JP2808213B2 - 埋込み構造もしくは切込み構造を有する静電誘導ダイオード - Google Patents

埋込み構造もしくは切込み構造を有する静電誘導ダイオード

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JP2808213B2
JP2808213B2 JP4210751A JP21075192A JP2808213B2 JP 2808213 B2 JP2808213 B2 JP 2808213B2 JP 4210751 A JP4210751 A JP 4210751A JP 21075192 A JP21075192 A JP 21075192A JP 2808213 B2 JP2808213 B2 JP 2808213B2
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尚茂 玉蟲
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力用半導体素子とし
て、ダイオードに関し、特に高抵抗層領域内にキャリア
のライフタイム分布を持たせアノード,カソード
傍はライフタイムを長く設定して静電誘導効果を顕著に
働かせるとともにアノード,カソードから離隔する
に従ってライフタイムを徐々に短く設定するかU字もし
くはV字形状に設定する特徴を有し、アノード,カソ
ード両方もしくはカソード層のみに静電誘導効果を
利用した埋込み構造もしくは切込み構造を設定し、構造
上大容量(大電流,高耐圧)化が容易で、かつ高速化・
低損失化を達成できる埋込み構造もしくは切込み構造を
有する静電誘導ダイオードに関する。
【0002】
【従来の技術】従来高速ダイオードとしては、村岡、井
口、堀田、清水により開示された「高速ダイオード」特
許第1607804号、村岡により開示された「高速ダ
イオード」特許第1607805号等がある。上記ダイ
オードの構造においてはカソード側をN+ + + +
……構造とすることによって、カソード側に短絡構造を
設け、逆回復時におけるキャリアの蓄積を抑制し、かつ
オン電圧を低減化する工夫が施されている。
【0003】一方、静電誘導効果を利用する構造をアノ
ード側もしくはカソード側或いは両方の側において設定
する静電誘導ダイオードについては、乾田、西澤、玉蟲
により「pn接合ダイオード」特開平1−91475号
公報において開示されている。
【0004】従来の静電誘導ダイオードにおいては、高
耐圧化のための具体的構造が開示されていなかった。ま
たアノード,カソードにおいて静電誘導効果を充分
に発揮させるためのライフタイム分布について、特にア
ノードからカソード方向の縦方向についてのライフタイ
ム分布について、何ら提案されていなかった。更にま
た、高耐圧化に伴なう静電誘導障壁の低下を防止するた
めの電界緩和層を設定する等の工夫も配慮されていなか
った。また、アノード層及びカソード両方の層にお
いてそれぞれ設定する静電誘導短絡領域に対して広い領
域からキャリアを取り込むための構造的工夫についても
何ら提案されていなかった。更にまた、カソード層のみ
において積極的に静電誘導効果をもたらすための構造的
工夫とその理由についても配慮されていなかった。
【0005】更にまた、従来プレーナ構造を有する静電
誘導ダイオードについては乾田,西澤,玉蟲による「p
n接合ダイオード」特開平1−91475号公報や、或
いは玉蟲,村岡による「プレーナ構造を有する静電誘導
ダイオード」特願平4−204434号に開示されてい
るが、アノード,カソードを比較的厚く形成し、高
抵抗層領域には強電界を印加でき、より高耐圧化を指向
するとともに、広い面積に比較的均一に電流を流せる埋
込み構造もしくは切込み構造を有する静電誘導ダイオー
ドについては何ら開示されていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】高耐圧の静電誘導ダイ
オードにおいては高抵抗層領域を比較的厚く形成する必
要がある。更に高電界が高抵抗層領域に印加される方が
高速動作に向くため、高抵抗層領域は、i層に近い方が
よい。一方、このような高電界が印加される高耐圧ダイ
オードにおいては、アノード及びカソード内にも電
界が侵入するため、アノード及びカソードを比較的
厚く形成する必要が生ずる。更に、このような高電界の
侵入を緩和するためアノード,カソードにはp
- 層,n- 層を介在させて、電界緩和層を形成する必要
が生ずる。
【0007】更に、静電誘導ダイオード構造において
は、キャリアを吸収するためのn+ アノード短絡領域及
びp+ カソード短絡領域の前面には実質的にp+ アノー
ド領域及びn+ カソード領域でそれぞれ挟まれたチャネ
ル領域が形成され、しかもこのチャネル領域内の電位障
壁によってそれぞれの短絡領域は充分に電気的にシール
ドされている必要がある。しかしながら、高耐圧化を指
向し、強電界がアノード側,カソード側に侵入しやすい
構造においては、これらのダイオードの電位障壁の低下
を招き、リーク電流の増大、高耐圧化に対する抑制効果
を生ずるもととなる。
【0008】更に、高耐圧でしかも大電流のダイオード
に対しては、これらの高耐圧化のための問題点の克服の
みならず、オン状態における電流を均一化する構造的工
夫が必要となる。
【0009】更に、逆回復時の電荷量を低減化するとと
もに、アノード及びカソードから深さ方向に広い領
域に高速に空乏層を広げ、アノード,カソードから
キャリアを吸収するとともに、短絡領域からのキャリア
の吸収効果を高め、アノード側近傍,カソード側近傍の
キャリアを広く吸収できる構造が望ましい。
【0010】更に、高耐圧化に伴なう高抵抗層領域の厚
さの増大によって高抵抗層領域の厚さ方向の深い領域に
おける残留キャリアによる逆回復時間の増大を抑制する
必要が生ずる。
【0011】本発明の目的はアノード,カソード
両方の層に静電誘導効果を利用した埋込み構造もしくは
切込み構造を設定し、しかも高抵抗層領域内にライフタ
イム分布を設定し、高耐圧化に向いた大電流,逆回復電
荷量が少なく逆回復時間の短い高速,低損失の埋込み構
造もしくは切込み構造を有する静電誘導ダイオードを提
供することにある。
【0012】 本発明の更に別の目的の一つは、高耐圧に
伴なう強電界を緩和する電界緩和層をアノード層,カソ
ード層の両方に設定して、更に高耐圧化に向いた埋込み
構造もしくは切込み構造を有する静電誘導ダイオードを
提供することを目的とする。
【0013】本発明の別の目的の一つは、アノード層,
カソード層の内、カソード層のみに静電誘導効果を利用
した埋込み構造を有し、高抵抗層領域内にはライフタイ
ム分布を設定し、しかも高耐圧化に伴なう強電界を緩和
する電界緩和層をカソード層に設定して、比較的構造が
簡単で高耐圧,大電流,高速,低損失の埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードを提供することにある。
【0014】更に、本発明の目的の一つは、強電界を緩
和する電界緩和層を平坦な形状もしくは波形形状に形成
して、強電界に伴なう静電誘導障壁高さの低下を抑制
高耐圧化に向いた埋込み構造もしくは切込み構造を
有する静電誘導ダイオードを提供することを目的とす
る。
【0015】更に、本発明の目的の一つは静電誘導短
絡領域を埋込み層間のチャネル領域のチャネル幅よりも
相対的に広く拡張された領域に形成し、キャリアの吸収
の効果を高めた埋込み構造もしくは切込み構造を有する
静電誘導ダイオードを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の構造的特徴は高
耐圧化静電誘導ダイオードとしての構造上、高抵抗層
中にライフタイムの分布を持たせ、かつアノード
カソードを比較的厚く形成し、アノード層,カソード
層の両方に埋込み構造もしくは切込み構造の静電誘導短
絡構造を有するか、カソード層のみに埋込み構造の静電
誘導短絡構造を有することを特徴とする。また、上記ア
ノード層,カソード層の両方もしくはカソード層のみに
は実質的に電界緩和層を具備し、静電誘導短絡領域から
の広い範囲のキャリアを吸収する構造にある。
【0017】 従って、本発明の構成は以下に示す通りで
ある。即ち、本発明は、アノード層(1)と、カソード
層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、所定の厚さW p
実質的に空乏化されたp - 高抵抗層(31)と、前記p
- 高抵抗層(31)中に所定のピッチで前記高抵抗層領
域(5,8,9)に接することなく形成されかつ埋込ま
れた高不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前記p -
高抵抗層(31)中に形成され前記アノード電極(1
0)に接触して互いに短絡されたpもしくはp + アノー
ド領域(3)とn + 静電誘導短絡領域(4,16)とを
具備し、 前記p + 埋込み層(30)から広がる空乏層に
よって前記n + 静電誘導短絡領域(4,16)は電気的
にシールドされるとともに、前記n + 静電誘導短絡領域
(4,16)前面の前記p + 埋込み層(30)で挟まれ
たチャネル領域には電子に対する充分に高い電位障壁が
形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層
(30)は、互いに前記p - 高抵抗層(31)中に広が
る空乏層によって静電容量的に結合され、実質的に空乏
化された前記p - 高抵抗層(31)中において実質的に
前記pもしくはp + アノード領域(3)及び前記アノー
ド電極(10)とほぼ同電位になされ、 前記カソード層
(2)は、所定の厚さW n の実質的に空乏化されたn -
高抵抗層(61)と、前記n - 高抵抗層(61)中に所
定のピッチで前記高抵抗層領域(5,8,9)に接する
ことなく形成されかつ埋込まれた高不純物密度のn +
込み層(60)と、前記n - 高抵抗層(61)中に形成
され前記カソード電極(11)に接触して互いに短絡さ
れたnもしくはn + アノード領域(6)とp + 静電誘導
短絡領域(7,17)とを具備し、 前記n + 埋込み層
(60)から広がる空乏層によって前記p + 静電誘導短
絡領域(7,17)は電気的にシールドされるととも
に、前記p + 静電誘導短絡領域(7,17)前面の前記
+ 埋込み層(60)で挟まれたチャネル領域には正孔
に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピ
ッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、互いに前記
- 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によって静電容
量的に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗
層(61)中において実質的に前記nもしくはn + カソ
ード領域(6)及び前記カソード電極(11)とほぼ同
電位になされ、 前記p - 高抵抗層(31)内において、
前記所定のピッチで埋込まれたp + 込み層(30)と
前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の前記高抵抗層
領域(5,8,9)に接する前記p - 高抵抗層(31)
は実質的な電界緩和層となることを特徴とし、 前記n -
高抵抗層(61)内において、前記所定のピッチで埋込
まれたn + 埋込み層(60)と前記高抵抗層領域(5,
8,9)との間の前記高抵抗層領域(5,8,9)に接
する前記n - 高抵抗層(61)は実質的な電界緩和層と
なることを特徴とする埋込み構造を有する静電誘導ダイ
オードとしての構成を有する。
【0018】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、実質的に空乏化さ
れたp - 高抵抗層(31)と、前記p - 高抵抗層(3
1)と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の
厚さ を有する平坦な形状のp - 電界緩和層(34)と、
前記p - 高抵抗層(31)中に前記平坦な形状のp -
界緩和層(34)に接して形成されかつ所定のピッチで
埋込まれた高不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前
記p - 高抵抗層(31)中に形成され前記アノード電極
(10)に接触して互いに短絡されたpもしくはp +
ノード領域(3)とn + 静電誘導短絡領域(4,16)
とを具備し、 前記p + 埋込み層(30)から広がる空乏
層によって前記n + 静電誘導短絡領域(4,16)は電
気的にシールドされるとともに、前記n + 静電誘導短絡
領域(4,16)前面の前記p + 埋込み層(30)で挟
まれたチャネル領域には電子に対する充分に高い電位障
壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込
み層(30)は、互いに前記p - 高抵抗層(31)中に
広がる空乏層によって静電容量的に結合され、実質的に
空乏化された前記p - 高抵抗層(31)中において実質
的に前記pもしくはp + アノード領域(3)及び前記ア
ノード電極(10)とほぼ同電位になされ、 前記カソー
ド層(2)は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層(6
1)と、前記n - 高抵抗層(61)と前記高抵抗層領域
(5,8,9)との間の所定の厚さを有する平坦な形状
のn - 電界緩和層(64)と、前記n - 高抵抗層(6
1)中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層(64)に接
して形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密
度のn + 埋込み層(60)と、前記n - 高抵抗層(6
1)中に形成され前記カソード電極(11)に接触して
互いに短絡されたnもしくはn + カソード領域(6)と
+ 静電誘導短絡領域(7,17)とを具備し、 前記n
+ 埋込み層(60)から広がる空乏層によって前記p +
静電誘導短絡領域(7,17)は電気的にシールドされ
るとともに、前記p + 静電誘導短絡領域(7,17)前
面の前記n + 埋込み層(60)で挟まれたチャネル領域
には正孔に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記
所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、互
いに前記n - 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によっ
て静電容量的に結合され、実質的に空乏化された前記n
- 高抵抗層(61)中において実質的に前記nもしくは
+ カソード領域(6)及び前記カソード電極(11)
とほぼ同電位になされたことを特徴とする埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0019】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、実質的に空乏化さ
れたp - 高抵抗層(31)と、前記p - 高抵抗層(3
1)と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の
厚さを有する波形形状のp - 電界緩和層(34)と、前
記p - 高抵抗層(31)中に前記波形形状のp - 電界緩
和層(34)に接して形成されかつ所定のピッチで埋込
まれた高不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前記p
- 高抵抗層(31)中に形成され前記アノード電極(1
0)に接触して互いに短絡されたpもしくはp + アノー
ド領域(3)とn + 静電誘導短絡領域(4,16)とを
具備し、 前記p + 埋込み層(30)から広がる空乏層に
よって前記n + 静電誘導短絡領域(4,16)は電気的
にシールドされるとともに、前記n + 静電誘導短絡領域
(4,16)前面の前記p + 埋込み層(30)で挟まれ
たチャネル領域には電子に対する充分に高い電位障壁が
形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層
(30)は、互いに前記p - 高抵抗層(31)中に広が
る空乏層によって静電容量的に結合され、実質的に空乏
化された前記p - 高抵抗層(31)中において実質的に
前記pもしくはp + アノード領域(3)及び前記アノー
ド電極(10)とほぼ同電位になされ、 前記カソード層
(2)は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層(61)
と、前記n - 高抵抗層(61)と前記高抵抗層領域
(5,8,9)との間の所定の厚さを有する波形形状の
- 電界緩和層(64)と、前記n - 高抵抗層(61)
中に前記波形形状のn - 電界緩和層(64)に接して囲
