JP3457021B2 - パワーダイオード - Google Patents
パワーダイオードInfo
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- FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N virginiamycin-S1 Natural products CC1OC(=O)C(C=2C=CC=CC=2)NC(=O)C2CC(=O)CCN2C(=O)C(CC=2C=CC=CC=2)N(C)C(=O)C2CCCN2C(=O)C(CC)NC(=O)C1NC(=O)C1=NC=CC=C1O FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１の導電形で所
定のドーピング濃度の内部領域を有する少なくとも１つ
の半導体素体と、第１の導電形で内部領域よりも高いド
ーピング濃度を有する陰極領域と、第１の導電形と逆の
第２の導電形で内部領域よりも高いドーピング濃度を有
する陽極領域とを有し、内部領域が少なくとも２つの範
囲を有し、それらの内第１の範囲は第１の予め定められ
た厚みを、また第２の範囲は第１の範囲の厚みより大き
い第２の厚みを有するパワーダイオードに関する。
定のドーピング濃度の内部領域を有する少なくとも１つ
の半導体素体と、第１の導電形で内部領域よりも高いド
ーピング濃度を有する陰極領域と、第１の導電形と逆の
第２の導電形で内部領域よりも高いドーピング濃度を有
する陽極領域とを有し、内部領域が少なくとも２つの範
囲を有し、それらの内第１の範囲は第１の予め定められ
た厚みを、また第２の範囲は第１の範囲の厚みより大き
い第２の厚みを有するパワーダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】上述のようなパワーダイオードは例えば
米国特許第4,587,547号明細書に記載されている。パワ
ーエレクトロニクス用の整流ダイオードはＰＮＮ+ドー
ピング構造を有し、中央に位置し弱ドープされ一般にＮ
導電形を有する内部領域と、外側に続くより高濃度にド
ープされＰ又はＮ導電形の２つの領域とから成ってい
る。電荷担体寿命を下げそれにより動特性を改善するた
め、高速ダイオードはさらに金、白金のような再結合中
心でドープされるか、電子又はガンマ照射により格子欠
陥が作られる。高速パワーダイオードではなかんずく、
導通状態からの転流の際に逆電流ピークが小さいこと、
また逆電流ピークの後の逆電流の下降があまり大きい傾
斜で行われるべきではないこと（ソフトな逆回復又はソ
フトリカバリ挙動）が必要とされる。その際に順方向電
圧および阻止電流は特定の値を超えてはならない。
米国特許第4,587,547号明細書に記載されている。パワ
ーエレクトロニクス用の整流ダイオードはＰＮＮ+ドー
ピング構造を有し、中央に位置し弱ドープされ一般にＮ
導電形を有する内部領域と、外側に続くより高濃度にド
ープされＰ又はＮ導電形の２つの領域とから成ってい
る。電荷担体寿命を下げそれにより動特性を改善するた
め、高速ダイオードはさらに金、白金のような再結合中
心でドープされるか、電子又はガンマ照射により格子欠
陥が作られる。高速パワーダイオードではなかんずく、
導通状態からの転流の際に逆電流ピークが小さいこと、
また逆電流ピークの後の逆電流の下降があまり大きい傾
斜で行われるべきではないこと（ソフトな逆回復又はソ
フトリカバリ挙動）が必要とされる。その際に順方向電
圧および阻止電流は特定の値を超えてはならない。
【０００３】リカバリ挙動をある度合までソフトにする
１つの公知の方法は、ベース領域を所望の阻止能力に対
して必要な厚みよりもはるかに厚く設定することにあ
る。それにより、逆電流ピークおよびそれに続く逆電圧
のピークの時点でなお多くの電荷担体を半導体素子内に
存在させ、また逆電流の中断を避けることができる。し
かし、こうして達成されるソフトリカバリ挙動の度合は
まだ比較的わずかである。しかし、この方法の少なくと
も同じく大きい欠点は、ベース厚みの増大により、順方
向電圧ＵFが不変にとどまるべきときに最大逆電流ｉRM
が強く高められ、または最大逆電流ｉRMが不変にとどま
るべきときにより大きい順方向電圧ＵFが生ずることに
ある。
１つの公知の方法は、ベース領域を所望の阻止能力に対
して必要な厚みよりもはるかに厚く設定することにあ
る。それにより、逆電流ピークおよびそれに続く逆電圧
のピークの時点でなお多くの電荷担体を半導体素子内に
存在させ、また逆電流の中断を避けることができる。し
かし、こうして達成されるソフトリカバリ挙動の度合は
まだ比較的わずかである。しかし、この方法の少なくと
も同じく大きい欠点は、ベース厚みの増大により、順方
向電圧ＵFが不変にとどまるべきときに最大逆電流ｉRM
が強く高められ、または最大逆電流ｉRMが不変にとどま
るべきときにより大きい順方向電圧ＵFが生ずることに
ある。
【０００４】さらに、通常は１０16／ｃｍ2のオーダー
であるＰ領域のドーピングを約１・１０13／ｃｍ2の下
限まで減ずることによって、よりソフトなリカバリ挙動
および同時により小さい逆電流ピークを得られることは
知られている。その際に、大電流の際の順方向電圧を小
さく保つため、高濃度にドープされたＰ+アイランドが
Ｐ領域に挿入されることは有利である（独国特許出願公
開第3633161号明細書参照）。この方法でもベース厚み
は意図された阻止能力に対して必要な厚みよりも大きく
選ばれなければならない。なぜならば、さもなければ蓄
積電荷が早過ぎる時点で排出され、逆電流が急に中断さ
れるからである。ベース厚みの増大はここでも逆電流ピ
ーク又は順方向電圧ＵFの上昇と結び付く。
であるＰ領域のドーピングを約１・１０13／ｃｍ2の下
限まで減ずることによって、よりソフトなリカバリ挙動
および同時により小さい逆電流ピークを得られることは
知られている。その際に、大電流の際の順方向電圧を小
さく保つため、高濃度にドープされたＰ+アイランドが
Ｐ領域に挿入されることは有利である（独国特許出願公
開第3633161号明細書参照）。この方法でもベース厚み
は意図された阻止能力に対して必要な厚みよりも大きく
選ばれなければならない。なぜならば、さもなければ蓄
積電荷が早過ぎる時点で排出され、逆電流が急に中断さ
れるからである。ベース厚みの増大はここでも逆電流ピ
ーク又は順方向電圧ＵFの上昇と結び付く。
【０００５】パワーダイオードのリカバリ挙動を改善す
るため、欧州特許出願公開第0090722号明細書には、弱
くドープされたＮ導電形のベース領域と高濃度にドープ
されたＮ+領域との間に１０14ないし１０16／ｃｍ3の範
囲内の中間のドーピング濃度の１つのＮ領域が配置され
ている半導体構造が記載されている。これにより同じく
比較的小さい逆電流ピークおよびソフトリカバリ挙動が
達成され得る。しかし、このような構造の製造のために
は、より高い阻止能力のダイオードでは高いコストの原
因となる２段階のエピタキシープロセスが必要である。
さらにリカバリ挙動が多くの用途で望まれるほどには良
好でない。
るため、欧州特許出願公開第0090722号明細書には、弱
くドープされたＮ導電形のベース領域と高濃度にドープ
されたＮ+領域との間に１０14ないし１０16／ｃｍ3の範
囲内の中間のドーピング濃度の１つのＮ領域が配置され
ている半導体構造が記載されている。これにより同じく
比較的小さい逆電流ピークおよびソフトリカバリ挙動が
達成され得る。しかし、このような構造の製造のために
は、より高い阻止能力のダイオードでは高いコストの原
因となる２段階のエピタキシープロセスが必要である。
さらにリカバリ挙動が多くの用途で望まれるほどには良
好でない。
【０００６】公知のダイオードは、一般に電圧が高速転
流の間にブレークダウン電圧の付近に達するときにその
機能を喪失するという欠点をも有する。その際に高周波
の振動および電磁的干渉により回路内の他の構成要素も
損傷を受ける。
流の間にブレークダウン電圧の付近に達するときにその
機能を喪失するという欠点をも有する。その際に高周波
の振動および電磁的干渉により回路内の他の構成要素も
損傷を受ける。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、パワ
ーダイオードのリカバリ挙動を一層改善することであ
る。特に、最大逆電流がソフトリカバリ挙動を損なうこ
となしにこれまでに達成された度合を越えて減ぜられる
ようにするものである。さらに、転流の際の電圧がブレ
ークダウン範囲に達するときに構成要素の損傷が避けら
れるようにするものである。すなわち、ブレークダウン
耐性またはアバランシェ耐性が達成されるようにするも
のである。
ーダイオードのリカバリ挙動を一層改善することであ
る。特に、最大逆電流がソフトリカバリ挙動を損なうこ
となしにこれまでに達成された度合を越えて減ぜられる
ようにするものである。さらに、転流の際の電圧がブレ
