KR830001930B1 - Electrode Structure of Semiconductor Device - Google Patents

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KR830001930B1
KR830001930B1 KR1019800000911A KR800000911A KR830001930B1 KR 830001930 B1 KR830001930 B1 KR 830001930B1 KR 1019800000911 A KR1019800000911 A KR 1019800000911A KR 800000911 A KR800000911 A KR 800000911A KR 830001930 B1 KR830001930 B1 KR 830001930B1
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요시히꼬 미즈시마
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일본 전신전화공사
아끼구사 도꾸지
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Abstract

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Description

반도체장치의 전극구조Electrode Structure of Semiconductor Device

제1도는 반도체장치에 사용되는 종래의 전극구조의 일예를 보여주는 횡단면도.1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional electrode structure used in a semiconductor device.

제2도는 제1도의 반도체장치를 통한 에너지레벨을 설명하는 도표.FIG. 2 is a table for explaining energy levels through the semiconductor device of FIG.

제3도는 이 발명에 의한 전극구조의 횡단면도.3 is a cross-sectional view of an electrode structure according to the present invention.

제4도는 제3도의 반도체장치를 통한 에너지레벨 도표.4 is an energy level diagram through the semiconductor device of FIG.

제5도는 각종 P+-N+모자이크 패턴층의 예시도.5 is an exemplary diagram of various P + -N + mosaic pattern layers.

제6도는 이 발명의 다른 실시예의 횡단면도.6 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

제7도는 제6도의 반도체장치를 통한 에너지레벨 도표.7 is an energy level diagram through the semiconductor device of FIG.

제8도는 이 발명에 의한 P-N접합형 다이오드의 횡단면도.8 is a cross-sectional view of a P-N junction diode according to the present invention.

제9도는 제8도에 도시된 다이오드의 순방향전압 대 순방향전류밀도 특성을 나타내는 도표.FIG. 9 is a chart showing forward voltage versus forward current density characteristics of the diode shown in FIG.

제10도는 제8도에 도시된 다이오드의 순방향전류밀도 대 회복 시간상 수 특성을 나타내는 도표.FIG. 10 is a chart showing the forward current density versus recovery time constant characteristics of the diode shown in FIG.

제11도는 이 발명에 의한 P-i-N 접합 다이오드의 횡단면도.11 is a cross sectional view of a P-i-N junction diode according to the present invention;

제12도는 이 발명에 의한 PNPN 다이리스터의 횡단면도.12 is a cross-sectional view of a PNPN thyristor according to the present invention.

제13도는 이 발명에 의한 정전유도 다이리스터의 횡단면도.13 is a cross-sectional view of an electrostatic induction thyristors according to the present invention.

제14도와 제15도는 각각 이 발명에 의한P-N 접합형 다이오드의 횡단면도.14 and 15 are cross sectional views of the P-N junction diode according to the present invention, respectively.

이 발명은 반도체장치의 전극구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode structure of a semiconductor device.

종래에는 전극구조가 반도체장치의 특성에 큰영향을 미치는 소수 캐리어(minoriity carriers)는 고려하지 않고 다수 캐리어(majority carriers)의 형태(behavior)를 고려하여 설계, 결정되었다. 예를 들면 종래의 P-N 접합형 다이오드(제1조 참조)에 있어서, 다이오드는 높은 불순물 농도의 P+반도체층(11), 낮은 불순물 농도의 P-반도체 영역(12), 높은 농도치의 N형 불순물을 함유하는 N+반도체층(13) 및 위의 3개 반도체층을 상하에서 에워싸는 금속전균(14)(16)으로 구성된다.Conventionally, the electrode structure has been designed and determined in consideration of the behavior of majority carriers without considering minority carriers having a great influence on the characteristics of semiconductor devices. For example, in the conventional PN junction type diode (see Article 1), the diode has a high impurity concentration P + semiconductor layer 11, a low impurity concentration P semiconductor region 12, and a high concentration N-type impurity. N + semiconductor layer 13 containing and the three metal layers above and the metal bacteria 14, 16 surrounding the upper and lower sides.

순방향전압(forward voltage)이 전극에 인가되면 다수 캐리어(이 경우에는 정공(hole)는 가전자대(valence band, 내에서의 자유 운동(free movement)에 의해 P-반도체영역(12), P+반도체층(11) 및 금속전극(14)을 통과하지만, N+반도체층(13)으로 부터 P-반도체층(12)으로 유입(inject)되어 P-반도체층(12)으로 부터 금속전극(14)으로 움직이는 소수캐리어(이 경우에는 전자)는 전류전도(current conduction)가 제한되고 따라서 큰 순방향전압강하가 일어나서 P-반도체층(12)과 P+반도체층(11) 사이에 생긴 고저접합(highlow junction)의 전위장벽(potential barrier)(ø)에 의해 반사(reflect)되고 축적(accumulate)된다. 종래 P-N 다이오드의 다른 단점은 고기 접합에 의한 소수 캐리어축적으로 부터 생기는 저속 회복(low speed recovery)이다. 이 현상은 제이 비건의 "특정 반도체 접합의 성질과 캐리어축 적에 관하여" 라는 기술 논문에 기재되어 있다.When forward voltage is applied to the electrode, the majority carrier (in this case, the hole is freed in a valence band, P - semiconductor region 12, P + semiconductor through the layer 11 and the metal electrode 14, however, N + from the semiconductor layer (13) P - is introduced into the semiconductor layer 12 (inject) P - metal electrode 14 from the semiconductor layer 12 The minority carriers (electrons in this case) that move toward the current have a limited current conduction and thus a large forward voltage drop resulting in a high junction between the P semiconductor layer 12 and the P + semiconductor layer 11. Reflects and accumulates by the potential barrier ø. Another disadvantage of conventional PN diodes is the low speed recovery resulting from the minority carrier accumulation by high junctions. This phenomenon is J V. Vegan's "specific semiconductor junction properties and carrier axis About it is described in a technical paper called "

위의 문제점을 해결하기 위해서는 P+영역(11)을 제거하는 방법이 고려될 수 있겠으나 P-영역(12)은 충분한 역차단전압(reverse blocking voltage)을 얻기 위해 1011/㎤ 미만의 낮은 불순물 농도를 가져야 하기 때문에 그러한 방법은 실용적이 아니다. 이와 같은 낮은 불순물 농도에서는 극히 높은 접촉 저항이 반도체와 금속전극 사이에 생겨서 큰 순방향전압강하가 일어난다. 이러한 접촉저항 문제를 방지하기 위해 종래에는 P+영역이 1018/㎤ 이상의 불순물 농도를 가지는 것이 요구되었다.In order to solve the above problem, a method of removing the P + region 11 may be considered, but the P region 12 has a low impurity lower than 10 11 / cm 3 to obtain a sufficient reverse blocking voltage. Such a method is not practical because it must have a concentration. At such low impurity concentrations, extremely high contact resistance is generated between the semiconductor and the metal electrode, causing a large forward voltage drop. In order to prevent such a contact resistance problem, it is conventionally required that the P + region has an impurity concentration of 10 18 / cm 3 or more.