まれて形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物
密度のn + 埋込み層(60)と、前記n - 高抵抗層(6
1)中に形成され前記カソード電極(11)に接触して
互いに短絡されたnもしくはn + カソード領域と(6)
+ 静電誘導短絡領域(7,17)とを具備し、 前記n
+ 埋込み層(60)から広がる空乏層によって前記p +
静電誘導短絡領域(7,17)は電気的にシールドされ
るとともに、前記p + 静電誘導短絡領域(7,17)前
面の前記n + 埋込み層(60)で挟まれたチャネル領域
には正孔に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記
所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、互
いに前記n - 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によっ
て静電容量的に結合され、実質的に空乏化された前記n
- 高抵抗層(61)中において実質的に前記nもしくは
+ カソード領域(6)及び前記カソード電極(11)
とほぼ同電位になされたことを特徴とする埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0020】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記カソード層
(2)に静電誘導効果を利用した埋込み構造を設定し、
前記高抵抗層領域(5,8,9)は、該高抵抗層領域
(5,8,9)内において、キャリアのライフタイム分
布に前記アノード層(1)から前記カソード層(2)に
向かう前記高抵抗層領域(5,8,9)の厚さ方向にお
いて場所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記
アノード層(1)及び前記カソード層(2)近傍におい
てライフタイムが長く、前記アノード層(1)及び前記
カソード層(2)から前記高抵抗層領域(5,8,9)
内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが徐々に
短くなり、 前記アノード電極(10)及び前記カソード
電極(11)間に印加する逆バイアス電圧の印加時にお
いてそれぞれ前記アノード層(1)及び前記カソード層
(2)から前記高抵抗層領域(5,8,9)内に広がる
最大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域
(5,8,9)の中性領域の厚さをW i とすると、W i
の幅を有する前記高抵抗層領域(5,8,9)内に最小
のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層(1)
は、前記高抵抗層領域(5,8,9)に対してプレーナ
形状のpアノード領域として形成され、 前記カソード層
(2)は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層(61)
と、前記n - 高抵抗層(61)と前記高抵抗層領域
(5,8,9)との間の所定の厚さを有する平坦な形状
のn - 電界緩和層(64)と、前記n - 高抵抗層(6
1)中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層(64)に接
して形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密
度のn + 埋込み層(60)と、前記n - 高抵抗層(6
1)中に形成され前記カソード電極(11)に接触して
互いに短絡されたnもしくはn + カソード領域(6)と
+ 静電誘導短絡領域(7,17)とを具備し、 前記n
+ 埋込み層(60)から広がる空乏層によって前記p +
静電誘導短絡領域(7,17)は電気的にシールドされ
るとともに、前記p + 静電誘導短絡領域(7,17)前
面の前記n + 埋込み層(60)で挟まれたチャネル領域
には正孔に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記
所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、互
いに前記n - 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によっ
て静電容量的に結合され、実質的に空乏化された前記n
- 高抵抗層(61)中において実質的に前記nもしくは
+ カソー ド領域(6)及び前記カソード電極(11)
とほぼ同電位になされたことを特徴とする埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0021】 或いはまた、前記n + 静電誘導短絡領域
(4,16)は、前記所定のピッチで埋込まれたp +
込み層(30)で挟まれた間の部分におけるp - 高抵抗
層(31)からなるチャネル領域のチャネル幅よりも相
対的に幅広く形成されて拡張されたn + 静電誘導短絡領
域(16)を有することを特徴とする埋込み構造を有す
る静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0022】 或いはまた、前記p + 静電誘導短絡領域
(7,17)は、前記所定のピッチで埋込まれたn +
込み層(60)で挟まれた間の部分におけるn - 高抵抗
層(61)からなるチャネル領域のチャネル幅よりも相
対的に幅広く形成されて拡張されたp + 静電誘導短絡領
域(17)を有することを特徴とする埋込み構造を有す
る静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0023】 或いはまた、前記n + 静電誘導短絡領域
(4,16)は、前記所定のピッチで埋込まれたp +
込み層(30)で挟まれた間の部分におけるp - 高抵抗
層(31)からなるチャネル領域のチャネル幅よりも相
対的に幅広く形成されて拡張されたn + 静電誘導短絡領
域(16)を有することを特徴とし、 前記p + 静電誘導
短絡領域(7,17)は、前記所定のピッチで埋込まれ
たn + 埋込み層(60)で挟まれた間の部分におけるn
- 高抵抗層(61)からなるチャネル領域のチャネル幅
よりも相対的に幅広く形成されて拡張されたp + 静電誘
導短絡領域(17)を有することを特徴とする埋込み構
造を有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0024】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、実質的に空乏化さ
れたp - 高抵抗層(31)と、前記p - 高抵抗層(3
1)と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の
厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層(34)と、
前記p - 高抵抗層(31)中に前記平坦な形状のp -
界緩和層(34)に接して形成されかつ所定のピッチで
埋込まれた高不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前
記p - 高抵抗層(31)中に形成され前記アノード電極
(10)に接触して互いに短絡されたp + 拡散層(3
2)とn + 静電誘導短絡領域(4,16)とを具備し、
前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層(30)は
それ自体の中央部の領域において、前記アノード電極
(10)に接するように前記p - 高抵抗層(31)に設
けられた前記p + 拡散層(32)と、これら2つの層
(30,32)でT字形状の領域を形成するようにそれ
ぞれ接しており、前記p + 埋込み層(30)で挟まれた
間の部分における前記p - 高抵抗層(31)からなるチ
ャネル領域のチャネル幅よりも、前記p + 拡散層(3
2)間における前記p - 高抵抗層(31)の幅の方が相
対的に広く、前記p + 拡散層(32)間には前記n +
電誘導短 絡領域(4,16)が形成され、 前記p + 埋込
み層(30)及び前記p + 拡散層(32)から前記p -
高抵抗層(31)中に広がる空乏層によって前記n +
電誘導短絡領域(4,16)は電気的にシールドされる
とともに、前記n + 静電誘導短絡領域(4,16)前面
の前記p + 埋込み層(30)で挟まれた前記チャネル領
域には電子に対する充分に高い電位障壁が形成され、
記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層(30)は、
互いに前記p - 高抵抗層(31)中に広がる空乏層によ
って静電容量的に結合され、実質的に空乏化された前記
- 高抵抗層(31)中において前記p + 拡散層(3
2)を介して前記アノード電極(10)とほぼ同電位に
なされ、 前記カソード層(2)は、実質的に空乏化され
たn - 高抵抗層(61)と、前記n - 高抵抗層(61)
と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の厚さ
を有する平坦な形状のn - 電界緩和層(64)と、前記
- 高抵抗層(61)中に前記平坦な形状のn - 電界緩
和層(64)に接して形成されかつ所定のピッチで埋込
まれた高不純物密度のn + 埋込み層(60)と、前記n
- 高抵抗層(61)中に形成され前記カソード電極(1
1)に接触して互いに短絡されたn + 拡散層(62)と
+ 静電誘導短絡領域(7,17)とを具備し、 前記所
定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)はそれ自
体の中央部の領域において、前記カソード電極(11)
に接するように前記n - 高抵抗層(61)に設けられた
前記n + 拡散層(62)と、これら2つの層(60,6
2)でT字形状の領域を形成するようにそれぞれ接して
おり、前記n + 埋込み層(60)で挟まれた間の部分に
おける前記n - 高抵抗層(61)からなるチャネル領域
のチャネル幅よりも、前記n + 拡散層(62)間におけ
る前記n - 高抵抗層(61)の幅の方が相対的に広く、
前記n + 拡散層(62)間には前記p + 静電誘導短絡領
域(7,17)が形成され、 前記n + 埋込み層(60)
及び前記n + 拡散層(62)から前記n - 高抵抗層(6
1)中に広がる空乏層によって前記p + 静電誘導短絡領
域(7,17)は電気的にシールドされるとともに、前
記p + 静電誘導短絡領域(7,17)前面の前記n +
込み層(60)で挟まれた前記チャネル領域には正孔に
対する充分に 高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッ
チで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、互いに前記n
- 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によって静電容量
的に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層
(61)中において前記n + 拡散層(62)を介して前
記カソード電極(11)とほぼ同電位になされたことを
特徴とする埋込み構造を有する静電誘導ダイオードとし
ての構成を有する。
【0025】 或いはまた、前記高抵抗層領域(5)は真
性半導体からなるi層であることを特徴とする埋込み構
造を有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0026】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した切込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、実質的に空乏化さ
れたp - 高抵抗層(31)と、前記p - 高抵抗層(3
1)と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の
厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層(34)と、
前記p - 高抵抗層(31)中に前記平坦な形状のp -
界緩和層(34)に接して所定のピッチで埋込まれた高
不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前記p - 高抵抗
層(31)中に切込まれた溝の側壁部分に形成された絶
縁層(70)と、前記溝内に前記アノード電極(10)
に接するように充填された金属層(33)と、前記p -
高抵抗層(31)中に形成され前記アノード電極(1
0)に接触して前記金属層(33)と互いに短絡された
+ 静電誘導短絡領域(4)とを具備し、 前記所定のピ
ッチで埋込まれたp + 埋込み層(30)はそれ自体の中
央部の領域において、前記アノード電極(10)に接す
るように前記p - 高抵抗層(31)に設けられた前記金
属層(33)と、これら2つの層(30,33)でT字
形状の領域を形成するようにそれぞれ接しており、前記
+ 埋込み層(30)で挟まれた間の部分における前記
- 高抵抗層(31)からなるチャネル領域のチャネル
幅と、前記金属層(33)間における前記p - 高抵抗層
(31)の幅は実質的に等しく、前記金属層(33)間
には前記絶縁層(70)を介して前記n + 静電誘導短絡
領域(4)が形成され、 前記p + 埋込み層(30)から
前記p - 高抵抗層(31)中に広がる空乏層によって前
記n + 静電誘導短絡領域(4)は電気的にシールドされ
るとともに、前記n + 静電誘導短絡領域(4)前面の前
記p + 埋込み層(30)で挟まれた前記チャネル領域に
は電子に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所
定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層(30)は、互い
に前記p - 高抵抗層(31)中に広がる空乏層によって
静電容量的に結合され、実質的に空乏化された前記p -
高抵抗層(31)中において前記金属層(33)を介し
て前記アノード電極(10)と同電位になされ、 前記カ
ソード層(2)は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
(61)と、前記n - 高抵抗層(61)と前記高抵抗層
領域(5,8,9)との間の所定の厚さを有する平坦な
形状のn - 電界緩和層(64)と、前記n - 高抵抗層
(61)中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層(64)
に接して形成されかつ所定のピッチ で埋込まれた高不純
物密度のn + 埋込み層(60)と、前記n - 高抵抗層
(61)中に形成され前記カソード電極(11)に接触
して互いに短絡されたn + 拡散層(62)と前記n -
抵抗層(61)中に切込まれた溝の側壁部分に形成され
た絶縁層(70)と、前記溝内に前記カソード電極(1
1)に接するように充填された金属層(63)と、前記
- 高抵抗層(61)中に形成され前記カソード電極
(11)に接触して前記金属層(63)と互いに短絡さ
れたp + 静電誘導短絡領域(7)とを具備し、 前記所定
のピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)はそれ自体
の中央部の領域において、前記カソード電極(11)に
接するように前記n - 高抵抗層(61)に設けられた前
記金属層(63)と、これら2つの層(60,63)で
T字形状の領域を形成するようにそれぞれ接しており、
前記n + 埋込み層(60)で挟まれた間の部分における
前記n - 高抵抗層(61)からなるチャネル領域のチャ
ネル幅と、前記金属層(63)間における前記n - 高抵
抗層(61)の幅は実質的に等しく、前記金属層(6
3)間には前記絶縁層(70)を介して前記p + 静電誘
導短絡領域(7)が形成され、 前記n + 埋込み層(6
0)から前記n - 高抵抗層(61)中に広がる空乏層に
よって前記p + 静電誘導短絡領域(7)は電気的にシー
ルドされるとともに、前記p + 静電誘導短絡領域(7)
前面の前記n + 埋込み層(60)で挟まれた前記チャネ
ル領域には正孔に対する充分に高い電位障壁が形成さ
れ、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層(6
0)は、互いに前記n - 高抵抗層(61)中に広がる空
乏層によって静電容量的に結合され、実質的に空乏化さ
れた前記n - 高抵抗層(61)中において前記金属層
(63)を介して前記カソード電極(11)と同電位に
なされたことを特徴とする切込み構造を有する静電誘導
ダイオードとしての構成を有する。
【0027】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した切込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、実質的に空乏化さ
