JP2919405B2 - シリコン・ゲルマニウム層の最適な配置構成を有する高電圧シリコン・ダイオード - Google Patents

シリコン・ゲルマニウム層の最適な配置構成を有する高電圧シリコン・ダイオード

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JP2919405B2 JP8341088A JP34108896A JP2919405B2 JP 2919405 B2 JP2919405 B2 JP 2919405B2 JP 8341088 A JP8341088 A JP 8341088A JP 34108896 A JP34108896 A JP 34108896A JP 2919405 B2 JP2919405 B2 JP 2919405B2
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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、高電圧シリコン整流
器、特に、高速エピタキシャル整流器と、時々、呼ばれ
る種類の高速スイッチング素子に関する。
【0002】
【従来の技術】高電圧の高速エピタキシャル整流器は単
結晶シリコンのP−N接合ダイオードであり、そこには
ゲルマニウム・ドーピング処理された1つまたは複数の
薄い層が含まれている。ゲルマニウムは、ダイオード
が、順方向バイアスから逆方向バイアスに接合切替部を
横断する電圧として、低インピーダンス状態から高イン
ピーダンス状態に切り替わることができる速度を高速に
するために、ダイオードの空乏層の電荷キャリアの再結
合の速度を高速にする結晶の歪みを誘導する。この種類
のダイオードは、米国特許第5,097,308号(1
992年3月17日に発行)と、第5,102,810
号(1992年4月7日に発行)と、第5,298,4
57号(1994年3月29日に発行)と、第5,34
2,805号(1994年8月30日に発行)に記載し
てある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高電圧整流器では、過
度の温度上昇を防止することが非常に重要である。これ
は、ダイオードが、順方向にバイアスされる時に僅かの
電圧降下状態を、逆方向にバイアスされる時に高電圧状
態を呈し、2つの状態間の転移が瞬時に行われるように
設定すると、最も効果的に防止できる。周知のように、
このようなダイオードの特長である問題の1つは、バイ
アスが順方向から逆方向に移る時に、順方向バイアス中
に接合部の高抵抗空乏層に拡散した電荷キャリアが、高
抵抗領域に残ることにある。これらの電荷キャリアは、
再結合時間又は少数電荷キャリアライフタイムと普通は
呼ばれる、一定の時間を持続する傾向を示し、且つ、そ
れらが持続する間、ダイオードはバイアスが逆方向であ
っても導電状態を保つ。これは、希望方向と逆の方向に
流れる漏洩電流を導き、この電流が大きな問題となる。
この問題を解決するために、ライフタイム短縮要素とし
て作用する不純物又は結晶欠陥要素を空乏領域に注入す
ることが知られている。前述のように、ドーピング処理
したゲルマニウム層を空乏領域の中間部に一般的に含め
る方式が、この役割を担う結晶欠陥要素を導くために今
まで用いられてきた。更に、前述の特許に記載してある
ように、金とプラチナの原子を空乏領域に注入して、こ
の役割におけるドーピング処理したゲルマニウム層の役
割を高めることも知られている。
【0004】シリコン・ダイオードを採用する高電圧整
流器では、任意の整流接合部の降伏が、一般的に逆バイ
アスは電源の過渡現象又はサージのために一時的に過大
になるために、その表面よりむしろダイオードの内部又
はバルクに生じることを保証することが、重要であるこ
とも知られている。これは、内部が非常に凹凸してお
り、それに伴って、内部に局部的に生じる降伏が、ダイ
オード表面での降伏よりダイオードに対する恒久的な破
壊を、それほど導かないためである。そのために、種々
の方式が、米国特許第5,102,810号(1992
年4月7日に発行)に記載してあるように、テーパー状
の側壁を有するメサのように、整流接合部が表面と交差