ークダウン範囲に達するときに構成要素の損傷が避けら
れるようにするものである。すなわち、ブレークダウン
耐性またはアバランシェ耐性が達成されるようにするも
のである。
【０００８】この課題を解決するため、本発明において
は、第１の導電形で所与のドーピング濃度の内部領域を
有する１つの半導体素体と、第１の導電形で内部領域よ
りも高いドーピング濃度を有する陰極領域と、逆の第２
の導電形で内部領域よりも高いドーピング濃度を有する
陽極領域とを有し、内部領域が少なくとも２つの範囲を
有し、それらのうち第１の範囲は第１の予め定められた
厚みを、また第２の範囲は第１の範囲の厚みより大きい
第２の厚みを有するパワーダイオードにおいて、第１の
範囲の厚みが必要とされる阻止電圧に従って定められ、
第２の範囲の厚みが必要とされる阻止電圧に対応する最
小の厚みの少なくとも１.４倍であり、また第１の範囲
を含む第１のダイオードおよび第２の範囲を含む第２の
部分ダイオードの面積および（または）少数キャリヤ寿
命が、導通相で第１の部分ダイオードを流れる電流が第
２の部分ダイオードを流れる電流の少なくとも２倍に定
められる。
は、第１の導電形で所与のドーピング濃度の内部領域を
有する１つの半導体素体と、第１の導電形で内部領域よ
りも高いドーピング濃度を有する陰極領域と、逆の第２
の導電形で内部領域よりも高いドーピング濃度を有する
陽極領域とを有し、内部領域が少なくとも２つの範囲を
有し、それらのうち第１の範囲は第１の予め定められた
厚みを、また第２の範囲は第１の範囲の厚みより大きい
第２の厚みを有するパワーダイオードにおいて、第１の
範囲の厚みが必要とされる阻止電圧に従って定められ、
第２の範囲の厚みが必要とされる阻止電圧に対応する最
小の厚みの少なくとも１.４倍であり、また第１の範囲
を含む第１のダイオードおよび第２の範囲を含む第２の
部分ダイオードの面積および（または）少数キャリヤ寿
命が、導通相で第１の部分ダイオードを流れる電流が第
２の部分ダイオードを流れる電流の少なくとも２倍に定
められる。
【０００９】
【実施例】以下、図１〜図９に示されている実施例によ
り本発明をさらに詳細に説明する。
り本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】図１には本発明の原理を説明するため、共
に１つのＰＮＮ+領域列を形成する２つの部分ダイオー
ドＤ１、Ｄ２に分割されている１つのダイオードが示さ
れている。部分ダイオードＤ１のＮドープされた内部領
域５はわずかな厚みｗ１を有し、また部分ダイオードＤ
２の内部領域８は内部領域５より大きい厚みｗ２を有す
る。部分ダイオードＤ１、Ｄ２の各Ｎ+領域６、９はオ
ーム接触のためにそれぞれ金属層３、４を設けられてい
る。これらの金属層３、４はダイオードユニットの陰極
Ｋに通ずる陰極端子Ｋ１、Ｋ２とそれぞれ接続されてい
る。同じく部分ダイオードＤ１、Ｄ２の各Ｐ領域７、１
０はオーム接触のためにそれぞれ金属層１、２を設けら
れ、これらの金属層１、２はダイオードユニットの陽極
Ａと接続された陽極端子Ａ１、Ａ２にそれぞれ接続され
ている。両部分ダイオードＤ１、Ｄ２の相応する領域の
ドーピング濃度は等しいと仮定されている。従来のダイ
オードの場合のようにＰ領域のドーピング濃度は、ダイ
オードユニットのソフトリカバリ挙動を得るために例え
ば５・１０12／ｃｍ2ないし１・１０14／ｃｍ2のドーピ
ング濃度を有するＮ+領域より十分小さく設定されてい
る。大電流における導通特性を改善するため、例えば独
国特許出願公開第3633161号明細書に提案されているよ
うに、高濃度にドープされたＰ+型の範囲がＰ領域内に
組み込まれるようにすることができる。
に１つのＰＮＮ+領域列を形成する２つの部分ダイオー
ドＤ１、Ｄ２に分割されている１つのダイオードが示さ
れている。部分ダイオードＤ１のＮドープされた内部領
域５はわずかな厚みｗ１を有し、また部分ダイオードＤ
２の内部領域８は内部領域５より大きい厚みｗ２を有す
る。部分ダイオードＤ１、Ｄ２の各Ｎ+領域６、９はオ
ーム接触のためにそれぞれ金属層３、４を設けられてい
る。これらの金属層３、４はダイオードユニットの陰極
Ｋに通ずる陰極端子Ｋ１、Ｋ２とそれぞれ接続されてい
る。同じく部分ダイオードＤ１、Ｄ２の各Ｐ領域７、１
０はオーム接触のためにそれぞれ金属層１、２を設けら
れ、これらの金属層１、２はダイオードユニットの陽極
Ａと接続された陽極端子Ａ１、Ａ２にそれぞれ接続され
ている。両部分ダイオードＤ１、Ｄ２の相応する領域の
ドーピング濃度は等しいと仮定されている。従来のダイ
オードの場合のようにＰ領域のドーピング濃度は、ダイ
オードユニットのソフトリカバリ挙動を得るために例え
ば５・１０12／ｃｍ2ないし１・１０14／ｃｍ2のドーピ
ング濃度を有するＮ+領域より十分小さく設定されてい
る。大電流における導通特性を改善するため、例えば独
国特許出願公開第3633161号明細書に提案されているよ
うに、高濃度にドープされたＰ+型の範囲がＰ領域内に
組み込まれるようにすることができる。
【００１１】このようなダイオードにより本質的な改善
が達成され得ることは、下記の認識に基づいている。即
ち、ダイオード内に全体として導通相で蓄積される蓄積
電荷ＱFを、等しい順方向電圧を持った公知のダイオ−
ドに比べて著しく下げることができる。これは逆電流に
より引き出された電荷Ｑrに移り、この電荷は再結合成
分を差し引いて蓄積電荷ＱFの決定に加わる。その際、
減ぜられた電荷Ｑrは、逆電流ピ−クの後に下降相の間
に引き出される蓄積電荷Ｑrf及び逆電流ピークまでに引
き出される電荷Ｑrsに分かれ、従ってダイオードユニッ
トのいわゆるソフトファクタＳ＝ｔf／ｔs＝Ｑrf／Ｑrs
（ｔf＝下降時間、ｔs＝蓄積時間）は、比較に用いられ
る最適化された個別ダイオードのそれに等しい。等しい
導通特性、阻止特性及びソフトリカバリ挙動において本
発明によるダイオードユニットはそれによって参照ダイ
オードよりも十分小さい逆電流を有する。
が達成され得ることは、下記の認識に基づいている。即
ち、ダイオード内に全体として導通相で蓄積される蓄積
電荷ＱFを、等しい順方向電圧を持った公知のダイオ−
ドに比べて著しく下げることができる。これは逆電流に
より引き出された電荷Ｑrに移り、この電荷は再結合成
分を差し引いて蓄積電荷ＱFの決定に加わる。その際、
減ぜられた電荷Ｑrは、逆電流ピ−クの後に下降相の間
に引き出される蓄積電荷Ｑrf及び逆電流ピークまでに引
き出される電荷Ｑrsに分かれ、従ってダイオードユニッ
トのいわゆるソフトファクタＳ＝ｔf／ｔs＝Ｑrf／Ｑrs
（ｔf＝下降時間、ｔs＝蓄積時間）は、比較に用いられ
る最適化された個別ダイオードのそれに等しい。等しい
導通特性、阻止特性及びソフトリカバリ挙動において本
発明によるダイオードユニットはそれによって参照ダイ
オードよりも十分小さい逆電流を有する。
【００１２】これは必要な設計と共に正確に行なわれる
べきである。導通相におけるダイオードの蓄積電荷ＱF
は近似的に
べきである。導通相におけるダイオードの蓄積電荷ＱF
は近似的に
【数１】
により与えられる。
【００１３】ここでμn及びμpはそれぞれ電子の移動
度、正孔の移動度、ｉFは順方向電流、Ｕohmはオーム電
圧降下、またＷはキャリヤの高注入状態の中央領域（有
効ベース領域）の厚みである。この中央領域はベース領
域のほかに端領域の隣接する範囲をも含んでいるので、
拡散された端領域における少数キャリヤ濃度がドーピン
グ濃度よりも大きいかぎり、有効なベース厚みＷは一般
に本来のベース厚みｗよりも大きい。式１)はダイオー
ドユニットにおいて、順方向電流がｉF1、ｉF2、蓄積電
荷がＱF1、ＱF2で表される部分ダイオードの各々に対し
て成り立つ。従って順方向電流ｉF＝ｉF1＋ｉF2を有す
るダイオードユニットの蓄積電荷ＱF＝ＱF1＋ＱF2に対
して式１)から下式が得られる。
度、正孔の移動度、ｉFは順方向電流、Ｕohmはオーム電
圧降下、またＷはキャリヤの高注入状態の中央領域（有
効ベース領域）の厚みである。この中央領域はベース領
域のほかに端領域の隣接する範囲をも含んでいるので、
拡散された端領域における少数キャリヤ濃度がドーピン
グ濃度よりも大きいかぎり、有効なベース厚みＷは一般
に本来のベース厚みｗよりも大きい。式１)はダイオー
ドユニットにおいて、順方向電流がｉF1、ｉF2、蓄積電
荷がＱF1、ＱF2で表される部分ダイオードの各々に対し
て成り立つ。従って順方向電流ｉF＝ｉF1＋ｉF2を有す
るダイオードユニットの蓄積電荷ＱF＝ＱF1＋ＱF2に対
して式１)から下式が得られる。
【数２】
【００１４】ここでＱF0＝ｉFＷ2 2／（（μn＋μp）Ｕ
ohm）である。ソフト挙動を保証すべき部分ダイオード
Ｄ２のベース厚みはソフトリカバリ挙動を有するダイオ
ードのベース厚みに等しく選ばれる。従ってＱF0はこの
比較ダイオードの蓄積電荷を意味し、この比較ダイオー
