JP2961643B2 - ダイオード - Google Patents
ダイオードInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波ＰＷＭ（Puls
e Width Modulation）、ＺＣＳ（Zero CurrentSwitchin
g ）、ＺＶＳ（Zero Voltage Switching）方式等のスイ
ッチング回路に用いられる整流ダイオ−ドに関し、特に
高速の逆回復特性を有する高耐圧ダイオードに関する。
e Width Modulation）、ＺＣＳ（Zero CurrentSwitchin
g ）、ＺＶＳ（Zero Voltage Switching）方式等のスイ
ッチング回路に用いられる整流ダイオ−ドに関し、特に
高速の逆回復特性を有する高耐圧ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、図６を参照して一般的なダイオー
ド１１０を説明する。ダイオード１１０は、ｎ型半導体
基板１１１の一方の表面上に設けられたｎ＋層１１２
と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面上に設けられた
ｐ＋層１１３と、ｐ＋層１１３上に設けられたアノード
電極１１４と、ｎ＋層１１２上に設けられたカソード電
極１１５とからなる。このダイオード１１０は、アノー
ドとなるｐ＋層１１３及びカソードとなるｎ＋層１１２
はそれぞれｎ型半導体基板１１１の全面に亘って形成さ
れた構造である。そのため、導通状態でｎ型半導体基板
１１１内に注入されるキャリアは非常に多くなる。それ
ゆえ、ダイオード１１０を高速で動作させる場合には、
非常に強いライフタイムコントロ−ル、例えばＡｕまた
はＰｔ等の重金属拡散、電子線照射あるいはγ線照射等
を行いキャリアの再結合を実施する必要がある。しかし
ながら反面、ライフタイムコントロールは、逆方向電圧
印加時のリーク電流を増大させ逆電圧損失の増加を引き
起こす。特に、Ａｕ拡散の場合は高濃度拡散層にＡｕが
集中的に分布するためリーク電流が大きく、Ｐｔ拡散の
場合は順方向電流通電時の順方向電圧降下が大きくなる
ので導通損失が非常に大きくなる。また、高周波動作時
には、逆回復損失による発熱が大きくなり、損失の局部
集中などによる素子破壊などが問題となっていた。
ド１１０を説明する。ダイオード１１０は、ｎ型半導体
基板１１１の一方の表面上に設けられたｎ＋層１１２
と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面上に設けられた
ｐ＋層１１３と、ｐ＋層１１３上に設けられたアノード
電極１１４と、ｎ＋層１１２上に設けられたカソード電
極１１５とからなる。このダイオード１１０は、アノー
ドとなるｐ＋層１１３及びカソードとなるｎ＋層１１２
はそれぞれｎ型半導体基板１１１の全面に亘って形成さ
れた構造である。そのため、導通状態でｎ型半導体基板
１１１内に注入されるキャリアは非常に多くなる。それ
ゆえ、ダイオード１１０を高速で動作させる場合には、
非常に強いライフタイムコントロ−ル、例えばＡｕまた
はＰｔ等の重金属拡散、電子線照射あるいはγ線照射等
を行いキャリアの再結合を実施する必要がある。しかし
ながら反面、ライフタイムコントロールは、逆方向電圧
印加時のリーク電流を増大させ逆電圧損失の増加を引き
起こす。特に、Ａｕ拡散の場合は高濃度拡散層にＡｕが
集中的に分布するためリーク電流が大きく、Ｐｔ拡散の
場合は順方向電流通電時の順方向電圧降下が大きくなる
ので導通損失が非常に大きくなる。また、高周波動作時
には、逆回復損失による発熱が大きくなり、損失の局部
集中などによる素子破壊などが問題となっていた。
【０００３】他の従来例として特開平６−１９６７２３
号記載のダイオード１２０を説明する。図７に示される
ようにダイオード１２０は、ｎ型半導体基板１１１と、
ｎ型半導体基板１１１の一方の表面上に設けられたｎ＋
層１１２と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面から選
択的に設けられたアノードとなるｐ＋層１２１と、互い
に隣接するｐ＋層１２１の間に位置しｎ型半導体基板１