する領域をカバーする不動態化層の活用、又は特殊な幾
何学的形状の活用を含めて用いられている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、順方向にバイ
アスされる時に僅かの電圧降下を呈するが、瞬時に切り
替わって高い電圧降下を呈することができる、高電圧シ
リコン整流器を意図している。更に、このシリコン整流
器は、任意の最終的な降伏をその内部に強制的に生じさ
せることによって、逆バイアス方向における高電圧の過
渡現象に耐えることができる。そのうえ、このシリコン
整流器は比較的容易に製造できる。
【0006】特に、本発明の図示する実施例に従う高電
圧整流器は次のように構成している。シリコン・チップ
は、一対の対向する主要な表面を備え、全体的に平面で
あり、このような表面間に基質部とメサ部を備えてい
る。好都合に、メサは、テーパー状の側壁を具備し、ゲ
ルマニウム・ドーピング処理した1つまたは複数の平ら
な層を備えたシリコンとなるシリコン基質上に成長した
エピタキシャル層から形成されている。チップは、対向
する導電型である高度にドーピング処理した末端領域
と、2つの対向する導電型の1つである比較的軽度にド
ーピング処理した中間領域とを備えている。対向する導
電型の領域間に形成したP−N接合部は、ほぼ平らであ
り、対向する主要な表面と平行している。同じ導電型の
異なる抵抗から成る2つの領域間に形成した境界面(ハ
イ・ロー接合部)は、好都合にゲルマニウム・ドーピン
グ処理層と交差しており、メサの深い部分に広い中心部
と、メサの浅い部分に狭い端部とを備えている。
【0007】整流器の1つの特徴は、ハイ・ロー接合部
の特に広い中心部が、ゲルマニウム・ドーピング処理層
の再深部を僅かに貫通して、P−N接合部の近くに位置
することにある。我々は、これが、電荷キャリアの再結
合の速度を高速にするうえで、ゲルマニウム・ドーピン
グ処理層の作用を改善することに気づいた。
【0008】別の特徴は、このハイ・ロー接合部の浅い
端部がメサの側壁と交差するので、任意の電圧降伏が表
面より、むしろチップの内部に生じることを保証するこ
とにある。
【0009】本発明の別の特徴は、整流器のベースとし
て機能する比較的高抵抗の領域が好ましい幾何学的形状
を備えていることにある。その幅は、内部で比較的狭い
が、周辺部に沿って比較的広くなっている。この幾何学
的形状は、順方向電圧が小さくても、電圧降伏が表面よ
り内部に生じる可能性が高いことを保証している。
【0010】好ましい実施例には、3つのゲルマニウム
・ドーピング処理層がある。これらの層は0.5〜10
%のゲルマニウムを含有している。メサ部は、断面がほ
ぼ方形の角錐の切頭体であり、メサの側壁が角錐のベー
スと約45度の角度をなしており、金とプラチナの原子
は、メサ部を拡散して、ゲルマニウム・ドーピング処理
層の境界面で大きく分離することになる。
【0011】ある見解によれば、本発明は、少なくとも
1つのゲルマニウム・ドーピング処理層を有する基本的
に単結晶のシリコン・チップを具備する種類の高電圧整
流器を意図している。シリコン・チップは、第1と第2
のほぼ対向する主要な表面と、これらの表面間に基質部
とテーパー状のメサ部とを備えている。ある導電型であ
り且つ比較的低い抵抗をもつ第1の領域が、第1の主要
な表面の近くに位置している。同じ或る導電型であり且
つ比較的高い抵抗をもつ第2の領域が、ハイ・ロー接合
部をその間に形成するために第1の領域の近くに位置し
ている。ハイ・ロー接合部は、深い中心面部と浅い平ら
な端部とを備えて、メサの側壁と交差している。前述の
ある導電型と逆の導電型で且つ比較的低い抵抗をもつ第
3の領域が、第2の領域と第2の主要な表面との間の中
間に位置している。そこで、P−N接合部が第2と第3
の領域との間に形成される。各々ゲルマニウム・ドーピ
ング処理層は、主要な表面とほぼ平行するメサ部を横方
向に延長し、周辺部を第1の領域に且つ中心部を第2の
領域に備えている。
【0012】他の見解からみると、本発明は、チップの
エピタキシャル部に形成したテーパー状の側壁を備えた
メサの一部である第1と第2の領域を有するシリコン・
チップを具備する高電圧整流器を意図している。第1の
