JP5753114B2 - ダイオード - Google Patents
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Description
(第1特徴)ダイオードは、半導体層とカソード電極とアノード電極を備えていてもよい。カソード電極は、半導体層の表面に設けられていてもよい。アノード電極は、半導体層の表面に設けられており、カソード電極から離れていてもよい。
(第2特徴)半導体層は、SOI基板の半導体上層でもよく、エピタキシャル基板でもよく、多結晶シリコン基板の溝内に形成された半導体層であってもよい。
(第3特徴)半導体層は、第1導電型のカソード領域と、第2導電型のアノード領域と、第1導電型のドリフト領域と、第1導電型の第1導電型領域と、を有していてもよい。カソード領域は、半導体層の表面部に設けられており、カソード電極に電気的に接続されていてもよい。アノード領域は、半導体層の表面部に設けられており、アノード電極に電気的に接続されていてもよい。ドリフト領域は、カソード領域とアノード領域の間に設けられており、カソード領域の不純物濃度よりも薄くてもよい。第1導電型領域は、アノード領域に囲まれており、アノード電極に接触していてもよい。
(第4特徴)アノード領域は、第1不純物濃度の第1アノード領域と、第2不純物濃度の第2アノード領域と、を含んでもよい。第2アノード領域は、第1アノード領域に囲まれており、アノード電極に接触していてもよい。第2不純物濃度は、第1不純物濃度よりも濃い。
(第5特徴)半導体層を平面視したときに、第2アノード領域とドリフト領域の間の長さが、第1導電型領域とドリフト領域の間の長さ以下であってもよい。第2アノード領域とドリフト領域の間の長さが、第1導電型領域とドリフト領域の間の長さよりも短いのが望ましい。
(第6特徴)第1導電型領域は、複数個が分散して配置されていてもよい。第2アノード領域は、複数個が分散して配置されていてもよい。この場合、半導体層を平面視したときに、第1導電型領域と第2アノード領域は、ドリフト領域とアノード領域の接合線の方向に沿って交互に繰り返し配置されていてもよい。この態様のダイオードでは、電流分布が均一化され、最大制御電流が増大する。
(第7特徴)半導体層は、第2導電型の低濃度領域をさらに有していてもよい。低濃度領域は、第1アノード領域よりも深く形成されており、第1不純物濃度よりも薄い第3不純物濃度であってもよい。ここで、第1アノード領域は、カソード領域側の第1側面と、カソード領域側とは反対側の第2側面と、第1側面と第2側面の間を伸びる底面を有している。低濃度領域は、第1アノード領域の第1側面と底面の間の第1コーナー部と第2側面と底面の間の第2コーナー部の少なくともいずれか一方を覆うように形成されていてもよい。低濃度領域が設けられていると、ダイナミックアバランシェ現象が抑えられ、スイッチング損失が低減される。
(第8特徴)低濃度領域は、第1アノード領域の第2コーナー部を覆っていてもよい。半導体層を平面視したときに、第1導電型領域の少なくとも一部は、第1アノード領域と低濃度領域が重複する位置に配置されていてもよい。この態様のダイオードでは、第1導電型領域の周囲において、第1アノード領域と低濃度領域が重複するので、第2導電型の濃度が濃くなる。この結果、寄生トランジスタのベースに相当する部分の不純物濃度が濃くなるので、寄生トランジスタの動作が抑制される。
(第9特徴)ダイオードは、半導体層を一巡する絶縁分離トレンチで囲まれる島領域に形成されていてもよい。この場合、第8特徴において、低濃度領域は、絶縁分離トレンチに沿って島領域の周縁を一巡していてもよい。ダイオードの低濃度領域は、絶縁分離トレンチの側面に接していてもよい。
(1)図7に示されるように、ダイオード1Bでは、第2アノード領域20bが、低濃度領域26bと第1アノード領域20aが重複する位置に配置されている。このため、第2アノード領域20bが第1アノード領域20a内においてカソード領域10とは反対側に偏在して設けられている。この構成によると、順バイアス時の電流経路が、アノード領域20において広がるので、ドリフト領域30の広い範囲を電流経路として利用することができ、オン抵抗を低下させることができる。また、リカバリ時の電流経路も、アノード領域20において広がるので、寄生トランジスタの動作が抑制され、さらに、ダイナミックアバランシェ現象の発生を抑えることができる。また、第2アノード領域20bに隣接するn型領域22(図示せず)の一部も、低濃度領域26bと第1アノード領域20aが重複する位置に配置されている。このため、n型領域22の下方には、低濃度領域26bと第1アノード領域20aが重複しているので、p型の不純物濃度が濃い。すなわち、npnの寄生トランジスタのベースに相当する部分の不純物濃度が濃くなるので、寄生トランジスタの動作が抑制される。
