JPS5949714B2 - 整流素子 - Google Patents
整流素子Info
- Publication number
- JPS5949714B2 JPS5949714B2 JP12223880A JP12223880A JPS5949714B2 JP S5949714 B2 JPS5949714 B2 JP S5949714B2 JP 12223880 A JP12223880 A JP 12223880A JP 12223880 A JP12223880 A JP 12223880A JP S5949714 B2 JPS5949714 B2 JP S5949714B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- region
- current
- semiconductor region
- type
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 23
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 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
- H01L29/868—PIN diodes
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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、逆方向回復特性のゆるやかな整流素子に関す
るもので、いわゆるソフトリカバリ特性を持つ整流素子
を提供することを目的とするものである。
るもので、いわゆるソフトリカバリ特性を持つ整流素子
を提供することを目的とするものである。
従来、整流素子としては、第１図に示す如く、高抵抗率
のｎ形半導体領域２（ｐ形でもよい）の両表面に高不純
物濃度のｎ形領域１とｐ形領域３０を設けて、これらに
電極４と５を設けた、いわゆるＰｉｎ形ダイオードが使
用されている。
のｎ形半導体領域２（ｐ形でもよい）の両表面に高不純
物濃度のｎ形領域１とｐ形領域３０を設けて、これらに
電極４と５を設けた、いわゆるＰｉｎ形ダイオードが使
用されている。
このＰｉｎダイオードの特性を定める上で、順方向電圧
降下および逆方向回復特性が重要であるが、本発明はこ
の逆方向回復特性を改善した整流素子に関する。第１図
に示すＰｉｎダイオードに順方向定常電流を通電した後
、この電流を一定の減少率で低下させる場合、電流値が
第２図の曲線Ａのように変化することは周知である。図
中時間ｔｌの範囲では、電流は順方向である。ダイオー
ドには少数キャリア蓄積現象があるため、電流が０とな
つても直ちには逆方向回復せず、逆方向にも一定期間は
電流が流れる（図中を２とを３）。この逆方向通電期間
は次の２区間にわかれる。すなわち前半区間（図中を２
）は逆電流が増加する。この区間は第１図Ｐｉｎダイオ
ードの高抵抗率領域２と低抵抗領域１、３との境界近傍
の蓄積キャリアが消滅する過程であり、ダイオード両端
には電圧が現われない。次の後半区間（図中を３）は逆
電流が減少するが、これは高抵抗率領域内部の蓄積キャ
リアが消滅する過程であり、ダイオード両端の電圧はこ
の期間中に回復する。この後半期間における逆方向回復
が急激であるとき（すなわちを３が小さい場合）は、回
路にインダクタンスが存在すれば電流振動が生じて高電
圧が生じる可能性があり、これは回路構成上好ましくな
い現象である。そのため、第３図に電流波形を示す如く
、逆方向回復の後半区間を３が長い、いわゆるソフトリ
カバリダイオードと呼ばれる素子が要求される場合があ
る。
降下および逆方向回復特性が重要であるが、本発明はこ
の逆方向回復特性を改善した整流素子に関する。第１図
に示すＰｉｎダイオードに順方向定常電流を通電した後
、この電流を一定の減少率で低下させる場合、電流値が
第２図の曲線Ａのように変化することは周知である。図
中時間ｔｌの範囲では、電流は順方向である。ダイオー
ドには少数キャリア蓄積現象があるため、電流が０とな
つても直ちには逆方向回復せず、逆方向にも一定期間は
電流が流れる（図中を２とを３）。この逆方向通電期間
は次の２区間にわかれる。すなわち前半区間（図中を２
）は逆電流が増加する。この区間は第１図Ｐｉｎダイオ
ードの高抵抗率領域２と低抵抗領域１、３との境界近傍
の蓄積キャリアが消滅する過程であり、ダイオード両端
には電圧が現われない。次の後半区間（図中を３）は逆
電流が減少するが、これは高抵抗率領域内部の蓄積キャ
リアが消滅する過程であり、ダイオード両端の電圧はこ
の期間中に回復する。この後半期間における逆方向回復
が急激であるとき（すなわちを３が小さい場合）は、回
路にインダクタンスが存在すれば電流振動が生じて高電
圧が生じる可能性があり、これは回路構成上好ましくな
い現象である。そのため、第３図に電流波形を示す如く
、逆方向回復の後半区間を３が長い、いわゆるソフトリ
カバリダイオードと呼ばれる素子が要求される場合があ
る。
この後半区間を３ではダイオード両端に電圧が生じてい
るため、逆電流によりダイオード内で電力消費を生じ、