領域は、ある導電型の比較的低い抵抗であり、第1の主
要な表面の近くに位置している。第2の領域は、比較的
高い抵抗で、ある導電型であり、前述の第1の領域に連
なってハイ・ロー接合部をそれと共に形成している。チ
ップの基質部に形成した第3の領域は、比較的低い抵抗
であり、第1と第2の領域と逆の導電型であり、第2の
主要な表面の近くに位置している。第1と第2の領域間
のハイ・ロー接合部は、メサに向けて比較的深々と延長
する広い中心部と、メサに向けて比較的浅く延長する狭
い周辺部とを備えており、ハイ・ロー接合部の末端がメ
サのテーパー状の側壁と交差して明確なベベル角度を形
成している。少なくとも1つのゲルマニウム・ドーピン
グ処理層が、メサの内部を延長し、主要中心部をチップ
の第2の領域に具備し、僅かの周辺部をチップの第1の
領域に具備している。
【0013】他の見解からみると、本発明は、第1と第
2の対向する主要な平面を具備し、このような表面間に
基質部とテーパー状の側壁を有するエピタキシャル・メ
サ部とを具備するシリコン・チップを備えた、高速の高
電圧スイッチング整流器を意図している。チップは、第
1と第2と第3の領域と、少なくとも1つのゲルマニウ
ム・ドーピング処理層をメサ部に備えている。第1の領
域は、第1の表面の近くに位置あり、ある導電型であ
り、比較的低い抵抗をもつ、メサ部に位置している。第
2の領域は、第1の領域の近くにあり、ある導電型であ
るが、比較的高い抵抗をもつ、メサ部に位置している。
それは、中心部と端部とを有するハイ・ロー接合部を、
第1の領域と共に形成し、端部は第1の表面と比較的近
い位置でメサの側壁と交差し、中心部は第1の表面から
比較的離れて離間している。第3の領域は、第2の表面
の近くに位置し、第2の領域と共にP−N接合部を形成
するために、ある導電型と逆の導電型でになっている。
少なくとも1つのゲルマニウム・ドーピング処理層が、
主要な表面とほぼ平行するメサ部を横方向に延長し、且
つ、その端部が層の片側に位置し、その中心部が層の反
対側に位置するように、ハイ・ロー接合部と交差してい
る。
【0014】更に他の見解からみると、本発明は、第1
と第2の対向する主要な表面を具備し且つ第1と第2と
第3の領域と少なくとも1つの平らなゲルマニウム・ド
ーピング処理層とを備えた基質部とメサ部を含んでいる
シリコン・チップを具備する高電圧整流器を意図してお
り、第1の領域は第1の主要な表面の近くに位置し且つ
或る導電型であり且つ比較的低い抵抗であり、第2の領
域は第1と第3の領域間の中間に位置し且つ或る導電型
であり且つ第1の領域と共にハイ・ロー接合部を形成す
るために比較的高い抵抗であり、第3の領域は第2の主
要な表面の近くに位置し且つ逆の導電型であり且つ第2
の領域と共にP−N接合部を形成し、少なくとも1つの
平らなゲルマニウム・ドーピング処理層は、ハイ・ロー
接合部が中心部をゲルマニウム・ドーピング処理層の片
側に且つ端部をゲルマニウム・ドーピング処理層の他の
側に具備し且つ端部がメサのテーパー状の側壁と明確な
ベベル角度をなす状態で、ハイ・ロー接合部と交差する
主要な表面とほぼ平行に延長している。
【0015】本発明は、次に示す詳細な説明と、添付の
図面から理解できると思われる。
【0016】
【発明の実施の形態】ここで図1を見ると、そこに従来
技術では通例のように、大きなウェハーからダイスに全
体的に切断した半導体チップ10の断面図が図示してあ
る。図面は必ずしも寸法的に正確でないことに注意すべ
きである。全体的に殆どのデバイス処理はウェハー・ス
ケール上で行われ、ウェハーは次に個々のチップにダイ
スで切断される。便宜上、特にシングル・チップを基準
にして、発明について述べる。
【0017】チップ10は、各々、上部と底部の対向す
る平面10Aと10Bを有しており、製造初期に高度に
ドーピング処理した基質の一部であった高度にドーピン
グ処理した基質バルク部11と、基質部11上でエピタ
キシャル成長した層から形成したメサ部12とを備えて
いる。異方性エッチングによってメサ部12に適したテ
ーパー状の側壁12Aとするために、初期の基質は、エ
ピタキシャル層が成長する、その上面が<1−0−0>
の結晶面に対応するように切断される。図から、初期の
基質は、高度にドーピング処理したP型(P++)の導