れたp - 高抵抗層(31)と、前記p - 高抵抗層(3
1)と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の
厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層(34)と、
前記p - 高抵抗層(31)中に前記平坦な形状のp -
界緩和層(34)に接して形成されかつ所定のピッチで
埋込まれた高不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前
記p - 高抵抗層(31)中に切込まれた溝の側壁部分に
形成された絶縁層(70)と、前記溝内に前記アノード
電極(10)に接するように充填された金属層(33)
と、前記p - 高抵抗層(31)中に形成され前記アノー
ド電極(10)に接触して前記金属層(33)と互いに
短絡されたn + 静電誘導短絡領域(4,16)とを具備
し、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層(3
0)はそれ自体の中央部の領域において、前記アノード
電極(10)に接するように前記p - 高抵抗層(31)
に設けられた前記金属層(33)と、これら2つの層
(30,33)でT字形状の領域を形成するようにそれ
ぞれ接しており、前記p + 埋込み層(30)で挟まれた
間の部分における前記p - 高抵抗層(31)からなるチ
ャネル領域のチャ ネル幅よりも、前記金属層(33)間
における前記p - 高抵抗層(31)の幅の方が相対的に
広く、前記金属層(33)間には前記絶縁層(70)を
介して前記n + 静電誘導短絡領域(4,16)が形成さ
れ、 前記p + 埋込み層(30)から前記p - 高抵抗層
(31)中に広がる空乏層によって前記n + 静電誘導短
絡領域(4,16)は電気的にシールドされるととも
に、前記n + 静電誘導短絡領域(4,16)前面の前記
+ 埋込み層(30)で挟まれた前記チャネル領域には
電子に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定
のピッチで埋込まれたp + 埋込み層(30)は、互いに
前記p - 高抵抗層(31)中に広がる空乏層によって静
電容量的に結合され、実質的に空乏化された前記p -
抵抗層(31)中において前記金属層(33)を介して
前記アノード電極(10)と同電位になされ、 前記カソ
ード層(2)は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
(61)と、前記n - 高抵抗層(61)と前記高抵抗層
領域(5,8,9)との間の所定の厚さを有する平坦な
形状のn - 電界緩和層(64)と、前記n - 高抵抗層
(61)中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層(64)
に接して形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純
物密度のn + 埋込み層(60)と、前記n - 高抵抗層
(61)中に切込まれた溝の側壁部分に形成された絶縁
層(70)と、前記溝内に前記カソード電極(11)に
接するように充填された金属層(63)と、前記n -
抵抗層(61)中に形成され前記カソード電極(11)
に接触して前記金属層(63)と互いに短絡されたp +
静電誘導短絡領域(7,17)とを具備し、 前記所定の
ピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)はそれ自体の
中央部の領域において、前記カソード電極(11)に接
するように前記n - 高抵抗層(61)に設けられた前記
金属層(63)と、これら2つの層(60,63)でT
字形状の領域を形成するようにそれぞれ接しており、前
記n + 埋込み層(60)で挟まれた間の部分における前
記n - 高抵抗層(61)からなるチャネル領域のチャネ
ル幅よりも、前記金属層(63)間における前記n -
抵抗層(61)の幅の方が相対的に広く、前記金属層
(63)間には前記絶縁層(70)を介して前記p +
電誘導短絡領域(7,17)が形成され、 前記n + 埋込
み層(60)から前記n - 高抵抗層(61)中に広がる
空乏層に よって前記p + 静電誘導短絡領域(7,17)
は電気的にシールドされるとともに、前記p + 静電誘導
短絡領域(7,17)前面の前記n + 埋込み層(60)
で挟まれた前記チャネル領域には正孔に対する充分に高
い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれた
+ 埋込み層(60)は、互いに前記n - 高抵抗層(6
1)中に広がる空乏層によって静電容量的に結合され、
実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層(61)中にお
いて前記金属層(63)を介して前記カソード電極(1
1)と同電位になされたことを特徴とする切込み構造を
有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0028】 或いはまた、アノード層(1)と、カソー
ド層(2)と、前記アノード層(1)と前記カソード層
(2)に挟まれた高抵抗層領域(5,8,9)と、及び
前記アノード層(1),前記カソード層(2)にそれぞ
れ接触するアノード電極(10),カソード電極(1
1)を具備するダイオードにおいて、 前記アノード層
(1),前記カソード層(2)の両方の層に静電誘導効
果を利用した切込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域
(5,8,9)は、該高抵抗層領域(5,8,9)内に
おいて、キャリアのライフタイム分布に前記アノード層
(1)から前記カソード層(2)に向かう前記高抵抗層
領域(5,8,9)の厚さ方向において場所的に変化す
るライフタイム分布を具備し、前記アノード層(1)及
び前記カソード層(2)近傍においてライフタイムが長
く、前記アノード層(1)及び前記カソード層(2)か
ら前記高抵抗層領域(5,8,9)内の厚さ方向に離隔
するに従ってライフタイムが徐々に短くなり、 前記アノ
ード電極(10)及び前記カソード電極(11)間に印
加する逆バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記ア
ノード層(1)及び前記カソード層(2)から前記高抵
抗層領域(5,8,9)内に広がる最大空乏層幅を
A ,W K とし、前記高抵抗層領域(5,8,9)の中
性領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高
抵抗層領域(5,8,9)内に最小のライフタイムτ O
が分布し、 前記アノード層(1)は、実質的に空乏化さ
れたp - 高抵抗層(31)と、前 記p - 高抵抗層(3
1)と前記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の
厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層(34)と、
前記p - 高抵抗層(31)中に前記平坦な形状のp -
界緩和層(34)に接して所定のピッチで埋込まれた高
不純物密度のp + 埋込み層(30)と、前記p - 高抵抗
層(31)中に切込まれた溝の側壁部分に形成された絶
縁層(70)と、前記溝の底部において前記p + 埋込み
層(30)と接触する金属シリサイド層(35)と、前
記アノード電極(10)との間で前記金属シリサイド層
(35)を被覆するように前記溝を充填するノンドープ
ポリシリコンもしくはSIPOS(71)と、前記p -
高抵抗層(31)中に形成され前記アノード電極(1
0)に接触して前記金属シリサイド層(35)と周辺部
もしくはコンタクトホールを介して互いに短絡されたn
+ 静電誘導短絡領域(4)とを具備し、 前記所定のピッ
チで埋込まれたp + 埋込み層(30)は、それ自体の中
央部の領域において接触された前記金属シリサイド層
(35)及び前記金属シリサイド層(35)を被覆する
前記ノンドープポリシリコンもしくはSIPOS(7
1)と、これら3つの層(30,35,71)でT字形
状の領域を形成しており、 前記p + 埋込み層(30)で
挟まれた間の部分における前記p - 高抵抗層(31)か
らなるチャネル領域のチャネル幅と、前記ノンドープポ
リシリコンもしくはSIPOS(71)間における前記
- 高抵抗層(31)の幅はほぼ等しく、前記ノンドー
プポリシリコンもしくはSIPOS(71)間には前記
絶縁層(70)を介して前記n + 静電誘導短絡領域
(4)が形成され、 前記p + 埋込み層(30)から前記
- 高抵抗層(31)中に広がる空乏層によって前記n
+ 静電誘導短絡領域(4)は電気的にシールドされると
ともに、前記n + 静電誘導短絡領域(4)前面の前記p
+ 埋込み層(30)で挟まれた前記チャネル領域には電
子に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定の
ピッチで埋込まれたp + 埋込み層(30)は、互いに前
記p - 高抵抗層(31)中に広がる空乏層によって静電
容量的に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵
抗層(31)中において前記金属シリサイド層(35)
を介して前記アノード電極(10)とほぼ同電位になさ
れ、 前記カソード層(2)は、実質的に空乏化されたn
- 高抵抗層(61)と、前 記n - 高抵抗層(61)と前
記高抵抗層領域(5,8,9)との間の所定の厚さを有
する平坦な形状のn - 電界緩和層(64)と、前記n -
高抵抗層(61)中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層
(64)に接して形成されかつ所定のピッチで埋込まれ
た高不純物密度のn + 埋込み層(60)と、前記n -
抵抗層(61)中に切込まれた溝の側壁部分に形成され
た絶縁層(70)と、前記溝の底部において前記n +
込み層(60)と接触する金属シリサイド層(65)
と、前記カソード電極(11)との間で前記金属シリサ
イド層(65)を被覆するように前記溝を充填するノン
ドープポリシリコンもしくはSIPOS(71)と、前
記n - 高抵抗層(61)中に形成され前記カソード電極
(11)に接触して前記金属シリサイド層(65)と周
辺部もしくはコンタクトホールを介して互いに短絡され
たp + 静電誘導短絡領域(7)を具備し、 前記所定のピ
ッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、それ自体の
中央部の領域において接触された前記金属シリサイド層
(65)及び前記金属シリサイド層(65)を被覆する
前記ノンドープポリシリコンもしくはSIPOS(7
1)と、これら3つの層(60,65,71)でT字形
状の領域を形成しており、前記n + 埋込み層(60)で
挟まれた間の部分における前記n - 高抵抗層(61)か
らなるチャネル領域のチャネル幅と、前記ノンドープポ
リシリコンもしくはSIPOS(71)間における前記
- 高抵抗層(61)の幅はほぼ等しく、前記ノンドー
プポリシリコンもしくはSIPOS(71)間には前記
絶縁層(70)を介して前記p + 静電誘導短絡領域
(7)が形成され、 前記n + 埋込み層(60)から前記
- 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によって前記p
+ 静電誘導短絡領域(7)は電気的にシールドされると
ともに、前記p + 静電誘導短絡領域(7)前面の前記n
+ 埋込み層(60)で挟まれた前記チャネル領域には正
孔に対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定の
ピッチで埋込まれたn + 埋込み層(60)は、互いに前
記n - 高抵抗層(61)中に広がる空乏層によって静電
容量的に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵
抗層(61)中において前記金属シリサイド層(65)
を介して前記カソード電極(11)とほぼ同電位になさ
れたことを特徴とする切込み構造を有する静電誘導ダイ
オードとしての構成を有する。
【0029】 或いはまた、前記高抵抗層領域(5)は真
性半導体からなるi層であることを特徴とする切込み構
造を有する静電誘導ダイオードとしての構成を有する。
【0030】
【作用】本発明による埋込み構造もしくは切込み構造を
有する静電誘導ダイオードの動作原理を図1乃至図8を
用いて説明する。
【0031】 図1は(p+ ,p,p- (1)(5)
(n+ ,n,n- (2)ダイオードの模式的構造図と
その縦方向のi層(5)内におけるキャリアのライフタ
イム分布を表わした図である。図中〜は8種類のラ
イフタイム分布を示している。(p+ ,p,p-
いは(n+ ,n,n- )層として表わされた領域はそれ
ぞれアノード層1,カソード層2を表わしており、特に
後述の図9乃至図26に示す実施例を含めて種々形状
にて形成される埋込み構造もしくは切込み構造の静電誘
導ダイオードのアノード層1,カソード層2を代表的に
示している。Aはアノード側,Kはカソード側であるこ
とを示す。Wp ,Wn はそれぞれアノード層1,カソー
層2の厚さである。LA ,LK はi層(5)の中央点
(0)からアノード層1,カソード層2までの寸法を表
わしている。WA ,WK はそれぞれ逆回復動作時におい
てアノード1,カソード2から高抵抗層領域(i)
内に広がる空乏層の幅の最大値を示している。特に高
耐圧のダイオードにおいては高抵抗層領域(i)の厚
さを厚く設定することから、高抵抗層領域(i)5内に
中性領域が残ることがあるであろう。この幅をWi とし
ている。実際の動作状態においていかなる電圧がアノー
ド,カソード間に印加されるか及びi層(5)の厚さと
不純物密度,(p+ ,p,p- 層1の形状と不純物密
度,(n+ ,n,n- 層2の形状と不純物密度によっ
てWA ,WK の値は変動し、Wi が非常に薄くなる場合
もある。
【0032】 図1において、τA はアノード層1近傍の
i層(5)内におけるキャリアのライフタイム分布を示
し、τK はカソード層2近傍のi層(5)内におけるキ
ャリアのライフタイム分布を示している。τA は実際上
はi層(5)であることから、τA の分布によってi層
(5)中における正孔のライフタイムτp の分布もしく
は,電子のライフタイムτn の分布が表わされている。
但し、(p+ ,p,p- アノード内においては、
τA =τn であって、静電誘導ダイオードのアノード
1内における + 静電誘導短絡領域4に吸収されるべき
電子のライフタイムτn の分布に対応している。
【0033】 同様にτK の分布によって高抵抗層領域
(i)5内においては、正孔のライフタイムτp の分布
もしくは、電子のライフタイムτn の分布が表わされて
いる。(n+ ,n,n- カソード内においては、
τK =τp であって、静電誘導ダイオードのカソード
2内における + 静電誘導短絡領域7に吸収されるべき
正孔のライフタイム分布に対応している。
【0034】 本発明においては、アノード層1,カソー
層2近傍のライフタイムを長く設定し、これらの
ら離れるに従って、徐々にライフタイム分布を短く設定
することを1つの特徴としている。これらのライフタイ
ム分布を(p+ ,p,p- (1)(5)(n+
n,n- (2)構造の静電誘導ダイオードにおいて、
形成する例が〜である。
【0035】 の例はWi 層内(Wi >0。Wi ≒0の
場合は、非常に薄い層に対応)に所定の幅で、徐々にτ
A からτO に減少し、或いはまたτK からτO に減少す
るU字型或いは放物型或いはV字型等のライフタイム分
布を示している。ここでτOは最小のライフタイムであ
る。
【0036】 はこれらのライフタイムの分布が溝型の
例である。即ち、矩型状にτA τOτK の分布を有する
例である。
【0037】 の分布例は、WA の端からWK の端に致
るi層(5)の幅Wi の幅にライフタイム分布をU字型
或いは放物型形状に有する例である。
【0038】 の分布例は、Wi の幅のみτO の分布を
有する溝型の例である。即ち、矩型状にτA τ
O (Wi )τK の分布を有する例である。
【0039】 の分布例は、WA の内部から徐々にライ
フタイムτA が減少し、中心点(0)近傍において最小
のライフタイムτO となり、同様にWK の内部から徐々
にライフタイムτK が減少し、中心点(0)近傍におい
て最小のライフタイムτO となる分布を有する例であ
る。
【0040】 の分布例は、WA の内部のある点から矩
型状にτA τO に分布し、同様にWK の内部のある点か
ら矩型状にτK τO に分布する例であってτA τO τK
の溝型上の分布を有する例である。
【0041】 の分布例は、Wp の端(アノード側i層
の端)からWn の端(カソード側i層の端)までの間を
τA τO τK の範囲に放物型或いはU字型或いはV字型
にライフタイム分布を有する例である。