ダイオードはあたかも損失抵抗のように動作する。これ
が回路のダンパーとして働き、不用な電流振動を抑制す
るため、後半区間を３の長いソフトリカバリダイオード
では、電流振動による高電圧発生が軽減される。この逆
回復後半区間を３を長くとることは、回路の動作速度と
損失の観点からは好ましくないが、回路上で寄生振動抑
制を試みることが困難な場合には、振動抑制のための最
も容易な方法である。本発明は、以上の点に鑑み、ダイ
オードの逆回復後半区間を長くとることのできる整流素
子を提供するものである。
るため、逆電流によりダイオード内で電力消費を生じ、
ダイオードはあたかも損失抵抗のように動作する。これ
が回路のダンパーとして働き、不用な電流振動を抑制す
るため、後半区間を３の長いソフトリカバリダイオード
では、電流振動による高電圧発生が軽減される。この逆
回復後半区間を３を長くとることは、回路の動作速度と
損失の観点からは好ましくないが、回路上で寄生振動抑
制を試みることが困難な場合には、振動抑制のための最
も容易な方法である。本発明は、以上の点に鑑み、ダイ
オードの逆回復後半区間を長くとることのできる整流素
子を提供するものである。
本発明の思想は次のように要約される。すなわち、本発
明の整流素子は、順方向通電時にＰｎ接合から注入され
たキヤリアを蓄積するが、主電流の通路とはならない領
域を設けることを特徴とする。このような構造となせば
、逆方向回復時に上記領域より拡散で流れ出す蓄積キヤ
リアがＰｎ接合部に達して、回復の後半区間に長くすそ
を引く逆方向電流を供給する。第４図は本発明のダイオ
ードの一実施例を示す。
明の整流素子は、順方向通電時にＰｎ接合から注入され
たキヤリアを蓄積するが、主電流の通路とはならない領
域を設けることを特徴とする。このような構造となせば
、逆方向回復時に上記領域より拡散で流れ出す蓄積キヤ
リアがＰｎ接合部に達して、回復の後半区間に長くすそ
を引く逆方向電流を供給する。第４図は本発明のダイオ
ードの一実施例を示す。
第１図の従来形ダイオードと異なるところは、ｐ形高不
純物濃度領域３を分割して設け、これを設けない部分に
は絶縁層６を付して電極５と分離したところにある。こ
のように構成すると、ｐ形領域３の直下領域２は通常の
ダイオードとして動作し、絶縁層６の直下領域２’は、
本発明の特徴とする主電流の通路とならないキヤリア蓄
積領域として動作する。第５図はこの構造の逆方向回復
時の電流波形であつて、図中破線Ａは第４図中２で示す
ダイオード部の後半区間回復特性を示す。一方、第４図
中領域Ｔから拡散でダイオード領域である領域２に流れ
込むキヤリア（順電流通電時に蓄積されたもの）は、第
５図破線Ｂで示すゆるやかな逆電流を供給する。その結
果、全体の特性は図中実線Ｃで示すようなソフトリカバ
リ特性となるものである。なお、第４図中のキヤリア蓄
積領域２’の幅Ｗは、キヤリア拡散距離の２倍以内とす
ることが好ましい。第６図は本発明によるダイオードの
他の実施例を示し、第４図の構造に加えてさらにｎ形高
不純物濃度領域１を分割し、絶縁膜？を付して後に電極
４を形成したものである。
純物濃度領域３を分割して設け、これを設けない部分に
は絶縁層６を付して電極５と分離したところにある。こ
のように構成すると、ｐ形領域３の直下領域２は通常の
ダイオードとして動作し、絶縁層６の直下領域２’は、
本発明の特徴とする主電流の通路とならないキヤリア蓄
積領域として動作する。第５図はこの構造の逆方向回復
時の電流波形であつて、図中破線Ａは第４図中２で示す
ダイオード部の後半区間回復特性を示す。一方、第４図
中領域Ｔから拡散でダイオード領域である領域２に流れ
込むキヤリア（順電流通電時に蓄積されたもの）は、第
５図破線Ｂで示すゆるやかな逆電流を供給する。その結
果、全体の特性は図中実線Ｃで示すようなソフトリカバ
リ特性となるものである。なお、第４図中のキヤリア蓄
積領域２’の幅Ｗは、キヤリア拡散距離の２倍以内とす
ることが好ましい。第６図は本発明によるダイオードの
他の実施例を示し、第４図の構造に加えてさらにｎ形高
不純物濃度領域１を分割し、絶縁膜？を付して後に電極
４を形成したものである。
第Ｔ図は本発明に：よるダイオードの他の実施例を示す
。
。
このダイオ．−ドは、順電圧降下と逆回復電荷量を小さ
くとるため、高不純物濃度ｎ形領域１と高抵抗率ｐ形領
域２からなるダイオードにＰｎモザイク構造３’を介し
て電極５を付したものである。Ｐｎモザイクを設けない
領域には絶縁膜６を付し、この直下を主電流の通路とな
らないキヤリア蓄積領域とする。次に本発明の具体的な
実施例を述べる。
くとるため、高不純物濃度ｎ形領域１と高抵抗率ｐ形領
域２からなるダイオードにＰｎモザイク構造３’を介し
て電極５を付したものである。Ｐｎモザイクを設けない
領域には絶縁膜６を付し、この直下を主電流の通路とな
らないキヤリア蓄積領域とする。次に本発明の具体的な
実施例を述べる。
ダイオードの構造は第４図に示すものとし、ｎ形領域１
として、抵抗率０．０１Ω儂、厚さ２５０μｍ（７）ｎ
形シリコン基板を用いた。これに高抵抗率領域（２およ
びｒ）として、抵抗率１５Ω儂厚さ３０μｍのｎ形エピ