電性を有していたと想定される。
【0018】エピタキシャル部12は、一般的に約10
Ω−cmの抵抗率で蒸着した、特に軽くドーピング処理
したN−型導体に成長する。しかし、エピタキシャル層
の成長中に、十分なアクセプタ不純物が、基質から第1
の成長材料に外側に拡散して、P+型導電領域13をエ
ピタキシャル層に形成する。そこで、P−N接合14が
エピタキシャル層に形成される。更に、成長プロセス
は、エピタキシャル層12の3つのゲルマニウム・ドー
ピング処理層15A、15B及び15Cに成長するよう
に調整されるので、エピタキシャル層12がゲルマニウ
ム非ドーピング処理シリコン領域とゲルマニウム・ドー
ピング処理シリコン領域を共に含有する複合領域にな
る。好ましい成長技術が、例えば、前述の米国特許第
5,097,308号に記載してある。
【0019】次に、メサの上部が、チップ10の上面1
0Aを延長するN+型導電領域18を形成するように処
理される。それは、上面10Aからのドナー不純物の内
部拡散によって一般的に形成される。メサ12の残りの
中間的に軽くドーピング処理したN−型領域19が、ダ
イオードのベースと言うことができて、その電気的特性
を大きく定めることになる。高度にドーピング処理した
N+型導電拡散層18と軽度にドーピング処理したN−
型導電層19との境界面の特殊な形状(ハイ・ロー接合
部20)が、本発明の特徴である。ハイ・ロー接合部2
0は中心又は内面部20Aを備えており、それは、ハイ
・ロー接合部の少なくとも90%を占め、ゲルマニウム
・ドーピング処理層15C(3つのゲルマニウム・ドー
ピング処理層のなかで最も深い)を越えてメサ部に深々
と延長している。それは、設計降伏電圧(600ボルト
・デバイスの場合に普通は約30ミクロン)に相応し
て、できるだけP−N接合部14の近くに位置してい
る。ハイ・ロー接合部20の狭い周辺部又は端部20B
は、好都合に非常に浅くなるので、ゲルマニウム・ドー
ピング処理層15Aは薄くなる(3つのゲルマニウム・
ドーピング処理層のなかで最も浅い)。好都合に、端部
20Bは、メサの側壁と交差する殆ど平らな肩部を備え
ている。この肩部が形成する広い高抵抗の層は、電界を
弱くする。この肩部は、ハイ・ロー接合部20を形成す
るために用いるマスキングの位置合わせも解消する。更
に、P−N接合部14がメサ側壁と明確なベベル角度を
なすので、任意の電圧降伏が、希望通りに、ダイオード
のバルクに生じることが保証される。
【0020】このハイ・ロー接合部20をゲルマニウム
・ドーピング処理層15Aと15Bと15Cの近くに配
置して、再結合時間を実質的に高速にすることが重要で
あることに、我々は気づいた。特に、接合部20の中心
部20Aを、ゲルマニウム・ドーピング処理層の再深部
より内側に少し深めに延長すると、効果的のようにみえ
た。
【0021】電荷キャリアの再結合を高速にして、他の
外部イオンを整流部のベース領域に注入することも効果
的であることが分かっている。いま、金とプラチナのイ
オンが、その役割に適しているとして普通は選択されて
いる。これらは、メサ12のN+型とN−型の導電部間
の転移領域に位置する時に、僅かの逆電流と僅かの順方
向電圧降下を呈するので最も効果的である。金とプラチ
ナは共にシリコンのなかで高速の拡散要素となるので、
十分な数が、これらの金属の原子をメサ12の上面10
Aに集中してメサ12を加熱するか、選別的に又はウェ
ハーを加熱すると、このような領域に現れることができ
る。それらが層15Aと15Bと15Cの内部にできる
だけ深く拡散するが、領域13と18のドーピング処理
に用いるドナーとアクセプタの好ましくない拡散には不
十分になるような、時間と温度のもとで加熱すべきであ
る。周知のように、移動する金とプラチナのイオンは、
ゲルマニウム・ドーピング処理層と非ドーピング処理シ
リコン領域との間の境界面で止まる傾向を示す。
【0022】好ましい境界面20の形状を実現する種々
の方式について次に述べる。
【0023】ウェハーは、N+型導電領域18を形成す
る拡散の前又は後に、メサ12を形成するようにエッチ
ング処理される。好都合に、メサ12は、米国特許第
5,399,901号(1995年3月21日に発行)