【0042】 の分布例は、i層(5)の内部のみτO
に分布し、アノード層1,カソード層2はそれぞれ
τA ,τK に分布する例である。
【0043】 上記〜の分布例に限らず、複数の溝を
有する例,τp ,τn にそれぞれ別々の分布を持たせる
例等も考えられるが、要は、本発明においては、アノー
層1近傍,カソード層2近傍はライフタイムを長く設
定し、高抵抗層領域()5内を相対的にライフタイム
を短く設定することを1つの特徴としている。
【0044】 図2は(p+ ,p,p- (1)
- (8)(n+ ,n,n- (2)静電誘導ダイオード
の模式的構造図とn- (8)内におけるキャリアのラ
イフタイム分布を表わした図である。Wp ,Wn
i ,WA ,WK はそれぞれアノード層1の厚さ,カソ
ード層2の厚さ,n- (8)の中性領域の厚さ,アノ
ード側空乏層の最大幅,カソード側空乏層の最大幅であ
る。図1におけるi層(5)に比べ図2においてはn-
(8)となったことから、図1においてWA ≒WK
あったものが、図2においてはWA >WK となり、Wi
が結果的に厚くなっている。LA ,LK はn- (8)
の中心点(0)からアノード層1,カソード層2までの
距離である。(p+ ,p,p- アノード層1,
(n+ ,n,n- カソード層2はそれぞれ静電誘導ダ
イオードのアノード層1,カソード層2であることを示
している。
【0045】 図2の構造においてもライフタイム分布を
〜の如く考えることができる。ライフタイム分布の
最小値τO が得られる点(場所)はn- (8)の中心
点(0)に限られることなく、,,,のU字
溝,V字溝,或いは放物型分布においてはWi の中心近
傍、即ち中心点(0)からカソード側に移動していても
よい。何故ならば、逆回復時において、アノード側,カ
ソード側から引き抜かれずに残留するキャリア分布が最
も高いのはn- (8)の中心点(0)からi層の中
心点近傍に移行するからである。〜のライフタイム
分布の特徴については図1と同様である。
【0046】 但し、図2においては、図1の例と相違し
てτA は主としてアノード側n- (8)近傍における
正孔のライフタイムτP の分布,(p+ ,p,p-
ノード層1内においては + 静電誘導短絡領域に吸収
されるべき電子のライフタイムτn の分布を表わし、τ
K は主としてカソード側n- (8)近傍における正孔
のライフタイムτP の分布を表わし、(n+ ,n,
- カソード層2内においては + 静電誘導短絡領域
に吸収されるべき正孔のライフタイムτP の分布を表
わしている。
【0047】 図3は(p+ ,p,p- (1)
- (9)(n+ ,n,n- (2)静電誘導ダイオード
の模式的構造図とp- (9)内におけるキャリアのラ
イフタイム分布を表わした図である。Wi はp-
(9)の中性領域の厚さである。高抵抗層領域9がp-
層となったことからWA <WK であり、カソード側から
の空乏層の広がり幅WK の方がアノード側からの空乏層
の広がり幅WA よりも大きい。〜はそれぞれ8種類
のライフタイム分布を表わしている。これらの特徴は図
1,2と同様である。但し、,,,のU字,V
字,或いは放物型分布においては、ライフタイム分布の
最小となる点(場所)はp- (9)の中心点(0)よ
り、アノード層1側に移動していることが望ましい。こ
れは、逆回復時において、Wi の幅のp- (9)内に
分布する残留キャリア分布が最も高い場所はWi の中央
近傍だからである。図3においては、図1,2の例と相
違して、τAはアノード側p- (9)近傍における電
子のライフタイム分布を表わし、(p+ ,p,p-
ノード層1内においては + 静電誘導短絡領域に吸収
されるべき電子のライフタイム分布を表わしている。τ
K は主としてカソード側p- (9)近傍における電子
のライフタイム分布,(n+ ,n,n- カソード層2
においては + 静電誘導短絡領域に吸収されるべき正
孔のライフタイム分布を表わしている。
【0048】 図4は本発明の埋込み構造を有する静電誘
導ダイオードの原理的な動作を説明する図であって、ア
ノード層1近傍を示している。図4において3はpアノ
ード領域、4はn+ 静電誘導短絡領域、5は高抵抗層
(i)、30はp+ 埋込み層、31はp- 高抵抗層で
あり実質的にオフ状態では空乏化された層であり、10
はアノード電極である。図4においてオン状態における
アノード層1近傍の正孔の動きを白丸(○)の矢印の向
きで示し、電子の動きを黒丸(●)の矢印の向きで示し
ている。また、図中には順方向電流IF の逆回復特性が
模式的に示されているが(a)は従来のpinダイオー
ド、(b)は静電誘導ダイオードに対応している。図4
のオン状態のキャリアの動きは、IF 特性上の黒丸の点
に対応しており、p+ アノード領域3からの正孔電流
と、高抵抗層領域(i)5側からの電子電流の + 静電
誘導短絡領域4への流入の様子が示されている。オン状
態においてはpアノード領域3とp+ 埋込み層30は実
質的に同電位であって、アノード電極10からpアノー
ド領域3、p- 高抵抗層31、p+ 埋込み層30を介し
て高抵抗層領域(i)5中に正孔が注入され続けてい
る。同時に高抵抗層領域(i)5側から電子が主として
+ 埋込み層30で挟まれたp- 高抵抗層(p-チャネ
ル領域)31を通ってn+ 静電誘導短絡領域4に注入さ
れ続けている。p+ 埋込み層30の役割は高耐圧ダイオ
ードにおいて、逆回復時にアノード層1近傍領域に印加
される強電界をブロック(阻止)することである。オフ
状態においてはp+ 埋込み層30で挟まれたp- 高抵抗
層31は実質的に空乏化されるためn+ 静電誘導短絡領
域4は空乏層でシールドされ、高い電位障壁で取囲まれ
る。逆回復時に印加される強電界は、p+ 埋込み層30
とp+ 埋込み層30によって挟まれたp- 高抵抗層31
中の高い電位障壁とによってブロックされるため、n+
静電誘導短絡領域4と高抵抗層領域(i)5との間が導
通状態となることはない。このように、 + 埋込み層3
0を配置することによって、先に開示した「プレーナ構
造を有する静電誘導ダイオード」特願平4−20443
4号に比べて更に高耐圧化に向いた構造となっている。
特に + 埋込み層30とpアノード領域3との間が実質
的に空乏化されていて、ほぼ同電位となっているため、
アノード電極10に印加される電圧は、即p+ 埋込み層
30に印加される。従って、アノード電極10に逆バイ
アス電圧が印加されると、即座にp+ 埋込み層30に逆
バイアス電圧が印加され、p- 高抵抗層31の中の電位
障壁高さが増加し、シャッター効果が高まることにな
る。従って、n+ 静電誘導短絡領域4にはシールドされ
た領域内の電子が吸収され、p+ 埋込み層30には正孔
が吸収されることになる。逆回復電荷量を少なくし、逆
回復時間を短縮化するためには、n+ 静電誘導短絡領域
4に吸収される電子の量を多くすることにある。そのた
めには、n+ 静電誘導短絡領域4になるべく広い領域の
電子を取り込むことである。また、n+ 静電誘導短絡
4とp+ 埋込み30との間の実質的に空乏化された
- 高抵抗層31を比較的厚く設定してもよい。
【0049】 図5は図4における埋込み構造を有する静
電誘導ダイオードがオン状態からオフ状態に移行する逆
回復時においてIF =0となる時のアノード層1近傍の
キャリアの動きを模式的に示す図である。即ち、高抵抗
層領域(i)5内に広がる空乏層幅WA 内の正孔及びW
A の端から拡散距離Lp 内の正孔はp+ 埋込み30に
吸収される。
【0050】 一方、電子の取り込み領域内電子は、n
+ 静電誘導短絡領域4内に吸収される。電子の取り込み
領域とはn+ (4)p- (31)p+ (30)間の拡散
電位によって広がる空乏層の厚さに等しく、p- 高抵抗
層31と一部pアノード領域3及びp+ 埋込み層30内
に広がっている。従って、逆回復時には、WA はなるべ
く広い範囲に及んで正孔をp+ 埋込み層30に吸収する
構造がよく、また電子の取り込み領域の幅もなるべく広
範囲に及ぶ方がよい。
【0051】 従って、アノード層1の近傍Wp +WA
範囲のライフタイムτp ,τA を長く設定することが望
ましい。また、i層(5)のより深い領域のライフタイ
ムは短く設定することが望ましい。
【0052】 更に、電子の取り込み領域の幅をより広く
設定し、かつp+ 埋込み層30に直接p+ 拡散層32
よってアノード電極10と接触するT字形状を有する構
造例が図6である。
【0053】 即ち、図6は図5の構造に比べて + 静電
誘導短絡領域4をp + 埋込み層30間のp - 高抵抗層3
1の幅で規定されるチャネル幅よりも広く、拡張された
+静電誘導短絡領域16として広い領域に形成してい
る点及びアノード電極10とp+ 埋込み層30を空乏層
を介することなく直接接触している点に特徴を有する。
図6はオン状態に対応し、図7はオン状態からオフ状態
へ移向するIF =0の点に対応する図である。拡張され
+ 静電誘導短絡領域16とp+ アノード領域(3
0,32)は電気的に短絡されることから、拡張された
+ 静電誘導短絡領域16とp+ アノード領域(30,
32)との間に逆バイアス電圧等が印加されることはな
い。従って、p+ アノード領域(30,32)と拡張さ
れた+ 静電誘導短絡領域16間の逆方向リーク電流等
が特性に悪影響を及ぼすことはない。何故ならば、短絡
モードで動作しているからである。従って、p+ アノー
領域(30,32)に印加される逆電圧によってなる
べく広範囲のWA 内の正孔を取り込み、かつ拡張された
+ 静電誘導短絡領域16を広く形成して電子の取り込
み領域の幅を図5に比べて広く形成したものが図6の構
造ということになる。明らかに電子の取り込み量が多く
なることから、逆回復電荷量も小さくなる。図6中の
(c)が拡張された静電誘導ダイオードに対応し、
(b)は図5の場合の静電誘導ダイオード、(a)は従
来のpinダイオードに対応することを模式的に示して
いる。
【0054】 図8は切込み構造を有する静電誘導ダイオ
ードのアノード層1近傍における逆回復時IF =0の点
における正孔(○)及び電子(●)の動きを模式的に表
わす図である。図8においてp- 高抵抗層31は実質的
に空乏化され、p+ 埋込み層30は切込まれた溝に充填
された金属層33を介してアノード電極10に接続され
ている。70は絶縁層である。図7と同様に、p + 埋込
み層30間のp - 高抵抗層31の幅で規定されるチャネ
ル幅よりも広く、拡張されたn + 静電誘導短絡領域16
が形成される。
【0055】 図6,7の例では + 埋込み層30に対し
+ 拡散層32を介してアノード電極10と接続して
おり、また図5の例では空乏化されたp- 高抵抗層31
を介してアノード電極10と実質的に接続していた。こ
れに対して図8の例では切込み層中に充填された金属層
33を介してアノード電極10と接触している点が異な
る。
【0056】 図8中に模式的に示された逆回復特性上、
(d)が図8の例、(a)が従来のpinダイオードの
例である。
【0057】 このような埋込み構造,切込み構造による
拡張された静電誘導効果をアノード側のみならずカソー
ド側にも実現することができることはもちろんである。
更に高耐圧化のための工夫のために、電界緩和層を設定
することも必要である。また図1乃至図3に示したよう
にライフタイム分布を組み合わせることによって、静電
誘導効果を高め、かつ高耐圧化に向き、逆回復特性に優
れ高速なダイオードを実現することができる。
【0058】 以下、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
【0059】
【実施例】(実施例1) 図9は本発明の第1の実施例としての埋込み構造を有す
る静電誘導ダイオードの模式的断面構造図を示す。図9
においてアノード層1,カソード層2はいずれも埋込み
構造を有している。幅Wp のアノード層1はp- 高抵抗
層31,p+ 埋込み層30,pアノード領域3を含み、
更にn+ 静電誘導短絡領域4を具備している。同様に幅
n のカソード層2はn- 高抵抗層61,n+ 埋込み層
60,nカソード領域6及びp+ 静電誘導短絡領域7を
含んでいる。pアノード領域3, + 埋込み層30及び
- 高抵抗層31からなるアノード層1からの注入正孔
は主としてカソード層2中 + 静電誘導短絡領域7に
吸収され、一方nカソード領域6, + 埋込み層60
びn - 高抵抗層61からなるカソード層2からの注入電
子は主としてアノード層1中 + 静電誘導短絡領域4
に吸収される。n+ 静電誘導短絡領域4はpアノード領
域3,p- 高抵抗層31,p+ 埋込み層30で挟まれ、
かつp+ (30)p- (31)間に広がる空乏層によっ
て取り囲まれていて、n+ 静電誘導短絡領域4の前面に
は電子に対する静電誘導効果で動作するポテンシャル障
壁が形成されている。同様にp+ 静電誘導短絡領域7は
nカソード領域6,n- 高抵抗層61,n+ 埋込み層6
0で挟まれ、かつn+ (60)n- (61)間に広がる
空乏層によって取り囲まれていて、p+ 静電誘導短絡
域7の前面には正孔に対する静電誘導効果で動作するポ
テンシャル障壁が形成されている。
【0060】 上記の静電誘導効果で動作するポテンシャ
ル障壁の高さは、特に高耐圧,高電界で動作する静電誘
導ダイオードの場合、充分に高く設定することが望まし
い。 - 高抵抗層31, - 高抵抗層61はオフ状態に
おいて、実質的に空乏化されていればよく、それぞれ
対の導電型,n- ,p- として形成されていてもよい。
充分高い障壁高さを得るためには、p+ 埋込み層30及
びn+ 埋込み層60を比較的深い位置に形成する、p+
埋込み層30間の間隔を狭める、n+ 埋込み層60間の
間隔を狭める、p+ 埋込み層30を厚く形成する、n+
埋込み層60をを厚く形成する等の工夫を行なってもよ
い。
【0061】 更にまた、p+ 埋込み層30と高抵抗層領
域(5間のp- 高抵抗層31或いは、n+ 埋込み層
60と高抵抗層領域(5間のn- 高抵抗層層61は
電界緩和層としての役割も果している。即ち、逆回復時
における強電界がこれらの領域において緩和される。
【0062】 図9においては、p+ 埋込み層30に対向
する位置にp+ 静電誘導短絡領域7を設定し、n+ 埋込
み層60に対向する位置にn+ 静電誘導短絡領域4を設
定してオン状態における電子電流,正孔電流の流れの均
一化を図ってもよいが、i層(5)が厚い場合には、必
ずしも正確に対向している必要はない。
【0063】 図9に示した本発明の第1の実施例の特徴
は上記の構造上の特徴に加えて、高抵抗層領域(i)5
内にアノード・カソード間の縦方向においてライフタイ
ム分布を設定した点である。即ち、図1に原理的に例示
した〜のライフタイム分布を例えば図9において設
定することができる。アノード層1近傍,カソード層2
近傍のライフタイムτA ,τK は長く設定し、高抵抗層
領域(i)5内のライフタイム分布を相対的にライフタ
イムが短くなるように設定することによって、アノード
層1,カソード層2近傍の静電誘導効果を高めることが
でき、かつ高抵抗層領域(i)5内の残留キャリアは短
く設定されたライフタイムによって比較的短時間に消滅
させることができる。これによって逆回復電荷量が小さ
く、逆回復時間の短いダイオードが実現でき、しかも高
耐圧化も容易となる。
【0064】 図9において、Wp ,Wn ,Wi ,LA
K はいずれも図1に対応した寸法である。WAO,WKO
は熱平衡状態におけるアノード側,カソード側の空乏層
の広がり幅に対応している。図9において図1のWA
K に対応する幅はそれぞれWA +WAO,WK +WKO
なる。τA はアノード側i層(5)近傍の正孔,電子の
ライフタイム分布を表わし、p のアノード層1内に
あっては電子のライフタイム分布τn に等しいものと考
えることができる。同様にτK はカソード側i層(5)
近傍の正孔,電子のライフタイム分布を同程度に表わ
し、n のカソード層2内にあっては正孔のライフタ
イム分布τp に等しいものと考えることができる。
【0065】 (実施例2) 図10は本発明の第2の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図を示す。図
10の構造的特徴は高抵抗層領域8がi層の代わりにn
- 層となされている点である。その他の領域、即ち、p
アノード領域3,p+ 埋込み層30,p- 高抵抗層3
1,n+ 静電誘導短絡領域4,nカソード領域6,n+
埋込み層60,n- 高抵抗層,p+ 静電誘導短絡領域
の形成はいずれも図7に示した第1の実施例と同様であ
る。n+ 静電誘導短絡領域4及びp+ 静電誘導短絡領域
7の前面には静電誘導効果によって動作しうる充分高い
電位障壁高さが形成されるとよい。
【0066】 図10の構造上高抵抗層領域(n- )8内
にはアノード・カソード間において縦方向にライフタイ
ム分布が設定されている。この場合、高抵抗層領域8
-層8であることから、図2の原理図に示すようなτ
A ,τK のライフタイム分布を形成することができる。
即ち、図2に示したライフタイム分布と同様に例えば
〜のライフタイム分布を図10の構造において形成す
ることができる。図10において、Wp ,Wn ,Wi
A ,LK はいずれも図2に対応した寸法である。
AO,WKOは熱平衡状態におけるn- (8)内に広が
