JPH07254718A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH07254718A JPH07254718A JP4357648A JP35764892A JPH07254718A JP H07254718 A JPH07254718 A JP H07254718A JP 4357648 A JP4357648 A JP 4357648A JP 35764892 A JP35764892 A JP 35764892A JP H07254718 A JPH07254718 A JP H07254718A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- diode
- forward voltage
- region
- epitaxial layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 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
- H01L29/872—Schottky diodes
-
- 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 順方向電圧降下を小さくした新規な構造のダ
イオードを得ること。 【構成】 エピタキシャル層２の表面に選択的に形成し
た第２導電型の領域２と、第１導電型であって不純物濃
度が、前記エピタキシャル層２よりも高く、かつ、前記
第２導電型の互いに領域２間に形成したオーム接触領域
８と、前記第２導電型の領域３とオーム接触領域８とを
短絡するダイオードの一方の極性の電極金属５との構成
により、同期整流のように複雑な構成によらず、また、
現在のＳＢＤの持つ順電圧降下以下の値での順電圧を持
つ素子を、縦型二重拡散型ＭＯＳＦＥＴのような複雑な
製造工程を経ることなく得られる。
イオードを得ること。 【構成】 エピタキシャル層２の表面に選択的に形成し
た第２導電型の領域２と、第１導電型であって不純物濃
度が、前記エピタキシャル層２よりも高く、かつ、前記
第２導電型の互いに領域２間に形成したオーム接触領域
８と、前記第２導電型の領域３とオーム接触領域８とを
短絡するダイオードの一方の極性の電極金属５との構成
により、同期整流のように複雑な構成によらず、また、
現在のＳＢＤの持つ順電圧降下以下の値での順電圧を持
つ素子を、縦型二重拡散型ＭＯＳＦＥＴのような複雑な
製造工程を経ることなく得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波電流を整流する
半導体装置に関し、特に順方向電圧降下を小さくした新
規な構造のダイオードに関するものである。
半導体装置に関し、特に順方向電圧降下を小さくした新
規な構造のダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣを駆動する電源は現在５Ｖが主流で
ある。また、今後共スピードアップの目的や、ダウンサ
イズ、経済性等を求め、ＩＣはより微細構造に移行する
と考えられる。その際に発熱対策や、信頼性向上のため
に電源電圧を３Ｖ又は２Ｖに下げることが真剣に考えら
れ、また、一部では実施もされている。一方、電源側で
考えると、現在主流を占めているスイッチモード電源で
の変換損失の大きな割合を２次側整流用ダイオードの順
電圧が占めており、出力電圧がより低圧になるに従い、
この順損失の占める割合が大きくなることは周知のこと
である。
ある。また、今後共スピードアップの目的や、ダウンサ
イズ、経済性等を求め、ＩＣはより微細構造に移行する
と考えられる。その際に発熱対策や、信頼性向上のため
に電源電圧を３Ｖ又は２Ｖに下げることが真剣に考えら
れ、また、一部では実施もされている。一方、電源側で
考えると、現在主流を占めているスイッチモード電源で
の変換損失の大きな割合を２次側整流用ダイオードの順
電圧が占めており、出力電圧がより低圧になるに従い、
この順損失の占める割合が大きくなることは周知のこと
である。
【０００３】ここで、例を示せば５Ｖ、１０Ａの出力電
源で２次側整流用に順電圧降下値ＶF＝０．５Ｖのダイ
オードを用いた場合、順損失はおよそ次のようになる。 順損失電力・・・・０．５Ｖ×１０Ａ＝５Ｗ・・・・（１） 上記（１）式の順損失電力を代入して順損失率を算出す
ると、下記（２）式のようになる。 順損失率・・・・・５Ｗ／５０Ｗ＋５Ｗ＝約９％・・・（２） 一般的にスイッチモード電源の変換効率が８０％程度で
あるから損失２０％中の約９％は非常に大きな率を占め
ることが判る。従って、現在スイッチモード電源で低電
圧出力の電源では、２次側整流用には耐圧は低いが順電
圧降下の低いショットキー・バリア・ダイオード（以
下、ＳＢＤと略記する。）が用いられることが一般的で
あった。
源で２次側整流用に順電圧降下値ＶF＝０．５Ｖのダイ
オードを用いた場合、順損失はおよそ次のようになる。 順損失電力・・・・０．５Ｖ×１０Ａ＝５Ｗ・・・・（１） 上記（１）式の順損失電力を代入して順損失率を算出す