ドは、部分ダイオードが部分電流に対して有するオーム
電圧降下Ｕohmにおいて全電流ｉFを導くということによ
ってのみ部分ダイオードＤ２と異なる。部分ダイオード
及び参照ダイオードの等しい順方向電圧のゆえにオーム
電圧降下Ｕohmも良好な近似で等しく設定してよい。
ohm）である。ソフト挙動を保証すべき部分ダイオード
Ｄ２のベース厚みはソフトリカバリ挙動を有するダイオ
ードのベース厚みに等しく選ばれる。従ってＱF0はこの
比較ダイオードの蓄積電荷を意味し、この比較ダイオー
ドは、部分ダイオードが部分電流に対して有するオーム
電圧降下Ｕohmにおいて全電流ｉFを導くということによ
ってのみ部分ダイオードＤ２と異なる。部分ダイオード
及び参照ダイオードの等しい順方向電圧のゆえにオーム
電圧降下Ｕohmも良好な近似で等しく設定してよい。
【００１５】ソフトリカバリ挙動を有するダイオードに
おいては、ベース厚みｗ2はハードな逆電流下降を回避
するために、必要とされる阻止能力のための最小ベース
厚みｗminの少なくとも１．４倍に選ばれなければなら
ない。その最適な値はしばしば最小ベース厚みｗminの
２倍である。ベース領域のドーピング濃度を減少させる
ことにより最小ベース厚みｗminを可能な限り小さくす
るならば（ｐｉｎに近い形）、ｗ2／ｗminは２よりも大
きくセットすべきである。それ故、部分ダイオードの有
効ベース厚みの比Ｗ2／Ｗ1も最適の値として少なくとも
２に等しく選ぶことができる。１０００Ｖダイオードに
対する下記の実施例（図５参照）ではＷ2／Ｗ1は２．９
に等しい。Ｗ2／Ｗ1＝２により式２)からダイオードユ
ニットの蓄積電荷ＱFに対して両部分ダイオードへの電
流分配に応じてＱF0／４とＱF0との間の１つの値が得ら
れる。ｉF1＝０．８ｉF、ｉF2＝０．２ｉFに対してはＱ
F＝０．４ＱF0となる。
おいては、ベース厚みｗ2はハードな逆電流下降を回避
するために、必要とされる阻止能力のための最小ベース
厚みｗminの少なくとも１．４倍に選ばれなければなら
ない。その最適な値はしばしば最小ベース厚みｗminの
２倍である。ベース領域のドーピング濃度を減少させる
ことにより最小ベース厚みｗminを可能な限り小さくす
るならば（ｐｉｎに近い形）、ｗ2／ｗminは２よりも大
きくセットすべきである。それ故、部分ダイオードの有
効ベース厚みの比Ｗ2／Ｗ1も最適の値として少なくとも
２に等しく選ぶことができる。１０００Ｖダイオードに
対する下記の実施例（図５参照）ではＷ2／Ｗ1は２．９
に等しい。Ｗ2／Ｗ1＝２により式２)からダイオードユ
ニットの蓄積電荷ＱFに対して両部分ダイオードへの電
流分配に応じてＱF0／４とＱF0との間の１つの値が得ら
れる。ｉF1＝０．８ｉF、ｉF2＝０．２ｉFに対してはＱ
F＝０．４ＱF0となる。
【００１６】いま、良好なリカバリ挙動が生ずるよう
に、どのように電流および蓄積電荷を両部分ダイオード
に分配すべきかを説明する。最初に本発明によるダイオ
ードの転流過程を一般的に説明する。そのために図２に
示されている回路が参照される。電流源Ｃから順方向電
流ｉFが流れる。次いでスイッチＳの閉路により逆方向
の転流電圧ＵROが、外部漏れインダクタンスＬeと直列
に接続されているダイオードユニットに与えられる。ダ
イオードユニットＤ内には、部分ダイオードＤ２の前
に、後で説明されるように、もう１つの漏れインダクタ
ンスＬiが位置している。
に、どのように電流および蓄積電荷を両部分ダイオード
に分配すべきかを説明する。最初に本発明によるダイオ
ードの転流過程を一般的に説明する。そのために図２に
示されている回路が参照される。電流源Ｃから順方向電
流ｉFが流れる。次いでスイッチＳの閉路により逆方向
の転流電圧ＵROが、外部漏れインダクタンスＬeと直列
に接続されているダイオードユニットに与えられる。ダ
イオードユニットＤ内には、部分ダイオードＤ２の前
に、後で説明されるように、もう１つの漏れインダクタ
ンスＬiが位置している。
【００１７】このような転流の際に生ずる電流および電
圧の時間的経過は図３に示されている。ここでは１１０
０Ｖの阻止電圧および５０Ａの定格電流を有するダイオ
ードが基礎とされる。参照符号ｉを付されているのは全
電流であり、ｉ1およびｉ2は部分ダイオードを通る電流
であり、Ｕはダイオードに、即ち部分ダイオードにもか
かる電圧である。最初に５０Ａの順方向電流が流れ、こ
の電流は８５％は薄いベース領域を有する部分ダイオー
ドＤ１を流れ、１５％は厚いベース領域を有する部分ダ
イオードＤ２を流れる。ｔ＝０の時点でスイッチＳが閉
じられ、また電圧ＵR0＝５００Ｖにより電流が急峻度―
ｄｉ／ｄｔ＝ＵR0／Ｌe＝５００Ａ／μｓで阻止方向に
転流する。内部インダクタンスＬiはこの際に省略され
た。電流零通過の後に、蓄積電荷が部分ダイオード内に
存在する限り、高い逆電流が流れる。部分ダイオードＤ
１のベース領域は薄いので、このダイオードからの蓄積
電荷は既に約２００Ｖの逆電圧の際にほぼ除かれてい
る。従って、このダイオードからの逆電流ｉR1は間もな
く中断し、また小さいピーク値のみに達する。その際に
引き出される電荷Ｑr1＝∫ｉR1ｄｔは順方向相での蓄積
電荷ＱF1よりもはるかに小さい。何故ならば、僅かなベ
ース厚みにおいて電流ｉF1およびｉF2にあまりに大きい
差が生じないように、ダイオードＤ１内の少数キャリヤ
寿命は非常に小さく設定されなければならないからであ
る。
圧の時間的経過は図３に示されている。ここでは１１０
０Ｖの阻止電圧および５０Ａの定格電流を有するダイオ
ードが基礎とされる。参照符号ｉを付されているのは全
電流であり、ｉ1およびｉ2は部分ダイオードを通る電流
であり、Ｕはダイオードに、即ち部分ダイオードにもか
かる電圧である。最初に５０Ａの順方向電流が流れ、こ
の電流は８５％は薄いベース領域を有する部分ダイオー
ドＤ１を流れ、１５％は厚いベース領域を有する部分ダ
イオードＤ２を流れる。ｔ＝０の時点でスイッチＳが閉
じられ、また電圧ＵR0＝５００Ｖにより電流が急峻度―
ｄｉ／ｄｔ＝ＵR0／Ｌe＝５００Ａ／μｓで阻止方向に
転流する。内部インダクタンスＬiはこの際に省略され
た。電流零通過の後に、蓄積電荷が部分ダイオード内に
存在する限り、高い逆電流が流れる。部分ダイオードＤ
１のベース領域は薄いので、このダイオードからの蓄積
電荷は既に約２００Ｖの逆電圧の際にほぼ除かれてい
る。従って、このダイオードからの逆電流ｉR1は間もな
く中断し、また小さいピーク値のみに達する。その際に
引き出される電荷Ｑr1＝∫ｉR1ｄｔは順方向相での蓄積
電荷ＱF1よりもはるかに小さい。何故ならば、僅かなベ
ース厚みにおいて電流ｉF1およびｉF2にあまりに大きい
差が生じないように、ダイオードＤ１内の少数キャリヤ
寿命は非常に小さく設定されなければならないからであ
る。
【００１８】それに対して、ダイオードＤ２において
は、ダイオードＤ１よりベース厚みが大きい故に、ダイ
オードＤ１の電流中断の時点でその最初の蓄積電荷ＱF2
の大部分が含まれている。従って、図３からわかるよう
に、ダイオードユニットの全逆電流は、強い電圧上昇に
起因して、迅速に部分ダイオードＤ２により引き受けら
れる。このダイオードＤ２は比較的小さい順方向電流の
みを導くので、その蓄積電荷はベース厚みが大きいにも
かかわらず部分ダイオードＤ１の蓄積電荷ＱF1と比較可
能である（式2)参照）。従って、ダイオードユニットの
逆電流ピークは従来のソフトリカバリーダイオードの場
合にくらべて強く減ぜられている。このことは、部分ダ
イオードＤ２が逆電流ピークの前に非常に高い電流急峻
度｜ｄｉ2／ｄｔ｜を有するとしても言える。しかし、
部分ダイオードＤ２から全ダイオードＤは、図３に同じ
く示されているように、ソフトリカバリ挙動を引き受け
る。
は、ダイオードＤ１よりベース厚みが大きい故に、ダイ
オードＤ１の電流中断の時点でその最初の蓄積電荷ＱF2
の大部分が含まれている。従って、図３からわかるよう
に、ダイオードユニットの全逆電流は、強い電圧上昇に
起因して、迅速に部分ダイオードＤ２により引き受けら
れる。このダイオードＤ２は比較的小さい順方向電流の
みを導くので、その蓄積電荷はベース厚みが大きいにも
かかわらず部分ダイオードＤ１の蓄積電荷ＱF1と比較可
能である（式2)参照）。従って、ダイオードユニットの
逆電流ピークは従来のソフトリカバリーダイオードの場
合にくらべて強く減ぜられている。このことは、部分ダ
イオードＤ２が逆電流ピークの前に非常に高い電流急峻
度｜ｄｉ2／ｄｔ｜を有するとしても言える。しかし、
部分ダイオードＤ２から全ダイオードＤは、図３に同じ
く示されているように、ソフトリカバリ挙動を引き受け
る。
【００１９】逆電流ピークｉR＝ｉRMの時点では、イン
ダクタンスＬeにおける電圧が消滅するので、両部分ダ
イオードに逆電圧ＵR＝ＵR0がかかっている。この時点
までの逆電流積分Ｑrs＝∫ｉRｄｔは一部はダイオード
Ｄ１の全逆電流積分Ｑr1＝∫ｉR1ｄｔ＝ａＱF1から成っ