１１の前記他方の表面に浅く設けられたｐ−層１２２
と、ｐ−層１２２の下方に位置しｎ型半導体基板１１１
の内部に設けられたｐ層１２３と、ｐ＋層１２１及びｐ
−層１２２上に設けられたアノード電極１１４と、ｎ＋
層１１２上に設けられたカソード電極１１５とからな
る。
号記載のダイオード１２０を説明する。図７に示される
ようにダイオード１２０は、ｎ型半導体基板１１１と、
ｎ型半導体基板１１１の一方の表面上に設けられたｎ＋
層１１２と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面から選
択的に設けられたアノードとなるｐ＋層１２１と、互い
に隣接するｐ＋層１２１の間に位置しｎ型半導体基板１
１１の前記他方の表面に浅く設けられたｐ−層１２２
と、ｐ−層１２２の下方に位置しｎ型半導体基板１１１
の内部に設けられたｐ層１２３と、ｐ＋層１２１及びｐ
−層１２２上に設けられたアノード電極１１４と、ｎ＋
層１１２上に設けられたカソード電極１１５とからな
る。
【０００４】このダイオード１２０は、ダイオード１１
０に比べて導通時及び逆回復時における素子特性は若干
良好ではあるが、カソードの構造がｎ型半導体基板１１
１のキャリアの注入源となるｎ＋層１１２がｎ型半導体
基板１１１の全面に渡って形成されているため、導通時
および逆回復時における素子特性は顕著には見られな
い。すなわち、アノード或いはカソードのいずれか一方
の構造を最適化しても、所望のスイッチング特性を得る
ことは困難である。従って、ライフタイムコントロール
を実施することが必要不可欠となり、ダイオード１１０
と同様の問題が生じる。
０に比べて導通時及び逆回復時における素子特性は若干
良好ではあるが、カソードの構造がｎ型半導体基板１１
１のキャリアの注入源となるｎ＋層１１２がｎ型半導体
基板１１１の全面に渡って形成されているため、導通時
および逆回復時における素子特性は顕著には見られな
い。すなわち、アノード或いはカソードのいずれか一方
の構造を最適化しても、所望のスイッチング特性を得る
ことは困難である。従って、ライフタイムコントロール
を実施することが必要不可欠となり、ダイオード１１０
と同様の問題が生じる。
【０００５】また、特開平５−２６７６４４号記載のダ
イオード１３０を説明する。図８に示されるようにダイ
オード１３０は、ｎ型半導体基板１１１と、ｎ型半導体
基板１１１の一方の表面から選択的に設けられたｎ＋層
１３１と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面から選択
的に設けられたｐ＋層１３２と、ｎ型半導体基板１１１
の露出した表面部分及びｐ＋層１３２上に設けられたア
ノード電極１１４と、ｎ型半導体基板１１１の露出した
表面部分及びｎ＋層１３１上に設けられたカソード電極
１１５とからなる。アノード電極１１４は、ｐ＋層１３
２の部分ではオ−ミック接触すると共に、ｎ型半導体基
板１１１の露出した表面部分ではショットキー接合を形
成する構造である。
イオード１３０を説明する。図８に示されるようにダイ
オード１３０は、ｎ型半導体基板１１１と、ｎ型半導体
基板１１１の一方の表面から選択的に設けられたｎ＋層
１３１と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面から選択
的に設けられたｐ＋層１３２と、ｎ型半導体基板１１１
の露出した表面部分及びｐ＋層１３２上に設けられたア
ノード電極１１４と、ｎ型半導体基板１１１の露出した
表面部分及びｎ＋層１３１上に設けられたカソード電極
１１５とからなる。アノード電極１１４は、ｐ＋層１３
２の部分ではオ−ミック接触すると共に、ｎ型半導体基
板１１１の露出した表面部分ではショットキー接合を形
成する構造である。
【０００６】ダイオード１３０ではショットキ−接合が
存在しているため、図２に示されるように逆電圧が低い
領域から大きなリ−ク電流が発生し２５００Ｖ級以上の
高耐圧素子には適さない。構造による最適化がなされて
いないため、オン電圧、逆電流特性および逆回復特性相
互の特性を充分に考慮した応用装置への吟味が必要であ
った。
存在しているため、図２に示されるように逆電圧が低い