ると、下記（２）式のようになる。 順損失率・・・・・５Ｗ／５０Ｗ＋５Ｗ＝約９％・・・（２） 一般的にスイッチモード電源の変換効率が８０％程度で
あるから損失２０％中の約９％は非常に大きな率を占め
ることが判る。従って、現在スイッチモード電源で低電
圧出力の電源では、２次側整流用には耐圧は低いが順電
圧降下の低いショットキー・バリア・ダイオード（以
下、ＳＢＤと略記する。）が用いられることが一般的で
あった。
【０００４】ところで、ＳＢＤで低順電圧を得る方法と
してバリア金属の選択にバリアハイトの低減、オン時に
は抵抗として働く活性領域（エピタキシャル領域）の薄
膜化等の手法がある。しかしながら、上記バリアハイト
による順電圧ＶFの低下には限界がある。このことを図
６を参照して説明する。なお、図６では横軸にバリアハ
イト（φＢ）の大きさをとり、縦軸に逆電流による損失
（ＩRＰＬ）、及び順電圧による損失（ＶFＰＬ）の大き
さをとってある。図６において、バリアハイト（φＢ）
が小さいバリアメタル、例えばクロムを使用した場合は
順電圧による損失ＶFＰＬは小さい。しかし、目的の電
圧では逆電流による損失ＩRＰＬは大きくなってしま
い、ＩRＰＬとＶFＰＬの和としての全損失は大きくなっ
てしまう。
してバリア金属の選択にバリアハイトの低減、オン時に
は抵抗として働く活性領域（エピタキシャル領域）の薄
膜化等の手法がある。しかしながら、上記バリアハイト
による順電圧ＶFの低下には限界がある。このことを図
６を参照して説明する。なお、図６では横軸にバリアハ
イト（φＢ）の大きさをとり、縦軸に逆電流による損失
（ＩRＰＬ）、及び順電圧による損失（ＶFＰＬ）の大き
さをとってある。図６において、バリアハイト（φＢ）
が小さいバリアメタル、例えばクロムを使用した場合は
順電圧による損失ＶFＰＬは小さい。しかし、目的の電
圧では逆電流による損失ＩRＰＬは大きくなってしま
い、ＩRＰＬとＶFＰＬの和としての全損失は大きくなっ
てしまう。
【０００５】一方、バリアハイト（φＢ）の大きいバリ
アメタルとしてモリブデンを使用すると、逆電流による
損失ＩRＰＬは小さくなるが、順電圧による損失ＶFＰＬ
が大きくなってしまい、全損失も大きくなってしまう。
結局、バリアメタルの選定にも限界がある。従って、図
６の破線で示した最適動作点で使用せざるを得ない。ま
た、ＳＢＤのエピタキシャル層の厚さを薄くすることに
よる素子の信頼性の低下の問題もある。
アメタルとしてモリブデンを使用すると、逆電流による
損失ＩRＰＬは小さくなるが、順電圧による損失ＶFＰＬ
が大きくなってしまい、全損失も大きくなってしまう。
結局、バリアメタルの選定にも限界がある。従って、図
６の破線で示した最適動作点で使用せざるを得ない。ま
た、ＳＢＤのエピタキシャル層の厚さを薄くすることに
よる素子の信頼性の低下の問題もある。
【０００６】上記の問題を解決するため、ＳＢＤよりも
さらに順方向電圧を低下させる方法としてＭＯＳ ＦＥ
Ｔを使用する方法がある。これは、ＭＯＳ ＦＥＴのゲ
ートバイアスを制御し、零又は逆バイアスでソースとド
レイン間を非導通、正バイアスでソースドレイン間を導
通させる方法であり、交流の周波数に同期したゲート信
号を加えることによって実現するものである。さらに
は、ゲート電圧が零でも導通させるようにＭＯＳ ＦＥ
Ｔを作り込んで、２端子整流効果を持たせた試みも発表
されている（Ｐｒｏｃ’１９９２ ＩＳＰＳＤ，ＴＯＫ
ＹＯ，ＰＰ７２）。上記のＳＢＤ、ＭＯＳ ＦＥＴ及び
一般のダイオードの順方向の電圧、電流特性を図７に示
す。図７では横軸に素子の端子間の降下電圧、縦軸に順
電流若しくはオン電流をとってある。また、図中、ａは
ＭＯＳ ＦＥＴ、ｂはＳＢＤ、ｃは接合ダイオードを示
している。この図から明かなように、ａのＭＯＳ ＦＥ
Ｔが小、中電流領域では順方向の降下電圧が一番小さい
ことが判る。
さらに順方向電圧を低下させる方法としてＭＯＳ ＦＥ
Ｔを使用する方法がある。これは、ＭＯＳ ＦＥＴのゲ
ートバイアスを制御し、零又は逆バイアスでソースとド
レイン間を非導通、正バイアスでソースドレイン間を導
通させる方法であり、交流の周波数に同期したゲート信
号を加えることによって実現するものである。さらに
は、ゲート電圧が零でも導通させるようにＭＯＳ ＦＥ
Ｔを作り込んで、２端子整流効果を持たせた試みも発表
されている（Ｐｒｏｃ’１９９２ ＩＳＰＳＤ，ＴＯＫ
ＹＯ，ＰＰ７２）。上記のＳＢＤ、ＭＯＳ ＦＥＴ及び
一般のダイオードの順方向の電圧、電流特性を図７に示
す。図７では横軸に素子の端子間の降下電圧、縦軸に順
電流若しくはオン電流をとってある。また、図中、ａは
ＭＯＳ ＦＥＴ、ｂはＳＢＤ、ｃは接合ダイオードを示
している。この図から明かなように、ａのＭＯＳ ＦＥ
Ｔが小、中電流領域では順方向の降下電圧が一番小さい
ことが判る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＭＯＳ ＦＥＴを使用
した同期整流は、該ＭＯＳ ＦＥＴのゲート駆動回路が
複雑になる難点がある。また、ＭＯＳ ＦＥＴ素子を製
作するには工程が複雑となり、高価となるため、ダイオ