に記載してある方式に基づいて、角が丸い、ほぼ方形の
断面を有する角錐の切頭体の形状で形成される。この特
許に記載してあるように、角が丸い、方形のエッチング
・マスクをシリコン・ウェハーの上面の<100>結晶
面に形成し、マスクの直線側を45度の角度に定め、<
111>の方向がウェハー表面となるようにし、次に、
異方性エッチングを呈する、ホット・エチレンジアミン
のような、適切な湿式エッチングでマスクしたシリコン
・ウェハーを処理し、テーパー状の側壁が角錐のベース
と約45度の角度をなすようにして、前述の好ましいメ
サの幾何学的形状が実現される。
【0024】前述のように、N+型導電領域18を形成
するための拡散は、エピタキシャル層がメサ12を形成
するためにエッチングされる前又は後に行われる。メサ
12が既に規定の状態にある場合、メサの上面は、米国
特許第5,010,023号(1991年4月23日に
発行)に記載してあるように、ドナー・イオンによって
注入し、内部拡散によって拡散して、少し凹んだ幾何学
的形状の拡散層を呈するようにして、周辺より中心部に
深く浸透する。更に、注入したイオンのパターンの制御
によって、希望した形状を普通は得ることができる。拡
散層がメサ形成前に形成される場合、希望したハイ・ロ
ー接合部は、浅い端部20Bを形成するために第2の浅
いマスクされない拡散の前に、希望した深い平らな中心
部20Aを形成するために、小さい開口部をもつマスク
を用いて第1の拡散プロセスにより最適に実現される。
希望した形状を実現する種々の他の技術も当業者には自
明のことと思われる。
【0025】一般的なデザインの重要の寸法形状につい
て次に述べる。ゲルマニウム・ドーピング処理層15A
と15Bと15Cの各々が、約2ミクロンの厚みを備え
ており、約2ミクロンその近くから離間している。P+
型導電層13は約15ミクロンの厚みを備えている。P
−N接合部14と第1のゲルマニウム・ドーピング処理
層15Cとの距離は約31ミクロンである。そのベース
におけるメサ12の方形側は、40ミルから100ミル
以上の範囲になると思われ、サイズが大きくなればなる
ほど、整流器の電流定格も大きくなる。高度にドーピン
グ処理した基質部11の厚みとN+型導電層18の厚み
は、好ましくは、適度な機械的強度と容易な取扱性を呈
するために必要な厚み以上に厚くすべきでない。どちら
かが必要以上に厚くなると、ダイオードの順方向電圧降
下を好ましくないほど単に増加させることになる。ドナ
ー拡散の深さは、拡散が、ゲルマニウム・ドーピング処
理層15Cの再深部の真下部を延長するように設定すべ
きである。
【0026】ダイオードのデザインは、降伏が基本的に
ベース幅に限定される、すなわち、N−型導電領域19
の抵抗によって限定されるより、むしろN−型導電領域
19の幅又は厚みから決まるので非常に優れたものにな
る。ベース幅は、好都合に、整流器の内部と基本的にほ
ぼ一致しており、ダイオードの傾斜した側壁12Aに達
するように、できるだけ近くまで広がっている。最も広
いベース幅は、好都合に、表面降伏の可能性を最小限に
するために、内部よりむしろシリコンの上面の近くに現
れるように製作されている。必要に応じて、ベース幅
は、これは全体的に好まれることでないが、シリコンの
上面に達するように製作できる。それは、ハイ・ロー接
合部20は上面よりむしろメサの側壁で終わるので、図
示する実施例には現れない。N−型導電領域のドーピン
グ処理の濃度は、降伏の空乏領域が軽度にドーピング処
理した高抵抗領域19の全てを基本的に占めるように選
択される。
【0027】空乏層が上面10Aに完全に達しないこと
が通常は望ましく、この理由のために、拡散層18の平
らな周辺の肩部領域18Aは中心部より全体的に軽くド
ーピング処理される。
【0028】当業者には周知のように、ゲルマニウム・
ドーピング処理層のゲルマニウム量は全体的に0.5〜
10%の範囲にあり、2%が通常は望ましい。
【0029】メサのテーパー状の側壁を、層24によっ
て指摘されるように、一般的に誘電性コーティングによ
って不動態化すると、通常は効果があがる。
【0030】更に、相互接続のために、電極25Aと2
5Bが、従来技術のチップ10の、各々、上面10Aと
底面10Bに全体的に組み込まれている。