ており、その際に１より小さい係数ａは再結合損失を考
慮した値である。他の部分ではＱrsは部分ダイオードＤ
２から既に引き出された成分ｅＱF2を含んでおり、その
際に係数ｅは全有効ベース厚みＷ2に対する電圧ＵR0に
おける空間電荷領域の広がりに相当する。従って ３） Ｑrs＝ａＱF1＋ｅＱF2 である。
ダクタンスＬeにおける電圧が消滅するので、両部分ダ
イオードに逆電圧ＵR＝ＵR0がかかっている。この時点
までの逆電流積分Ｑrs＝∫ｉRｄｔは一部はダイオード
Ｄ１の全逆電流積分Ｑr1＝∫ｉR1ｄｔ＝ａＱF1から成っ
ており、その際に１より小さい係数ａは再結合損失を考
慮した値である。他の部分ではＱrsは部分ダイオードＤ
２から既に引き出された成分ｅＱF2を含んでおり、その
際に係数ｅは全有効ベース厚みＷ2に対する電圧ＵR0に
おける空間電荷領域の広がりに相当する。従って ３） Ｑrs＝ａＱF1＋ｅＱF2 である。
【００２０】それに対して、逆電流ピークの後の下降相
にわたる逆電流積分Ｑrfに対してはダイオードＤ２の残
留蓄積電荷（１−ｅ）ＱF2が得られる。 ４） Ｑrf＝（１−ｅ）ＱF2
にわたる逆電流積分Ｑrfに対してはダイオードＤ２の残
留蓄積電荷（１−ｅ）ＱF2が得られる。 ４） Ｑrf＝（１−ｅ）ＱF2
【００２１】ソフトな逆電流下降及び小さな逆電流ピー
クはリカバル挙動に対してはほぼ等しく重要であるの
で、最適なリカバリ挙動Ｑrf＝Ｑrsに対する条件として
セットされ得る。式３)及び式４)により、順方向相で蓄
積される両部分ダイオードの電荷に対する条件が得られ
る。 ５） ＱF2＝｛ａ／（１−２ｅ）｝ＱF1
クはリカバル挙動に対してはほぼ等しく重要であるの
で、最適なリカバリ挙動Ｑrf＝Ｑrsに対する条件として
セットされ得る。式３)及び式４)により、順方向相で蓄
積される両部分ダイオードの電荷に対する条件が得られ
る。 ５） ＱF2＝｛ａ／（１−２ｅ）｝ＱF1
【００２２】ａおよびｅは部分ダイオードに対してそれ
ぞれ０．４±０．１５、０．３±０．１５の範囲内の典
型的な値を有する。それによって式５)から、導通中の
両部分ダイオードの蓄積電荷が近似的に等しく設定され
得る。しかし、０．５ＱF1＝ＱF2＝２ＱF1の全範囲内で
もダイオードユニットの顕著に改善されたリカバリ特性
が得られる。
ぞれ０．４±０．１５、０．３±０．１５の範囲内の典
型的な値を有する。それによって式５)から、導通中の
両部分ダイオードの蓄積電荷が近似的に等しく設定され
得る。しかし、０．５ＱF1＝ＱF2＝２ＱF1の全範囲内で
もダイオードユニットの顕著に改善されたリカバリ特性
が得られる。
【００２３】両部分ダイオード内のＱFを等しく設定す
るためには、両部分ダイオードの順方向電流ｉF1および
ｉF2が互いに式１）に従ってそれらの有効ベース厚みの
二乗に近似的に逆比例していなければならない。 ６） ｉF2／ｉF1≒（Ｗ1／Ｗ2）2
るためには、両部分ダイオードの順方向電流ｉF1および
ｉF2が互いに式１）に従ってそれらの有効ベース厚みの
二乗に近似的に逆比例していなければならない。 ６） ｉF2／ｉF1≒（Ｗ1／Ｗ2）2
【００２４】Ｗ1／Ｗ2＝１／２であれば、部分ダイオー
ドＤ２は部分ダイオードＤ１の電流の約１／４のみを導
くべきである。しかしＷ1／Ｗ2＝の比および式５）中の
ａおよびｅの値に応じて他の値も合目的的であり得る。
たいていはｉF2／ｉF1の最適値は１／４と１／８との間
にある。
ドＤ２は部分ダイオードＤ１の電流の約１／４のみを導
くべきである。しかしＷ1／Ｗ2＝の比および式５）中の
ａおよびｅの値に応じて他の値も合目的的であり得る。
たいていはｉF2／ｉF1の最適値は１／４と１／８との間
にある。
【００２５】これらの電流は所与のドーピング構造にお
いて部分ダイオードの各々の面積および少数キャリヤ寿
命により設定され得る。こうして２つのパラメータが１
つの量、すなわち電流の設定に対して存在するので、最
初は自由な利用のための自由度が残されている。しかし
面積および寿命はダイオードの電流、従ってまた蓄積電
荷にのみ関係するのではない。それらは式３)、式４)に
従って逆電流ピークまでに引き出される蓄積電荷Ｑrsお
よび追跡電荷Ｑrfを一緒に定める量ａおよびｅにも関係
する。係数ｅ、即ちダイオードＤ２の蓄積電荷の逆電流
ピークまでに導出される分は、このダイオードの面積Ａ
2を小さく選ぶことによって小さくされ得る。このこと
は電流および順方向電圧を一定に保つために寿命の引き
上げと結ばれていなければならない。小さい面積によ
り、ダイオードＤ２内に逆電流相において正孔および電
子による相応に高い空間電荷を生じる高い電流密度が現
れる。このことは図５に示されている実施例でも認めら
れる。従って、電圧ＵR＝ＵR0を有する逆電流ピークま
でに部分ダイオードＤ２は先ず、より大きい面積および
より僅かな逆電流密度の際よりも僅かな度合まで蓄積電
荷を導出される。このことは逆電流ピークの減少に通ず
る。ダイオードＤ２からの蓄積電荷はさらに式４)に従
ってより大きい度合で逆電流ピークの後の下降相の間に
利用されるので、リカバリ挙動は面積Ａ2の減少により
一層ソフトになる。
いて部分ダイオードの各々の面積および少数キャリヤ寿
命により設定され得る。こうして２つのパラメータが１
つの量、すなわち電流の設定に対して存在するので、最
初は自由な利用のための自由度が残されている。しかし
面積および寿命はダイオードの電流、従ってまた蓄積電
荷にのみ関係するのではない。それらは式３)、式４)に
従って逆電流ピークまでに引き出される蓄積電荷Ｑrsお
よび追跡電荷Ｑrfを一緒に定める量ａおよびｅにも関係
する。係数ｅ、即ちダイオードＤ２の蓄積電荷の逆電流
ピークまでに導出される分は、このダイオードの面積Ａ
2を小さく選ぶことによって小さくされ得る。このこと
は電流および順方向電圧を一定に保つために寿命の引き
上げと結ばれていなければならない。小さい面積によ
り、ダイオードＤ２内に逆電流相において正孔および電
子による相応に高い空間電荷を生じる高い電流密度が現
れる。このことは図５に示されている実施例でも認めら
れる。従って、電圧ＵR＝ＵR0を有する逆電流ピークま
でに部分ダイオードＤ２は先ず、より大きい面積および
より僅かな逆電流密度の際よりも僅かな度合まで蓄積電
荷を導出される。このことは逆電流ピークの減少に通ず
る。ダイオードＤ２からの蓄積電荷はさらに式４)に従
ってより大きい度合で逆電流ピークの後の下降相の間に
利用されるので、リカバリ挙動は面積Ａ2の減少により
一層ソフトになる。
【００２６】しかしながら、この改善可能性は制限され
た度合でのみ応用可能である。なぜならば、逆電流ピー
クおよび逆電圧ピークの近傍の高められた空間電荷の結
果として電界の強さが高められるからである。それによ
り惹起される衝撃イオン化およびこれに伴うアバランシ
ェ形成により転流の間にブレークダウンを生じてはなら
ず、また逆電流を、有効な効果が過補償されるように高
めてはならない。順方向電流密度ｉF2／Ａ2が最大で約
３００Ａ／ｃｍ2の大きさを持つように面積Ａ2を小さく
することができることが判明した。しかし部分ダイオー
ドＤ２の逆電流ピークの近傍の電流密度は迅速な転流の
際に何倍もそれを越えている（図３参照）。
た度合でのみ応用可能である。なぜならば、逆電流ピー
クおよび逆電圧ピークの近傍の高められた空間電荷の結
果として電界の強さが高められるからである。それによ
り惹起される衝撃イオン化およびこれに伴うアバランシ
ェ形成により転流の間にブレークダウンを生じてはなら
ず、また逆電流を、有効な効果が過補償されるように高
めてはならない。順方向電流密度ｉF2／Ａ2が最大で約
３００Ａ／ｃｍ2の大きさを持つように面積Ａ2を小さく
することができることが判明した。しかし部分ダイオー
ドＤ２の逆電流ピークの近傍の電流密度は迅速な転流の
際に何倍もそれを越えている（図３参照）。
【００２７】それに対して、部分ダイオードＤ１では大
きい面積が有利に全ダイオードの逆リカバリ挙動に作用
する。導通中の電流および電圧は予め定められているの
で、面積Ａ1の増大の際に部分ダイオードＤ１内の少数
キャリヤ寿命は減ぜられる。再結合が高められた結果と
してそれにより引き出される電荷Ｑr1＝ａＱF1は減少す
る。こうして阻止相で引き出される電荷Ｑrs＝ａＱF1＋
ｅＱF2、従ってまた逆電流ピークは増大する面積Ａ1お
よび減少可能な面積Ａ2と共に小さくなる。面積Ａ1に対
する上限はコスト面によって生ずるのみならず、特定の
値以下への寿命の低下が欠点をもたらすことによっても
生ずる。これらは高い温度における定常的阻止電流が高
められること、また再結合中心の高い数が空間電荷をあ
まりに強く高め、従ってまた阻止能力を減じ得ることに
ある。
きい面積が有利に全ダイオードの逆リカバリ挙動に作用
する。導通中の電流および電圧は予め定められているの
で、面積Ａ1の増大の際に部分ダイオードＤ１内の少数
キャリヤ寿命は減ぜられる。再結合が高められた結果と