이러한 이유에서 종래의 반도체 다이오드는 상대적으로 높은 순방향 전압강하가 일어나서 큰 전력 손실이 일어날 수 밖에 없다. 더욱이 소수 캐리어가 위에 설명한 바와 같이 P-반도체층(12)에 축적되어 역회복 시간상수가 증대되어 역회복(reverse recovery)이 지연된다.For this reason, the conventional semiconductor diode has a relatively high forward voltage drop, which inevitably causes a large power loss. Further, as described above, minority carriers accumulate in the P semiconductor layer 12 and the reverse recovery time constant is increased, thereby causing reverse recovery.

위와 같은 문제점은 다이오드의 전극 구조뿐만 아니라 다이리스터, 트랜지스터 등등의 다른 반도체장치의 전극구조와도 관계된다.The above problem is related not only to the electrode structure of the diode but also to the electrode structure of other semiconductor devices such as thyristors, transistors, and the like.

따라서, 이 발령의 주된 목적은 손실이 적은 반도체장치가 얻어지는 전극구조를 제공하는 것으로서 이 전극은 반도체층, 반도체층의 표면일측에 형성된 도전층(conduction layer), 반도체층과 도전층사이에 형성되어 소수 캐리어의 통로가 되는 제1영역, 제1영역과 동일한 구조이고 다수 캐리어의 통로가 되는 제2영역으로 구성되며, 제1영역과 제3영역은 반도체층위에 서로 인접되게 교대로 형성된다.Therefore, the main object of this disclosure is to provide an electrode structure from which a semiconductor device with low loss is obtained, which electrode is formed between a semiconductor layer, a conductive layer formed on one side of the surface of the semiconductor layer, a semiconductor layer and a conductive layer. A first region serving as a passage of minority carriers and a second region serving as a passage of the first carrier having the same structure as that of the first carrier, and the first region and the third region are alternately formed adjacent to each other on the semiconductor layer.

위와 같은 전극구조에서 소수 캐리어의 통로는 도전층과 반도체층 사이에 형성되어 다수 캐리어의 통로와 인접하게 되고 소수 캐리어와 다수 캐리어의 자유 운동이 전혀 제한되지 않아서 도전층과 반도체층 사이에는 소수 캐리어와 다수 캐리어에 대한 전위 장벽이 전혀 형성되지 않는다. 동시에 전극은 반도체층으로 부터 소수 캐리어를 효과적으로 흡수할 수 있다.In the electrode structure as described above, the passage of the minority carrier is formed between the conductive layer and the semiconductor layer so as to be adjacent to the passage of the multiple carriers and the free movement of the minority carrier and the multiple carriers is not limited at all. No potential barrier is formed for multiple carriers. At the same time, the electrode can effectively absorb minority carriers from the semiconductor layer.

이 발명을 첨부된 도면에 의해 자세히 설명하면 다음과 같다.The invention is described in detail by the accompanying drawings as follows.

제3도는 이 발명에 의한 반도체장치 전극구조의 일예를 보여준다. P-반도체층(20)은 1015/㎤의 P형 불순물 또는 붕소 농도를 갖고 있고 그 위에는 P+영역(21)과 N+영역(22)이 나란히 반복되면서 배열형성된다. P+영역(21)은 그 표면 불순물 농도가 5×1018/㎤정도에 이르는 P형 불순물 또는 갈륨화붕소를 함유하고 있고 N+영역(22)은 그 농도가 5×1019/㎤에 달하는 N형 불순물, 또는 인 또는 비소를 함유하고 있으며, 크롬, 닉켈, 몰리브덴, 알루미늄 등등의 금속으로 된 도전층(23)은 P+N+패 턴역영(24)위에 형성된다.3 shows an example of a semiconductor device electrode structure according to the present invention. The P semiconductor layer 20 has a P-type impurity or boron concentration of 10 15 / cm 3 and is arranged on the P + region 21 and the N + region 22 side by side. The P + region 21 contains P-type impurities or boron gallium sulfide having a surface impurity concentration of about 5 × 10 18 / cm 3, and the N + region 22 has a concentration of 5 × 10 19 / cm 3. A conductive layer 23 containing N-type impurities, phosphorus or arsenic, and made of a metal such as chromium, nickel, molybdenum, aluminum, or the like is formed on the P + N + pattern region 24.

이상과 같은 구조에 의해 P+영역(21)은 다수 캐리어 또 정공을 도전층(23)으로 부터 반도체층(20)으로, 또는 그 반대 방향으로 이동시키는 데 일역을 하며(종래의 것과 동일), 양편의 P+영역사이에 있는 N+영역(22)은 소수 캐리어를 반도체층(20)으로 부터 도전층(23)으로 이동시키는데 일역을 한다.Due to the above structure, the P + region 21 plays a role in moving the majority carriers and holes from the conductive layer 23 to the semiconductor layer 20 or in the opposite direction (the same as the conventional one). The N + region 22 between the P + regions on both sides plays a role in moving minority carriers from the semiconductor layer 20 to the conductive layer 23.

전국구조를 제4도에 의해 에너지 레벨의 관점에서 상세히 설명한다.The national structure will be described in detail in terms of energy levels in FIG.

다수 캐리어 또는 정공이 도전층(23)-P+영역(21) 반도체층(20) 또는 그 반대의 코스를 통해 원자가 결합을 통과할 수 있는 것은 종래의 경우와 같다.As in the conventional case, the majority carriers or holes can pass through the valence bonds through the conductive layer 23 -P + region 21 semiconductor layer 20 or vice versa.

한편, 반도체층(20)에 함유된 소수 캐리어 또는 전자는 P-영역의 전도띠상에 존재하며, 이점 역시 종래의 경우와 같다. P+영역(21)의 전도 띠는 에너지 레벨이 P-영역보다 높고 전위장벽(ø)이 P+영역과 P-영역사이에 생긴다. 그러나, 이 발명에 의하면 N+영역(22)이 P+영역에 인접되게 형성되고 그 전도띠는 P-영역(20)의 전도띠보다 낮은 에너지 레벨을 갖게 되며, 그 결과 P-영역(20)의 전도띠상의 전자는 N+영역(22)의 저전도띠벨(점선표시)로 이동하여 도전층(23)에 도달할 수 있다. 다시 말하면 소수 캐리어와 다수 캐리어는 각각 자기들에게 주어진 코스를 통해 이동하게 되며, 따라서 위와 같은 구조로 인해 종래의 전극구조에서는 불가피했던 불필요한 손실을 방지할 수 있도록 전압강하가 크게 감소되어 캐리어의 이동이 보다 원활히 이루어진다.On the other hand, the minority carriers or electrons contained in the semiconductor layer 20 are present on the conduction band of the P region, which is also the same as the conventional case. The conduction band of the P + region 21 has a higher energy level than the P region and a potential barrier ø between the P + region and the P region. However, according to this invention, the N + region 22 is formed to be adjacent to the P + region with the conduction band is P - will have a lower energy level than the conduction band of the region 20, as a result, P - region 20 Electrons on the conduction band of may move to the low conduction bandbell (dotted line) of the N + region 22 to reach the conductive layer 23. In other words, the minority carriers and the majority carriers respectively move through the course given to them, so the voltage drop is greatly reduced to prevent unnecessary loss, which is inevitable in the conventional electrode structure due to the above structure. It works smoothly.

