JPS5949711B2 - 電極付半導体装置 - Google Patents

電極付半導体装置

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JPS5949711B2
JPS5949711B2 JP5560079A JP5560079A JPS5949711B2 JP S5949711 B2 JPS5949711 B2 JP S5949711B2 JP 5560079 A JP5560079 A JP 5560079A JP 5560079 A JP5560079 A JP 5560079A JP S5949711 B2 JPS5949711 B2 JP S5949711B2
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孝之 菅田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体層に電極付け用半導体層を介して金属電
極がオーミックに附されてなる構成を有する電極付半導
体装置の改良に関する。
斯種電極付半導体装置には、その半導体層に少数キャリ
アが注入された場合金属電極側より半導体層側に向つて
多数キャリアが直ちに注入されて半導体層に注入された
少数キャリアが中和される様に、多数キャリアに対する
障壁が形成されていない構成であることの所望事項と、
半導体層内に注入された少数キャリアを金属電極側に吸
収消滅せしめて少数キャリアが半導体層及び金属電極間
に不必要に蓄積されない様に、少数キャリアに対する障
壁が形成されていない構成であることの所望事項とを満
足せしめる要があるものである。
然し乍ら従来の斯種半導体電極装置の場合、上述せる２
つの所望事項を同時に満足せしめるものではなかつた。
即ち、斯種電極付半導体装置として従来、第１図に示す
如き、例えばＰ型を有する半導体層１にそれと同じ導電
型を有し即ちＰ型を有し且半導体層１に比し高い不純物
搬度を有する電極付け用半導体層２を介して金属電極３
が附されてなる構成を有するものが提案されているが、
斯る構成の電極付半導体装置の場合、半導体層１及び電
極付け用半導体層２がそれ等間に不純物濃度の差を有す
ることに基き、第２図に示す如く半導体層１及び電極付
け用半導体層２間に電位障壁φを有するというエネルギ
準位を呈して居り、一方電極付け用半導体層２及び金属
電極３間にはトンネル効果によつてキヤリアが自由に通
過するので、多数キヤリアに対してはこれに対する障壁
が実質的に存していないも、少数キヤリアに対してはそ
れに対する障壁が電位障壁φを以つて存在しているもの
である。
従つて、第１図にて上述せる従来の電極付半導体装置の
場合上述せる２つの所望事項を同時に満足しているもの
ではなかつた。又斯種電極付半導体装置として従来、第
３図に示す如き、例えばＰ型を有する半導体層１に多数
の再結合中心を含む電極付け用半導体層４を介して金属
電極３がオーミツクに附されてなる構成を有するものも
提案されているが、斯る構成を有する電極付半導体装置
の場合、半導体層１及び金属電極３間に少数キヤリアが
蓄積されることがある程度回避されるも、電極付け用半
導体層４の再結合中心がキヤリア生成中心ともなり得る
ことにより、金属電極３に与えられる電位の極性によつ
ては金属電極３側より半導体層１側に少数キヤリアが注
入されることになつたり、電極付け用半導体層４が半導
体層１に比し高抵抗とならざるを得なくなつたりする不
都合を有すると共に、再結合中心を含む電極付け用半導
体層４を形成するに困難を伴うことにより全体としての
電極付半導体装置を容易に構成することが出来るものと
は云い得ないものであつた。
依つて本発明は上述せる不都合なしに上述せる２つの所
望事項を同時に満足し得る構成を容易に得ることの出来
る新規な斯種電極付半導体装置を提案せんとするもので
、以下詳述する所より明らかとなるであろう。
第４図及び第５図には本発明による電極付半導体装置の
一例を示し、第１図及び第３図にて上述せる電極付半導
体装置の場合と同様に、半導体層１に電極付け用半導体
層５を介して金属電極３がオーミツクに附されてなる構
成を有するも、その電極付け用半導体層５が半導体層１
と同じ導電型を有し且半導体層１に比し高い不純物濃度
を有する層部６と半導体層１とは逆の導電型を有し且半