タキシヤル層を堆積した。次に高不純物濃度ｐ形領域３
として、硼素を深さ５μｍに選択拡散した。なお、絶縁
層６として、厚さ０．４μｍのシリコン酸化膜を用いた
。次に基板１の表面より金を、８３０℃で拡散し、キヤ
リア寿命の調節を行なつた。電極としては、ｎ形基板１
に対して金（アンチモン２％含有）とニツケルの２層構
造、ｐ形領域３に対してアルミニウムとニツケルの２層
構造を採用した。ダイオードの逆方向回復特性は、実質
的なダイオード領域２の幅とキヤリア蓄積領域２’の幅
Ｗとの比率によつて異なるが、上記試作例ではダイオー
ド領域２を３００μｍ幅、キヤリア蓄積領域２’の幅Ｗ
を１００μｍのストライプ状に設定した。したがつて、
本発明によらない通常形ダイオードと、順方向特性を同
一にするためには、面積を３０％だけ大きくとればよい
。以上の工程で製作したダイオードの逆回復特性を測定
！．したところ、電流減少率５０Ａｚイｄ・μＳにおい
て一逆回復の前半はＴ２＝ ０．２μＳ）後半はＴ２＝
Ｑ．３μＳであつた。一方、同時に製作した通常形Ｉダ
イオードでは逆回復の前半はＴ２＝ ０．２μＳと同一
値であつたが、後半はＴ２＝０．１μＳであるため、本
発明の構造ではソフトリカバリ特性が実現されている。
なお、逆回復電荷量は通常形ダイオードと比較して２５
％の増加にとどまつた。以上述べた如く、本発明はソフ
トリカバリ特性を有する整流素子を提供するものであり
、この種素子の利用上多大の貢献をなすものである。
として、抵抗率０．０１Ω儂、厚さ２５０μｍ（７）ｎ
形シリコン基板を用いた。これに高抵抗率領域（２およ
びｒ）として、抵抗率１５Ω儂厚さ３０μｍのｎ形エピ
タキシヤル層を堆積した。次に高不純物濃度ｐ形領域３
として、硼素を深さ５μｍに選択拡散した。なお、絶縁
層６として、厚さ０．４μｍのシリコン酸化膜を用いた
。次に基板１の表面より金を、８３０℃で拡散し、キヤ
リア寿命の調節を行なつた。電極としては、ｎ形基板１
に対して金（アンチモン２％含有）とニツケルの２層構
造、ｐ形領域３に対してアルミニウムとニツケルの２層
構造を採用した。ダイオードの逆方向回復特性は、実質
的なダイオード領域２の幅とキヤリア蓄積領域２’の幅
Ｗとの比率によつて異なるが、上記試作例ではダイオー
ド領域２を３００μｍ幅、キヤリア蓄積領域２’の幅Ｗ
を１００μｍのストライプ状に設定した。したがつて、
本発明によらない通常形ダイオードと、順方向特性を同
一にするためには、面積を３０％だけ大きくとればよい
。以上の工程で製作したダイオードの逆回復特性を測定
！．したところ、電流減少率５０Ａｚイｄ・μＳにおい
て一逆回復の前半はＴ２＝ ０．２μＳ）後半はＴ２＝
Ｑ．３μＳであつた。一方、同時に製作した通常形Ｉダ
イオードでは逆回復の前半はＴ２＝ ０．２μＳと同一
値であつたが、後半はＴ２＝０．１μＳであるため、本
発明の構造ではソフトリカバリ特性が実現されている。
なお、逆回復電荷量は通常形ダイオードと比較して２５
％の増加にとどまつた。以上述べた如く、本発明はソフ
トリカバリ特性を有する整流素子を提供するものであり
、この種素子の利用上多大の貢献をなすものである。
第１図は従来の整流素子、第２図及び第３図は電流素子
、第４図は本発明の素子、第５図は電流特性、第６図及
び第Ｔ図は本発明の他の実施例を示す。 １ ・・・・・・ ｎ形領域、２・・・・・・ ｎ形半
導体領域、３・・・・ ・ ｐ形領域、４，５・・・・
・・電極、６・・・・・・絶縁層、１・・・・・・絶縁
膜。
、第４図は本発明の素子、第５図は電流特性、第６図及
び第Ｔ図は本発明の他の実施例を示す。 １ ・・・・・・ ｎ形領域、２・・・・・・ ｎ形半
導体領域、３・・・・ ・ ｐ形領域、４，５・・・・
・・電極、６・・・・・・絶縁層、１・・・・・・絶縁
膜。
Claims (1)
- １ 高抵抗率の半導体領域の片面に該半導体領域と同導
電形の高不純物濃度の半導体領域を設けると共に、前記
高抵抗率の半導体領域の他面に、該半導体領域と相補な
導電形の半導体領域を前記高抵抗率の半導体領域内にお
ける少数キャリア拡散長の２倍以内の間隔をもつて複数
配設し、該相補な導電形の半導体領域を互いに接続して
一方の電極とし、前記高不純物濃度の半導体領域に他の
電極を形成してなる整流素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12223880A JPS5949714B2 (ja) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | 整流素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12223880A JPS5949714B2 (ja) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | 整流素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5748274A JPS5748274A (en) | 1982-03-19 |
| JPS5949714B2 true JPS5949714B2 (ja) | 1984-12-04 |