또한, 이 발명의 전극구조에 의해 반도체장치가 충분히 높은 속도에서 만족스럽게 작동되는 전극구조를 가지게 되어 종래 장치에서 중대한 문제를 일으켰던 소수 캐리어의 축적이 거의 제거될 뿐 아니라 P+-N+모자이크패턴은 각 캐리어별 통로를 형성해 주는 것만이 요구되므로 모자이크패턴(24)을 형성하는데 특별한 정확성을 필요로 하지 않는다는 점을 유의해야 한다. 따라서 마스크얼라인먼트(mask alignment)를 정확히 해야할 필요가 없고 모자이크패턴의 사소한 결함도 용인될 수 있다.In addition, the electrode structure of the present invention allows the semiconductor device to have an electrode structure that satisfactorily operates at a sufficiently high speed, thereby almost eliminating the accumulation of minority carriers, which has caused a serious problem in the conventional device, and the P + -N + mosaic pattern. It is to be noted that since only the passage for each carrier is required, no special accuracy is required to form the mosaic pattern 24. Thus, there is no need for correct mask alignment, and even minor defects of the mosaic pattern can be tolerated.

제5(a)도 내지 제5(d)도는 모자이크패턴(24)의 각종 실시예를 나타내고 있으며, 이 실시예에서 P+영역과 N+영역은 상호 교체할 수 있다. P+영역과 N+영역의 면적비는 다수 캐리어의 원활한 전도를 이룰수 있게 결정되어야 한다. 예를 들면 다음 같은 식의 변동 범위가 바람직하다.5 (a) to 5 (d) show various embodiments of the mosaic pattern 24. In this embodiment, the P + region and the N + region may be interchanged. The area ratio of the P + region to the N + region should be determined to achieve smooth conduction of the multiple carriers. For example, the variation range of the following formula is preferable.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

위의 면적범위를 결정하는 경우에는 각층의 불순물 농도와 깊이가 함께 고려되어야 한다.When determining the above area range, the impurity concentration and depth of each layer should be considered together.

이 발명의 다른 실시예를 보여주는 제6도에서 제3도와 다른 점은 P-반도체층(20)으로 부터 도전층(23)에 이르는 소수 캐리어의 통로가 쇼트키장벽 영역(schottky barrier region)(27)을 사용하여 형성되는 것이다.6, which shows another embodiment of the present invention, differs from FIG. 3 in that the minority carrier passages from the P - semiconductor layer 20 to the conductive layer 23 have a schottky barrier region 27. It is formed using).

이러한 구조에서 P+영역(21)은 반도체층(20)과 도전층(23)사이의 다수 캐리어 통로를 만들기 위해 P-반도체층(20)상에 분산되어 형성된다.In this structure, the P + region 21 is formed to be dispersed on the P semiconductor layer 20 in order to create a plurality of carrier passages between the semiconductor layer 20 and the conductive layer 23.

그후에 전극(23)으로서의 금속층이 크롬, 닉켈, 몰리브덴 및 알루미늄을 사용하여 P+영역(21) 및 P+영역이 형성되지 않은 P-부분(28)위에 형성되며, 결과적으로 P+영역(21)이 형성되지 않은 P-부분(28)은 그것과 도전층(23)사이에 생긴 쇼트키장벽(27)을 통해 금속도전층(23)과 직접 접촉하게 된다.A metal layer as an electrode 23 is then formed over the P + region 21 and the P portion 28 where the P + region is not formed using chromium, nickel, molybdenum and aluminum, and consequently the P + region 21. This unformed P portion 28 is in direct contact with the metal conductive layer 23 via a Schottky barrier 27 formed between it and the conductive layer 23.

이상과 같은 구조에 의해, 소수 캐리어의 통로는 쇼트키장벽 영역(27)에 의해 만들어지는 한편 반도체층(20)과 도전층(23)사이의 다수 캐리어 통로는 반도체층(20)과 동일한 불순물이 높은 농도로 도포된 P+영역(21)에 의해 형성된다. 이러한 사실은 제6도에 나타나 있는 구조를 통한 에너지레벨 도표(제7도)로 부터 보다 더 자세히 이해할 수 있다. 다수 캐리어 또는 정공은 이 발명의 첫번 실시예에 관해서 설명한 것처럼 전위장벽을 전혀 갖지 않는 원자가 결합을 통과한다. 한편, 반도체층(20)의 전도띠위에 있는 전자는 반도체 영역(20)의 전도띠보다 에너지 레벨이 약간 낮은 쇼트키장벽 영역(27)을 거쳐 도전층(23)으로 이동된다.With the above structure, the minority carrier passage is made by the Schottky barrier region 27, while the majority carrier passage between the semiconductor layer 20 and the conductive layer 23 has the same impurities as the semiconductor layer 20. It is formed by the P + region 21 applied at a high concentration. This fact can be understood in more detail from the energy level diagram (Fig. 7) through the structure shown in Fig. 6. The majority carriers or holes pass through valence bonds that have no potential barrier as described with respect to the first embodiment of this invention. On the other hand, electrons on the conductive band of the semiconductor layer 20 are moved to the conductive layer 23 via the Schottky barrier region 27 which is slightly lower in energy level than the conductive band of the semiconductor region 20.

반도체 영역(20)상의 여러 P+영역(21)과 쇼트키장벽 영역(27)에 의해 그려진 모자이크패턴에 있어 제5(a)도 내지 제5(d)도에서 이미 설명한 바 있는 패턴들을 사용할 수 있으며 모자이크패턴(24a)은 제5도의 N+영역을 쇼트키장벽 영역(27)으로 대치하므로써 만들 수 있는 것이다.In the mosaic pattern drawn by the various P + regions 21 and the Schottky barrier region 27 on the semiconductor region 20, the patterns already described in FIGS. 5A to 5D can be used. The mosaic pattern 24a can be made by replacing the N + region in FIG. 5 with the Schottky barrier region 27.