ード特性としてのみ利用するのは経済的でない。一方、
ＳＢＤの場合、順電圧をさらに低くする方法としては、
チップの単位面積当たりの電流密度を下げるようにして
も良いが、チップのサイズが大きくなり高価となる欠点
を有する。
した同期整流は、該ＭＯＳ ＦＥＴのゲート駆動回路が
複雑になる難点がある。また、ＭＯＳ ＦＥＴ素子を製
作するには工程が複雑となり、高価となるため、ダイオ
ード特性としてのみ利用するのは経済的でない。一方、
ＳＢＤの場合、順電圧をさらに低くする方法としては、
チップの単位面積当たりの電流密度を下げるようにして
も良いが、チップのサイズが大きくなり高価となる欠点
を有する。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、バリアハイトによるダイオード
の立上がり電圧がなく、２端子素子で整流特性を持ち、
ＭＯＳＦＥＴの製造工程のような複雑な製造工程を経る
ことなく製造することができ、現在のＳＢＤと同様な高
周波整流に使用することができるダイオード素子を得る
ことを目的とするものである。
ためになされたもので、バリアハイトによるダイオード
の立上がり電圧がなく、２端子素子で整流特性を持ち、
ＭＯＳＦＥＴの製造工程のような複雑な製造工程を経る
ことなく製造することができ、現在のＳＢＤと同様な高
周波整流に使用することができるダイオード素子を得る
ことを目的とするものである。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明の半導体装置
は、第１導電型のシリコン基板の一方の主面上に形成し
た該第１導電型と同一導電型のエピタキシャル層と、該
エピタキシャル層の表面に選択的に形成した第２導電型
の領域と、第１導電型であって不純物濃度が、前記エピ
タキシャル層よりも高く、かつ、前記第２導電型の互い
に領域間に形成したオーム接触領域と、前記第２導電型
の領域と前記オーム接触領域とを短絡するダイオードの
一方の極性となる電極金属と、前記シリコン基板の他方
の主面にダイオードの他方の極性となる電極金属と、を
有することを特徴とするものである。
は、第１導電型のシリコン基板の一方の主面上に形成し
た該第１導電型と同一導電型のエピタキシャル層と、該
エピタキシャル層の表面に選択的に形成した第２導電型
の領域と、第１導電型であって不純物濃度が、前記エピ
タキシャル層よりも高く、かつ、前記第２導電型の互い
に領域間に形成したオーム接触領域と、前記第２導電型
の領域と前記オーム接触領域とを短絡するダイオードの
一方の極性となる電極金属と、前記シリコン基板の他方
の主面にダイオードの他方の極性となる電極金属と、を
有することを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】本発明の半導体装置においては、エピタキシャ
ル層の表面に選択的に形成した第２導電型の領域と、第
１導電型であって不純物濃度が、前記エピタキシャル層
よりも高く、かつ、前記第２導電型の互いに領域間に形
成したオーム接触領域と、前記第２導電型の領域とオー
ム接触領域とを短絡するダイオードの一方の極性の電極
金属との構成により、同期整流のように複雑な構成によ
らず、また、現在のＳＢＤの持つ順電圧降下以下の値で
の順電圧を持つ素子を、縦型二重拡散型ＭＯＳ ＦＥＴ
のような複雑な製造工程を経ることなく得ることができ
る。
ル層の表面に選択的に形成した第２導電型の領域と、第
１導電型であって不純物濃度が、前記エピタキシャル層
よりも高く、かつ、前記第２導電型の互いに領域間に形
成したオーム接触領域と、前記第２導電型の領域とオー
ム接触領域とを短絡するダイオードの一方の極性の電極
金属との構成により、同期整流のように複雑な構成によ
らず、また、現在のＳＢＤの持つ順電圧降下以下の値で
の順電圧を持つ素子を、縦型二重拡散型ＭＯＳ ＦＥＴ
のような複雑な製造工程を経ることなく得ることができ
る。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図１ないし図５を
参照して説明する。図１は本発明に係わる半導体装置の
断面構造図である。図において、Ｎ↑＋シリコン基板１
の上に、該基板１と同一導電型のエピタキシャル層が２
が形成されている。このエピタキシャル層２内に該基板
１と反対導電型のＰ型領域３が選択的に形成されてい
る。さらに、隣接するＰ型領域３間に該基板１と同一導
電型のＮ↑＋層４が形成されている。また、チップの外
周部には絶縁膜４が形成され、さらに該絶縁膜４を除去
した中央部にはアノード電極金属５が設けられている。
このアノード電極金属５は、前記Ｐ型領域３、Ｎ↑＋層
４を共通に短絡するように形成されている。一方、Ｎ↑
＋シリコン基板側にはカソード電極金属６が形成されて
いる。
参照して説明する。図１は本発明に係わる半導体装置の
断面構造図である。図において、Ｎ↑＋シリコン基板１
の上に、該基板１と同一導電型のエピタキシャル層が２
が形成されている。このエピタキシャル層２内に該基板
１と反対導電型のＰ型領域３が選択的に形成されてい
る。さらに、隣接するＰ型領域３間に該基板１と同一導