してそれにより引き出される電荷Ｑr1＝ａＱF1は減少す
る。こうして阻止相で引き出される電荷Ｑrs＝ａＱF1＋
ｅＱF2、従ってまた逆電流ピークは増大する面積Ａ1お
よび減少可能な面積Ａ2と共に小さくなる。面積Ａ1に対
する上限はコスト面によって生ずるのみならず、特定の
値以下への寿命の低下が欠点をもたらすことによっても
生ずる。これらは高い温度における定常的阻止電流が高
められること、また再結合中心の高い数が空間電荷をあ
まりに強く高め、従ってまた阻止能力を減じ得ることに
ある。
【００２８】しばしば、両部分ダイオードの電流密度が
近似的に等しいように、高い順方向電流を有する部分ダ
イオードの面積Ａ1を大きく、また小さい順方向電流を
有する部分ダイオードの面積Ａ2を小さく選ぶことは目
的にかなっている。式１）により、このことは、両部分
ダイオードの面積が ７） Ａ2／Ａ1≒ｉF2／ｉF1≒（Ｗ1／Ｗ2）2 に相応して選ばれることを意味する。実際にはダイオー
ドＤ２の面積はたいていダイオードＤ１1の１／３ない
し１／１５の範囲内にされる。
近似的に等しいように、高い順方向電流を有する部分ダ
イオードの面積Ａ1を大きく、また小さい順方向電流を
有する部分ダイオードの面積Ａ2を小さく選ぶことは目
的にかなっている。式１）により、このことは、両部分
ダイオードの面積が ７） Ａ2／Ａ1≒ｉF2／ｉF1≒（Ｗ1／Ｗ2）2 に相応して選ばれることを意味する。実際にはダイオー
ドＤ２の面積はたいていダイオードＤ１1の１／３ない
し１／１５の範囲内にされる。
【００２９】両部分ダイオードの電流および面積を上述
のように設定するため、即ち部分ダイオードＤ２内の順
方向電流密度を部分ダイオードＤ１内のそれのように大
きくするため、ダイオードＤ２内の少数キャリヤ寿命は
典型的にはダイオードＤ１内のそれよりも約１桁高く選
ぶ必要がある。従って、蓄積電荷における再結合損失は
ダイオードＤ２では一般に上記のように無視され得る
（ａ＝１）。
のように設定するため、即ち部分ダイオードＤ２内の順
方向電流密度を部分ダイオードＤ１内のそれのように大
きくするため、ダイオードＤ２内の少数キャリヤ寿命は
典型的にはダイオードＤ１内のそれよりも約１桁高く選
ぶ必要がある。従って、蓄積電荷における再結合損失は
ダイオードＤ２では一般に上記のように無視され得る
（ａ＝１）。
【００３０】リカバリ挙動に得られる改善が図４に示さ
れており、そこには本発明によるダイオードの転流の際
の電流および電圧経過（太い実線）が１つの公知のダイ
オードのそれ（細い実線）と比べて示されている。最大
の逆電流は公知のダイオードのそれの殆ど半分に減ぜら
れている。回路電圧ＵR0と最大の電流急峻度の点でイン
ダクタンスＬeに誘導される電圧とから成る最大の電圧
はほぼ等しくとどめられている。
れており、そこには本発明によるダイオードの転流の際
の電流および電圧経過（太い実線）が１つの公知のダイ
オードのそれ（細い実線）と比べて示されている。最大
の逆電流は公知のダイオードのそれの殆ど半分に減ぜら
れている。回路電圧ＵR0と最大の電流急峻度の点でイン
ダクタンスＬeに誘導される電圧とから成る最大の電圧
はほぼ等しくとどめられている。
【００３１】前記のように、薄いほうのベースのドーピ
ング濃度ＮD1をダイオードＤ２のベースドーピング濃度
ＮD2よりも小さく選ぶことは目的に適っている。濃度Ｎ
D1は各阻止能力において最大許容される値ＮD maxより
も明らかに小さくなければならず、他方において厚いほ
うのベースのドーピング濃度はこの値にほぼ等しくなけ
ればならない。その場合、部分ダイオードＤ１の阻止能
力の付近の電圧における電界の場所的分布は長方形に近
似する台形の形状を有する。それにより阻止能力に対し
て必要な最小厚みが可能な限り小さくなる。それに対し
て、部分ダイオードＤ２のより高いベースドーピングは
ダイオードＤ２の空間電荷領域の不必要に広い入り込み
を防止する。それにより逆電流ピークおよび最大の逆電
圧の時点でダイオードＤ２のベースになお存在する残留
電荷が、その厚みｗ2を増大することなしに、可能な限
り大きくされる。両部分ダイオードの等しいベースドー
ピングの場合に比べて、このようにして全ダイオードの
最大逆電流ｉRMのかなりの減少が等しいソフト係数にお
いて達成される。表面不活性化と関連する理由から、Ｎ
D1＝０かつＮD2＝ＮD maxの場合には任意に近接し得な
い。実際に好ましい値はＮD1＝０．２−０．５
ＮD1 max、ＮD2＝０．６−０．９ＮD2 maxである。
ング濃度ＮD1をダイオードＤ２のベースドーピング濃度
ＮD2よりも小さく選ぶことは目的に適っている。濃度Ｎ
D1は各阻止能力において最大許容される値ＮD maxより
も明らかに小さくなければならず、他方において厚いほ
うのベースのドーピング濃度はこの値にほぼ等しくなけ
ればならない。その場合、部分ダイオードＤ１の阻止能
力の付近の電圧における電界の場所的分布は長方形に近
似する台形の形状を有する。それにより阻止能力に対し
て必要な最小厚みが可能な限り小さくなる。それに対し
て、部分ダイオードＤ２のより高いベースドーピングは
ダイオードＤ２の空間電荷領域の不必要に広い入り込み
を防止する。それにより逆電流ピークおよび最大の逆電
圧の時点でダイオードＤ２のベースになお存在する残留
電荷が、その厚みｗ2を増大することなしに、可能な限
り大きくされる。両部分ダイオードの等しいベースドー
ピングの場合に比べて、このようにして全ダイオードの
最大逆電流ｉRMのかなりの減少が等しいソフト係数にお
いて達成される。表面不活性化と関連する理由から、Ｎ
D1＝０かつＮD2＝ＮD maxの場合には任意に近接し得な
い。実際に好ましい値はＮD1＝０．２−０．５
ＮD1 max、ＮD2＝０．６−０．９ＮD2 maxである。
【００３２】両部分ダイオードのＰ領域は、図１と関連
して説明されたように、等しくかつ比較的弱くドープさ
れていると仮定された。それに対しリカバリ挙動は、ダ
イオードＤ２のＰ領域のみを弱くドープし、ダイオード
Ｄ１のＰ導電形領域を高濃度にドープすることによって
一層改善され得る。この領域の表面濃度は例えば２・１
０19／ｃｍ3であり、一体ドーピングは１・１０16／ｃ
ｍ2である。それに対して部分ダイオードＤ２のＰ導電
形領域は表面において例えば２・１０16／ｃｍ3のドー
ピング濃度であり、一体ドーピンング濃度は好ましくは
５・１０12／ｃｍ2〜１０14／ｃｍ2の範囲内にある。部
分ダイオードＤ１のＰ導電形領域の高濃度のドーピング
の結果として、ダイオードＤ１内の少数キャリヤ寿命
は、選ばれた電流ｉF1、ｉF2における順方向電圧が正確
に厚いほうのベース及びＰ領域の弱いドーピングを有す
るダイオードの場合のように大きくなるように、図１の
場合よりもなお一層小さく選ぶ必要がある。ダイオード
Ｄ１における非常に小さい寿命により蓄積電荷ＱF1の一
層大きい部分が逆電流から再結合により取り去られる。
係数ａの減少により、逆電流ピークまでに引き出される
電荷Ｑrs＝ａＱF1＋ｅＱF2、従ってまた逆電流ピークｉ
RMも減ぜられる。もし寿命の低下が上記の欠点のゆえに
目的にかなっていないならば、面積Ａ1をダイオードＤ
１の小さいＰドーピングの場合にくらべて小さくするこ
とができる。
して説明されたように、等しくかつ比較的弱くドープさ
れていると仮定された。それに対しリカバリ挙動は、ダ
イオードＤ２のＰ領域のみを弱くドープし、ダイオード
Ｄ１のＰ導電形領域を高濃度にドープすることによって
一層改善され得る。この領域の表面濃度は例えば２・１
０19／ｃｍ3であり、一体ドーピングは１・１０16／ｃ
ｍ2である。それに対して部分ダイオードＤ２のＰ導電
形領域は表面において例えば２・１０16／ｃｍ3のドー
ピング濃度であり、一体ドーピンング濃度は好ましくは
５・１０12／ｃｍ2〜１０14／ｃｍ2の範囲内にある。部
分ダイオードＤ１のＰ導電形領域の高濃度のドーピング
の結果として、ダイオードＤ１内の少数キャリヤ寿命
は、選ばれた電流ｉF1、ｉF2における順方向電圧が正確
に厚いほうのベース及びＰ領域の弱いドーピングを有す
るダイオードの場合のように大きくなるように、図１の
場合よりもなお一層小さく選ぶ必要がある。ダイオード
Ｄ１における非常に小さい寿命により蓄積電荷ＱF1の一
層大きい部分が逆電流から再結合により取り去られる。
係数ａの減少により、逆電流ピークまでに引き出される
電荷Ｑrs＝ａＱF1＋ｅＱF2、従ってまた逆電流ピークｉ
RMも減ぜられる。もし寿命の低下が上記の欠点のゆえに
目的にかなっていないならば、面積Ａ1をダイオードＤ
１の小さいＰドーピングの場合にくらべて小さくするこ
とができる。
【００３３】しかし、Ｐドープされた陽極領域の図１と
結び付けて説明された等しいドーピングの利点は、ダイ
オードＤ１の導通特性が小さいＰドーピングの故に寿
命、従ってまた温度により少なく関係することにある。
こうして両部分ダイオードへの全順方向電流の配分はよ