제3도에 관하여 이미 설명한 바와 같이, 위에 언급한 전극구조에 의해 다수 캐리어와 소수 캐리어의 운동이 모두 극히 원활히 이루어지고, 손실을 감소 시키도록 전압 강하는 많이 개선되며, 소수 캐리어의 축적이 극히 적어 고속동작이 용이하게 개선된 반도체장치를 만들 수 있다.As already described with respect to FIG. 3, the above-described electrode structure makes the movement of both the majority carrier and the minority carrier extremely smooth, the voltage drop is greatly improved to reduce the loss, and the accumulation of minority carriers is extremely small. It is possible to make a semiconductor device with improved high speed operation.

더구나, 이러한 전극구조에서 사용된 쇼트키장벽 영역은 다만 소수 캐리어의 통로를 만들기 위해 사용되는 것으로서, 큰 역차단전압을 가질 필요가 없으므로 어떤 특수한 형성 방법이 없이도 쉽게 만들 수 있다.Moreover, the Schottky barrier region used in such an electrode structure is used only to make a passage of minority carriers, and does not need to have a large reverse blocking voltage, so that it can be easily made without any special forming method.

이제까지 언급한 전극구조는 다음 단계에 의해 형성된다.The electrode structure mentioned so far is formed by the following steps.

전극구조를 만들려는 반도체층이 도전형 P-을 가지고 있다고 가정하면 첫단계로 1019/㎤의 불순물 농도와 약 1마이크론의 깊이를 가지는 P+확산 영역을 만들기 위해 P-반도체 영역의 표면에 P-형 불순물, 또는 붕소, 또는 갈륨을 확산시킨다. 두번째 단계는 1020/㎤의 불순물 농도와 P+영역보다 깊은, 예를 들어 1.2마이크론의 깊이를 가진 N+영역을 만들기 위해 N형 불순물, 또는 인, 또는 비소중 하나를 확산시키는 것이고, 세번째 단계는 P+-N+모자이크패턴의 전체 표면위에 알루미늄과 같은 금속을 입히는 것이다.Assuming that has to make the impurity concentration of 10 19 / ㎤ the first step and the P + diffusion region having a depth of about 1 micron P - - is a semiconductor layer to create an electrode structure conductivity type P on the surface of the semiconductor region P - to diffuse-type impurity, or boron, or gallium. The second step is to diffuse either N-type impurities, or phosphorus or arsenic, to make an N + region with an impurity concentration of 10 20 / cm 3 and a depth deeper than the P + region, for example 1.2 microns, and the third stage. Is the coating of aluminum-like metal over the entire surface of the P + -N + mosaic pattern.

위와 같은 방법외에 다음과 같이 하여 동일한 결과를 얻을 수도 있다.In addition to the above method, the same result can be obtained as follows.

우선, 증기상에 피택시(Varpor Phase epitaxy)에 의하여 5×1018/㎤의 농도와 약 1 마이크론의 깊이를 갖도록 N형 불순물 또는 인 또는 비소로된 N+층보다 깊은, 예를 들어 1.5마이크론의 깊이를 가진 P+영역을 만들기 위해 이미 형성된 N+층에 P형 불순물 또는 붕소중 하나를 확산시킨다.First, deeper than N + layers of N-type impurities or phosphorous or arsenic, such as 1.5 microns, to have a concentration of 5x10 18 / cm 3 and a depth of about 1 micron by means of the Vapor Phase epitaxy. Diffuse either P-type impurities or boron in the already formed N + layer to create a P + region with a depth of.

그후에 P+-N+모자이크패턴이 만들어진 전표면에 걸쳐 금속을 입히게 된다.After that, metal is coated over the entire surface where the P + -N + mosaic pattern is formed.

이 발명의 전극을 만드는 제3의 방법은 다음과 같다.The third method of making the electrode of this invention is as follows.

5×1019/㎤의 불순물 농도와 약 1마이크론 깊이의 P+영역을 만들기 위해 P-반도체 영역위에 P형 불순물 또는 붕소중 하나를 확산시키고, 1019/㎤의 불순물 농도와 0.5마이크론 깊이의 N+형역을 이미 만들어진 P+영역외의 위치에 형성하기 위해 N형 불순물 또는 인 또는 비소를 P+영역을 포함한 전체표면에 확산시키거나 이온주입(ion implantation)해서 그 표면위에 오옴성접촉(ohmic contact)을 형성하기 위해 금속층을 입힌다. 이 경우에 N형 불순물이 P+영역에도 확산 또는 주입되나 P+영역의 불순물 농도가 이러한 N형 불순물 농도에 비해 충분히 높게 형성되어 있으므로 아무런 문제가 되지 않는다.Diffusion of either P-type impurity or boron over the P - semiconductor region to produce an impurity concentration of 5 x 10 19 / cm 3 and a P + region of about 1 micron depth, N of 10 19 / cm 3 and a concentration of 0.5 microns deep In order to form the + region outside the P + region that has already been formed, N-type impurities, phosphorus or arsenic are diffused or ion implanted into the entire surface including the P + region, and ohmic contact on the surface is performed. The metal layer is coated to form a. N-type impurity in this case, the P + region in the diffusion or implantation, but P + region because of the impurity concentration is formed high enough in this N-type impurity density does not matter.

이 발명의 전극을 만드는 제4의 방법은 다음과 같다.The fourth method of making the electrode of this invention is as follows.

5×1019/㎤의 불순물 농도와 약 1마이크론의 깊이를 가진 P+영역을 만들기 위해 P-영역의 표면에 P형 불순물 또는 붕소중 하나를 확산시키고 P+영역에 오음성접촉을 형성하기 위해, 그리고 P+영역이 형성되지 않은 P-표면에 쇼트키 접촉을 형성하기 위해 금속 또는 닉켈층을 입힌다.To diffuse either P-type impurities or boron on the surface of the P region to form a P + region with an impurity concentration of 5 × 10 19 / cm 3 and a depth of about 1 micron and to form a negative contact in the P + region And a layer of metal or nickel is formed to form a Schottky contact on the P surface where the P + region is not formed.

지금으로 부터 각종 반도체장치에 대한 이 발명의 응용을 설명한다.The application of this invention to various semiconductor devices will now be described.