領域から大きなリ−ク電流が発生し２５００Ｖ級以上の
高耐圧素子には適さない。構造による最適化がなされて
いないため、オン電圧、逆電流特性および逆回復特性相
互の特性を充分に考慮した応用装置への吟味が必要であ
った。
【０００７】更に、特願平７−５３２３７号記載のダイ
オード１４０が提案されている。図９に示されるように
ダイオード１４０は、ｎ型半導体基板１１１と、ｎ型半
導体基板１１１の一方の表面から選択的に設けられたｎ
＋層１４１と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面から
選択的に設けられたｐ＋層１４２と、ｐ＋層１４２上に
設けられたアノード電極１１４と、ｎ＋層１４１上に設
けられたカソード電極１１５とからなる。個々のｐ＋層
１４２はその不純物濃度が中心から円周端に向かって低
くなる濃度勾配に形成されており、隣接するｐ＋層１４
２は互いに接するか若しくは重なり合う様な波型構造で
ある。また、ｎ＋層１４１も同様の波型構造である。
オード１４０が提案されている。図９に示されるように
ダイオード１４０は、ｎ型半導体基板１１１と、ｎ型半
導体基板１１１の一方の表面から選択的に設けられたｎ
＋層１４１と、ｎ型半導体基板１１１の他方の表面から
選択的に設けられたｐ＋層１４２と、ｐ＋層１４２上に
設けられたアノード電極１１４と、ｎ＋層１４１上に設
けられたカソード電極１１５とからなる。個々のｐ＋層
１４２はその不純物濃度が中心から円周端に向かって低
くなる濃度勾配に形成されており、隣接するｐ＋層１４
２は互いに接するか若しくは重なり合う様な波型構造で
ある。また、ｎ＋層１４１も同様の波型構造である。
【０００８】このダイオード１４０はダイオード１３０
に比べて、図２に示されるように逆電圧が低い領域から
発生するリーク電流が大幅に小さく抑えられ、しかも３
５００Ｖ等の高耐圧を有しつつ高速で低損失な逆回復特
性を有する。しかしながら、隣接するＰ＋層１４２の間
隔Ｗがｎ型半導体基板１１１の内部に向かうに従って大
きくなるため、僅かながら比較的低い逆方向電圧からリ
ーク電流が発生している。
に比べて、図２に示されるように逆電圧が低い領域から
発生するリーク電流が大幅に小さく抑えられ、しかも３
５００Ｖ等の高耐圧を有しつつ高速で低損失な逆回復特
性を有する。しかしながら、隣接するＰ＋層１４２の間
隔Ｗがｎ型半導体基板１１１の内部に向かうに従って大
きくなるため、僅かながら比較的低い逆方向電圧からリ
ーク電流が発生している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ダイオ
ード１１０は逆方向電流電圧特性に優れた高耐圧ダイオ
ードであるが、非常に強いライフタイムコントロ−ルを
施す必要があるため、それにより逆回復特性等の素子特
性の悪化を招いていた。また、ダイオード１４０は高速
で低損失な逆回復特性を有する高耐圧ダイオードである
が、リーク電流が逆方向電圧の低い領域から除々に発生
しており、ダイオード１１０と同レベルにまで抑制する
が望ましい。
ード１１０は逆方向電流電圧特性に優れた高耐圧ダイオ
ードであるが、非常に強いライフタイムコントロ−ルを
施す必要があるため、それにより逆回復特性等の素子特
性の悪化を招いていた。また、ダイオード１４０は高速
で低損失な逆回復特性を有する高耐圧ダイオードである
が、リーク電流が逆方向電圧の低い領域から除々に発生
しており、ダイオード１１０と同レベルにまで抑制する
が望ましい。
【００１０】本発明は上記欠点を解決するため、少数キ
ャリアのライフタイムコントロールを極力抑えながら、
高速の逆回復特性を有すると共に、リーク電流の発生を
抑えた良好な逆方向電流電圧特性を有する高耐圧ダイオ
ードを提供することを目的とする。
ャリアのライフタイムコントロールを極力抑えながら、
高速の逆回復特性を有すると共に、リーク電流の発生を
抑えた良好な逆方向電流電圧特性を有する高耐圧ダイオ
ードを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によるダイオード
は、一導電型の第１の半導体層と、該第１の半導体層の
一方の主表面から選択的に設けられた反対導電型の複数
の第２の半導体層と、前記第２の半導体層の直下に位置