り少なく温度に関係し、従ってダイオードユニットのリ
カバリ挙動が適切な設定の際により大きい温度範囲に対
して最適の付近に位置する。
結び付けて説明された等しいドーピングの利点は、ダイ
オードＤ１の導通特性が小さいＰドーピングの故に寿
命、従ってまた温度により少なく関係することにある。
こうして両部分ダイオードへの全順方向電流の配分はよ
り少なく温度に関係し、従ってダイオードユニットのリ
カバリ挙動が適切な設定の際により大きい温度範囲に対
して最適の付近に位置する。
【００３４】ドーピング濃度および電荷担体濃度を有す
る１つのダイアグラムが、部分ダイオードＤ１の陽極領
域のドーピングにくらべて部分ダイオードＤ２の陽極領
域のドーピングが高いダイオードの場合に対して図５に
示されている。両部分ダイオードに対してドーピング濃
度および電荷担体濃度が導通相において、且つ逆電流ピ
ークの時点で示されている。ドーピング構造は１０００
Ｖの作動上利用可能な阻止能力に対して設計されてい
る。ベースドーピングは、ＮD14＝５・１０13／ｃｍ3を
有するダイオードＤ１では１．５・１０14／ｃｍ3を有
するダイオードＤ２の場合よりも明らかに小さい。ベー
ス厚みの比は１：２．２である。ダイオードＤ１は高い
Ｐ領域ドーピングを有し、ダイオードＤ２は１０3だけ
低いＰ領域ドーピングを有する。ダイオードＤ１のＮＮ
+ドーピング分布は基板としてのＮ+領域を有する一方の
Ｅｐｉダイオードである。より厚いベースを有するダイ
オードにおいては、ＮＮ+領域は拡散プロフィルを有す
る。導通相での電荷担体分布は、８５％は部分ダイオー
ドＤ１により、また１５％はダイオードＤ２により導か
れる５０Ａの全順方向電流に対して計算された。ダイオ
ードＤ１の面積は３０ｍｍ2、ダイオードＤ２の面積は
４ｍｍ2である。順方向電圧は室温において２．０Ｖに
設定された。そのために必要な高い注入度におけるベー
ス領域内の寿命は、ダイオードＤ１では４０ｎｓ、ダイ
オードＤ２では８５０ｎｓである。ダイオードＤ２の導
通時の高注入状態の有効ベース領域は、ダイオードＤ１
のそれの２．９倍の厚みＷ2を有する。さらに、ダイオ
ードＤ２の蓄積電荷は逆電流ピークの時点で初めて約１
／５に排出される（ｅ≒０．２）。図５に示されている
量は図３に示されているリカバリ挙動（１２５℃に対し
て）も基礎とされた。
る１つのダイアグラムが、部分ダイオードＤ１の陽極領
域のドーピングにくらべて部分ダイオードＤ２の陽極領
域のドーピングが高いダイオードの場合に対して図５に
示されている。両部分ダイオードに対してドーピング濃
度および電荷担体濃度が導通相において、且つ逆電流ピ
ークの時点で示されている。ドーピング構造は１０００
Ｖの作動上利用可能な阻止能力に対して設計されてい
る。ベースドーピングは、ＮD14＝５・１０13／ｃｍ3を
有するダイオードＤ１では１．５・１０14／ｃｍ3を有
するダイオードＤ２の場合よりも明らかに小さい。ベー
ス厚みの比は１：２．２である。ダイオードＤ１は高い
Ｐ領域ドーピングを有し、ダイオードＤ２は１０3だけ
低いＰ領域ドーピングを有する。ダイオードＤ１のＮＮ
+ドーピング分布は基板としてのＮ+領域を有する一方の
Ｅｐｉダイオードである。より厚いベースを有するダイ
オードにおいては、ＮＮ+領域は拡散プロフィルを有す
る。導通相での電荷担体分布は、８５％は部分ダイオー
ドＤ１により、また１５％はダイオードＤ２により導か
れる５０Ａの全順方向電流に対して計算された。ダイオ
ードＤ１の面積は３０ｍｍ2、ダイオードＤ２の面積は
４ｍｍ2である。順方向電圧は室温において２．０Ｖに
設定された。そのために必要な高い注入度におけるベー
ス領域内の寿命は、ダイオードＤ１では４０ｎｓ、ダイ
オードＤ２では８５０ｎｓである。ダイオードＤ２の導
通時の高注入状態の有効ベース領域は、ダイオードＤ１
のそれの２．９倍の厚みＷ2を有する。さらに、ダイオ
ードＤ２の蓄積電荷は逆電流ピークの時点で初めて約１
／５に排出される（ｅ≒０．２）。図５に示されている
量は図３に示されているリカバリ挙動（１２５℃に対し
て）も基礎とされた。
【００３５】本発明の別の実施例によれば、部分ダイオ
ードの陽極電極１、２の間に漏れインダクタンスＬiを
挿入することができる。部分ダイオードＤ１はダイオー
ドの陽極接触部Ａと直接接続されている。全ダイオード
の逆電流ピークで部分ダイオードＤ２の逆電流ｉR2はな
お増大するので（図３参照）、この時点ではなおダイオ
ードＤ２には全回路電圧ＵR0がかかっておらず、Ｌi・
ｄｉR2／ｄｔだけ減ぜられた電圧がかかっている。その
結果、蓄積電荷ＱF2はまだ電圧ＵR0に相当するほどに排
出されておらず（式3)中のｅの減少）、その結果、逆電
流ｉRMが減ぜられる。漏れインダクタンスは実際には、
部分ダイオードＤ２の陽極電極２が部分ダイオードＤ１
の陽極電極１へのボンドワイヤを介してのみ全ダイオー
ドの陽極接触部Ａと接続されていることにより実現する
ことができる。部分ダイオードＤ１へのボンドワイヤ及
びそれにより両部分ダイオードに直列に接続されるよう
に生じる漏れインダクタンスは、ダイオードユニットＤ
にではなく、外部回路に算入される。１ｃｍの長さ及び
２００μｍの厚みで９．１ｎＨの漏れインダクタンスＬ
iを有するボンドワイヤでも、ダイオードユニットのリ
カバリ挙動を顕著に改善する。
ードの陽極電極１、２の間に漏れインダクタンスＬiを
挿入することができる。部分ダイオードＤ１はダイオー
ドの陽極接触部Ａと直接接続されている。全ダイオード
の逆電流ピークで部分ダイオードＤ２の逆電流ｉR2はな
お増大するので（図３参照）、この時点ではなおダイオ
ードＤ２には全回路電圧ＵR0がかかっておらず、Ｌi・
ｄｉR2／ｄｔだけ減ぜられた電圧がかかっている。その
結果、蓄積電荷ＱF2はまだ電圧ＵR0に相当するほどに排
出されておらず（式3)中のｅの減少）、その結果、逆電
流ｉRMが減ぜられる。漏れインダクタンスは実際には、
部分ダイオードＤ２の陽極電極２が部分ダイオードＤ１
の陽極電極１へのボンドワイヤを介してのみ全ダイオー
ドの陽極接触部Ａと接続されていることにより実現する
ことができる。部分ダイオードＤ１へのボンドワイヤ及
びそれにより両部分ダイオードに直列に接続されるよう
に生じる漏れインダクタンスは、ダイオードユニットＤ
にではなく、外部回路に算入される。１ｃｍの長さ及び
２００μｍの厚みで９．１ｎＨの漏れインダクタンスＬ
iを有するボンドワイヤでも、ダイオードユニットのリ
カバリ挙動を顕著に改善する。
【００３６】図３および図４には、逆電圧ＵRが薄いほ
うの部分ダイオードのブレークダウン範囲まで上昇しな
い転流過程が示されている。公知のダイオードの場合と
異なり、ブレークダウンまでのこのような電圧の上昇は
本発明によるダイオードユニットでは損傷または高周波
の振動による電磁的干渉に至らない。
うの部分ダイオードのブレークダウン範囲まで上昇しな
い転流過程が示されている。公知のダイオードの場合と
異なり、ブレークダウンまでのこのような電圧の上昇は
本発明によるダイオードユニットでは損傷または高周波
の振動による電磁的干渉に至らない。
【００３７】図６には両部分ダイオードおよび転流のた
めのダイオードユニットの電流および電圧経過が示さ
れ、転流の際には電圧は部分ダイオードＤ１のブレーク
ダウン電圧ＵB1に達する。ここで認められるように、そ
の電圧経過は、電圧がＵB1＝１１００Ｖにおいて平な平
坦部へと屈曲する。既に零に下降したダイオードＤ１か
らの逆電流ｉR1はこの時点でアバランシェ発生により再
び上昇する。それにより全逆電流ｉR＝ｉR1＋ｉR2の減
少は、インダクタンスＬeにおける利用可能な電圧差が
許す値に制限される：Ｌe・ｄｉR／ｄｔ＝ＵB1−ＵR0。
全体として非常に満足なリカバリ挙動が観察される。こ
の場合ダイオードＤ１のブレークダウン電圧はベース領
域の僅かな厚みおよびドーピングにより、表面における
ブレークダウンに通ずる電圧よりも小さくすることがで
きる。即ち、ダイオードユニットのソフトリカバリ挙動
を放棄することなしに、電圧がダイオードユニット自体
により自ずから、損傷が生じないように制限される。
めのダイオードユニットの電流および電圧経過が示さ
れ、転流の際には電圧は部分ダイオードＤ１のブレーク
ダウン電圧ＵB1に達する。ここで認められるように、そ
の電圧経過は、電圧がＵB1＝１１００Ｖにおいて平な平
坦部へと屈曲する。既に零に下降したダイオードＤ１か
らの逆電流ｉR1はこの時点でアバランシェ発生により再
び上昇する。それにより全逆電流ｉR＝ｉR1＋ｉR2の減
少は、インダクタンスＬeにおける利用可能な電圧差が
許す値に制限される：Ｌe・ｄｉR／ｄｔ＝ＵB1−ＵR0。
全体として非常に満足なリカバリ挙動が観察される。こ
の場合ダイオードＤ１のブレークダウン電圧はベース領
域の僅かな厚みおよびドーピングにより、表面における
ブレークダウンに通ずる電圧よりも小さくすることがで
きる。即ち、ダイオードユニットのソフトリカバリ挙動