제8도는 이 발명을 응용한 P-N 집합형 정류 다이오드의 횡단면도를 나타내고 있다. 제8도에서 번호 31로 표시된 다이오드는 N형 반도체기판(substtrate)(33), r-반도체층(34), 모자이크패턴층(38) 및 닉켈전극(32)(39)으로 구성되어 있는데, N형 반도체기판(33)은 5×1018/㎤의 안티모니 농도(비저항 0.01Ω㎝)와 약 300마이크론의 두께로서 한쪽표면이 닉켈전극(32)와 접해 있고, P-반도체층(34)은 증기상에 피택시공정에 의해 반도체기판(33)의 닉켈전극 반대편에 만들어지고 5×1015/㎤의 붕소 농도와 약 10마이크론의 두께를 가지고 있으며, 모자이크패턴(38)은 P-반도체층(34)의 N형 반도체기판(33) 반대편에 형성되고 P+영역(36)과 영역(37)으로 구성되어 있는데 P+영역(36)은 표면붕소 농도가 5×1018이고 깊이가 1마이크론이며 N+영역(37)은 표면인 농도가 5×1020/㎤이고 두께가 1마이크론이며, 닉켈전국(39)과 접해있다.8 shows a cross-sectional view of a PN assembly rectifier diode to which the present invention is applied. The diode indicated by numeral 31 in FIG. 8 is composed of an N-type semiconductor substrate 33, an r-semiconductor layer 34, a mosaic pattern layer 38, and nickel electrodes 32, 39. The type semiconductor substrate 33 has an antimony concentration of 5 x 10 18 / cm 3 (specific resistance 0.01 Ωcm) and a thickness of about 300 microns, and one surface thereof is in contact with the nickel electrode 32, and the P-semiconductor layer 34 is It is formed on the opposite side of the nickel electrode of the semiconductor substrate 33 by a vapor deposition process in the vapor phase, and has a boron concentration of 5 × 10 15 / cm 3 and a thickness of about 10 microns, and the mosaic pattern 38 is formed of a P - semiconductor layer ( 34) is formed on the other side of the N-type semiconductor substrate (33) P + region 36 and region it consists of a (37) P + region 36 has a surface boron concentration is 5 × 10 18 and micron depth 1 The N + region 37 has a surface concentration of 5 × 10 20 / cm 3 and a thickness of 1 micron, and is in contact with the Nickel National 39.

제9도와 제10도는 위에 설명한 다이오드의 순방향전압때 순방향전류 밀도특성, 순방향전류 밀도대 역회복 시간상수 특성(reverse recovery time constant characteristics)을 보여준다. 이들 특성은 25℃의 온도에서 측정된 것으로서 선분 b는 모자이크패턴층(38)을 5×1018/㎤의 붕소 밀도와 1마이크론의 깊이를 가진 P+층으로 바꾼 것을 제외하고는 제8도의 다이오드(31)와 동일한 구조로 된 종래 다이오드의 특성을 나타낸다. 선분 a와 b에 의해 표시된 특성을 비교하면 순방향전류 밀도 1cA/㎠에서 순방향전압강하(VF)가 이 발명에 의한 다이오드는 약 0.63볼트인데 대해 종래의 다이오드에서는 약 0.78볼트임을 알수 있다. 전류 밀도가 100A/㎠일 때, 이 발명에 의한 다이오드의 순방향전압강 하는 0.71볼트이고 종래의 다이오드는 0.83볼트이며, 이러한 특성차이로 부터 명백히 알 수 있는 바와 같이 제8도의 다이오드(31)는 종래의 다이오드와 비교할 때 순방향전압강하가 일정 전류 밀도에 대합 크게 낮아져서 결과적으로 손실이 감소되는 현저한 이익을 가져온다. 또한 제10도의 선분 a와 b에 의해 표시되는 다이오드 특성으로 부터 알 수 있는 바와 같이 순방향전류 밀도 10 A/㎠에서 종래의 다이오드의 역회복 시간 상수(tr)가 약 290nS(nanosecond)인데 반해 이 발명의 다이오드의 tr은 4.5nS이고, 전류밀도 100A/㎠에서는 각각 95nS, 3.5nS이다.9 and 10 show forward current density characteristics, forward current density versus reverse recovery time constant characteristics of the diode in the forward voltage described above. These properties were measured at a temperature of 25 ° C, where line segment b is the diode of FIG. 8 except that the mosaic pattern layer 38 is replaced with a P + layer having a boron density of 5x10 18 / cm 3 and a depth of 1 micron. The characteristics of the conventional diode having the same structure as (31) are shown. Comparing the characteristics indicated by the lines a and b, it can be seen that the forward voltage drop (VF) at the forward current density of 1 cA / cm 2 is about 0.63 volts for the diode according to the present invention, while about 0.78 volts for the conventional diode. When the current density is 100 A / cm 2, the forward voltage drop of the diode according to the present invention is 0.71 volts and the conventional diode is 0.83 volts. As is apparent from this characteristic difference, the diode 31 of FIG. Compared with diodes, the forward voltage drop is significantly lower for constant current density, resulting in a significant benefit of reduced losses. Also, as can be seen from the diode characteristics indicated by the line segments a and b of FIG. 10, the reverse recovery time constant tr of the conventional diode is about 290 nS (nanosecond) at a forward current density of 10 A / cm 2. The tr of the diode is 4.5nS and 95nS and 3.5nS at the current density of 100A / cm 2, respectively.

위의 결과로 부터 이 발명에 의한 역회복 시간상수가 종래 다이오드의 그것보다 대단히 작아진다는 것이 명백해지고, 이러한 사실에서 그 축전 전하(storage charge)도 매우 작아진다고 결론지어지며, 이것은 이 발명의 다이오드가 종래의 다이오드보다 훨씬 더 고속동작요구에 응할 수 있음을 의미하는 것이다.From the above results, it becomes clear that the reverse recovery time constant by this invention is much smaller than that of conventional diodes, and it is concluded from this fact that the storage charge is also very small, which is the diode of this invention. This means that it is possible to meet much higher speed operation requirements than conventional diodes.

제11도는 p-i-N 구조를 진가 다이오드에 대한 이 발명의 적용예를 나타난다.Figure 11 shows an application of this invention to a p-i-N structure true diode.

제8도의 경우와 다른 것은 P 반도체층(34)과 N+반도체층(33)사이에 N-반도체층(40)을 형성한 점인데, N-반도체층(46)은 높은 비저항을 갖고 있는 역방향전압(reverse voltage)을 개선하기 위한 것으로서 이경우에도 제8도의 경우와 같은 효과와 이익을 얻을 수 있다. 제11도에서 N+영역(37)은 제6도에 표시된 쇼트키장벽 영역으로 대체할 수 있다.Unlike the case of FIG. 8, the N semiconductor layer 40 is formed between the P semiconductor layer 34 and the N + semiconductor layer 33. The N semiconductor layer 46 has a high specific resistance in the reverse direction. In order to improve the reverse voltage, the same effects and benefits as in the case of FIG. 8 can be obtained. In FIG. 11, the N + region 37 can be replaced with the Schottky barrier region shown in FIG.

제12도는 이 발명을 응용한 PNPN형 다이리스터의 횡단면도.12 is a cross-sectional view of a PNPN type thyristor to which the present invention is applied.