するように前記第１の半導体層の内部に埋め込まれた反
対導電型の複数の第３の半導体層とを有する。前記第２
の半導体層と前記第３の半導体層とは、接触若しくは重
なり合う領域を有する位置、あるいは一定の距離をおい
た位置関係に配置される。いずれにしても、前記第２の
半導体層と前記第３の半導体層とは、ほぼ同電位となる
ように配置される。また、前記複数の第２の半導体層に
隣接するように前記第１の半導体層の前記一方の主表面
に選択的に、前記第１の半導体層よりも高い不純物濃度
の一導電型の第４の半導体層を設けることもできる。
は、一導電型の第１の半導体層と、該第１の半導体層の
一方の主表面から選択的に設けられた反対導電型の複数
の第２の半導体層と、前記第２の半導体層の直下に位置
するように前記第１の半導体層の内部に埋め込まれた反
対導電型の複数の第３の半導体層とを有する。前記第２
の半導体層と前記第３の半導体層とは、接触若しくは重
なり合う領域を有する位置、あるいは一定の距離をおい
た位置関係に配置される。いずれにしても、前記第２の
半導体層と前記第３の半導体層とは、ほぼ同電位となる
ように配置される。また、前記複数の第２の半導体層に
隣接するように前記第１の半導体層の前記一方の主表面
に選択的に、前記第１の半導体層よりも高い不純物濃度
の一導電型の第４の半導体層を設けることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１３】まず、第１の実施の形態としてダイオード
１０を説明する。図１に示されるように、ダイオード１
０は、ｎ型半導体基板１１と、該ｎ型半導体基板１１の
一方の主表面から内部に設けられたｎ＋層１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ及び１２ｄと、ｎ型半導体基板１１の他の主
表面から内部に設けられた表面ｐ＋層１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ及び１３ｄと、各表面ｐ＋層１３ａ〜ｄの直下に
位置すると共に接触若しくは重なり合う様にｎ型半導体
基板１１の内部に設けられた埋込みｐ＋層１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ及び１４ｄと、表面ｐ＋層１３ａ〜ｄ上及び
ｎ型半導体基板１１の前記他の主表面の露出した部分上
に設けられたアノード電極１５と、ｎ＋層１２ａ〜１２
ｄ上に設けられたカソード電極１６とからなる。これら
表面ｐ＋層１３ａ〜ｄと埋込みｐ＋層１４ａ〜ｄとはア
ノード領域を構成し、ｎ＋層１２ａ〜ｄはカソード領域
を構成する。なお、ｎ＋層１２ａ〜ｄは互いに隣接若し
くは重なりあった波型断面形状に形成されているが、こ
の形状にかぎらず最適化された構造であれば構わない。
１０を説明する。図１に示されるように、ダイオード１
０は、ｎ型半導体基板１１と、該ｎ型半導体基板１１の
一方の主表面から内部に設けられたｎ＋層１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ及び１２ｄと、ｎ型半導体基板１１の他の主
表面から内部に設けられた表面ｐ＋層１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ及び１３ｄと、各表面ｐ＋層１３ａ〜ｄの直下に
位置すると共に接触若しくは重なり合う様にｎ型半導体
基板１１の内部に設けられた埋込みｐ＋層１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ及び１４ｄと、表面ｐ＋層１３ａ〜ｄ上及び
ｎ型半導体基板１１の前記他の主表面の露出した部分上
に設けられたアノード電極１５と、ｎ＋層１２ａ〜１２
ｄ上に設けられたカソード電極１６とからなる。これら
表面ｐ＋層１３ａ〜ｄと埋込みｐ＋層１４ａ〜ｄとはア
ノード領域を構成し、ｎ＋層１２ａ〜ｄはカソード領域
を構成する。なお、ｎ＋層１２ａ〜ｄは互いに隣接若し
くは重なりあった波型断面形状に形成されているが、こ
の形状にかぎらず最適化された構造であれば構わない。
【００１４】このようにダイオード１０では、各表面ｐ
＋層１３ａ〜ｄの直下に埋込みｐ＋層１４ａ〜ｄを設け