電型のＮ↑＋層４が形成されている。また、チップの外
周部には絶縁膜４が形成され、さらに該絶縁膜４を除去
した中央部にはアノード電極金属５が設けられている。
このアノード電極金属５は、前記Ｐ型領域３、Ｎ↑＋層
４を共通に短絡するように形成されている。一方、Ｎ↑
＋シリコン基板側にはカソード電極金属６が形成されて
いる。
【００１２】上記のような半導体装置の構造において、
特に重要なことは、図２に示すようにアノードＡとカソ
ードＫ間に電圧を印加しないとき、すなわち、零バイア
ス時において、エピタキシャル層２内に拡る空乏層７が
Ｐ型領域３，３間で接触するように構成することであ
る。本発明の実施例では、エピタキシャル層２の抵抗率
を１Ωーｃｍ、Ｐ型領域３，３間の間隔を５μｍ、Ｐ型
領域３，３間に形成したＮ↑＋領域４の表面濃度を１×
１０↑１９／ｃｍで製作した。
特に重要なことは、図２に示すようにアノードＡとカソ
ードＫ間に電圧を印加しないとき、すなわち、零バイア
ス時において、エピタキシャル層２内に拡る空乏層７が
Ｐ型領域３，３間で接触するように構成することであ
る。本発明の実施例では、エピタキシャル層２の抵抗率
を１Ωーｃｍ、Ｐ型領域３，３間の間隔を５μｍ、Ｐ型
領域３，３間に形成したＮ↑＋領域４の表面濃度を１×
１０↑１９／ｃｍで製作した。
【００１３】次に、図１の示す構造のダイオードの動作
を説明する。まず、アノードＡとカソードＫ間に電圧を
印加しないときは、図２に示すように空乏層７が拡るこ
とは前記の通りである。そこで、アノードＡを正
（＋）、カソードＫを負（−）にして図示を省略した電
源を接続すると、順バイアスとなり空乏層７の拡りはな
くなり、小電流領域においては、図３の矢印αで示すよ
うにアノード電極ＡからＮ↑＋層４→エピタキシャル層
２→Ｎ↑＋シリコン基板１→カソード電極Ｋへと電流が
流れる。この電流経路はエピタキシャル層２の順抵抗分
での損失のみである。この電流領域をＳＢＤと比較する
と、図４のようになる。すなわち、図４は横軸に順電圧
降下、縦軸に順電流降下をとってあるが、図から明らか
なように、実際に使用する実使用点ＰではＳＢＤの特性
を示すＢよりも本発明のダイオード素子の特性Ａの方が
順電圧ＶFが小さくなる。
を説明する。まず、アノードＡとカソードＫ間に電圧を
印加しないときは、図２に示すように空乏層７が拡るこ
とは前記の通りである。そこで、アノードＡを正
（＋）、カソードＫを負（−）にして図示を省略した電
源を接続すると、順バイアスとなり空乏層７の拡りはな
くなり、小電流領域においては、図３の矢印αで示すよ
うにアノード電極ＡからＮ↑＋層４→エピタキシャル層
２→Ｎ↑＋シリコン基板１→カソード電極Ｋへと電流が
流れる。この電流経路はエピタキシャル層２の順抵抗分
での損失のみである。この電流領域をＳＢＤと比較する
と、図４のようになる。すなわち、図４は横軸に順電圧
降下、縦軸に順電流降下をとってあるが、図から明らか
なように、実際に使用する実使用点ＰではＳＢＤの特性
を示すＢよりも本発明のダイオード素子の特性Ａの方が
順電圧ＶFが小さくなる。
【００１４】次に、アノードとカソード間を逆バイアス
した時は、図２の空乏層７の拡りはエピタキシャル層２
中の下方に拡大され導通することはない。上記の作用に
よってダイオードとしてしかも低順電圧の素子として利
用することが可能となる。ところで、島状の隣接するＰ
型領域３，３間のＮ↑＋領域４は、アノード側の電極金
属５とのオーム接触を得るためのものであり、図１に示
すようにＮ↑＋層４として選択拡散しても良いし、図５
に示すようにＰ型領域３を拡散する前に、エピタキシャ
ル層２上の全面にＮ↑＋領域８として形成してからＰ型
領域３を選択拡散しても良い。ただし、図２に示したよ
うに、零バイアスのときにＰ型領域３，３間の空乏層７
が接するような深さでなければならない。なお、Ｐ型領
域３の形状は、ストライプ状、ドット状、メッシュ状の
いずれの形状でも良く、空乏層７が接触する構造であれ
ば良い。また、この実施例に示す各領域の導電型は全て
逆の導電型であっても良い。
した時は、図２の空乏層７の拡りはエピタキシャル層２
中の下方に拡大され導通することはない。上記の作用に
よってダイオードとしてしかも低順電圧の素子として利
用することが可能となる。ところで、島状の隣接するＰ
型領域３，３間のＮ↑＋領域４は、アノード側の電極金
属５とのオーム接触を得るためのものであり、図１に示
すようにＮ↑＋層４として選択拡散しても良いし、図５
に示すようにＰ型領域３を拡散する前に、エピタキシャ
ル層２上の全面にＮ↑＋領域８として形成してからＰ型
領域３を選択拡散しても良い。ただし、図２に示したよ
うに、零バイアスのときにＰ型領域３，３間の空乏層７
が接するような深さでなければならない。なお、Ｐ型領
域３の形状は、ストライプ状、ドット状、メッシュ状の
いずれの形状でも良く、空乏層７が接触する構造であれ
ば良い。また、この実施例に示す各領域の導電型は全て
逆の導電型であっても良い。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、