るアノード側空乏層幅と、カソード側空乏層幅である。
図10において図2のWA ,WK に対応する幅はそれぞ
れWA +WAO,WK +WKOになる。図2と同様に、WA
+WAO>WK+WKOであって、,,,のライフ
タイム分布では、Wi 内にライフタイムの最小値τO
存在することが残留キャリアを短時間に消滅させるには
望ましい。
【0067】 図10においては図9の例と相違して、τ
A はアノード側n- (8)近傍の主として正孔のライ
フタイム分布を示し、p を有するアノード層1内に
あっては、n+ 静電誘導短絡領域4に吸収されるべき電
子のライフタイム分布を表わす。一方、τK は主として
カソード側n- (8)近傍における電子及び正孔のラ
イフタイム分布を表わし、n を有するカソード層2
内にあっては、p+ 静電誘導短絡領域7に吸収されるべ
き正孔のライフタイム分布を表わしている。
【0068】 (実施例3) 図11は本発明の第3の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図を示す。図
11の構造的特徴は高抵抗層領域9がi層の代わりにp
- 層となされている点である。pアノード領域3,p+
埋込み層30,p- 高抵抗層31,n+ 静電誘導短絡
4,nカソード領域6,n+ 埋込み層60,n- 高抵
抗層61,p+ 静電誘導短絡領域7は図9,図10の実
施例1,2とほぼ同様に形成する。これによって、p+
静電誘導短絡領域7及びn+ 静電誘導短絡領域4の前面
には充分な高さの静電誘導ポテンシャル障壁を形成す
る。図11において、Wp ,Wn ,Wi ,LA ,LK
の寸法はいずれも図3に対応した寸法である。WAO,W
KOは熱平衡状態における高抵抗層領域(- )9内に広
がるアノード側空乏層幅とカソード側空乏層幅である。
図11において図3のWA ,WK に対応する幅はそれぞ
れWA +WAO,WK +WKOになる。
【0069】 高抵抗層領域9がp- 層であることから、
逆回復時の最大空乏層幅WA ,WKを比較すると、図
9,図10の実施例1,2とは異なり、WA +WAO<W
K +WKOとなる傾向がある。従って、アノード・カソー
ド間のライフタイム分布に関しては、最小のライフタイ
ムがWi の幅の中に存在することが望ましい。何故なら
ば、オン状態からオフ状態へ移行する動作において残留
キャリアが最も多く存在する領域がWi の幅の中にある
からである。
【0070】 図11の実施例3においては、アノード・
カソード間のライフタイム分布を例えば図3に示した
〜の8種類の如く設定することができる。
【0071】 図11においては、前の図9,10の実施
例1,2とは相違して、τA はアノード側p- (9)
近傍における電子のライフタイム分布を表わし、p
を有するアノード層1内において + 静電誘導短絡領域
4に吸収されるべき電子のライフタイム分布を表わして
いる。τK は主としてカソード側p- (9)近傍にお
ける電子のライフタイム分布、n を有するカソード
層2内においては + 静電誘導短絡領域に吸収される
べき正孔のライフタイム分布を表わしている。
【0072】 (実施例4) 図12は本発明の第4の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図を示す。図
12の構造的特徴はp+ 埋込み層30,n+ 埋込み層6
0に接してそれぞれ高抵抗層領域(i)5との間に-
電界緩和層34,n- 電界緩和層64を積極的に設定し
電界緩和層を形成している点である。図12は(p
+ ,n+ ,p,p- (1)(5)(n+ ,p+
n,n- (2)ダイオード構造と考えることができ、
幅W p ′を有するアノード層1内には、p - 電界緩和層
34と、- 高抵抗層31中に形成されたpアノード領
域3,p+ 埋込み層30,n+ 静電誘導短絡領域が含
まれ幅W n ′を有するカソード層2内には、n - 電界
緩和層64と- 高抵抗層61中に形成されたnカソー
ド領域6,n+ 埋込み層60,p+ 静電誘導短絡領域7
が含まれている。アノード層1とカソード層2に挟まれ
たi層(5)中に逆回復時に広がる最大空乏層幅を
A ,WK とすると、図12の例ではWA ≒WK であ
る。i層(5)の中心点(0)からアノード層1までの
寸法をLA カソード層2までの寸法をLK とする。
ノード層1内のp - 高抵抗層31及びp - 電界緩和層3
4及びカソード層2内のn - 高抵抗層61及びn - 電界
緩和層64は実質的に空乏化されている。点線で示され
るW AO ,W KO は、熱平衡状態においてそれぞれi層
(5)内に広がるアノート側空乏層とカソード側空乏層
幅である。従って、n+ 静電誘導短絡領域4の前面には
+ 埋込み層30で挟まれた充分な高さの静電誘導ポテ
ンシャル障壁が形成されている。同様に、p+ 静電誘導
短絡領域7の前面にはn+ 埋込み層60で挟まれた充分
な高さの静電誘導ポテンシャル障壁が形成されている。
【0073】- 電界緩和層34及びn- 電界緩和層6
4の役割は埋込み構造の静電誘導ダイオードにおける
+ 埋込み層30とi層(5)及び+ 埋込み層60
との間の強電界を緩和することにある。これら
のp- 電界緩和層34及びn- 電界緩和層64をそれぞ
れp+ 埋込み層30及びn+ 埋込み層60に接して配置
することによって、逆バイアス印加時に高抵抗層領域
(i)5内に広がる台形状の強電界がアノード層1内
カソード層2内に侵入し、p- 高抵抗層31及びn-
高抵抗層61中の静電誘導ポテンシャル障壁の高さを低
下させることを防止することができる。
【0074】 従って、図12に示した実施例4の構造
は、図9,10,11に示した実施例1,2,3の構造
に比べて、より高耐圧の静電誘導ダイオードに向いた構
造である。
【0075】 静電誘導ダイオードにおいては、 + 静電
誘導短絡領域4, + 静電誘導短絡領域7の前面に静電
誘導ポテンシャル障壁を有するが、この電位障壁の高さ
は、上記の強電界の侵入とともに低下し、n+ 静電誘導
短絡領域4及びp+ 静電誘導短絡領域7からのそれぞれ
電子及び正孔の不要な注入を引き起こし、逆方向リーク
電流の増加を引き起こすことにもつながる。従って、そ
の意味でもn+ 静電誘導短絡領域4、p+ 静電誘導短絡
領域7の前面には充分な高さの電位障壁が形成され、逆
回復時に広がる空乏層の侵入に伴なう電界の侵入に対
し、ポテンシャル障壁高さの変動のない構成が重要とな
る。従って、上記の意味でp- 電界緩和層34,n-
界緩和層64の役割は重要である。
【0076】 図12に示した実施例においても図1の原
理図に示した如く、アノード・カソード間にライフタイ
ム分布を設定し、残留キャリアの消滅を図っている。即
ち、図12において図1と同様に例えば〜の8種類
に例示したようなライフタイム分布を設定することがで
きる。特にWi の幅の中に最小のライフタイムτO が存
在するように設定することが望ましい。
【0077】 (実施例5) 図13は本発明の第5の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。図
12に示した実施例4と異なる点は高抵抗層領域8がn
- 層として形成されている点である。このため高抵抗層
領域8内には実質的にアノード層1からWA +W AO の最
大幅で空乏層が広がっている。同様にカソード層2から
K +W KO の最大幅で空乏層が広がっている。尚、 -
高抵抗層31,- 電界緩和層34, - 高抵抗層6
1,- 電界緩和層64の各層も実質的に空乏化されて
いる従って、明らかにWAO+WA >WK +WKOである
ため、アノード・カソード間のライフタイム分布の最小
値τO は図13に示したWiの幅の中に存在することが
望ましい。アノード層1内の各領域(30,31,3
4,3,4)及びカソード層2内の各領域(60,6
1,64,6,7)の形成においては、図12に示した
実施例4と同様に形成する。アノード・カソード間のラ
イフタイム分布は例えば図2の原理図に示した〜の
8種類を用いることがきる。
【0078】 (実施例6) 図14は本発明の第6の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。実
施例4,5の構造と同様の構造を有するが、高抵抗層
9がp- 層として形成されている点が異なる。アノー
ド・カソード間のライフタイム分布としては図3に原理
図を示したようなライフタイム分布を例えば用いること
ができる。最小のライフタイムτO は図14において、
幅Wi の内部に存在することが望ましい。
【0079】 (実施例7) 図15は本発明の第7の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。図
15は(p+ ,p- ,n+ (1)(5)(n+ ,n
- ,p+ (2)ダイオード構造を有すると考えること
ができる。- 電界緩和層34はp+ 埋込み層30の形
状に沿って波形の形状を有する。同様にn- 電界緩和
64はn+ 埋込み層60の形状に沿って波形の形状を有
する。p- 電界緩和層34,n- 電界緩和層64がこの
ような波形形状を有するため、n+ 静電誘導短絡領域
の前面のp- チャネルの長さ(p- 高抵抗層31の厚さ
に相当)及びp+ 静電誘導短絡領域7の前面のn- チャ
ネルの長さ(n- 高抵抗層61の厚さに相当)はp-
界緩和層34,n- 電界緩和層64が平坦な形状を有す
る図12乃至図14に示した実施例4乃至実施例6と比
較して、実質的なチャネル長が短い。従って、実質的な
チャネルの抵抗が低減化される分だけオン状態における
抵抗分が低減化され、順方向電位降下が低くなる。
【0080】 図15に示した実施例7においてもアノー
ド・カソード間にライフタイム分布τA ,τK を設定す
ることによって、残留キャリアの消滅を促進させて、逆
回復時の電荷量及び逆回復時間を短縮化することができ
る。例えば、既に示したように、図1のようなライフタ
イム〜を設定することができる。最小のライフタイ
ムτO はWi の幅の中に設定されることが望ましい。
【0081】 (実施例8) 図16は本発明の第8の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
(p+ ,n+ ,p- (1)- (8)(n+ ,p+
- (2)ダイオードと考えることができる。アノー
層1内の各領域(3,4,30,31,34)は図1
5と同様に形成され、カソード層2内の各領域(6,
7,60,61,64)も図15と同様に形成されてい
る。逆回復時の最大の空乏層幅は,WA +WAO>WK
KOであるから、図16のWi の幅の中に最小のライフ
タイムτO が存在することが望ましい。アノード・カソ
ード間のライフタイム分布τA ,τK としては例えば図
2に示した〜のライフタイム分布を設定することが
できる。
【0082】 (実施例9) 図17は本発明の第9の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
(p+ ,n+ ,p- (1)- (9)(n+ ,p+
- (2)ダイオードと考えることができる。アノー
層1内の各領域(3,4,30,31,34)及びカ
ソード層2内の各領域(6,7,60,61,64)は
それぞれ図15,図16の実施例7,8と同様に形成さ
れている。逆回復時の最大の空乏層幅はWA +WAO<W
K +WKOであることから、図17のWi の幅の中に最小
のライフタイムτO が存在することが望ましい。アノー
ド・カソード間のライフタイム分布としては例えば図3
に示した〜のライフタイム分布を設定することがで
きる。
【0083】 (実施例10) 図18は本発明の第10の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図を示す。
図18の特徴はそれぞれチャネル幅よりも拡張された
+ 静電誘導短絡領域16及び拡張されたp + 静電誘導短
絡領域17をそれぞれアノード層1及びカソード層2
設定し、それぞれ電子の取込み領域,正孔の取込み領域
を広く設定した点と+ 埋込み層30及びn+ 埋込み
層60に対して、それぞれp+ 拡散層32,n+ 拡散層
62を用いて直接アノード電極10及びカソード電極1
1にコンタクトを取った点である。このように静電誘導
短絡領域を幅広く形成することによって、より多くのキ
ャリアを主電極側に吸収することができるため、逆回復
時の電荷量を低減化でき、逆回復時間を短縮化すること
ができる。図18に示した実施例10ではp- 電界緩和
層34及びn- 電界緩和層64はいずれも平坦な形状を
有しているが、図15乃至図17に示すように波形形状
として形成してもよいことはもちろんである。
【0084】 図18の実施例10では、アノード・カソ
ード間のライフタイム分布としては図1に原理図を示し
たような〜のライフタイム分布を例えば用いること
ができる。最大空乏層幅の広がりは、WA +WAO≒WK
+WKOであることから、Wi内に最小のライフタイムτ
O を有することが望ましい。
【0085】 上記のようなライフタイム分布τA ,τK
を設定することによって、残留キャリアの消滅を促進さ
せて、拡張された + 静電誘導短絡領域16及び拡張さ
れたp + 静電誘導短絡領域17の効果によって更に逆回
復時の電荷量及び逆回復時間を短縮化することができ
る。
【0086】 (実施例11) 図19は本発明の第11の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
図18の実施例10と異なる点は高抵抗層領域8をn-
層として形成した点である。逆回復時の最大空乏層幅は
AO+WA >WK +WKOであることから、図19のWi
の幅の中に最小のライフタイムτO が存在するようなラ
イフタイム分布をアノード・カソード間に設定すること
が望ましい。即ち、例えば図2に原理図を示した〜
のライフタイム分布τA ,τK を図19の実施例11に
おいても用いることができる。このようなライフタイム
分布を設定することによって、それぞれチャネル幅より
拡張された + 静電誘導短絡領域16及び拡張された
+ 静電誘導短絡領域17の効果によって更に逆回復電
荷量及び逆回復時間を短縮化することができる。
【0087】 (実施例12) 図20は本発明の第12の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
図18,図19の実施例10,実施例11と異なる点は
高抵抗層領域9をp- 層として形成した点である。実施
例11と同様に、図20のWi の幅の中に最小のライフ
タイムτO が存在するようなライフタイム分布をアノー
ド・カソード間に設定することが望ましく、また、図3
に原理図を示した〜のライフタイム分布τA ,τK
を例えば図20の実施例12においても用いることがで
きる。このようなライフタイム分布の設定と、それぞれ
チャネル幅よりも拡張された + 静電誘導短絡領域16
及び拡張されたp + 静電誘導短絡領域17の効果によっ
て、逆回復電荷量及び逆回復時間を短縮化することがで
きる。
【0088】 (実施例13,14,15) 図21,図22及び図23はそれぞれ本発明の第13,
第14及び第15の実施例としての埋込み構造を有する
静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。図21
乃至図23の構造上の差は高抵抗層領域をそれぞれi層
,n- ,p- として形成してい
る点である。アノード層1の形状,カソード層2の形状
はいずれも共通である。即ち、アノード層1pアノー
ド領域からなり、中程度の不純物密度として形成する。
これはp(1)i(5)接合における拡散電位をあまり
高く設定しないためである。この拡散電位を高く設定す
ると順方向電圧降下が増大して結果的に望ましくないか
らである。一方、カソード層2は、n- 電界緩和層64
及びn- 高抵抗層61中にn+ 埋込み層60、n+カソ
ード領域6及びp+ 静電誘導短絡領域7を有している。
- 電界緩和層64及びn- 高抵抗層61中はほぼ実質
的に空乏化されていて、p+ 静電誘導短絡領域7の前面
のn+ 埋込み層60で挟まれたn- 高抵抗層61中には
充分な高さの静電誘導ポテンシャル障壁が形成されてい
る。
【0089】 図21乃至図23の実施例13乃至実施例
15の構造例においても、アノード・カソード間にライ
フタイム分布τA ,τK を設定し、残留キャリアの消滅
を促進している。このようなライフタイム分布の例とし
ては図1乃至図3に示した〜のライフタイム分布τ
A ,τK を用いることができる。図21の例ではWA
AO≒WK +WKO,図22の例ではWA +WAO>WK
KO,図23の例ではWA +WAO<WK +WKOである
が、いずれの例においてでもそれぞれのWi の幅の中に
最小のライフタイムτO が存在することが望ましい。
【0090】 図21乃至図23に示した実施例13乃至
実施例15は構造が比較的簡単であることから製造が容
易である。
【0091】 一般にpinダイオードでは逆回復時の逆
方向電界によって生ずる空乏層幅の広がる速度を考えた
場合、アノード近傍の空乏層の広がる速度dWA /d
tに比較して、カソード近傍の空乏層の広がる速度d
K /dtの方が速い。これはi層内からアノード
正孔を吸収する速度とカソードに電子を吸収する速度
