JP2907693B2 - ソフトリカバリダイオード - Google Patents
ソフトリカバリダイオードInfo
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Description
にインバータ回路のトランジスタ、MOSFET、IG
BT等の制御素子に並列に接続されたり、直流を交流に
変換した後の整流用に用いるソフトリカバリダイオード
に関する。
すような構成のものがある。非常に高濃度のN型不純物
を有するN++型の半導体基板21の一方の面上に、N
−半導体層22が形成されている。このN−半導体層2
2は、相対向する2つの主表面を有し、その一方の主表
面が半導体基板21の一方の面に接触している。
21と接していない主表面側には、高濃度のP型不純物
を有するP+ 半導体層23と、このP+ 半導体層23を
包囲するようにガードリング層24が形成されている。
このガードリング層24は、耐圧特性を改善するために
設けられており、P+ 半導体層23と同様にP+ 半導体
層から構成されている。これらP+ 半導体層23とガー
ドリング層24は、ボロン等のP型不純物を選択拡散ま
たはイオン注入することによって形成されている。
極、28は保護用ガラス、29はカソード端子、30は
アノード端子である。
30に正の電位、カソード端子29に負の電位を印加す
ると、P+半導体層23から正孔がカソード電極26に
向かい、N++型の半導体基板21から電子がアノード
電極30に向かい、その結果、電流が流れる。
位、カソード端子29に正の電位を印加すると、P+半
導体層23とN−半導体層22との接合部から空乏層が
カソード電極26側に広がり、同図に破線31で示すよ
うにN++型の半導体基板21に達すると、横方向に広
がって行く。このとき、バルク内の縦方向の電界強度が
大きくなって降伏し、スイッチングする。従って、この
ようなダイオードを、インバータ回路の制御素子に逆並
列に接続するダイオードとして使用した場合、振動した
出力が生じる。
に示すようなものがある。これは、N++型の半導体基
板21とN−半導体層との間に、N−半導体層22より
も不純物濃度が高いN+半導体層32を形成したもので
ある。他の構成は、図4のダイオードと同一である。
ノード端子30に正の電位を、カソード端子29に負の
電位を印加した後、逆にアノード端子30に負の電位
を、カソード端子29に正の電位を印加すると、P+ 半
導体層23とN- 半導体層22との接合部から空乏層が
縦方向に広がり、N+ 半導体層32内にも微小長さだけ
広がるが、横方向への広がりが或る程度制限される。そ
して、空乏層の広がりの近傍には、まだ少数キャリアが
蓄積している。この蓄積しているキャリアが再結合によ
り徐々に吸収されることによって、ソフトリカバリ特性
が生じる。
ソフトリカバリダイオードでは、N+ 半導体層32の厚
みと濃度を厳密に管理する必要があり、しかも、N+ 半
導体層32もN- 半導体層22と同様にエピタキシャル
成長によって形成しなければならず、そのため製造が面
倒である上に、高価になるという問題点があった。本発
明は、製造が容易でかつ安価なソフトリカバリダイオー
ドを提供することを目的とする。
めに、本発明では、高い濃度のN型不純物を有するN型
半導体基板と、上記基板よりも少ない濃度のN型不純物
を有する第1のN型半導体層とが設けられている。第1
のN型半導体層は、相対向する2つの主表面を有し、そ
の一方の主表面が上記N型半導体基板の一面に接した状
態に接しており、この第1のN型半導体層における他方
の主表面側から第1のN型半導体層内に、P型不純物を
有するP型半導体層が設けられている。このP型半導体
層を囲んだ状態に上記他方の主表面側から第1のN型半
導体層内に、P型不純物を有するP型のガードリング層
が設けられ、このP型ガードリング層に接近してこれを
包囲するように第1のN型半導体層内に第2のN半導体
層が設けられている。この第2のN型半導体層は、第1
のN型半導体層よりも多くのN型不純物を有している。
型半導体基板に負の電位を印加した後、逆にP型半導体
層に負の電位、N型半導体基板に正の電位を印加する
と、P型半導体層と第1のN型半導体層の接合部から空
乏層が縦方向に広がり、N型半導体基板と第1のN型半
導体層の接合部まで広がり、その後に横方向に広がって
いく。この横方向の広がりは、ガードリング層に接近し
て配置された第2のN型半導体層によって押さえられ、
これ以上広がることはない。このため、第1のN型半導
体層における空乏層とN型半導体基板との間に少数キャ
リアが多数残存し、この少数キャリアを引き抜く時間が
長くなり、ソフトリカバリ特性が生じる。
高濃度のN型不純物を有するN++型の半導体基板1が設
けられている。このN++型半導体基板1の一方の面に
は、カソード電極6が形成されている。このカソード電
極6は、カソード端子9に接続されている。
N−型半導体層2が形成されている。このN−型半導体
層2は、低濃度のN型不純物、例えばリンを有するもの
で、相対向する2つの主表面を有し、その一方の主表面
が、N++型半導体基板1の他方の面に接している。
らN- 型半導体層2内に位置するように、P+ 型半導体
層3が形成されている。また、このP+ 型半導体層3を
完全に包囲するように、環状のP+ 型のガードリング層
4が形成されている。これらP+ 型半導体層3及びガー
ドリング層4は、N- 型半導体層2の他方の面側から例
えばボロンのようなP型不純物を高濃度に選択拡散また
はイオン注入することによって形成されている。
1から明らかなように、ガードリング層5に接近して、
これを包囲するように環状にN+ 型半導体層5が形成さ
れている。この半導体層5は、N+ 型であるので、N-
型半導体層2よりも不純物濃度が高い。このN+ 型半導