同期整流のような回路構成によらないで、現在のＳＢ
Ｄの持つ順電圧降下以下の値での順電圧を持つ素子を、
縦型二重拡散型ＭＯＳ ＦＥＴのような複雑な製造工
程によらず容易に得ることができるなどの効果がある。
同期整流のような回路構成によらないで、現在のＳＢ
Ｄの持つ順電圧降下以下の値での順電圧を持つ素子を、
縦型二重拡散型ＭＯＳ ＦＥＴのような複雑な製造工
程によらず容易に得ることができるなどの効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す半導体装置の断面構造
図である。
図である。
【図２】上記本発明の半導体装置における空乏層の拡り
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】上記半導体装置を順バイアスした場合のアノー
ド電極からカソード電極へ流れる電流経路を示す説明図
である。
ド電極からカソード電極へ流れる電流経路を示す説明図
である。
【図４】ＳＢＤと本発明の半導体装置との順電圧降下特
性を比較したグラフである。
性を比較したグラフである。
【図５】本発明の他の実施例を示す半導体装置の断面構
造図である。
造図である。
【図６】ＳＢＤのバリアハイトと順電圧による損失ＶＦ
ＰＬ及び逆電流による損失ＩＲＰＬとの関係を示すグラ
フである。
ＰＬ及び逆電流による損失ＩＲＰＬとの関係を示すグラ
フである。
【図７】ＳＢＤ、ＭＯＳ ＦＥＴ及び一般ダイオードの
順方向の電圧−電流特性を示すグラフである。
順方向の電圧−電流特性を示すグラフである。
１ Ｎ↑＋シリコン基板 ２ エピタキシャル層 ３ Ｐ型領域 ４ Ｎ↑＋領域 ５ アノード電極金属 ６ カソード電極金属 ７ 空乏層 ８ Ｎ↑＋領域
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型のシリコン基板の一方の主面
上に形成した該第１導電型と同一導電型のエピタキシャ
ル層と、 該エピタキシャル層の表面に選択的に形成した第２導電
型の領域と、 第１導電型であって不純物濃度が、前記エピタキシャル
層よりも高く、かつ、前記第２導電型の互いに領域間に
形成したオーム接触領域と、 前記第２導電型の領域と前記オーム接触領域とを短絡す
るダイオードの一方の極性となる電極金属と、 前記シリコン基板の他方の主面にダイオードの他方の極
性となる電極金属と、 を有することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4357648A JPH07254718A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4357648A JPH07254718A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254718A true JPH07254718A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=18455197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4357648A Pending JPH07254718A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254718A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002314099A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Denso Corp | ショットキーダイオード及びその製造方法 |
| JP2003051601A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2005167149A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Sanken Electric Co Ltd | ショットキバリアを有する半導体装置 |
| WO2006112291A1 (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Rohm Co., Ltd. | 半導体装置 |
| JP2007305609A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2010225878A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Denso Corp | ショットキーバリアダイオードを備えた半導体装置およびその製造方法 |
| JP2012059902A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2012142590A (ja) * | 2005-12-27 | 2012-07-26 | Qspeed Semiconductor Inc | 超高速リカバリダイオード |