の差であり、物理的には電子及び正孔の移動度の差に起
因している。従って、比較的構造が簡単なダイオードの
場合には、アノード側よりはむしろ、カソード側に
静電誘導短絡構造を積極的に導入するとともに、カソー
から比較的深い空乏層幅WK が広がりやすい構造が
望ましい。即ち、図21もしくは図23に示す実施例1
3もしくは15に相当する形状が望ましいことになる。
このようなカソード層2内にのみ静電誘導短絡構造を設
定するダイオードの場合には、アノード層1は前述の如
く比較的中低濃度のpアノード領域として形成し、しか
も浅く形成することが望ましいが、電界の侵入に対して
パンチスルー防止のため所定の厚さと所定の不純物密度
を設定する必要がある。このような意味からも図23の
実施例15の構造はアノード側pp -接合におけるオン
電圧の上昇を抑制しつつ、逆回復時に広がる空乏層をW
K +WKO>WA +WAOとしてカソード層2から比較的
深く広げる構造となっている。
【0092】 (実施例16) 図24は本発明の第16の実施例としての切込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
高抵抗層領域5をi層として形成し、アノード層1内及
カソード層2内に平坦な形状の電界緩和層としてp -
電界緩和層34及び - 電界緩和層64をそれぞれ設け
ている。p+ 埋込み層30はp- 高抵抗層31中に-
電界緩和層34中に接して埋込まれており、一方、n+
埋込み層60はn- 高抵抗層61中に- 電界緩和層6
4中に接して埋込まれている。これらの + 埋込み層3
及びn + 埋込み層60に対しては、それぞれアノード
側主表面及びカソード側主表面より切込まれた溝内に絶
縁層70を介して充填されたポリシリコン,金属シリサ
イド及びこれらの多層膜等からなる金属層33及び63
によって、それぞれアノード電極10及びカソード電極
11と直接的にコンタクトがとられている。従って、p
+ 埋込み層30及びn+ 埋込み層60に対しては直接的
にアノード電極10及びカソード電極11と電気的コン
タクトが取られていることから、これらの埋込み層の電
位はアノード電極10,カソード電極11の電位と等し
い。従って、これらの + 埋込み層30及びn + 埋込み
60が実質的な + アノード領域及びn + カソード領
域と考えることができる。p-高抵抗層31及びn-
抵抗層61はそれぞれp+ (30)p- (31)間の拡
散電位及びn+ (60)n- (61)間の拡散電位によ
って実質的に空乏化されている。更に、 - 高抵抗層3
及びn - 高抵抗層61中に + 静電誘導短絡領域
びp + 静電誘導短絡領域7がそれぞれ形成されている。
上記構造においてi層の代わりにn- 層,p- 層を用い
てもよいことはもちろんである。
【0093】 図24に示した実施例16においてもアノ
ード・カソード間において例えば図1に原理図を示した
ような〜のライフタイム分布τA ,τK を設定する
ことによって残留キャリアの消滅を促進し、逆回復時の
電荷量及び逆回復時間を短縮化することができる。更に
また、図24の構造例では、アノード層1,カソード
の両方に切込み構造を設定したことにより、キャリア
のシャッター効果を高めることができ、 + 静電誘導短
領域及びp + 静電誘導短絡領域7を通しての主電極
へのキャリアの吸収効果が高い。
【0094】 (実施例17) 図25は本発明の第17の実施例としての切込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
図24に示した実施例16との大きな構造的差異は、切
込み構造における溝の幅を狭く形成して実質的にp-
抵抗層31及びn- 高抵抗層61の幅(従って体積)を
大きく成形し、これに伴なってn+ 静電誘導短絡領域1
6,p+ 静電誘導短絡領域17の幅を広く形成した点に
ある。即ち、 + 埋込み層30間のp - 高抵抗層31中
のチャネル幅及びn + 埋込み層60巻のn - 高抵抗層6
1中のチャネル幅に対して拡張された静電誘導短絡構造
によって、実質的なキャリアの取り込み領域を広くした
点にある。動作原理については図8において説明した通
りである。金属層33及び63はポリシリコン,金属シ
リサイド、及びこれらの多層膜等によって、絶縁層70
を介して形成することができる。尚、図25の構造にお
いてi層の代わりにn- 層,p- 層を用いてもよい。ま
たアノード・カソード間のライフタイム分布τA ,τK
についても図1乃至図3に示した〜ライフタイム分
布を採用することができる。
【0095】 (実施例18) 図26は本発明の第18の実施例としての切込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図である。
図24に示した実施例16との大きな差異はp+ 埋込み
層30及びn+ 埋込み層60に対してそれぞれ金属シリ
サイド層35及び65によって切り込まれた溝の底部に
おいてコンタクトを取り、これらの金属シリサイド層3
5,65上を側壁部の絶縁層70とともにノンドープ
リシリコン或いはSIPOS71等で被膜した構造を有
する点にある。金属シリサイド層35及び65はそれぞ
れアノード電極10及びカソード電極11と周辺部でも
しくは所定の間隔ピッチで設けられたコンタクトホール
を介して接触している(この部分は図示されていな
い。)。i層(5)の代わりにn- 層,p- 層を用いて
もよいことはもちろんである。またアノード・カソード
間のライフタイム分布についても図1乃至図3の〜
の例を同様に用いることもできる。
【0096】 本発明の構成は上記実施例1乃至実施例1
8に限られるものではなく、様々な構造上の拡張,変更
が可能である。またタイフタイム分布についても図1乃
至図3に示した〜の分布に限られることはなく、様
々な分布を考えることができる。このようなライフタイ
ム分布の実現方法としては、例えば多段に照射量,ドー
ズ量を変えて、プロトン照射を行なう方法、或いは、複
数のライフタイム制御の方法を組み合わせる方法,或い
はライフタイム分布を最小としたい領域において結晶を
はり合わせてライフタイム制御と組み合わせて形成する
方法等の方法がある。
【0097】 上述した(p + ,p) アノード領域3,
(n + ,n)カソード領域6,p+ 埋め込み層30,n
+ 埋込み層60,n+ 静電誘導短絡領域4,拡張された
+ 静電誘導短絡領域16,p+ 静電誘導短絡領域7,
拡張されたp + 静電誘導短絡領域17等の形成ピッチは
キャリアの拡散長Ln ,Lp の寸法以下であることが望
ましく、微細な寸法として例えば〜1μm程度にすれ
ば、更に特性は良好となる。高抵抗層領域(i(5)
- (9),n- (8))の厚さは所望の耐圧と動作電
圧を考慮して決定される。 - 電界緩和層34, -
界緩和層64の厚さも耐圧と動作電圧,電界により決定
される。
【0098】 本発明の実施例1〜18においては高抵抗
層31及び61は静電誘導短絡領域(4,16)及び
(7,17)と反対導電型として形成する例を示したが
これに限るものではなく、同一導電型として形成しても
よい。この場合には + 埋込み層30及びn + 埋込み層
60によって充分な高さの静電誘導障壁高さが形成され
る必要があることはもちろんである。
【0099】 本発明の実施例1〜18の構造はいずれも
微細に形成すればするほど、オン状態において電流を均
一に流すことができ大電流化の容易な構造である。特に
平坦な形状のp - 電界緩和層34及びn - 電界緩和層
4を設ける構造では比較的電流は均一である。
【0100】
【発明の効果】本発明による埋め込み構造もしくは切込
み構造を有する静電誘導ダイオードにおいては埋込み形
状を有することから高耐圧化が容易である。
【0101】 また、アノード,カソードに静電誘導
短絡領域を設定してキャリアを主電極に吸収するため、
逆回復電荷量,逆回復時間を短縮できる。
【0102】 また、アノード,カソードに電界緩和
層を設けたことによって高電界の侵入を防止し、高耐圧
化に向いたダイオードが実現できる。
【0103】 更にまた、本発明による埋込み構造もしく
は切込み構造を有する静電誘導ダイオードにおいては、
高抵抗層領域において、アノード近傍及びカソード
近傍は比較的ライフタイムを長く設定して静電誘導効果
が有効に働きやすい構成とし、アノード,カソード
から深い位置はライフタイムを比較的短く設定して残留
キャリアの消滅を促進する構成を採用していることか
ら、静電誘導短絡の効果に加えて、逆回復電荷量が少な
く、逆回復時間の短い高耐圧ダイオードを実現すること
ができる。
【0104】 更にまた、チャネル幅に比較して拡張され
た静電誘導短絡構造によって上記効果を更に高めること
ができる。
【0105】 更にまた、本発明による埋め込み構造もし
くは切込み構造を有する静電誘導ダイオードにおいて
は、埋め込み形状を有することからキャリアのシャッタ
ー効果を高めることができ、比較的広い範囲のキャリア
を静電誘導短絡領域に吸収することができる。特に切込
み構造においては、埋込み層に電極が取られていること
から、更にキャリアのシャッター効果が向上し、また応
答速度も速いため高速化ダイオードを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による埋込み構造もしくは切込み構造を
有する静電誘導ダイオードとして(p+ ,p,p -
i(n+ ,n,n- )ダイオードにおけるライフタイム
分布τA ,τK を説明する原理図
【図2】本発明による埋込み構造もしくは切込み構造を
有する静電誘導ダイオードとして(p+ ,p,p- )n
- (n+ ,n,n- )ダイオードにおけるライフタイム
分布τA ,τK を説明する原理図
【図3】本発明による埋込み構造もしくは切込み構造を
有する静電誘導ダイオードとして(p+ ,p,p- )p
- (n+ ,n,n- )ダイオードにおけるライフタイム
分布τA ,τK を説明する原理図
【図4】本発明の埋込み構造を有する静電誘導ダイオー
ドの原理的な動作を説明する図であって、オン状態にお
けるアノード側近傍のキャリアの動きを示す図
【図5】本発明の埋込み構造を有する静電誘導ダイオー
ドの原理的な動作を説明する図であって、オン状態から
オフ状態に移向する逆回復時においてIF =0となる時
のアノード側近傍のキャリアの動きを示す図
【図6】拡張された静電誘導短絡構造を有する埋込み構
造を有する静電誘導ダイオードの原理的な動作を説明す
る図であって、オン状態におけるアノード側近傍のキャ
リアの動きを示す図
【図7】拡張された静電誘導短絡構造を有する埋込み構
造を有する静電誘導ダイオードの原理的な動作を説明す
る図であって、オン状態からオフ状態に移向する逆回復
時においてIF =0となる時のアノード側近傍のキャリ
アの動きを示す図
【図8】本発明の切込み構造を有する静電誘導ダイオー
ドの原理的な動作を説明する図であって、オン状態から
オフ状態に移向する逆回復時においてIF =0となる時
のアノード側近傍のキャリアの動きを示す図
【図9】本発明の第1の実施例としての埋込み構造を有
する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図10】本発明の第2の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図11】本発明の第3の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図12】本発明の第4の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図13】本発明の第5の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図14】本発明の第6の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図15】本発明の第7の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図16】本発明の第8の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図17】本発明の第9の実施例としての埋込み構造を
有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図18】本発明の第10の実施例としての埋込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図19】本発明の第11の実施例としての埋込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図20】本発明の第12の実施例としての埋込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図21】本発明の第13の実施例としての埋込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図22】本発明の第14の実施例としての埋込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図23】本発明の第15の実施例としての埋込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図24】本発明の第16の実施例としての切込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図25】本発明の第17の実施例としての切込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【図26】本発明の第18の実施例としての切込み構造
を有する静電誘導ダイオードの模式的断面構造図
【符号の説明】
1 アノード 2 カソード(p + ,p)アノード領域 4 n+ 静電誘導短絡領域 5 高抵抗層領域(i) 6 (n + ,n)カソード領域 7 p+ 静電誘導短絡領域 8 高抵抗層領域(n- ) 9 高抵抗層領域(p- ) 10 アノード電極 11 カソード電極 16 拡張されたn+ 静電誘導短絡領域 17 拡張されたp+ 静電誘導短絡領域 30 p+ 埋込み層 31 p- 高抵抗層 32 p+ 拡散層 33,63 金属層 34 p- 電界緩和層 35,65 金属シリサイド層 60 n+ 埋込み層 61 n- 高抵抗層 62 n+ 拡散層 64 n- 電界緩和層 70 絶縁層 71 ノンドープポリシリコン或いはSIPOS
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−84466(JP,A) 特開 昭56−138957(JP,A) 特開 昭55−68680(JP,A) 特開 昭62−128532(JP,A) 特開 昭53−108387(JP,A) 特開 昭55−38058(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 29/868

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アノードと、カソードと、前記アノー
    前記カソードに挟まれた高抵抗層領域と、及び
    前記アノード,前記カソードにそれぞれ接触するア
    ノード電極,カソード電極を具備するダイオードにおい
    て、 前記アノード,前記カソードの両方のに静電誘導
    効果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノードから前記カソ
    ードに向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向において場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    及び前記カソード近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード及び前記カソードから前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード
    及び前記カソードから前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をWA ,WK とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをWi とすると、Wi の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτO が分布し、前記アノード層は、所定の厚さW p の実質的に空乏化さ
    れたp - 高抵抗層と、前記p - 高抵抗層中に所定のピッ
    チで前記高抵抗層領域に接することなく形成されかつ埋
    込まれた高不純物密度のp + 埋込み層と、前記p - 高抵
    抗層中に形成され前記アノード電極に接触して互いに短
    絡されたpもしくはp + アノード領域とn + 静電誘導短
    絡領域とを具備し、 前記p+ 埋込み層から広がる空乏層によって前記n+
    電誘導短絡領域は電気的にシールドされるとともに、前