導体層１に比し高い不純物濃度を有する層部７とよりな
る構成を有する。
この場合、層部６及び７はともに半導体層１及び金属電
極３間にそれらと接触して延長している。実際上斯る構
成は例えばＰ型の半導体層（これを第１の半導体層と称
す）上にそれと同じＰ型を有し然し乍ら第１の半導体層
に比し高い不純物濃度を有する半導体層（これを第２の
半導体層と称す）を形成し、その第２の半導体層内に第
１の半導体層側とは反対側より第１の半導体層とは逆の
導電型即ちＮ型を有し且第１の半導体層に比し高い不純
物濃度を有する半導体領域を第１の半導体層に達する深
さを以つて形成し、然る后第２の半導体層及び半導体領
域の第１の半導体層側とは反対側にそれ等に共通の金属
電極をオーミツクに附すことにより得ることが出来るも
のである。以上が本発明による半導体電極装置の一例構
成であるが、斯る構成によれば、電極付け用半導体層５
の層部６の存する位置に対応する位置でみるとき、半導
体層１及び層部６がそれ等間に不純物濃度の差を有する
ことに基き第６図にて実線図示の如く第２図にて上述せ
ると同様に半導体層１及び層部６間に電位障壁φを有す
るというエネルギ準位を呈して居り、一方層部６及び金
属電極３間にはトンネル効果によつてキヤリアが自由に
通過するので、少数キヤリアに対してはこれに対する障
壁が電位障壁φを以つて存在しているとしても、多数キ
ヤリアに対してはこれに対する障壁が実質的に存してい
ないものである。
又電極付け用半導体層５の層部？の存する位置に対応す
る位置でみるとき、半導体層１及び層部７がそれ等間に
不純物濃度の差を有し且互に導電型が逆であることに基
き第６図にて点線図示の如く半導体層１及び層部Ｔ間に
電位障壁φとは逆の電位障壁φ′を有するというエネル
ギ準位を呈しているので、層部７で得られる多数キヤリ
アが半導体層１に注入することに対してはこれに対する
障壁が電位障壁φ′を以つて存在しているとしても、半
導体層１で得られる少数キヤリアが金属電極３側に注入
することに対してはこれに対する障壁はなくその少数キ
ヤリアは層部Ｔにて吸収されることになるものである。
従つて第４図及び第５図にて上述せる構成を有する本発
明による半導体電極装置によれば、多数キヤリア及び少
数キヤリアの双方に対して障壁の形成されていないとい
う構成を有するということが出来るものであり、依つて
冒頭にて前述せる２つの所望事項を同時に満足せしめ得
るものである。
尚上述せる本発明による電極付半導体装置の構成の場合
、金属電極３が半導体層１に対して負電位となつて通電
した場合に、電極付け用半導体層５の層部６に層部７と
半導体層１とのなすＰＮ接合の立上り電圧を越えた降下
電圧が生ずるとすれば層部７側より半導体層１側に少数
キヤリアが注入されることとなる不都合を生ずるもので
あるが、斯る不都合は金属電極３が半導体層１に対して
負電位をとつて通電した場合に層部６に降下電圧が生ず
る場合のその降下電圧が、層部７と半導体層１とのなす
ＰＮ接合の立上り電圧以下で得られるべく層部６の不純
物濃度を十分高く従つて層部６の抵抗を十分低くするこ
とによりこれを回避し得、又斯くしなくても、半導体装
置をその金属電極３が半導体層１に対して負電位となつ
て駆動されることとならないように駆動するか又は負電
位となつて駆動されることとなるにしてもその場合層部
６に於ける降下電圧が層部７と半導体層１とのなすＰＮ
接合の立上り電圧を越さざる値となるべく駆動する様に
なせば上述せる不蔀合は何等生じないものである。尚上
述に於ては一般的に所望の電極付半導体装置に本発明を
適用した場合の二例を述べたものであるが、本発明はこ
れを半導体整流ダイオードを構成せる電極付半導体装置
に適用して好適なものである。
即ち第７図は本発明の適用された半導体整流ダイオード
を構成せる電極付半導体装置の一例を示し、例えばＮ型
の比較的高い不純物濃度例えば１０２０ａｔ０ｍ／ｄ程
度の不純物濃度を有する半導体層２０上に第４図及び第
５図にて上述せると同様の半導体層１（Ｐ型を有し且半
導体層２０に比し低い不純物濃度例えば１０１５ａｔ０
ｍ／ＣＴｌｔ程度の不純物濃度を有する）が形成され、
而してその半導体層１上に第４図及び第５図にて上述せ
ると同様に層部６及び７よりなる電極付け用半導体層５
を介して金属電極３がオーミツクに附され、又半導体層
２０の半導体層１側とは反対側に直接的に金属電極２１