【0031】
【発明の効果】説明された特定の実施例は本発明の全体
的な原理を単に示すものであり、種々の他の実施例も当
業者には自明のことと考えられる。特に、相補的なP+
とP−とN+の構造と、金とプラチナ以外の金属材料
が、ライフタイム短縮要素の代わりに使用できるか、又
は、このようなライフタイム破壊要素を省略できると思
われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施例に従う半導体チップの
断面図を示す。
【符号の説明】
10 チップ 10A 上面 10B 底面 11 基質部 12 メサ 13 P+型導電量 14 P−N接合部 15 ゲルマニウム・ドーピング処理層 18 N+型導電領域18 19 N−型導電層 20 ハイ・ロー接合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス ラテルザ アメリカ合衆国.11764 ニューヨーク, ミラー プレイス,ラスティック ロー ド 5 (72)発明者 グレゴリイ ザカルク アメリカ合衆国.11783 ニューヨーク, シーフォード,アーロン ドライヴ ノ ース 2425 (72)発明者 ユン ウ アメリカ合衆国.11355 ニューヨーク, フラッシング,サード フロア,フィフ ティース アヴェニュー 136−03 (72)発明者 ジョン アマト アメリカ合衆国.11768 ニューヨーク, ノースポート,マリナーズ レーン 52 (72)発明者 デニス ガービス アメリカ合衆国.11746 ニューヨーク, ハンティントン ステーション,ダービ イ ドライヴ 29 (72)発明者 ウィレム アインソーヴェン アメリカ合衆国.08502 ニュージャー シイ,ベル ミード,タウンシップ ラ イン ロード 485 (56)参考文献 特開 昭62−118583(JP,A) 特開 平7−378115(JP,A) 特公 昭48−26430(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 29/861 H01L 29/868 H01L 21/205

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1と第2の対向する主要な平面と、こ
    のような表面間に基質部とテーパー状の側壁を持つエピ
    タキシャル・メサ部とを有するシリコン・チップを具備
    する高速の高電圧スイッチング整流器であって、前記チ
    ップは、 第1の表面の近くに位置し、ある導電型であり、比較的
    低い抵抗である、メサ部の第1の領域と、 第1の領域の近くに位置し、上記と同様の導電型である
    が、比較的高い抵抗であり、且つ中心部と端部をもつハ
    イ・ロー接合部を第1の領域と共に形成する、メサ部の
    第2の領域において、端部は第1の表面の比較的近くに
    位置するメサの側壁と交差し、中心部は第1の表面から
    比較的離れて離間する、前記第2の領域と、 第2の表面の近くに位置し、第2の領域と共にP−N接
    合部を形成するために第1と第2の領域の導電型とは逆
    の導電型である、第3の領域と、 ゲルマニウム・ドーピング処理された主要な表面とはほ
    ぼ平行な少なくとも1つのゲルマニウム・ドーピング処
    理層を備えており、該ゲルマニウム・ドーピング処理層
    がメサ部におけるハイ・ロー接合部の中心部と端部との
    間でかかる接合部と交差し、その端部が該ゲルマニウム
    ・ドーピング処理層の片側に位置し、その中心部が該ゲ
    ルマニウム・ドーピング処理層の反対側に位置すること
    となることを特徴とする前記の高速の高電圧スイッチン
    グ整流器。
  2. 【請求項2】 3つの平らなゲルマニウム・ドーピング
    処理層が離間して位置し、各々がハイ・ロー接合部の中
    心部と端部との間の転移領域におけるハイ・ロー接合部
    と交差している、特許請求の範囲第1項に記載の高速の
    高電圧スイッチング整流器。
  3. 【請求項3】 チップのメサ部は、断面が方形である、
    角錐の切頭体である、特許請求の範囲第1項に記載の高
    速の高電圧スイッチング整流器。