    記n+ 静電誘導短絡領域前面の前記p+ 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には電子に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に 広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において実質的に前記pもしくはp + アノード領域及び
    前記アノード電極とほぼ同電位になされ、 前記カソード層は、所定の厚さW n の実質的に空乏化さ
    れたn - 高抵抗層と、前記n - 高抵抗層中に所定のピッ
    チで前記高抵抗層領域に接することなく形成されかつ埋
    込まれた高不純物密度のn + 埋込み層と、前記n - 高抵
    抗層中に形成され前記カソード電極に接触して互いに短
    絡されたnもしくはn + アノード領域とp + 静電誘導短
    絡領域とを具備し、 前記n+ 埋込み層から広がる空乏層によって前記p+
    電誘導短絡領域は電気的にシールドされるとともに、前
    記p+ 静電誘導短絡領域前面の前記n+ 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には正孔に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記 - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において実質的に前記nもしくはn + カソード領域及び
    前記カソード電極とほぼ同電位になされ、 前記p - 高抵抗層内において、 前記所定のピッチで埋込
    まれたp+ 埋込み層と前記高抵抗層領域との間の前記高
    抵抗層領域に接する前記p - 高抵抗層は実質的な電界緩
    となることを特徴とし、前記n - 高抵抗層内において、 前記所定のピッチで埋込
    まれたn+ 埋込み層と前記高抵抗層領域との間の前記高
    抵抗層領域に接する前記n - 高抵抗層は実質的な電界緩
    和層となることを特徴とする埋込み構造を有する静電誘
    導ダイオード。
  2. 【請求項2】アノード層と、カソード層と、前記アノー
    ド層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及び
    前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触するア
    ノード電極,カソード電極を具備するダイオードにおい
    て、 前記アノード層,前記カソード層の両方の層に静電誘導
    効果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向に おいて場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、実質的に空乏化されたp - 高抵抗層
    と、前記p - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層と、前記p
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のp - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のp + 埋込み層と、前記p - 高抵抗層中に形成され前記
    アノード電極に接触して互いに短絡されたpもしくはp
    + アノード領域とn + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記p + 埋込み層から広がる空乏層によって前記n +
    電誘導短絡領域は電気的にシールドされるとともに、前
    記n + 静電誘導短絡領域前面の前記p + 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には電子に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において実質的に前記pもしくはp + アノード領域及び
    前記アノード電極とほぼ同電位になされ、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のn - 電界緩和層と、前記n
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に形成され前記
    カソード電極に接触して互いに短絡されたnもしくはn
    + カソード領域とp + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記n + 埋込み層から広がる空乏層によって前記p +
    電誘導短絡領域は電気 的にシールドされるとともに、前
    記p + 静電誘導短絡領域前面の前記n + 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には正孔に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において実質的に前記nもしくはn + カソード領域及び
    前記カソード電極とほぼ同電位になされたことを特徴と
    する埋込み構造を有する静電誘導ダイオード。
  3. 【請求項3】アノード層と、カソード層と、前記アノー
    ド層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及び
    前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触するア
    ノード電極,カソード電極を具備するダイオードにおい
    て、 前記アノード層,前記カソード層の両方の層に静電誘導
    効果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向において場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、実質的に空乏化されたp - 高抵抗層
    と、前記p - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する波形形状のp - 電界緩和層と、前記p -
    高抵抗層中に前記波形形状のp - 電界緩和層に接して形
    成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度のp
    + 埋込み層と、前記p - 高抵抗層中に形成され前記アノ
    ード電極に接触して互いに短絡されたpもしくはp +
    ノード領 域とn + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記p + 埋込み層から広がる空乏層によって前記n +
    電誘導短絡領域は電気的にシールドされるとともに、前
    記n + 静電誘導短絡領域前面の前記p + 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には電子に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において実質的に前記pもしくはp + アノード領域及び
    前記アノード電極とほぼ同電位になされ、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する波形形状のn - 電界緩和層と、前記n -
    高抵抗層中に前記波形形状のn - 電界緩和層に接して囲
    まれて形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物
    密度のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に形成され
    前記カソード電極に接触して互いに短絡されたnもしく
    はn + カソード領域とp + 静電誘導短絡領域とを具備
    し、 前記n + 埋込み層から広がる空乏層によって前記p +
    電誘導短絡領域は電気的にシールドされるとともに、前
    記p + 静電誘導短絡領域前面の前記n + 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には正孔に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において実質的に前記nもしくはn + カソード領域及び
    前記カソード電極とほぼ同電位になされたことを特徴と
    する埋込み構造を有する静電誘導ダイオード。
  4. 【請求項4】アノード層と、カソード層と、前記アノー
    ド層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及び
    前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触するア
    ノード電極,カソード電極を具備するダイオードにおい
    て、 前記カソード層に静電誘導効果を利用した埋込み構造を
    設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向に おいて場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、前記高抵抗層領域に対してプレーナ
    形状のpアノード領域として形成され、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のn - 電界緩和層と、前記n
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に形成され前記
    カソード電極に接触して互いに短絡されたnもしくはn
    + カソード領域とp + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記n + 埋込み層から広がる空乏層によって前記p +
    電誘導短絡領域は電気的にシールドされるとともに、前
    記p + 静電誘導短絡領域前面の前記n + 埋込み層で挟ま
    れたチャネル領域には正孔に対する充分に高い電位障壁
    が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において実質的に前記nもしくはn + カソード領域及び
    前記カソード電極とほぼ同電位になされたことを特徴と
    する埋込み構造を有する静電誘導ダイオード。
  5. 【請求項5】前記n + 静電誘導短絡領域は、前記所定の
    ピッチで埋込まれたp + 埋込み層で挟まれた間の部分に
    おけるp - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル幅
    よりも相対的に幅広く形成されて拡張されたn + 静電誘
    導短絡領域を有することを特 徴とする請求項1乃至3の
    内、いずれか1項記載の埋込み構造を有する静電誘導ダ
    イオード。
  6. 【請求項6】前記p + 静電誘導短絡領域は、前記所定の
    ピッチで埋込まれたn + 埋込み層で挟まれた間の部分に
    おけるn - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル幅
    よりも相対的に幅広く形成されて拡張されたp + 静電誘
    導短絡領域を有することを特徴とする請求項1乃至4の
    内、いずれか1項記載の埋込み構造を有する静電誘導ダ
    イオード。
  7. 【請求項7】前記n + 静電誘導短絡領域は、前記所定の
    ピッチで埋込まれたp + 埋込み層で挟まれた間の部分に
    おけるp - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル幅
    よりも相対的に幅広く形成されて拡張されたn + 静電誘
    導短絡領域を有することを特徴とし、 前記p + 静電誘導短絡領域は、前記所定のピッチで埋込
    まれたn + 埋込み層で挟まれた間の部分におけるn -
    抵抗層からなるチャネル領域のチャネル幅よりも相対的
    に幅広く形成されて拡張されたp + 静電誘導短絡領域を
    有することを特徴とする請求項1乃至3の内、いずれか
    1項記載の埋込み構造を有する静電誘導ダイオード。
  8. 【請求項8】アノード層と、カソード層と、前記アノー
    ド層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及び
    前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触するア
    ノード電極,カソード電極を具備するダイオードにおい
    て、 前記アノード層,前記カソード層の両方の層に静電誘導
    効果を利用した埋込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向において場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短 くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、実質的に空乏化されたp - 高抵抗層
    と、前記p - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層と、前記p
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のp - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のp + 埋込み層と、前記p - 高抵抗層中に形成され前記
    アノード電極に接触して互いに短絡されたp + 拡散層と
    + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層はそれ自体
    の中央部の領域において、前記アノード電極に接するよ
    うに前記p - 高抵抗層に設けられた前記p + 拡散層と、
    これら2つの層でT字形状の領域を形成するようにそれ
    ぞれ接しており、前記p + 埋込み層で挟まれた間の部分
    における前記p - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャ
    ネル幅よりも、前記p + 拡散層間における前記p - 高抵
    抗層の幅の方が相対的に広く、前記p + 拡散層間には前
    記n + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記p + 埋込み層及び前記p + 拡散層から前記p - 高抵
    抗層中に広がる空乏層によって前記n + 静電誘導短絡領
    域は電気的にシールドされるとともに、前記n + 静電誘
    導短絡領域前面の前記p + 埋込み層で挟まれた前記チャ
    ネル領域には電子に対する充分に高い電位障壁が形成さ
    れ、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において前記p + 拡散層を介して前記アノード電極とほ
    ぼ同電位になされ、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のn - 電界緩和層と 、前記n
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に形成され前記
    カソード電極に接触して互いに短絡されたn + 拡散層と
    + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層はそれ自体
    の中央部の領域において、前記カソード電極に接するよ
    うに前記n - 高抵抗層に設けられた前記n + 拡散層と、
    これら2つの層でT字形状の領域を形成するようにそれ
    ぞれ接しており、前記n + 埋込み層で挟まれた間の部分
    における前記n - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャ
    ネル幅よりも、前記n + 拡散層間における前記n - 高抵
    抗層の幅の方が相対的に広く、前記n + 拡散層間には前
    記p + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記n + 埋込み層及び前記n + 拡散層から前記n - 高抵
    抗層中に広がる空乏層によって前記p + 静電誘導短絡領
    域は電気的にシールドされるとともに、前記p + 静電誘
    導短絡領域前面の前記n + 埋込み層で挟まれた前記チャ
    ネル領域には正孔に対する充分に高い電位障壁が形成さ
    れ、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において前記n + 拡散層を介して前記カソード電極とほ