PNPN형 다이리스터는 3단자(port)형 반도체장치이고, 손실의 최소화와 스윗칭 속도의 개선이 함께 요구되는 전자식 제어 목적에 광범위하게 이용된다. 제12도에서 다이리스터(45)는 N-반도체층(47), P형 반도체층(48), N+반도체 영역(51), N+영역(51)위에 형성된 음극전극(53), P-반도체 영역(55), 모자이크패턴층(58) 및 모차이크패턴층 위에 입혀진 전극(59)으로 구성되어 있는데, N-반도체층(47)은 5×1014/㎤의 불순물 농도를 갖고 있고 두께가 약 50마이크론이고 P형 반도체층(48)은 5×1018/㎤의 불순물 농도와 약 10마이크론의 두께를 갖고 있고 게이트 영역(gate region)으로 사용되며(게이트전극(gate eleetrode)은 P형 반도체층위에 형성되어 있음), N+반도체 영역(51)은 2×101 6/㎤의 표면 불순물 농도와 약 5마이크론의 길이를 갖고 있고 음극 영역(cathode region)으로 사용되며, P-반도체 영역(55)은 4×1016/㎤의 불순물 농도와 약 5마이크론의 두께를 갖고 있고 양극 영역(anode region)으로 사용되고, 모자이크패턴층(58)은 약 2마이크론의 두께로서 각각 10/㎤와 5×1019/㎤의 불순물 농도를 가진 수개의 P+영역(56)과 N+영역(57)으로 구성되어 있다.PNPN type thyristors are three-port type semiconductor devices, and are widely used for electronic control purposes requiring minimizing losses and improving switching speed. In FIG. 12, the thyristor 45 includes an N semiconductor layer 47, a P type semiconductor layer 48, an N + semiconductor region 51, and a cathode electrode 53 formed on the N + region 51, P −. It consists of a semiconductor region 55, a mosaic pattern layer 58, and an electrode 59 overlying a mocha pattern layer, where N - semiconductor layer 47 has an impurity concentration of 5 x 10 14 / cm 3 and a thickness Is about 50 microns, the P-type semiconductor layer 48 has an impurity concentration of 5 x 10 18 / cm 3 and a thickness of about 10 microns, and is used as a gate region (gate electrode (gate eleetrode) is P-type). Formed on the semiconductor layer), the N + semiconductor region 51 has a surface impurity concentration of 2 x 10 1 6 / cm 3 and a length of about 5 microns and is used as a cathode region, and a P - semiconductor region. 55 has an impurity concentration of 4x10 16 / cm 3 and a thickness of about 5 microns and is used as an anode region, and the mosaic pattern layer 58 is about It is composed of several P + regions 56 and N + regions 57 having impurity concentrations of 10 / cm 3 and 5 × 10 19 / cm 3, respectively, as a thickness of 2 microns.

위와 같은 구조의 다이리스터와 종래의 다이리스터를 비교 고찰하면 표 1과 같은 결과가 얻어진다. 이때 종래의 다이리스터는 모자이크패턴층(58)이 P+층으로 대체된 점을 제외하고는 제12도의 다이리스터(45)와 그 구조가 동일하다.Comparing and reviewing the conventional thyristor and the conventional thyristor having the above structure, the result shown in Table 1 is obtained. At this time, the conventional diester has the same structure as the diester 45 of FIG. 12 except that the mosaic pattern layer 58 is replaced with the P + layer.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00002
Figure kpo00002

(주) 1. 이 발명에 대한 측정치는 종래의 다이리스터의 측정치가 1일 때의 것으로 비교한 것임.(Note) 1. The measured value about this invention compared with the thing of the conventional measured value of the thyristors.

2. 전류밀도 100A/㎠에서 측정한 것임.2. Measured at current density of 100A / ㎠.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이 이 발명을 응용한 다이리스터는 손실 방지와 고속 스윗칭 동작이 함께 크게 개선되는 것이 명백하다.As can be seen from Table 1, it is apparent that the thyristor to which the present invention is applied is greatly improved in both loss prevention and fast switching operation.

제13도는 이 발명을 정전유도형 다이리스터에 응용한 경우를 나타낸다.13 shows a case where the present invention is applied to an electrostatic induction thyristor.

이것은 여러가지 좋은 성질을 가지고 있는 계자제어 다이리스터(field controlled thyristor)로서, 예를들면 케이트턴 오프(gate turn off)가 가능하고 종래의 것에 비해 스윗칭 동작이 더 빠르며 작은 순방향 전압강하, 큰 di/dt 및 dv/dt 능력을 갖고 있을 뿐 아니라 높은 온도 조건하에서 도만족스럽게 작동할 수 있다. 제13도의 다이리스터(61)는 5×1014/㎤의 불순물 농도와 약 60마이크론의 두께를 가진 N-반도체층(62)의 일측 표면위에 형성된 N+반도체 영역(63)을 갖고 있고 N+반도체 영역(63)은 2×1019/㎤의 표면불순물 농도와 2마이크론의 두께를 갖고 있으며 음국전극(64)의 형성된 음극 영역으로 사용된다. 다이리스터(61)은 그외에도 P+반도체 영역(66), P-반도체층(69), 모자이크패턴층(72) 및 모자이크패턴층의 상부 표면위에 만들어진 양극전극(73)으로 구성되어 있다.This is a field controlled thyristor with a number of good properties, for example gate turn off, faster switching than conventional ones, small forward voltage drop, large di / Not only does it have dt and dv / dt capability, it can also operate satisfactorily under high temperature conditions. The thyristor 61 of FIG. 13 has an N + semiconductor region 63 formed on one surface of the N semiconductor layer 62 having an impurity concentration of 5 × 10 14 / cm 3 and a thickness of about 60 microns and N +. The semiconductor region 63 has a surface impurity concentration of 2 × 10 19 / cm 3 and a thickness of 2 microns, and is used as a cathode region formed of the negative electrode 64. In addition, the thyristor 61 is composed of a P + semiconductor region 66, a P semiconductor layer 69, a mosaic pattern layer 72, and an anode electrode 73 formed on an upper surface of the mosaic pattern layer.

P+반도체 영역(66)은 N+영역(63)주위의 N-층(62)의 표면위에 게이트 영역으로서 형성되고 5×1018/㎤의 불순물 농도와 10마이크론의 깊이를 갖고 있으며 그 위에 게이트 전극(67)이 형성되어 있다. P-반도체층은 4×1.16/㎤의 불순물 농도와 약 5마이크론의 두께를 갖고 있고, 모자이크패턴층(72)은 각각1019/㎤와 5×1019/㎤의 불순물 농도를 가진 수개의 P+영역(70)과 N+영역(71)으로 구성되어 있고 두께가 2마이크론이다.The P + semiconductor region 66 is formed as a gate region on the surface of the N layer 62 around the N + region 63 and has an impurity concentration of 5 × 10 18 / cm 3 and a depth of 10 microns thereon. The electrode 67 is formed. P - semiconductor layer is 4x1. The impurity concentration of 16 / cm 3 and the thickness of about 5 microns, the mosaic pattern layer 72 has several P + regions 70 and N having impurity concentrations of 10 19 / cm 3 and 5x10 19 / cm 3, respectively. It consists of a + region 71 and is 2 microns thick.