例えば、上記実施例では半導体材料にシリコンを用いたものを例示したが、この例に代えて、炭化珪素半導体、窒化物半導体等のワイドバンドギャップの化合物半導体を用いてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
2:半導体下層
3:埋込み絶縁層
4:半導体上層
5:SOI基板
6:カソード電極
7:アノード電極
10:カソード領域
20:アノード領域
20a:第1アノード領域
20b:第2アノード領域
26a,26b:低濃度領域
22:n型領域
30:ドリフト領域
Claims (4)
- 半導体層と、
前記半導体層の表面に設けられているカソード電極と、
前記半導体層の表面に設けられており、前記カソード電極から離れているアノード電極と、を備えており、
前記半導体層は、
表面部に設けられており、前記カソード電極に電気的に接続される第1導電型のカソード領域と、
表面部に設けられており、前記アノード電極に電気的に接続される第2導電型のアノード領域と、
前記カソード領域と前記アノード領域の間に設けられており、前記カソード領域の不純物濃度よりも薄い第1導電型のドリフト領域と、
前記アノード領域に囲まれており、前記アノード電極に接触する第1導電型の第1導電型領域と、を有しており、
前記アノード領域は、
第1不純物濃度の第1アノード領域と、
前記第1アノード領域に囲まれており、前記アノード電極に接触しており、前記第1不純物濃度よりも濃い第2不純物濃度の第2アノード領域と、を含み、
平面視したときに、前記第2アノード領域と前記ドリフト領域の間の長さが、前記第1導電型領域と前記ドリフト領域の間の長さよりも短いダイオード。 - 前記第1導電型領域は、複数個が分散して配置されており、
前記第2アノード領域は、複数個が分散して配置されており、
平面視したときに、前記第1導電型領域と前記第2アノード領域は、前記ドリフト領域と前記アノード領域の接合線の方向に沿って交互に繰り返し配置されている請求項1に記載のダイオード。 - 前記半導体層は、表面部に設けられており、前記第1アノード領域よりも深く形成されており、前記第1不純物濃度よりも薄い第3不純物濃度の第2導電型の低濃度領域をさらに有しており、
前記第1アノード領域は、前記カソード領域側の第1側面と、前記カソード領域側とは反対側の第2側面と、前記第1側面と前記第2側面の間を伸びる底面を有しており、
前記低濃度領域は、前記第1アノード領域の前記第1側面と前記底面の間の第1コーナー部と前記第2側面と前記底面の間の第2コーナー部の少なくともいずれか一方を覆うように形成されている請求項1又は2に記載のダイオード。 - 前記低濃度領域は、前記第1アノード領域の前記第2コーナー部を覆っており、
平面視したときに、前記第1導電型領域の少なくとも一部は、前記第1アノード領域と前記低濃度領域が重複する位置に配置されている請求項3に記載のダイオード。
Priority Applications (1)
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JP2012051863A JP5753114B2 (ja) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012051863A JP5753114B2 (ja) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | ダイオード |
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Family Applications (1)
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JP2012051863A Expired - Fee Related JP5753114B2 (ja) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | ダイオード |
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2012
- 2012-03-08 JP JP2012051863A patent/JP5753114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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