Family
ID=14830998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12223880A Expired JPS5949714B2 (ja) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | 整流素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949714B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413371Y2 (ja) * | 1984-04-04 | 1992-03-27 | ||
| JP2008251925A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sanyo Electric Co Ltd | ダイオード |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60140768A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 整流素子 |
| JPS62144787A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-27 | 福廣 安修 | 粉粒体の乾式分級装置 |
| JP2865541B2 (ja) * | 1993-11-29 | 1999-03-08 | 川崎製鉄株式会社 | ごみ中の可燃物選別成形方法及びその装置 |
-
1980
- 1980-09-05 JP JP12223880A patent/JPS5949714B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413371Y2 (ja) * | 1984-04-04 | 1992-03-27 | ||
| JP2008251925A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sanyo Electric Co Ltd | ダイオード |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5748274A (en) | 1982-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3313431B2 (ja) | モノリシック単方向保護ダイオード | |
| US4594602A (en) | High speed diode | |
| US3159780A (en) | Semiconductor bridge rectifier | |
| JPS5949714B2 (ja) | 整流素子 | |
| KR930001220B1 (ko) | 반도체 집적회로 장치 및 그의 제조방법 | |
| JP3072753B2 (ja) | 半導体装置及び製造方法 | |
| JP2002299643A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH09293889A (ja) | 太陽電池素子 | |
| US4114178A (en) | Semiconductor controlled rectifier having an auxiliary region with localized low resistance paths to the control gate | |
| JP4626893B2 (ja) | ＳｉＣから構成された半導体層を有するバイポーラ半導体デバイスおよびＳｉＣから構成された半導体デバイスを製造する方法 | |
| US3688164A (en) | Multi-layer-type switch device | |
| EP0037930B1 (en) | Semiconductor memory device | |
| JPH0420264B2 (ja) | ||
| JPS6364060B2 (ja) | ||
| JP2802459B2 (ja) | フォト・トライアック | |
| JP2000058867A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0365027B2 (ja) | ||
| JPS60140768A (ja) | 整流素子 | |
| JPS6327865B2 (ja) | ||
| JPS625346B2 (ja) | ||
| JPH05218389A (ja) | 半導体整流素子およびその使用方法 | |
| JPS582459B2 (ja) | 逆導通サイリスタ | |
| JPS5914671A (ja) | 増巾ゲ−トサイリスタ装置 | |
| JPS5949712B2 (ja) | 半導体整流ダイオ−ド | |
| JPS5934146Y2 (ja) | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ構造 |