が附されてなる構成を有する。以上が本発明を適用せる
半導体整流ダイオードを構成せる電極付半導体装置の一
例構成であるが、斯る構成によれば、電極２１及び３間
に電極３側を正とする電圧が与えられた場合、半導体層
２０よりの電子が半導体層１に注入し、一方それを中和
すべく電極付け用半導体層５を構成せる層部６側より正
孔が半導体層１に注入され、斯くて電極２１及び３間の
内部に順方向電流が流れ、然し乍ら電極２１及び３間に
電極３側を負とする電圧が与えられても半導体層２０側
より半導体層１側に向つて電子が注入されないことによ
つて電極２１及び３間に電流が流れないことにより、半
導体整流ダイオードとしての機能が得られること明らか
であるが、この場合第４図及び第５図にて上述せる所よ
り明らかな如く、少数キヤリアに対する障壁なしに半導
体層１に電極付け用半導体層５を介して電極３がオーミ
ツクに附されていることにより、半導体整流ダイオード
としての順方向降下電圧が固みに第８図に示す如き第１
図にて上述せる従来の電極付半導体装置を基礎として第
７図にて上述せる構成に於てその電極付け用半導体層５
を第１図にて上述せる電極付け用半導体層２とせること
を除いては第７図の場合と同様とした構成とせる半導体
整流ダイオードの場合に比し、その半導体層１及び２間
の第２図にて上述せる電位障壁φ分低いものとして得ら
れるものである。依つて本発明を適用せる半導体整流ダ
イオードを構成せる電極付半導体装置によれば、その半
導体整流ダイオードの順方向降下電圧が十分低いという
大なる特徴を有するものである。
尚上述に於ては本発明の僅かな例を示したに留まり、上
述せる「Ｎ型」を「Ｐ型」、「Ｐ型」を「Ｎ型」に読替
えた構成とすることも出来、その他本発明の精神を脱す
ることなしに種々の変型変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基礎となる従来の電極付半導体装置を
示す路線的断面図、第２図はそのエネルギ単位を示す図
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体層に、電極付け用半導体層を介して、金属電
    極がオーミックに附されてなる構成を有する電極付半導
    体装置に於て、上記電極付け用半導体層が、上記半導体
    層と同じ導電型を有し且上記半導体層に比し高い不純物
    濃度を有する、上記半導体層及び上記金属電極間にそれ
    らと接触して延長している層部と、上記半導体層とは逆
    の導電型を有し且上記半導体層に比し高い不純物濃度を
    有する、上記半導体層及び上記金属電極間にそれらと接
    触して延長している層部とよりなる事を特徴とする電極
    付半導体装置。 ２ 半導体層に、電極付け用半導体層を介して、金属電
    極がオーミックに附されてなる構成を有する電極付半導
    体装置に於て、上記半導体層を含んで半導体整流ダイオ
    ードが構成され、上記電極付け用半導体層が、上記半導
    体層と同じ導電型を有し且上記半導体層に比し高い不純
    物濃度を有する、上記半導体層及び上記金属電極間にそ
    れらと接触して延長している層部と、上記半導体層とは
    逆の導電型を有し且上記半導体層に比し高い不純物濃度
    を有する、上記半導体層及び上記金属電極間にそれらと
    接触して延長している層部とよりなる事を特徴とする電
    極付半導体装置。
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NLAANVRAGE8001226,A NL188434C (nl) 1979-05-07 1980-02-29 Elektrodestructuur.
DE19803008034 DE3008034A1 (de) 1979-05-07 1980-03-03 Elektrodenvorrichtung fuer eine halbleitervorrichtung
FR8004965A FR2456389B1 (fr) 1979-05-07 1980-03-05 Structure d'electrodes pour dispositifs semi-conducteurs
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