を放棄することなしに、電圧がダイオードユニット自体
により自ずから、損傷が生じないように制限される。
【００３８】図６に示されているように、高周波の振動
も生じない。それらは従来のダイオードでは、電流中断
が電圧をブレークダウン範囲に移動させるときに生じ、
それによってアバランシェ電流が発生され、また電圧が
いま減少したｄｉ／ｄｔの故に復帰振動し、このことが
次いでアバランシェ発生に欠ける故に再び電流中断に通
ずることになる。本発明によるダイオードユニットでは
これらの振動は部分ダイオードＤ１内のアバランシェ発
生にも拘わらず生じない。何故ならば、厚いベースを有
するダイオードが制限された電圧において、電流中断を
生じさせないためになお十分な残留電荷を用意している
からである。
も生じない。それらは従来のダイオードでは、電流中断
が電圧をブレークダウン範囲に移動させるときに生じ、
それによってアバランシェ電流が発生され、また電圧が
いま減少したｄｉ／ｄｔの故に復帰振動し、このことが
次いでアバランシェ発生に欠ける故に再び電流中断に通
ずることになる。本発明によるダイオードユニットでは
これらの振動は部分ダイオードＤ１内のアバランシェ発
生にも拘わらず生じない。何故ならば、厚いベースを有
するダイオードが制限された電圧において、電流中断を
生じさせないためになお十分な残留電荷を用意している
からである。
【００３９】両部分ダイオードが１つの半導体チップの
上に集積されている本発明によるダイオードの１つの実
施例が図７に示されている。ダイオードＤ１およびＤ２
の範囲内の相異なるベース厚みは図示されている実施例
では、Ｎ+領域が異なる深さに拡散されており、半導体
素体の厚みは両範囲内で等しいことにより達成される。
陽極電極１、２、隣接する半導体領域も部分ダイオード
Ｄ１およびＤ２の間で溝１１により中断されていてよ
く、従って両範囲は別々に陽極端子を設けられ得る。同
じく陰極電極を分離することも可能である。部分ダイオ
ードＤ２の面積は例えば４ｍｍ2、部分ダイオードＤ１
の面積は２５ｍｍ2である。
上に集積されている本発明によるダイオードの１つの実
施例が図７に示されている。ダイオードＤ１およびＤ２
の範囲内の相異なるベース厚みは図示されている実施例
では、Ｎ+領域が異なる深さに拡散されており、半導体
素体の厚みは両範囲内で等しいことにより達成される。
陽極電極１、２、隣接する半導体領域も部分ダイオード
Ｄ１およびＤ２の間で溝１１により中断されていてよ
く、従って両範囲は別々に陽極端子を設けられ得る。同
じく陰極電極を分離することも可能である。部分ダイオ
ードＤ２の面積は例えば４ｍｍ2、部分ダイオードＤ１
の面積は２５ｍｍ2である。
【００４０】図７による構造の製造過程が図８に概要を
示されている。弱いＮ導電形の半導体素体１２（図８
ａ）がその陰極側の主面１６を例えばエッチングによ
り、部分ダイオードＤ１、Ｄ２に対する異なる厚みの範
囲が生ずるように、厚みを構造化される（ｂ）。続いて
主面１６からＮ+ドープされた層１７が拡散される
（ｃ）。次いで半導体素体が陰極側を例えば研磨により
平らにされる。続いて陽極側の領域７、１０が拡散され
る(ｄ)。ダイオードＤ１又はダイオードＤ２に対する少
数キャリヤ寿命を異ならしめることは、公知の方法によ
り、例えば電子照射の際の遮蔽により、または照射障害
の横方向にマスクされた治癒により行うことができる。
示されている。弱いＮ導電形の半導体素体１２（図８
ａ）がその陰極側の主面１６を例えばエッチングによ
り、部分ダイオードＤ１、Ｄ２に対する異なる厚みの範
囲が生ずるように、厚みを構造化される（ｂ）。続いて
主面１６からＮ+ドープされた層１７が拡散される
（ｃ）。次いで半導体素体が陰極側を例えば研磨により
平らにされる。続いて陽極側の領域７、１０が拡散され
る(ｄ)。ダイオードＤ１又はダイオードＤ２に対する少
数キャリヤ寿命を異ならしめることは、公知の方法によ
り、例えば電子照射の際の遮蔽により、または照射障害
の横方向にマスクされた治癒により行うことができる。
【００４１】本発明の別の実施例が図９に示されてい
る。１つの半導体チップ内に配置された小さいベース厚
みｗ1および大きいベース厚みｗ2の範囲はここでは僅か
な横方向広がりを有する。ダイオードユニットは小さい
ベース厚み及び大きいベース厚みのそれぞれ１つの範囲
を有する多数の等しいサブユニットから成っている。サ
ブユニットは好ましくはストリップ状である。ベース領
域の少数キャリヤ寿命及びドーピング濃度は、小さいベ
ース厚み及び大きいベース厚みの範囲内で等しい。大き
いベース厚みｗ2を有するストリップの幅ｂ2は、ＮＮ+
接合の垂直に延びている部分からの電流が大きいベース
厚みを有する範囲内の全電流の主要な部分をなすように
選ばれる。そのためにこのストリップの横方向の幅ｂ2
は、最大で付加のベース厚みの２倍に等しく選ばれる。
即ちｂ2＝２(ｗ2−ｗ1)。小さいベース厚みを有するス
トリップの幅ｂ1は幅ｂ2とほぼ等しい大きさである。例
えばｗ1＝６０μｍ、ｗ2＝１２０μｍ、且つｂ1＝ｂ2＝
１００μｍである。等しい寿命にもかかわらず、このよ
うにして大きいベース厚みの範囲内で逆電流ピークの時
点でなお蓄積されている電荷は、それまでに既に引き出
された電荷Ｑrsと比較可能である大きさにもたらされ得
る。他方において最大の逆電流は小さいベース厚みの範
囲により、以上に説明したのと類似して減ぜられるの
で、このようにして公知のダイオードの場合よりも良好
な逆リカバリ特性が生ずる。
る。１つの半導体チップ内に配置された小さいベース厚
みｗ1および大きいベース厚みｗ2の範囲はここでは僅か
な横方向広がりを有する。ダイオードユニットは小さい
ベース厚み及び大きいベース厚みのそれぞれ１つの範囲
を有する多数の等しいサブユニットから成っている。サ
ブユニットは好ましくはストリップ状である。ベース領
域の少数キャリヤ寿命及びドーピング濃度は、小さいベ
ース厚み及び大きいベース厚みの範囲内で等しい。大き
いベース厚みｗ2を有するストリップの幅ｂ2は、ＮＮ+
接合の垂直に延びている部分からの電流が大きいベース
厚みを有する範囲内の全電流の主要な部分をなすように
選ばれる。そのためにこのストリップの横方向の幅ｂ2
は、最大で付加のベース厚みの２倍に等しく選ばれる。
即ちｂ2＝２(ｗ2−ｗ1)。小さいベース厚みを有するス
トリップの幅ｂ1は幅ｂ2とほぼ等しい大きさである。例
えばｗ1＝６０μｍ、ｗ2＝１２０μｍ、且つｂ1＝ｂ2＝
１００μｍである。等しい寿命にもかかわらず、このよ
うにして大きいベース厚みの範囲内で逆電流ピークの時
点でなお蓄積されている電荷は、それまでに既に引き出
された電荷Ｑrsと比較可能である大きさにもたらされ得
る。他方において最大の逆電流は小さいベース厚みの範
囲により、以上に説明したのと類似して減ぜられるの
で、このようにして公知のダイオードの場合よりも良好
な逆リカバリ特性が生ずる。
【００４２】本発明は、説明した実施例のほかに、ダイ
オードの１つが既にデバイス内に集積されているところ
にも応用可能である。これは例えば、導通方向の極性の
ドレイン-ソース間パスに関して阻止方向の極性の逆ダ
イオードが存在しているパワーＭＯＳＦＥＴの場合であ
る。このようなダイオードは場合によっては再結合中心
によりドープされ、ハードな逆リカバリ挙動を有し得
る。上記の電流分配が生ずるように、より厚い内部領域
及び面を有するダイオードが逆ダイオードに並列に接続
されるならば、ソフトリカバリ挙動が僅かな逆電流ピー
クにおいて生ずる。さらに、集積されたダイオードがソ
フトリカバリ挙動を有するが、高い逆電流ピークを有す
る逆の導電性のサイリスタに本発明を使用することが可
能である。このダイオードにそれより薄い内部領域を有
する外部ダイオードを並列に接続し、その内部領域を集
積されているダイオードに対し上記の観点に従って定
め、僅かな逆電流ピークを有するハードな逆回復特性を
有するようにすることができる。
オードの１つが既にデバイス内に集積されているところ
にも応用可能である。これは例えば、導通方向の極性の
ドレイン-ソース間パスに関して阻止方向の極性の逆ダ
イオードが存在しているパワーＭＯＳＦＥＴの場合であ
る。このようなダイオードは場合によっては再結合中心
によりドープされ、ハードな逆リカバリ挙動を有し得
る。上記の電流分配が生ずるように、より厚い内部領域
及び面を有するダイオードが逆ダイオードに並列に接続
されるならば、ソフトリカバリ挙動が僅かな逆電流ピー
クにおいて生ずる。さらに、集積されたダイオードがソ
フトリカバリ挙動を有するが、高い逆電流ピークを有す
る逆の導電性のサイリスタに本発明を使用することが可
能である。このダイオードにそれより薄い内部領域を有
する外部ダイオードを並列に接続し、その内部領域を集
積されているダイオードに対し上記の観点に従って定
め、僅かな逆電流ピークを有するハードな逆回復特性を
有するようにすることができる。
