３６を設けることもできる。スタンド端子３０，３１，３２は有利には、中央のスタンド端子が両側の他のスタンド端子に対して９０゜回転されているように配向されている。
ソケットとしてハンダ付けソケットまたは挿入ソケットが使用される。３つのチップは１つのケーシングに取り付けられており、ケーシングは３つの端子ワイヤを有する。ソケットはそれぞれプラス極性またはマイナス極性を有する。スタンド端子は回路基板を介してショートワイヤと接続されている。または別の実施例では、スタンド端子はストラップまたはＵ字形状体によって接続されている。このＵ字形状体は有利には、別の半波整流器のＵ字形状体と相互に係合し、スタンド端子に共通の固定を形成する。
図７には、１つのケーシングにおいける６つのチップのパーティショニングの実施例が示されている。この構成でも３つのスタンド端子部材３７，３８，３９が１つのダイオードソケット４０に対して設けられている。スタンド端子部材とダイオードソケットとの間にはそれぞれ３つのチップが配置されている。この構成は二重に選択される。従ってハンダ付けソケットまたは挿入ソケットの上に６つのチップ４１〜４６を備える構成が形成され、これらは共通のケーシングに取り付けられる。スタンドワイヤに対する３つの端子によって、相応するスタンド巻線の接続が可能となる。ソケットはそれぞれプラス極性またはマイナス極性を有する。スタンド端子はここでも、ストラップまたはＵ字形状体により作製される。すべてのダイオードをＢ側の終端シールド、または別個の冷却体に直接取り付けることも可能である。
図面には示されていない別の実施形態は、ＨＥＤと標準ツェナーダイオードを有し、これらはロードダンプの場合に関連して相互に並列に接続される。ＨＥＤ整流器のロードダンプ保護を高めるために、ここでは１つのＺダイオードがＢ＋Ｂ−に並列に接続され、３つのＺダイオードがプラスダイオードまたはマイナスダイオードに並列に接続されるか、または２つのダイオードが各分岐路の各プラスダイオードおよびマイナスダイオードに並列に接続される。別の構成ではパーティショニングが次のように行われる。すなわちＨＥＤダイオード、ＨＳダイオードまたはツェナーダイオードが温度耐性に関連して並列に接続されるように行われる。ＨＥＤダイオードが正の損失勾配のため１９７℃以上の領域で過負荷されるのを阻止するために、もっとも熱いＨＥＤダイオードを、温度耐性の比較的高いダイオードと並列に接続する。このことにより、発生する損失電力が、温度耐性の高いダイオードの損失電力に達するまでは安定する。
Claims (21)
- 半導体チップにモノリシックに集積された少なくとも１つのショットキーダイオードと別の半導体素子との組合わせを備える高効率ショットキーダイオードＨＥＤを含む半導体デバイスであって、
半導体チップはトレンチ構造または溝構造を有する半導体デバイス。 - 請求項１記載の半導体デバイスにおいて、
前記別の半導体素子は少なくとも１つのフィールドプレート、ｐｎダイオードまたは別のショットキーダイオードである、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１または２記載の半導体デバイスにおいて、
種々異なる障壁金属を備えるショットキーダイオードが使用される、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１から３までのいずれか一項記載の半導体デバイスにおいて、
半導体素子の構成は、トレンチ型ＭＯＳバリアショットキーダイオードＴＭＢＳを形成する、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１から４までのいずれか一項記載の半導体デバイスにおいて、
個々の素子はトレンチ技術で構成されており、
高効率ショットキーダイオードＨＥＤは少なくとも複数のトレンチ構造または溝構造を有する、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１から５までのいずれか一項記載の半導体デバイスにおいて、
トレンチ構造およびその間にあるメサ領域の所定のパラメータまたは特性は、所定の特性が調整されるように選択される、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１から６までのいずれか一項記載の半導体デバイスにおいて、
トレンチは約１から３μｍの深さであり、約０．５から１μｍの幅である、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項７記載の半導体デバイスにおいて、
トレンチの間隔は約０．５から１μｍである、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１から８までのいずれか一項記載の半導体デバイスにおいて、
半導体デバイスは、高濃度にドープされたサブストレートｎ＋（１）と、エピタキシャル層（２）と、該エピタキシャル層（２）にエッチングされた少なくとも２つのトレンチないし溝（６）からなり、
金属層（４）がアノード電極として、金属層（５）がカソード電極として設けられており、
酸化層（７）がトレンチ（６）と金属層（４）との間に配置されている、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項９記載の半導体デバイスにおいて、
当該構成は電気的には、金属層（４）、酸化層（７）およびｎ型エピ層（２）を備えるＭＯＳ構造体と、アノードとしての金属層（４）と、カソードとしてのｎ型エピ層（２）との間にあるショットキー障壁を備えるショットキーダイオードとの組合わせとして作用する、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項１から１０までのいずれか一項記載の半導体デバイスにおいて、
導通電圧（ＵＦ）の調整を、ショットキー障壁に対する金属の選択によって行い、
当該選択は、導通電圧がＵＦ＝０．５Ｖから０．６Ｖの領域となり、同時に小さな阻止電流が発生し、障壁レベルは約０．６５ｅＶから０．７５ｅＶ（エレキトロンボルト）であるように行う、ことを特徴とする半導体デバイス。 - 自動車の発電機用の整流装置において、請求項１から１１までのいずれか一項記載の半導体デバイスが使用される、ことを特徴とする整流装置。
- 請求項１２記載の整流装置において、
整流素子は、発電機のＢ−終端シールド上に直接取り付けられている、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１２記載の整流装置において、
整流素子は、別個の冷却体上に直接取り付けられている、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１２から１４までのいずれか一項記載の整流装置において、
整流素子としてＨＥＤダイオードだけが使用される、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１５記載の整流装置において、
２つのＨＥＤダイオードが２つのチップと共に実装されており、とりわけ１つのケーシングに配置されており、発電機用の整流器の構成部材として用いられる、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項８から１６までのいずれか一項記載の整流装置において、
半導体デバイスは挿入ダイオードとして構成されている、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１２から１７までのいずれか一項記載の整流装置において、
それぞれ２つまたは３つのプラスチップと、それぞれ２つまたは３つのマイナスチップが１つの整流器に接続されている、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１２から１８までのいずれか一項記載の整流装置において、
スタンド端子部材が設けられており、外スタンド端子部材は回路基板を介して半導体素子のヘッドワイヤと接続されている、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１２から１９までのいずれか一項記載の整流装置において、
複数のＨＥＤ素子またはすべてのＨＥＤ素子に対して標準ツェナーダイオードが並列に接続されており、ロードダンプ保護を形成する、ことを特徴とする整流装置。 - 請求項１２から２０までのいずれか一項記載の整流装置において、
複数のＨＥＤ素子またはすべてのＨＥＤ素子に対して標準ツェナーダイオードまたはＨＳ素子が並列に接続されており、
種々異なる損失電力を考慮して、整流装置の温度耐性が高められている。ことを特徴とする整流装置。
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