  4. 【請求項4】 メサ部は、チップの基質部と45度の角
    度をもつ、側壁を具備する、特許請求の範囲第3項に記
    載の高速の高電圧スイッチング整流器。
  5. 【請求項5】 各々ゲルマニウム・ドーピング処理層が
    0.5〜10%の濃度のゲルマニウム原子を含有してい
    る、特許請求の範囲第1項に記載の高速の高電圧スイッ
    チング整流器。
  6. 【請求項6】 ゲルマニウム・ドーピング処理層と近く
    のシリコンとの間の境界面に集中された第1と第2の領
    域にライフタイム短縮性の不純物を更に含有する、特許
    請求の範囲第5項に記載の高速の高電圧スイッチング整
    流器。
  7. 【請求項7】 ゲルマニウム・ドーピング処理層が、2
    ミクロンの厚みであり且つ2ミクロンだけ離間してい
    る、特許請求の範囲第3項に記載の高電圧スイッチング
    整流器。
  8. 【請求項8】 整流器と電気的に接触するために、第1
    と第2の電極を前記の第1と第2の表面に、各々、具備
    している、特許請求の範囲第1項に記載の高速の高電圧
    スイッチング整流器。
  9. 【請求項9】第1と第2の対向する主要な表面を備え、 第1と第2と第3の領域を有するメサ部と基質部とにお
    いて、その第1の領域が第1の主要な表面の近くに位置
    し且つ或る導電型であり且つ比較的低い抵抗であり、第
    2の領域が第1と第3の領域との間の中間に位置し且つ
    上記と同様の導電型であり且つ第1の領域と共にハイ・
    ロー接合部を形成するために比較的高い抵抗であり、第
    3の領域が第2の主要な表面の近くに位置し且つ第1と
    第2の領域の導電型とは逆の導電型であり且つ第2の領
    域と共にP−N接合部を形成している、前記のメサ部と
    基質部と、ハイ・ロー接合部と交差し、該主要な表面とほぼ平行に
    延長している、少なくとも1つの平らなゲルマニウム・
    ドーピング処理層であって、ハイ・ロー接合部の中心部
    が該ゲルマニウム・ドーピング処理層より深く形成され
    且つ端部がメサのテーパー状の側壁と交差するゲルマニ
    ウム・ドーピング処理層より浅く形成される状態とな
    る、 前記の少なくとも1つの平らなゲルマニウム・ドー
    ピング処理層とを含んでいる、シリコン・チップを備え
    ている、高電圧整流器。
  10. 【請求項10】 3つのゲルマニウム・ドーピング処理
    層があり、その各々がハイ・ロー接合部と交差してい
    る、特許請求の範囲第9項に記載の高電圧整流器。
  11. 【請求項11】 メサ部は、方形の断面と、ベースと4
    5度の角度をなす側壁とを具備する、角錐の切頭体であ
    る、特許請求の範囲第10項に記載の高電圧整流器。
  12. 【請求項12】 ハイ・ロー接合部の中心部は、基本的
    に平面であり、第2と第3の領域との間のP−N接合部
    近接する範囲に形成され、ハイ・ロー接合部の端部は
    P−N接合部からより遠ざかるように形成される基本的
    に平面である、特許請求の範囲第9項に記載の高電圧整
    流器。
  13. 【請求項13】 中心部は、ハイ・ロー接合部の面積の
    少なくとも90%を形成し且つP−N接合部の近くに位
    置する、特許請求の範囲第12項に記載の高電圧整流
    器。
  14. 【請求項14】 第2の領域が整流器のベースとして作
    動し、その抵抗率は整流器の降伏がベース幅で制限
    れるように構成される、特許請求の範囲第13項に記載
    の高電圧整流器。
  15. 【請求項15】 整流器を形成するために、第1と第2
    の主要な表面上に別の電極を更に具備する、特許請求の
    範囲第14項に記載の高電圧整流器
JP8341088A 1995-12-20 1996-12-20 シリコン・ゲルマニウム層の最適な配置構成を有する高電圧シリコン・ダイオード Expired - Lifetime JP2919405B2 (ja)

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