【図１】本発明の原理説明図。
【図２】本発明によるダイオードにおける転流過程を説
明するための等価回路図。
明するための等価回路図。
【図３】転流過程を説明するための線図。
【図４】従来の技術および本発明によるダイオードにお
ける転流過程の比較のための線図。
ける転流過程の比較のための線図。
【図５】本発明の実施例におけるドーピングおよび電荷
担体濃度の線図。
担体濃度の線図。
【図６】本発明の部分ダイオードにおけるブレークダウ
ン電圧に達したときの転流過程の説明図。
ン電圧に達したときの転流過程の説明図。
【図７】本発明の１実施例の断面図。
【図８】図７による実施例の製造過程の説明図。
【図９】本発明の別の実施例の断面図。
Ｄ１、Ｄ２ 部分ダイオード
１、２ 陽極電極
３、４ 陰極電極
５、８ 内部領域
７、１０ 陽極領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ハインリツヒ シユランゲノツト
ドイツ連邦共和国 6078 ノイーイゼン
ブルク ヤーンシユトラーセ 34
(72)発明者 カール‐ハインツ ゾンマー
ドイツ連邦共和国 4788 ワルシユタイ
ン ２ ゲーテシユトラーセ 12
(72)発明者 フランツ カウセン
ドイツ連邦共和国 4788 ワルシユタイ
ン ブルツクナーヴエーク 29
審査官 市川 篤
(56)参考文献 特開 平４−206576（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 29/861
Claims (14)
- 【請求項１】 第１の導電形で所与のドーピング濃度の
内部領域を有する少なくとも１つの半導体素体と、第１
の導電形で内部領域よりも高いドーピング濃度を有する
陰極領域と、逆の第２の導電形で内部領域よりも高いド
ーピング濃度を有する陽極領域とを有し、内部領域が少
なくとも２つの範囲を有し、それらのうち第１の範囲は
第１の予め定められた厚みを、また第２の範囲は第１の
範囲の厚みより大きい第２の厚みを有するパワーダイオ
ードにおいて、 第１の範囲の厚み（ｗ１）が必要とされる阻止電圧に従
って定められ、第２の範囲の厚み（ｗ２）が必要とされ
る阻止電圧に対応する最小の厚みの少なくとも１．４倍
であり、また第１の範囲を含む第１の部分ダイオード
（Ｄ１）および第２の範囲を含む第２の部分ダイオード
（Ｄ２）の面積および（または）少数キャリヤ寿命が、
導通相で第１の部分ダイオード（Ｄ１）を流れる電流が
第２の部分ダイオード（Ｄ２）を流れる電流の少なくと
も２倍になるように定められていることを特徴とするパ
ワーダイオード。 - 【請求項２】 両部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）の内部
領域（５、８）のドーピング濃度が互いに等しいことを
特徴とする請求項１記載のパワーダイオード。 - 【請求項３】 第２の部分ダイオード（Ｄ２）の内部領
域（８）のドーピンング濃度が第１の部分ダイオード
（Ｄ１）の内部領域（５）のドーピング濃度よりも大き
いことを特徴とする請求項１記載のパワーダイオード。 - 【請求項４】 第２の部分ダイオード（Ｄ２）が導通方
向で第１の部分ダイオード（Ｄ１）の導通方向の蓄積電
荷の０．５〜２倍に相当する蓄積電荷を有するように部
分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が形成されていることを特
徴とする請求項１記載のパワーダイオード。 - 【請求項５】 両部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）の導通
方向での蓄積電荷が等しいことを特徴とする請求項４記
載のパワーダイオード。 - 【請求項６】 部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が、それ
らの順方向電流がそれらの有効ベース厚みの二乗にほぼ
逆比例の関係にあるように形成されていることを特徴と
する請求項５記載のパワーダイオード。 - 【請求項７】 部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）の面積
が、それらの順方向電流密度が少なくともほぼ等しいよ
うに互いに定められていることを特徴とする請求項６記
載のパワーダイオード。 - 【請求項８】 第１の部分ダイオード（Ｄ１）の面積が
第２の部分ダイオード（Ｄ２）の面積の３〜１５倍であ
ることを特徴とする請求項７記載のパワーダイオード。 - 【請求項９】 第２の範囲が第１の範囲の２倍の厚みで
あることを特徴とする請求項１記載のパワーダイオー
ド。 - 【請求項１０】 第２の部分ダイオード（Ｄ２）を流れ
る順方向電流が第１の部分ダイオード（Ｄ１）の順方向
電流の１／４〜１／８であるように、部分ダイオード
（Ｄ１、Ｄ２）が形成されていることを特徴とする請求
項１記載のパワーダイオード。 - 【請求項１１】 第２の部分ダイオード（Ｄ２）の陽極
領域（１０）が第１の部分ダイオード（Ｄ１）の陽極領
域（７）よりも弱くドープされていることを特徴とする
請求項１記載のパワーダイオード。 - 【請求項１２】 両部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が１
つの半導体素体中に集積されていることを特徴とする請
求項１記載のパワーダイオード。 - 【請求項１３】 両部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）が別
々の半導体素体を有し、各陰極電極（３、４）および陽
極電極（１、２）がそれぞれ電気的に互いに接続されて
いることを特徴とする請求項１記載のパワーダイオー
ド。 - 【請求項１４】 両部分ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）の陽
極電極（１、２）の間にインダクタンス（Ｌｉ）が接続
されていることを特徴とする請求項１３記載のパワーダ
イオード。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4201183.3 | 1992-01-17 | ||
| DE4201183A DE4201183A1 (de) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | Leistungsdiode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259481A JPH05259481A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3457021B2 true JP3457021B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=6449741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02191493A Expired - Lifetime JP3457021B2 (ja) | 1992-01-17 | 1993-01-13 | パワーダイオード |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5773858A (ja) |
| EP (1) | EP0551625B1 (ja) |
| JP (1) | JP3457021B2 (ja) |
| DE (2) | DE4201183A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19505326A1 (de) * | 1995-02-17 | 1996-08-29 | Semikron Elektronik Gmbh | Schaltungsanordnung für Kommutierungskreise, bestehend mindestens aus einem MOSFET und einer Diode mit einem weichen Schaltverhalten |
| GB2325343A (en) * | 1997-05-14 | 1998-11-18 | Mitel Semiconductor Ltd | Semiconductor devices with p-n junctions |
| DE19942879A1 (de) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | Bosch Gmbh Robert | Halbleiterelement und Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements |
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