た構造、例えば表面ｐ＋層１３ｂの直下に埋込みｐ＋層
１４ｂを配置した構造である。隣接する埋込みｐ＋層１
４ａ〜ｄそれぞれの間には、静電誘導効果が強く働き、
例えば、埋込みｐ＋層１４ｂと埋込みｐ＋層１４ｃとの
最小距離における中点部分（同図中の＊印部分）と、埋
込みｐ＋層１４ｂ，１４ｃとの電位差は小さくなる。し
かも３５００Ｖ程度の逆方向電圧を印加したとしても、
＊印部分と埋込みｐ＋層１４との間の電位差はほぼ０Ｖ
に維持される。その結果、＊印部分の電位はアノード電
極１５とほぼ同電位に維持され、逆方向電圧印加時に発
生するリーク電流を大幅に低減することができる。
＋層１３ａ〜ｄの直下に埋込みｐ＋層１４ａ〜ｄを設け
た構造、例えば表面ｐ＋層１３ｂの直下に埋込みｐ＋層
１４ｂを配置した構造である。隣接する埋込みｐ＋層１
４ａ〜ｄそれぞれの間には、静電誘導効果が強く働き、
例えば、埋込みｐ＋層１４ｂと埋込みｐ＋層１４ｃとの
最小距離における中点部分（同図中の＊印部分）と、埋
込みｐ＋層１４ｂ，１４ｃとの電位差は小さくなる。し
かも３５００Ｖ程度の逆方向電圧を印加したとしても、
＊印部分と埋込みｐ＋層１４との間の電位差はほぼ０Ｖ
に維持される。その結果、＊印部分の電位はアノード電
極１５とほぼ同電位に維持され、逆方向電圧印加時に発
生するリーク電流を大幅に低減することができる。
【００１５】ダイオード１０の逆方向電流電圧特性を図
２より説明する。同図中、実線１０は本発明によるダイ
オード１０、破線１１０は従来のダイオード１１０、破
線１３０は従来のダイオード１３０及び破線１４０は従
来のダイオード１４０の特性を示す。同図に示されるよ
うに、ダイオード１０におけるリーク電流は逆方向電圧
が３５００Ｖ程度までほぼ０Ｖに抑えられており、ダイ
オード１４０に比べて大幅にリーク電流が低減される。
２より説明する。同図中、実線１０は本発明によるダイ
オード１０、破線１１０は従来のダイオード１１０、破
線１３０は従来のダイオード１３０及び破線１４０は従
来のダイオード１４０の特性を示す。同図に示されるよ
うに、ダイオード１０におけるリーク電流は逆方向電圧
が３５００Ｖ程度までほぼ０Ｖに抑えられており、ダイ
オード１４０に比べて大幅にリーク電流が低減される。
【００１６】また、ダイオード１０の逆回復特性を図３
より説明する。同図中、実線１０は本発明によるダイオ
ード１０、破線１１０は従来のダイオード１１０及び破
線１２０は従来のダイオード１２０の特性を示す。同図
に示されるように、ダイオード１０は、ダイオード１１
０及び１２０に比べて、逆回復時間が短縮され且つより
ソフトなリカバリーになっており、優れた逆回復特性を
有する。図２乃至図３より明らかなように、ダイオード
１０は逆方向電流電圧特性と逆回復特性との両方に優れ
たダイオードである。
より説明する。同図中、実線１０は本発明によるダイオ
ード１０、破線１１０は従来のダイオード１１０及び破
線１２０は従来のダイオード１２０の特性を示す。同図
に示されるように、ダイオード１０は、ダイオード１１
０及び１２０に比べて、逆回復時間が短縮され且つより
ソフトなリカバリーになっており、優れた逆回復特性を
有する。図２乃至図３より明らかなように、ダイオード
１０は逆方向電流電圧特性と逆回復特性との両方に優れ
たダイオードである。
【００１７】ダイオード１０において、埋込みｐ＋層１
４を表面ｐ＋層１３の直下に配置することにより、埋込
みｐ＋層１４は表面ｐ＋層１３との距離が最も近くな
り、電位差をほぼ零にすることができる。また、埋込み
ｐ＋層１４ａ〜ｄにおいて互いに隣接する埋込みｐ＋層
１４間の距離は、アノード・カソード間に定格電圧を印
加した状態で、＊印部分（図１）と埋込みｐ＋層１４と
の電位がほぼ等しくなるように比較的狭く設定される。
４を表面ｐ＋層１３の直下に配置することにより、埋込
みｐ＋層１４は表面ｐ＋層１３との距離が最も近くな
り、電位差をほぼ零にすることができる。また、埋込み
ｐ＋層１４ａ〜ｄにおいて互いに隣接する埋込みｐ＋層
１４間の距離は、アノード・カソード間に定格電圧を印
加した状態で、＊印部分（図１）と埋込みｐ＋層１４と
の電位がほぼ等しくなるように比較的狭く設定される。
【００１８】なお、表面ｐ＋層１３ａ〜ｄにおいて互い