| JP2013008997A (ja) * | 2012-09-05 | 2013-01-10 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| JP2013110388A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-06-06 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| WO2014038225A1 (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JP2015141921A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
| US9253832B2 (en) | 2010-02-10 | 2016-02-02 | Power Integrations, Inc. | Power supply circuit with a control terminal for different functional modes of operation |
| US9401660B2 (en) | 2009-10-06 | 2016-07-26 | Power Integrations, Inc. | Monolithic AC/DC converter for generating DC supply voltage |
| US9455621B2 (en) | 2013-08-28 | 2016-09-27 | Power Integrations, Inc. | Controller IC with zero-crossing detector and capacitor discharge switching element |
| CN110379861A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-10-25 | 派恩杰半导体（杭州）有限公司 | 一种碳化硅异质结二极管功率器件 |
| WO2022065002A1 (ja) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP4357648A patent/JPH07254718A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002314099A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Denso Corp | ショットキーダイオード及びその製造方法 |
| JP2003051601A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP4623259B2 (ja) * | 2003-12-05 | 2011-02-02 | サンケン電気株式会社 | ショットキバリアを有する半導体装置 |
| JP2005167149A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Sanken Electric Co Ltd | ショットキバリアを有する半導体装置 |
| WO2006112291A1 (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Rohm Co., Ltd. | 半導体装置 |
| JP2006295062A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Rohm Co Ltd | 半導体装置 |
| US7535075B2 (en) | 2005-04-14 | 2009-05-19 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
| JP2012142590A (ja) * | 2005-12-27 | 2012-07-26 | Qspeed Semiconductor Inc | 超高速リカバリダイオード |
| JP2007305609A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2010225878A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Denso Corp | ショットキーバリアダイオードを備えた半導体装置およびその製造方法 |
| US9401660B2 (en) | 2009-10-06 | 2016-07-26 | Power Integrations, Inc. | Monolithic AC/DC converter for generating DC supply voltage |
| US9253832B2 (en) | 2010-02-10 | 2016-02-02 | Power Integrations, Inc. | Power supply circuit with a control terminal for different functional modes of operation |