위와 같은 구조의 다이리스터(61)를 종래의 것과 비교하면 다음과 같은 자료가 얻어진다. 이러한 비교고찰이 이루어진 조건은 제12도의 경우와 같이 전류 밀도가 100A/㎠이고 표2의 측정치는 종래의 다이리스터의 것을 1로 하였을 때의 상대치이다.Comparing the conventional thyristor 61 with the above structure, the following data is obtained. The conditions under which such a comparison was made are as shown in FIG. 12, and the current density is 100 A / cm < 2 >

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00003
Figure kpo00003

위의 표에서 이 발명을 이용한 정전유도형 다이리스터는 손실의 극소화 고속도 스윗치 작동을 성취함에 있어 크게 개선이 이루어졌음을 쉽게 알아차릴 수 있다.In the above table, it can be easily seen that the electrostatically-induced thyristors using the present invention have been greatly improved in achieving the loss minimizing high speed switch operation.

앞에서 여러가지로 언급된 이 발명의 여러가지 실시예에서 사용된 모자이크패턴층은 제3도에 표시된것과 동일하다. 다른 형태의 모자이크패턴층이 이러한 실시예에 사용될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 제6도에 표시된 바와 같이 P+영역과 쇼트키장벽 영역으로 이루어진 모자이크패턴층을 사용할 수 있다. 제3도에 표시된 실시예에 관한 설명에 있어 도전층(23)이 금속으로 만들어진 것으로 되어 있으나, 높은 농도로 도핑(doping)된 반도체층 또는 P+층으로 대체될 수도 있다. 이 경우에 도전층(23)으로서의 P+층과 N+영역(22)은 높은 농도로, 되도록이면 5×1019/㎤이상의 불순물 농도로, 도핑되어야 하며 이러한 농도는 P+층(23)과 N+영역(22)사이의 터넬링효과(tunneling effect)에 의한 전기 전도(electrical conduction)를 마련하는데 필요하며, 도전층(23)을 고통도로 도핑된 N+반도체층을 사용하여 만드는 것도 또한 가능하다. 제14도는 도전층을 이와 같이 수정한 P-N 접합형 다이오드의 횡단면도로서, 이 P-N접합형 다이오드는 N+반도체층(76), N+반도체층의 일측표면에 형성된 금속전극(77). P-반도체층(78), 모자이크패턴층(81) 및 다결정실리콘층(82)으로 구성되는데, N+반도체층(76)은 불순물 농도가 5×1018/㎤ 이고 두께가 약 300마이크론이며, P-반도체층(78)은 5×1015/㎤의 불순물 농도와 약 10마이크론의 두께를 갖고 있고, 모자이크패턴층(81)은 수개의 P+영역(79)과 N+영역(80)으로 이루어지며 P+영역(79)은 1019/㎤의 불순물 농도와 1마이크론의 깊이, N+층은 2×1020/㎤의 불순물 농도와 0.5마이크론의 깊이를 각각 갖고 있으며 실리콘층(82)은 각각 3×1020/㎤와 약 2 마이크론이다.The mosaic pattern layer used in the various embodiments of the present invention mentioned above is the same as that shown in FIG. Of course, other types of mosaic pattern layers may be used in this embodiment. For example, as shown in FIG. 6, a mosaic pattern layer consisting of a P + region and a Schottky barrier region can be used. In the description of the embodiment shown in FIG. 3, the conductive layer 23 is made of metal, but may be replaced with a semiconductor layer or a P + layer doped at a high concentration. In this case, the P + layer and the N + region 22 as the conductive layer 23 should be doped at a high concentration, preferably at an impurity concentration of 5 × 10 19 / cm 3 or more, and the concentration should be equal to the P + layer 23. It is necessary to provide electrical conduction by the tunneling effect between the N + regions 22, and it is also possible to make the conductive layer 23 using a painfully doped N + semiconductor layer. Do. Fig. 14 is a cross sectional view of a PN junction diode in which the conductive layer is modified in this way, wherein the PN junction diode is an N + semiconductor layer 76 and a metal electrode 77 formed on one surface of the N + semiconductor layer. P - semiconductor layer 78, mosaic pattern layer 81 and polysilicon layer 82, N + semiconductor layer 76 has an impurity concentration of 5 × 10 18 / cm 3 and a thickness of about 300 microns, The P semiconductor layer 78 has an impurity concentration of 5 × 10 15 / cm 3 and a thickness of about 10 microns, and the mosaic pattern layer 81 is composed of several P + regions 79 and N + regions 80. The P + region 79 has an impurity concentration of 10 19 / cm 3 and a depth of 1 micron, the N + layer has an impurity concentration of 2 x 10 20 / cm 3 and a depth of 0.5 micron, respectively. 3 × 10 20 / cm 3 and about 2 microns, respectively.

이와 같은 구조에서 P-영역(78)으로 부터의 소수 케리어(이 경우에는 전자)는 N+영역(80)을 통해 실리콘층(82)에 이르는 반면 P+영역(78)으로 부터의 다수 캐리어 (이 경우에는 정공)는 P+영역(79)을 통해 실리콘층(82)에 이른다. 따라서, 다이오드(75)의 손실이 종래의 다이오드보다 작아지고 축전전하(storage charge)와 회복시간상수(recovery timeconstant)도 역시 작아져서 고속도작동이 얻어질 수 있다.In this structure, minority carriers from the P region 78, in this case electrons, reach the silicon layer 82 through the N + region 80, while the majority carriers from the P + region 78 are formed. Holes in this case reach the silicon layer 82 through the P + region 79. Therefore, the loss of the diode 75 is smaller than that of the conventional diode, and the storage charge and recovery time constant are also smaller, so that high speed operation can be obtained.

제14도에서는 필요한 경우에 알루미늄층과 같은 금속층(83)을 P+다 결정실리콘층에 부가할 수도 있음에 주목해야 한다.It should be noted that in FIG. 14 a metal layer 83, such as an aluminum layer, may be added to the P + polysilicon layer if necessary.