に隣接する表面ｐ＋層１３間の間隔を広げて形成するこ
とができる。表面ｐ＋層１３間の間隔を広げると、逆回
復動作時に処理できる電子の量が増加するため、逆回復
電流が小さくなり逆回復時間が短くなると同時にソフト
リカバリー化が促進される。通常、表面ｐ＋層１４間の
間隔を広げることはリーク電流を増加させ耐圧の低下に
つながる。しかし、ダイオード１０では、埋込みｐ＋層
１３の存在により、表面ｐ＋層１４間の間隔を拡げても
逆方向電流電圧特性は変化なく、リーク電流は小さく保
たれ、耐圧の低下を招くことはない。すなわち、本発明
によれば、良好な逆方向電流電圧特性を保ちつつ、逆回
復特性を改善することが可能となる。
に隣接する表面ｐ＋層１３間の間隔を広げて形成するこ
とができる。表面ｐ＋層１３間の間隔を広げると、逆回
復動作時に処理できる電子の量が増加するため、逆回復
電流が小さくなり逆回復時間が短くなると同時にソフト
リカバリー化が促進される。通常、表面ｐ＋層１４間の
間隔を広げることはリーク電流を増加させ耐圧の低下に
つながる。しかし、ダイオード１０では、埋込みｐ＋層
１３の存在により、表面ｐ＋層１４間の間隔を拡げても
逆方向電流電圧特性は変化なく、リーク電流は小さく保
たれ、耐圧の低下を招くことはない。すなわち、本発明
によれば、良好な逆方向電流電圧特性を保ちつつ、逆回
復特性を改善することが可能となる。
【００１９】次に、本発明による第２の実施の形態とし
てダイオード２０を図４より説明する。ただし、ダイオ
ード１０と異なるところのみを説明する。ダイオード２
０では、埋込みｐ＋層２１ａ〜ｄを表面ｐ＋層１３ａ〜
ｄの直下に一定の距離を有するようにそれぞれ設ける。
それら埋込みｐ＋層２１と表面ｐ＋層１３とは、一定の
距離を離れて存在してもほぼ同電位で動作するように配
置される。それによりダイオード２０は、ダイオード１
０と同様の動作原理で動作し同様の効果を得ることがで
きる。
てダイオード２０を図４より説明する。ただし、ダイオ
ード１０と異なるところのみを説明する。ダイオード２
０では、埋込みｐ＋層２１ａ〜ｄを表面ｐ＋層１３ａ〜
ｄの直下に一定の距離を有するようにそれぞれ設ける。
それら埋込みｐ＋層２１と表面ｐ＋層１３とは、一定の
距離を離れて存在してもほぼ同電位で動作するように配
置される。それによりダイオード２０は、ダイオード１
０と同様の動作原理で動作し同様の効果を得ることがで
きる。
【００２０】更に、本発明による第３の実施の形態とし
てダイオード３０を図５より説明する。ただし、ダイオ
ード１０と異なるところのみを説明する。ダイオード３
０では、互いに隣接する表面ｐ＋層１３ａ〜ｄ間の相補
的な位置にｎ型半導体基板１１より高い不純物濃度のｎ
層３１ａ〜ｃをそれぞれ配置し、例えば、表面ｐ＋層１
３ｂと表面ｐ＋層１３ｃとの間にｎ層３１ｂを設ける。
ｎ層３１を設けることにより、逆回復動作時におけるア
ノード電極での電子の処理がダイオード１０に比べて活
発になり、逆回復特性をより改善することができる。ま
た、ｎ層３１を配置しても埋込みｐ＋層１４の存在によ
り、ダイオード１０と同様にリーク電流の極めて小さい
良好な逆方向電流電圧特性を得ることができる。なお、
ダイオード２０の構造にｎ層３１を設けた場合も同様で
ある。
てダイオード３０を図５より説明する。ただし、ダイオ
ード１０と異なるところのみを説明する。ダイオード３
０では、互いに隣接する表面ｐ＋層１３ａ〜ｄ間の相補
的な位置にｎ型半導体基板１１より高い不純物濃度のｎ
層３１ａ〜ｃをそれぞれ配置し、例えば、表面ｐ＋層１
３ｂと表面ｐ＋層１３ｃとの間にｎ層３１ｂを設ける。
ｎ層３１を設けることにより、逆回復動作時におけるア
ノード電極での電子の処理がダイオード１０に比べて活
発になり、逆回復特性をより改善することができる。ま
た、ｎ層３１を配置しても埋込みｐ＋層１４の存在によ
り、ダイオード１０と同様にリーク電流の極めて小さい
良好な逆方向電流電圧特性を得ることができる。なお、
ダイオード２０の構造にｎ層３１を設けた場合も同様で
ある。
【００２１】また更に、ダイオード１０、ダイオード２
０及びダイオード３０にライフタイムコントロールを施
してもよい。ライフタイムコントロールとして、Ａｕ拡