体層5は、例えばリン等のN型不純物をN- 型半導体層
2の他方の面から選択拡散またはイオン注入することに
よって形成されている。
+ 型半導体層3の周囲を包囲するように保護用ガラス8
が形成されており、さらにP+ 型半導体3の上面には、
アノード電極7が形成され、このアノード電極7はアノ
ード端子10に接続されている。
オードでは、アノード端子10に正の電位を、カソード
端子9に負の電位を印加すると、アノード端子10から
カソード端子9に電流が流れる。その後に、アノード端
子10に負の電位を、カソード端子9に正の電位を印加
すると、N- 半導体層2とP+ 半導体層3との接合部か
ら、図1に破線で示すように下方に向かって空乏層11
が広がり、N++型半導体基板1にまで達する。そして、
空乏層11は横方向に広がっていき、P+ 型半導体層4
を越えて、N+ 型半導体層5に達し、このN+ 型半導体
層5を越えて、空乏層11が横方向に広がることはな
い。
が生じるので、このように空乏層11の横方向への広が
りが阻止され、このソフトリカバリダイオードは、図2
に符号イで示すような電圧−電流特性となり、同図に符
号ロで示す通常のダイオードの電圧−電流特性との比較
から明らかなように、降伏の生じる逆電圧が小さくな
る。
を阻止したことにより、空乏層11が形成されていない
半導体層2の領域2aに、多数の少数キャリア12が残
存する。これら多数の少数キャリア12が、再結合によ
り引き抜かれるが、それには多くの時間が必要になり、
ソフトリカバリ特性を生じる。
+半導体層3を完全に取り巻く環状に構成したが、図3
に示すように一部に開口部13を有するN+半導体層5
aを設けてもよい。また、N ++型半導体の一方の面上
にN−型半導体層をエピタキシャル成長によって形成し
てもよいし、N − 型半導体の一方の面上に高濃度のN型
不純物を拡散し、N ++ 型半導体層を形成してもよい。
型半導体層における一主表面側に設けたP型ガードリン
グ層に接近して、これを囲んだ状態に、第1のN型半導
体層よりも多くのN型不純物を有する第2のN型半導体
層を形成することによって、空乏層の横方向への広がり
を抑制して、ソフトリカバリ特性を得ている。従って、
第2のN型半導体層の形成場所は、通常のダイオードに
おける降伏電圧よりも小さな降伏電圧となる、ガードリ
ング層に接近した場所とすればよいので、厳密に形成位
置を管理する必要がなく、製造が容易である上にコスト
を低減させることができる。
施例の縦断面図である。
性図である。
る。
面図である。
断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 高い濃度のN型不純物を有するN型半導
体基板と、相対向する2つの主表面を有しその一方の主
表面が上記N型半導体基板の一面に接した状態に形成さ
れ上記基板よりも少ない濃度のN型不純物を有する第1
のN型半導体層と、この第1のN型半導体層における他
方の主表面側から第1のN型半導体層内に設けられP型
不純物を有するP型半導体層と、このP型半導体層を囲
んだ状態に上記他方の主表面側から第1のN型半導体層
内に設けられP型不純物を有するP型のガードリング層
と、このP型ガードリング層に接近してこれを包囲する
ように第1のN型半導体層内に設けられ第1のN型半導
体層よりも多くのN型不純物を有する第2のN半導体層
とを、具備するソフトリカバリーダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21525293A JP2907693B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | ソフトリカバリダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21525293A JP2907693B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | ソフトリカバリダイオード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0750423A JPH0750423A (ja) | 1995-02-21 |
JP2907693B2 true JP2907693B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=16669244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21525293A Expired - Fee Related JP2907693B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | ソフトリカバリダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2907693B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101378094B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2014-03-27 | 주식회사 케이이씨 | 고속 회복 다이오드 |
JP2016001671A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21525293A patent/JP2907693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0750423A (ja) | 1995-02-21 |
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