JPS62115880A - Pn接合素子 - Google Patents

Pn接合素子

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Publication number
JPS62115880A
JPS62115880A JP25613785A JP25613785A JPS62115880A JP S62115880 A JPS62115880 A JP S62115880A JP 25613785 A JP25613785 A JP 25613785A JP 25613785 A JP25613785 A JP 25613785A JP S62115880 A JPS62115880 A JP S62115880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
type layer
electric field
reverse
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
Application number
JP25613785A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Ichikawa
市川 且典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP25613785A priority Critical patent/JPS62115880A/ja
Publication of JPS62115880A publication Critical patent/JPS62115880A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types 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
    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/8611Planar PN junction 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)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の目的) 本発明はPN接合素子の順電圧特性および逆回復特性な
どの向上に関するものである。
(従来技術およびその問題点) 第1図(a)に示す概略構成図のように、P゛層と耐圧
をもたせるためのn−バルク層およびオーミック用のn
゛基板どからなる例えばPN接合整流素子においては、
第2図fa)に示す概略構成図のように、n−バルク層
の厚さを薄(することにより、整流素子として重要であ
る順電圧の低下が行われることが知られている。しかし
その一方n−バルク層を薄くすると、第1図(b)と比
べて第2図(blから明らかなように、逆電圧印加時に
おいて電界がn−、n”界面まで広がる。その結果第3
図に示す電流対時間関係図即ち順方向に電流■、を流し
、逆方向に逆回復電流I、を流したときの逆回復特性図
中の0曲線のように、逆回復電流Illの波形中にリン
キングを発生して所謂ハードな波形となる。従ってこの
ような整流素子を例えばトランジスタによるスイッチン
グ電源装置の出力整流用として用いたときには、直流出
力中のノイズが大きくなって全く実用にならなくなり、
これに加えてn−、n”界面に作用する電界により逆方
向の信頼度をも低下する好ましくない結果となる。
このため従来においては必然的に第1図(b)に示すよ
うに、n−、n”界面に電界がかかることがないように
余裕C“をもだせるためにn”バルク層の厚さを大にし
、第3図中の曲線■のように逆回復電流■3の波形をリ
ンキングの発生のないソフトなものにすることが行われ
ている。しかしこの方法では逆方向の信頼度は向上する
が、その一方逆回復電流の切れが遅くなって逆回復時間
を長くする。このため、高速低損失の整流素子を得るの
が難しくなるばかりでなく、n一層の厚みが大になるこ
とによって順電圧値は大になる。従って逆方向の信頼度
の確保のため整流素子は順電圧。
耐圧、逆回復特性のバランスの悪いものとならざるを得
ない。
本発明は順電圧が低いばかりか、n−バルク層を薄くし
たにもかかわらず、逆回復電流波形がソフトであって逆
回復時間が短く、しかも逆方向の信頼度も従来のものと
変わることのない高速低損失の整流素子を提供するもの
である。
(発明の構成作用) 本発明の特徴とするところは第4図(alに示すように
、耐圧をもたせるn−バルク層(低濃度半導体層)とオ
ーミック用のn″基板高ン農度半導体層)との間に、両
者の中間の濃度をもつn層、例えば第5図に示す濃度分
布図のように、順方向の注入キャリアのそれにより濃度
が若干低く、n一層のそれより濃度が高いn層を設けて
、p゛。
n−、n、n層層からなる4層構造とした点にある。そ
してn一層より濃度の高いn層によるn一層に比して傾
度の大きい電界の低減作用により、第4図(b)に示す
電界分布図のように、逆動作時における電界が余裕(第
4図(b)中のC”)をもってn層内に止められてn、
n”層界面にかからないようにすると同時に、順動作時
この領域に蓄積された電荷の回復が電界による空乏層を
介して行われるようにしたものである。
即ち本発明においてはn一層より高い濃度のn層による
効果的なn、  n”層界面への電界の波及防止作用に
よってn−バルク層の厚さ、従ってまたn−バルク層と
n層の厚さの和を薄くできるようにして順電圧の低下を
実現する。また電界による空乏層による蓄積電荷の急速
な回復により、第3図中に示す曲線■のように逆回復電
流の早い切れを実現しながら、リンキングの発生のない
ソフトな逆回復電流波形を得て、逆回復時間の短縮化を
図ったものであって、本発明の効果を顕著とするために
は各層の濃度、厚さなどを以下の範囲に選定するのが望
ましい。
即ち順注入のレヘルは、一般に10′6〜10′9箇/
CC,n”層におけるそれが5〜30XLO11′箇/
ccであることを考えると、n層の濃度を5X1015
〜101B箇/cc程度にすることが望ましい。また前
記したようにn−、n層の厚さの総計が順電圧にきくこ
とから、できうる限りn層の薄いことが望まれるが、電
界をストップできる能力と電荷を蓄積する余裕分をもた
せることが必要であることから、n層の厚さを1μm以
上10.+1m以下にするのが望ましい。
(効 果) 第1表は実施例であって番号■は前記第1図に示したよ
うにn−バルク層を厚(してn−、n”界面への電界の
波及を防止したもの、番号■は第2図のようにn−バル
ク層の厚さを薄くしたもの、番号■は本発明の構成によ
るものを示し、それぞれの逆回復電流波形は前記第3図
の曲線番号■■■に対応する。
第   1   表 これから明らかなように本発明によれば、番号■に示し
た従来例のものに比べてはるかに低い順電圧と短い逆回
復時間をもち、しかも理想的な逆回復波形をもつ高速低
損失の整流素子が得られることがわかる。また番号■と
■を対比して明らかなように、n−バルク層の厚さを薄
くしたものと殆ど変わらない順電圧と逆回復時間を得な
がら理想的な回復波形をもつ整流素子が得られることか
わかる。
なお以上においては本発明をn−バルク層で説明したが
、これがp一層の場合でも同様である。
またn層がステヅプ状の1段である場合を説明したが、
数段或いは連続的に変化させることもできる。また以上
では整流素子を例にとって説明したが、基本構造が同じ
であれば第4図に示した本発明の構成の左右に更に接合
を加えてトランジスタ。
サイリスクとした場合にも、同様の効果を得ることがで
きる。また高速低損失ダイオードを作る場合、重金属な
どによるライフタイムキラーを用いる場合があるが、本
発明はこれに関係なく上記した効果を奏することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(al (b)は従来例の概略構成図および逆方
向動作時の電界分布図、第2図(al (b)はn−バ
ルク層の厚さを薄くした例を示す概略構成図および電界
分布図、第3図は逆回復電流波形図、第4図fa) (
b)は本発明の一実施例の概略構成例図および電界分布
図、第5図は濃度分布図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高濃度半導体層上に低濃度半導体層を設け、更にその上
    に反対導電型の半導体層を設けたPN接合素子において
    、上記高濃度半導体層と低濃度半導体層間に両者の中間
    の濃度を有する半導体層を設けて低順電圧化と逆回復特
    性の向上を図ったことを特徴とするPN接合素子。
JP25613785A 1985-11-15 1985-11-15 Pn接合素子 Pending JPS62115880A (ja)

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JP25613785A JPS62115880A (ja) 1985-11-15 1985-11-15 Pn接合素子

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