散、Ｐｔ拡散等の重金属拡散や、電子線照射、γ線照
射、或いはＨ＋（プロトン）、Ｈｅ等のイオン注入等を
行う。ダイオード１０，２０及び３０は、アノード・カ
ソード両方の接合構造を最適化しているため、従来のよ
うに極めて強いライフタイムコントロールを施す必要は
ない。従って、ライフタイムコントロールによる悪影響
は現れず、特に１００℃を越えるような高い温度状況下
でも安定した動作を維持することができる。
０及びダイオード３０にライフタイムコントロールを施
してもよい。ライフタイムコントロールとして、Ａｕ拡
散、Ｐｔ拡散等の重金属拡散や、電子線照射、γ線照
射、或いはＨ＋（プロトン）、Ｈｅ等のイオン注入等を
行う。ダイオード１０，２０及び３０は、アノード・カ
ソード両方の接合構造を最適化しているため、従来のよ
うに極めて強いライフタイムコントロールを施す必要は
ない。従って、ライフタイムコントロールによる悪影響
は現れず、特に１００℃を越えるような高い温度状況下
でも安定した動作を維持することができる。
【００２２】なお、上述したダイオードにおいて、半導
体基板としてｎ型半導体でなく真性半導体を用いたとし
ても、あるいは全ての半導体領域の導電型が全く逆にな
ったとしても、動作原理はなんら変わるところはなく、
同様の結果が得られることは極めて明白である。
体基板としてｎ型半導体でなく真性半導体を用いたとし
ても、あるいは全ての半導体領域の導電型が全く逆にな
ったとしても、動作原理はなんら変わるところはなく、
同様の結果が得られることは極めて明白である。
【００２３】
【発明の効果】本発明によるダイオードでは、アノード
領域となる表面ｐ＋層の直下に埋込みｐ＋層を設けた構
造であるため、静電誘導効果が強く作用し、逆方向電流
電圧特性におけるリーク電流を大幅に低減できる。更
に、表面ｐ＋層相互の間隔を拡げることで、逆回復特性
をより改善することができる。また、それら表面ｐ＋層
相互の間隔は、それを形成するためのフォトマスクを変
更するだけで設定できるため、極めて簡単な手段により
所望の逆回復特性を得ることができる。
領域となる表面ｐ＋層の直下に埋込みｐ＋層を設けた構
造であるため、静電誘導効果が強く作用し、逆方向電流
電圧特性におけるリーク電流を大幅に低減できる。更
に、表面ｐ＋層相互の間隔を拡げることで、逆回復特性
をより改善することができる。また、それら表面ｐ＋層
相互の間隔は、それを形成するためのフォトマスクを変
更するだけで設定できるため、極めて簡単な手段により
所望の逆回復特性を得ることができる。
【図１】本発明によるダイオード１０を模式的に示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明によるダイオード１０と従来のダイオー
ドを比較した逆方向電流電圧特性図である。
ドを比較した逆方向電流電圧特性図である。
【図３】本発明によるダイオード１０と従来のダイオー
ドを比較した逆回復電流特性図である。
ドを比較した逆回復電流特性図である。
【図４】本発明によるダイオード２０を模式的に示す断
面図である。
面図である。
【図５】本発明によるダイオード３０を模式的に示す断
面図である。
面図である。
【図６】従来のダイオード１１０を模式的に示す断面図
である。
である。
【図７】従来のダイオード１２０を模式的に示す断面図
である。
である。
【図８】従来のダイオード１３０を模式的に示す断面図
である。
である。
【図９】従来のダイオード１４０を模式的に示す断面図
である。
である。
１０…ダイオード、１１…ｎ型半導体基板 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…ｎ＋層 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…表面ｐ＋層 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…埋込みｐ＋層 １５…アノード電極、１６…カソード電極 ２０…ダイオード ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…埋込みｐ＋層 ３０…ダイオード ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…ｎ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−29635（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−37335（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 29/861