제3도와 제4도에 표시된 실시예에서, N+영역 또는 쇼트키장벽 영역은 소수 캐리어 또는 전자를 통과시키는 수단으로 사용되는데, 그 대신에 모자이크패턴을 구성하면서 다수 캐리어 또는 정공의 통로로 사용되는 P+영역에 비해 전도띠 에너지레벨이 낮은 영역을 별도로 형성하므로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말하면, p-영역과 P+영역으로 이루어지는 모자이크층을 만들므로써 앞에 설명한 각종 실시예에 의해 얻어진 동일한 효과와 장점을 성취할 수 있다. 이 경우에 p-영역은 P+영역보다 낮은 불순물 농도를 갖고 P-영역과 P+영역은 다른 실시예에서와 같은 모양으로 배열하는 것이 자연스러우며, P-영역과 P+영역의 면적비는 C.5 내지 50의 범위를 가질 수 있다.In the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, the N + region or the Schottky barrier region is used as a means for passing minority carriers or electrons, instead it is used as a passage for the majority carriers or holes while constructing a mosaic pattern. The same effect can be obtained by separately forming a region having a lower conduction band energy level than the P + region. In other words, by making a mosaic layer consisting of a p region and a P + region, the same effects and advantages obtained by the various embodiments described above can be achieved. In this case, it is natural that the p region has a lower impurity concentration than the P + region, and the P region and the P + region are arranged in the same shape as in the other embodiments, and the area ratio of the P region and the P + region is C. It may have a range of 5 to 50.

제15도는 이와 같은 내용의 PN 접합형 다이오드를 나타내고 있다.FIG. 15 shows a PN junction diode having such a content.

이 다이오드(85)는 N+반도체층(86), N+층위의 금속전극(87), P-(또는 N-)반도체층(88), 모자이크패턴층(91) 및 p+다 결정 실리콘층(92)으로 구성되어 있는데, N-반도체층(86)은 5×10/㎤의 불순물 농도와 약 300마이크론의 두께를 갖고 있고, P-(또는 N-)반도체층(88)은 5×1014/㎠의 불순물 농도와 약 15마이크론의 두께를 갖고 있으며, 모자이크패턴층은 서로 접하면서 교대로 나란히 배열되는 수개의 P+영역(89)과 P-영역(90)을 사용하여 앞의 반도체층(88)위에 형성되고 p+영역(89)과 P-영역(90)은 각각 101 6/㎤. 1017/㎤의 불순물 농도와 각각 약 1 마이크론, 0.8마이크론의 두께를 가지며 전국적으로서의 실리콘층(92)은 모자이크패턴층(91)위에 형성되고 3×1020/㎤의 불순물 농도로 도핑된다.The diode 85 includes an N + semiconductor layer 86, a metal electrode 87 on the N + layer, a P (or N ) semiconductor layer 88, a mosaic pattern layer 91, and a p + polycrystalline silicon layer. consists of a (92), N - is 5 × 10 semiconductor layer 88 semiconductor layer 86 is 5 × 10 / ㎤ of the impurity concentration and may have a thickness of about 300 microns, P - - (or N) It has an impurity concentration of 14 / cm 2 and a thickness of about 15 microns, and the mosaic pattern layer is formed by contacting each other and using a plurality of P + regions 89 and P regions 90 that are alternately arranged side by side. And p + region 89 and P region 90 are each 10 1 6 / cm 3. An impurity concentration of 10 17 / cm 3 and a thickness of about 1 micron and 0.8 micron, respectively, a silicon layer 92 nationwide is formed on the mosaic pattern layer 91 and doped with an impurity concentration of 3 × 10 20 / cm 3.

이 경우에 실리콘층(92)은 P-또는 N-층(88)으로 부터 P-영역(90)에 유입되는 전자를 재결합과정(recombinatien process)을 통해 흡수하는 역할을 한다. 따라서 단결정실리콘이 위와 같은 효과를 발생할 수 없으므로 실리콘층(92)은 단결정실리콘층이 아닌 다결정실리콘층이어야 하며, 실리콘층(92)은 금속층으로 대체할 수 있다.In this case, the silicon layer 92 serves to absorb electrons introduced into the P region 90 from the P or N layer 88 through a recombinatien process. Therefore, since the single crystal silicon cannot produce the above effects, the silicon layer 92 should be a polycrystalline silicon layer, not a single crystal silicon layer, and the silicon layer 92 may be replaced with a metal layer.

제15도에 표시된 것과 같은 구조를 가지면 다른 실시예에 의해 얻은 것과 동일한 효과와 장점을 얻을 수 있음을 알 수 있고, 필요한 경우 위의 실리콘층(92)위에 금속전극을 형성할 수도 있다.It can be seen that having the structure shown in FIG. 15 can obtain the same effects and advantages as those obtained by the other embodiments, and if necessary, a metal electrode can be formed on the silicon layer 92 above.

이 발명은 앞에서 설명한 각종 실시예에 한정되지 않으며 여러가지로 변경할 수 있다. 예를 들면, P형 도전층 또는 P형 도전영역과 N형 도전층(또는 영역)은 완전히 대체될수 있는 것으로서, 물론 이러한 경우에 다수 케리어는 정공에서 전자로 또는 그 반대로 바뀌어지고 소수 캐리어도 전자에서 정공으로 또는 그 반대로 바뀌어진다. 이 발명을 더욱 변경하면, 고농도로 도핑된 다결정실리콘과 같은 고농도도핑 반도체층을 제3도의 도전층으로서 사용할 수도 있다.This invention is not limited to the various embodiments described above and can be modified in various ways. For example, the P-type conductive layer or the P-type conductive region and the N-type conductive layer (or region) may be completely replaced, in which case the majority carrier changes from hole to electron or vice versa and minority carriers also change in electrons. It turns into a hole or vice versa. Further changing this invention, a highly doped semiconductor layer, such as highly doped polysilicon, may be used as the conductive layer of FIG.

위의 설명에서 이 발명은 다이오드와 다이리스터에 관해 설명했으나 이 발명은 쌍극성 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터(fiield effect transistor)와 같은 다른 반도체장치에도 사용할 수 있다.In the above description, the present invention has been described with respect to diodes and thyristors, but the present invention can also be used for other semiconductor devices such as bipolar transistors and field effect transistors.

Claims (1)

반도체층과, 반도체층의 일면에 배치되는 도전층과, 상기한 반도체층과 도전층 사이에 위치하면서 반도체층으로부터 도전층으로 소수 케리어를 송출하는 주통로가 되는 제1 영역과, 반도 체층과 도전층간에 다수 케리어를 운반하는 주통로가 되는 제2 영역등을 구비하고, 상기한 제1 영역과 제2영역을 전류통로에 대하여 서로 인접하게끔 반도체층상에 번갈아 형성한 반도체장치의 전극구조.The semiconductor layer, the conductive layer arrange | positioned on one surface of a semiconductor layer, the 1st area | region which is located between the said semiconductor layer and a conductive layer, and becomes a main path which sends a minority carrier from a semiconductor layer to a conductive layer, and a semiconductor layer and a conductive An electrode structure of a semiconductor device having a second region or the like serving as a main passage for carrying a plurality of carriers between layers, wherein the first region and the second region are alternately formed on the semiconductor layer adjacent to each other with respect to the current passage.
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