| JP2012059902A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2013110388A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-06-06 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JP2013008997A (ja) * | 2012-09-05 | 2013-01-10 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| WO2014038225A1 (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JPWO2014038225A1 (ja) * | 2012-09-06 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| US9455621B2 (en) | 2013-08-28 | 2016-09-27 | Power Integrations, Inc. | Controller IC with zero-crossing detector and capacitor discharge switching element |
| JP2015141921A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
| CN110379861A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-10-25 | 派恩杰半导体（杭州）有限公司 | 一种碳化硅异质结二极管功率器件 |
| WO2022065002A1 (ja) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07254718A (ja) | 半導体装置 | |
| US8735968B2 (en) | Integrated MOSFET devices with Schottky diodes and associated methods of manufacturing | |
| JPH03250670A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US20090078936A1 (en) | Semiconductor device | |
| US9048308B2 (en) | Regenerative building block and diode bridge rectifier and methods | |
| JPH09102602A (ja) | Ｍｏｓｆｅｔ | |
| JPS6115370A (ja) | 半導体装置 | |
| US6462378B1 (en) | Power MOSFET with decreased body resistance under source region | |
| JPS62115765A (ja) | 半導体装置 | |
| US5079607A (en) | Mos type semiconductor device | |
| JPH05226638A (ja) | 半導体装置 | |
| EP2240960B1 (en) | Regenerative building block and diode bridge rectifier and methods | |
| JPH09107097A (ja) | 整流素子およびその駆動方法 | |
| JP2001332727A (ja) | トレンチゲート型半導体装置 | |
| JPH0612823B2 (ja) | 二方向性の電力用高速ｍｏｓｆｅｔ素子 | |
| JPH0656890B2 (ja) | 伝導度変調型たて型ｍｏｓ―ｆｅｔ | |
| JP3327571B2 (ja) | 半導体装置 | |
| KR20000061463A (ko) | 낮은 온 저항과 큰 견고함을 갖는 전력용 모스 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| JP3581027B2 (ja) | ショットキーバリア半導体装置 | |
| CN216793693U (zh) | 平面栅超结功率器件 | |
| US6452219B1 (en) | Insulated gate bipolar transistor and method of fabricating the same | |
| WO2021240790A1 (ja) | 半導体装置、及び電力変換装置 | |
| JP4302329B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH08241993A (ja) | パワースイッチングデバイス | |
| JPH0730112A (ja) | 半導体装置 |