    ぼ同電位になされたことを特徴とする埋込み構造を有す
    る静電誘導ダイオード。
  9. 【請求項9】前記高抵抗層領域は真性半導体からなるi
    層であることを特徴とする請求項1乃至8の内、いずれ
    か1項記載の埋込み構造を有する静電誘導ダイオード。
  10. 【請求項10】アノード層と、カソード層と、前記アノ
    ード層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及
    び前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触する
    アノード電極,カソード電極を具備するダイオードにお
    いて、 前記アノード層,前記カソード層の両方の層に静電誘導
    効果を利用した切込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分 布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向において場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、実質的に空乏化されたp - 高抵抗層
    と、前記p - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層と、前記p
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のp - 電界緩和層に接し
    て所定のピッチで埋込まれた高不純物密度のp + 埋込み
    層と、前記p - 高抵抗層中に切込まれた溝の側壁部分に
    形成された絶縁層と、前記溝内に前記アノード電極に接
    するように充填された金属層と、前記p - 高抵抗層中に
    形成され前記アノード電極に接触して前記金属層と互い
    に短絡されたn + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層はそれ自体
    の中央部の領域において、前記アノード電極に接するよ
    うに前記p - 高抵抗層に設けられた前記金属層と、これ
    ら2つの層でT字形状の領域を形成するようにそれぞれ
    接しており、前記p + 埋込み層で挟まれた間の部分にお
    ける前記p - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル
    幅と、前記金属層間における前記p - 高抵抗層の幅は実
    質的に等しく、前記金属層間には前記絶縁層を介して前
    記n + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記p + 埋込み層から前記p - 高抵抗層中に広がる空乏
    層によって前記n + 静電誘導短絡領域は電気的にシール
    ドされるとともに、前記n + 静電誘導短絡領域前面の前
    記p + 埋込み層で挟まれた前記チャネル領域には電子に
    対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に 広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において前記金属層を介して前記アノード電極と同電位
    になされ、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のn - 電界緩和層と、前記n
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に形成され前記
    カソード電極に接触して互いに短絡されたn + 拡散層と
    前記n - 高抵抗層中に切込まれた溝の側壁部分に形成さ
    れた絶縁層と、前記溝内に前記カソード電極に接するよ
    うに充填された金属層と、前記n - 高抵抗層中に形成さ
    れ前記カソード電極に接触して前記金属層と互いに短絡
    されたp + 静電誘導短絡領域とを具備し、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層はそれ自体
    の中央部の領域において、前記カソード電極に接するよ
    うに前記n - 高抵抗層に設けられた前記金属層と、これ
    ら2つの層でT字形状の領域を形成するようにそれぞれ
    接しており、前記n + 埋込み層で挟まれた間の部分にお
    ける前記n - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル
    幅と、前記金属層間における前記n - 高抵抗層の幅は実
    質的に等しく、前記金属層間には前記絶縁層を介して前
    記p + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記n + 埋込み層から前記n - 高抵抗層中に広がる空乏
    層によって前記p + 静電誘導短絡領域は電気的にシール
    ドされるとともに、前記p + 静電誘導短絡領域前面の前
    記n + 埋込み層で挟まれた前記チャネル領域には正孔に
    対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において前記金属層を介して前記カソード電極と同電位
    になされたことを特徴とする切込み構造を有する静電誘
    導ダイオード。
  11. 【請求項11】アノード層と、カソード層と、前記アノ
    ード層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及
    び前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触する
    アノー ド電極,カソード電極を具備するダイオードにお
    いて、 前記アノード層,前記カソード層の両方の層に静電誘導
    効果を利用した切込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向において場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、実質的に空乏化されたp - 高抵抗層
    と、前記p - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層と、前記p
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のp - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のp + 埋込み層と、前記p - 高抵抗層中に切込まれた溝
    の側壁部分に形成された絶縁層と、前記溝内に前記アノ
    ード電極に接するように充填された金属層と、前記p -
    高抵抗層中に形成され前記アノード電極に接触して前記
    金属層と互いに短絡されたn + 静電誘導短絡領域とを具
    備し、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層はそれ自体
    の中央部の領域において、前記アノード電極に接するよ
    うに前記p - 高抵抗層に設けられた前記金属層と、これ
    ら2つの層でT字形状の領域を形成するようにそれぞれ
    接しており、前記p + 埋込み層で挟まれた間の部分にお
    ける前記p - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル
    幅よりも、前記金属層間における前記p - 高抵抗層の幅
    の方が相対的に広く、前記金属層間には前記絶縁層を介
    して前記n + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記p + 埋込み層から前記p - 高抵抗層中に広がる空乏
    層によって前記n + 静電誘導短絡領域は電気的にシール
    ドされるとともに、前記n + 静電誘導短絡領域前面の前
    記p + 埋込み層で挟まれた前記チャネル領域には電子に
    対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において前記金属層を介して前記アノード電極と同電位
    になされ、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のn - 電界緩和層と、前記n
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に切込まれた溝
    の側壁部分に形成された絶縁層と、前記溝内に前記カソ
    ード電極に接するように充填された金属層と、前記n -
    高抵抗層中に形成され前記カソード電極に接触して前記
    金属層と互いに短絡されたp + 静電誘導短絡領域とを具
    備し、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層はそれ自体
    の中央部の領域において、前記カソード電極に接するよ
    うに前記n - 高抵抗層に設けられた前記金属層と、これ
    ら2つの層でT字形状の領域を形成するようにそれぞれ
    接しており、前記n + 埋込み層で挟まれた間の部分にお
    ける前記n - 高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル
    幅よりも、前記金属層間における前記n - 高抵抗層の幅
    の方が相対的に広く、前記金属層間には前記絶縁層を介
    して前記p + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記n + 埋込み層から前記n - 高抵抗層中に広がる空乏
    層によって前記p + 静電誘導短絡領域は電気的にシール
    ドされるとともに、前記p + 静電誘導短絡領域前面の前
    記n + 埋込み層で挟まれた前記チャネル領域には正孔に
    対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において前記金属層を介して前記カソード電極と同電位
    になされたこと を特徴とする切込み構造を有する静電誘
    導ダイオード。
  12. 【請求項12】アノード層と、カソード層と、前記アノ
    ード層と前記カソード層に挟まれた高抵抗層領域と、及
    び前記アノード層,前記カソード層にそれぞれ接触する
    アノード電極,カソード電極を具備するダイオードにお
    いて、 前記アノード層,前記カソード層の両方の層に静電誘導
    効果を利用した切込み構造を設定し、 前記高抵抗層領域は、該高抵抗層領域内において、キャ
    リアのライフタイム分布に前記アノード層から前記カソ
    ード層に向かう前記高抵抗層領域の厚さ方向において場
    所的に変化するライフタイム分布を具備し、前記アノー
    ド層及び前記カソード層近傍においてライフタイムが長
    く、前記アノード層及び前記カソード層から前記高抵抗
    層領域内の厚さ方向に離隔するに従ってライフタイムが
    徐々に短くなり、 前記アノード電極及び前記カソード電極間に印加する逆
    バイアス電圧の印加時においてそれぞれ前記アノード層
    及び前記カソード層から前記高抵抗層領域内に広がる最
    大空乏層幅をW A ,W K とし、前記高抵抗層領域の中性
    領域の厚さをW i とすると、W i の幅を有する前記高抵
    抗層領域内に最小のライフタイムτ O が分布し、 前記アノード層は、実質的に空乏化されたp - 高抵抗層
    と、前記p - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のp - 電界緩和層と、前記p
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のp - 電界緩和層に接し
    て所定のピッチで埋込まれた高不純物密度のp + 埋込み
    層と、前記p - 高抵抗層中に切込まれた溝の側壁部分に
    形成された絶縁層と、前記溝の底部において前記p +
    込み層と接触する金属シリサイド層と、前記アノード電
    極との間で前記金属シリサイド層を被覆するように前記
    溝を充填するノンドープポリシリコンもしくはSIPO
    Sと、前記p - 高抵抗層中に形成され前記アノード電極
    に接触して前記金属シリサイド層と周辺部もしくはコン
    タクトホールを介して互いに短絡されたn + 静電誘導短
    絡領域とを具備し、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、それ自
    体の中央部の領域にお いて接触された前記金属シリサイ
    ド層及び前記金属シリサイド層を被覆する前記ノンドー
    プポリシリコンもしくはSIPOSと、これら3つの層
    でT字形状の領域を形成しており、 前記p + 埋込み層で挟まれた間の部分における前記p -
    高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル幅と、前記ノ
    ンドープポリシリコンもしくはSIPOS間における前
    記p - 高抵抗層の幅はほぼ等しく、前記ノンドープポリ
    シリコンもしくはSIPOS間には前記絶縁層を介して
    前記n + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記p + 埋込み層から前記p - 高抵抗層中に広がる空乏
    層によって前記n + 静電誘導短絡領域は電気的にシール
    ドされるとともに、前記n + 静電誘導短絡領域前面の前
    記p + 埋込み層で挟まれた前記チャネル領域には電子に
    対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたp + 埋込み層は、互いに
    前記p - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記p - 高抵抗層中
    において前記金属シリサイド層を介して前記アノード電
    極とほぼ同電位になされ、 前記カソード層は、実質的に空乏化されたn - 高抵抗層
    と、前記n - 高抵抗層と前記高抵抗層領域との間の所定
    の厚さを有する平坦な形状のn - 電界緩和層と、前記n
    - 高抵抗層中に前記平坦な形状のn - 電界緩和層に接し
    て形成されかつ所定のピッチで埋込まれた高不純物密度
    のn + 埋込み層と、前記n - 高抵抗層中に切込まれた溝
    の側壁部分に形成された絶縁層と、前記溝の底部におい
    て前記n + 埋込み層と接触する金属シリサイド層と、前
    記カソード電極との間で前記金属シリサイド層を被覆す
    るように前記溝を充填するノンドープポリシリコンもし
    くはSIPOSと、前記n - 高抵抗層中に形成され前記
    カソード電極に接触して前記金属シリサイド層と周辺部
    もしくはコンタクトホールを介して互いに短絡されたp
    + 静電誘導短絡領域を具備し、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、それ自
    体の中央部の領域において接触された前記金属シリサイ
    ド層及び前記金属シリサイド層を被覆する前記ノンドー
    プポリシリコンもしくはSIPOSと、これら3つの層
    でT字形状の領域を形成しており、 前記n + 埋込み層で挟まれた間の部分における前記n -
    高抵抗層からなるチャネル領域のチャネル幅と、前記ノ
    ンドープポリシリコンもしくはSIPOS間における前
    記n - 高抵抗層の幅はほぼ等しく、前記ノンドープポリ
    シリコンもしくはSIPOS間には前記絶縁層を介して
    前記p + 静電誘導短絡領域が形成され、 前記n + 埋込み層から前記n - 高抵抗層中に広がる空乏
    層によって前記p + 静電誘導短絡領域は電気的にシール
    ドされるとともに、前記p + 静電誘導短絡領域前面の前
    記n + 埋込み層で挟まれた前記チャネル領域には正孔に
    対する充分に高い電位障壁が形成され、 前記所定のピッチで埋込まれたn + 埋込み層は、互いに
    前記n - 高抵抗層中に広がる空乏層によって静電容量的
    に結合され、実質的に空乏化された前記n - 高抵抗層中
    において前記金属シリサイド層を介して前記カソード電
    極とほぼ同電位になされたことを特徴とする切込み構造
    を有する静電誘導ダイオード。
  13. 【請求項13】前記高抵抗層領域は真性半導体からなる
    i層であることを特徴とする請求項10乃至12の内、
    いずれか1項記載の切込み構造を有する静電誘導ダイオ
    ード。
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