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の主表面を有する一導電型の第１の
半導体層と、前記第１の半導体層の一方の主表面から選
択的に設けられた反対導電型の複数の第２の半導体層
と、前記複数の第２の半導体層の直下にそれぞれ位置す
るように前記第１の半導体層の内部に設けられた反対導
電型の複数の第３の半導体層とを具備し、隣接する前記
複数の第３の半導体層間には静電誘導効果が有効に作用
するように前記複数の第３の半導体層の各々は高不純物
濃度を有することを特徴とするダイオード。 - 【請求項２】 前記複数の第２の半導体層と前記複数の
第３の半導体層とは、接触若しくは重なり合う領域を有
することを特徴とする請求項１記載のダイオード。 - 【請求項３】 前記複数の第２の半導体層と前記複数の
第３の半導体層とは互いに離間していることを特徴とす
る請求項１記載のダイオード。 - 【請求項４】 前記第１の半導体層の前記一方の主表面
に前記複数の第２の半導体層に隣接するように選択的に
設けられ、前記第１の半導体層よりも高い不純物濃度の
一導電型の第４の半導体層を有することを特徴とする請
求項１記載のダイオード。 - 【請求項５】 前記第１の半導体層の他方の主表面から
選択的に設けられた一導電型の第５の半導体層を有する
ことを特徴とする請求項１記載のダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24520195A JP2961643B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24520195A JP2961643B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969637A JPH0969637A (ja) | 1997-03-11 |
| JP2961643B2 true JP2961643B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17130134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24520195A Expired - Lifetime JP2961643B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961643B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4810776B2 (ja) * | 2001-08-03 | 2011-11-09 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP5077508B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2012-11-21 | 富士電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP4686782B2 (ja) * | 2003-06-20 | 2011-05-25 | 国立大学法人東北大学 | 静電誘導ダイオード |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP24520195A patent/JP2961643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0969637A (ja) | 1997-03-11 |
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