JPH02201970A - シリコンダイオード - Google Patents
シリコンダイオードInfo
- Publication number
- JPH02201970A JPH02201970A JP1020370A JP2037089A JPH02201970A JP H02201970 A JPH02201970 A JP H02201970A JP 1020370 A JP1020370 A JP 1020370A JP 2037089 A JP2037089 A JP 2037089A JP H02201970 A JPH02201970 A JP H02201970A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- voltage
- diffusion
- base layer
- silicon diode
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/60—Impurity distributions or concentrations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/30—Die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
Landscapes
- Bipolar Transistors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ｎベース層をはさんで表面に向けて濃度が高
くなる高不純物濃度のｐ層および１層を有し、特に複数
個を積重ねて高耐圧シリコンダイオードを構成するのに
用いられる逆方向サージ特性を必要とするシリコンダイ
オードに関する。
くなる高不純物濃度のｐ層および１層を有し、特に複数
個を積重ねて高耐圧シリコンダイオードを構成するのに
用いられる逆方向サージ特性を必要とするシリコンダイ
オードに関する。
近年、高耐圧シリコンダイオードが使用されている電子
レンジ、レントゲン装置などの高電圧整流回路は、電源
部の高周波駆動化が進められている。これら高周波高電
圧整流回路においては、コンデンサ放電等による装置内
部あるいは外部放電が発生した際のダイオードの破壊耐
量の向上の要求が強まってきている。すなわち、非常に
早い立上りの逆電圧に対する破壊耐量の向上である。こ
の立上り速度（ｄｖ／ｄｔ）は２０万Ｖ ／ 、１層１
程度にもなる。
レンジ、レントゲン装置などの高電圧整流回路は、電源
部の高周波駆動化が進められている。これら高周波高電
圧整流回路においては、コンデンサ放電等による装置内
部あるいは外部放電が発生した際のダイオードの破壊耐
量の向上の要求が強まってきている。すなわち、非常に
早い立上りの逆電圧に対する破壊耐量の向上である。こ
の立上り速度（ｄｖ／ｄｔ）は２０万Ｖ ／ 、１層１
程度にもなる。
上記のような要求に対し従来技術ではｐｎ接合を存する
半導体チップのｎベース層の比抵抗値を下げる。あるい
はｎベース層の厚みを広（し、かつアバランシェ型の半
導体チップとすることで逆方向のサージ電圧に対する破
壊耐量を向上させていた。また高周波駆動化においては
ライフタイムキラーとして金（Ａｕ）あるいは白金（Ｐ
ｔ）の拡散により高周波性能を向上させていた。
半導体チップのｎベース層の比抵抗値を下げる。あるい
はｎベース層の厚みを広（し、かつアバランシェ型の半
導体チップとすることで逆方向のサージ電圧に対する破
壊耐量を向上させていた。また高周波駆動化においては
ライフタイムキラーとして金（Ａｕ）あるいは白金（Ｐ
ｔ）の拡散により高周波性能を向上させていた。
しかし、上記のような要求に対し、現状のダイオードは
必ずしも十分な耐量および高周波駆動性能を有していな
い、何故なら、ダイオードの高周波性能を向上させるた
めにはライフタイムキラーとしてＡｕ、またはｐｔを拡
散するとともにｎベース層の厚みをうずくしないと高周
波性能は向上しない。このためｎベース層の厚みをうず
くした分、逆電圧に対する耐量が低下してしまう。言い
変えれば、高周波性能と逆電圧に対する耐量はダイオー
ドを設計する際、極端なトレードオフ現象にあるため高
周波性能を向上させようとすると逆電圧に対する耐量が
低下してしまうということである。
必ずしも十分な耐量および高周波駆動性能を有していな
い、何故なら、ダイオードの高周波性能を向上させるた
めにはライフタイムキラーとしてＡｕ、またはｐｔを拡
散するとともにｎベース層の厚みをうずくしないと高周
波性能は向上しない。このためｎベース層の厚みをうず
くした分、逆電圧に対する耐量が低下してしまう。言い
変えれば、高周波性能と逆電圧に対する耐量はダイオー
ドを設計する際、極端なトレードオフ現象にあるため高
周波性能を向上させようとすると逆電圧に対する耐量が
低下してしまうということである。
本発明の！ｌＩＢは、かかるトレードオフ現象を克服し
、高周波性能を向上させかつ嘗峻な逆電圧に対する耐量
は低下させないシリコンダイオードを提供することにあ
る。
、高周波性能を向上させかつ嘗峻な逆電圧に対する耐量
は低下させないシリコンダイオードを提供することにあ
る。
上記の課題の解決のために、本発明は不純物濃度が１０
′′個／ｃＩＩ！台のｎベース層をはさんで表面に向け
て濃度が高くなる高不純物ｌ】度のｐ層およびｎ層を存
するシリコンダイオードにおいて、ｐ層のｐｎ接合近傍
の濃度勾配が濃度比１５倍／１μ１ｍ以下であるものと
する。
′′個／ｃＩＩ！台のｎベース層をはさんで表面に向け
て濃度が高くなる高不純物ｌ】度のｐ層およびｎ層を存
するシリコンダイオードにおいて、ｐ層のｐｎ接合近傍
の濃度勾配が濃度比１５倍／１μ１ｍ以下であるものと
する。
従来のダイオードの場合、急峻な逆電圧が加ゎったとき
、空乏層が広がる速度よりも早い逆電圧が加わったため
に、素子本来のアバランシェ電圧に達するよりかはるか
に低い電圧で最大電界強度に達するためブレークオーバ
ーし、電流集中が起こるために破壊に至ってしまうとい
う現象が生じるが、本発明はｐｎ接合付近の拡散濃度勾
配を濃度比が１５倍／ ｌ ｐｖａ以下と緩やかにした
ため、急峻な電圧が加わっても空乏層はｎベース層だけ
でなく、ｐ゛拡散へも広がっていき、その分だけ電界強
度が弱まって破壊耐量が向上することとなり、その結果
、高周波性能を向上させるためにｎベース層を厚みをう
ずくおさえることが可能となる。
、空乏層が広がる速度よりも早い逆電圧が加わったため
に、素子本来のアバランシェ電圧に達するよりかはるか
に低い電圧で最大電界強度に達するためブレークオーバ
ーし、電流集中が起こるために破壊に至ってしまうとい
う現象が生じるが、本発明はｐｎ接合付近の拡散濃度勾
配を濃度比が１５倍／ ｌ ｐｖａ以下と緩やかにした
ため、急峻な電圧が加わっても空乏層はｎベース層だけ
でなく、ｐ゛拡散へも広がっていき、その分だけ電界強
度が弱まって破壊耐量が向上することとなり、その結果
、高周波性能を向上させるためにｎベース層を厚みをう
ずくおさえることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の拡散１．濃度分布を第２図
の従来例のダイオードの拡散濃度分布と比較して示す、
いずれも比砥抗２０〜４０Ω１のｎ形シリコン基板を用
い、−面からアセブタ不純物を拡散して深さｄｉ、ｄ□
のｐ′層を、他面からドナー不純物を拡散してｎ層層を
形成したものである。不純物が拡散されないで残るｎベ
ース層の不純物濃度は１０′４〜３ＸｌＯ”個／ｄ程度
である。第１図、第２図共ｐ″屡の拡散不純物表面濃度
は１０”〜■個／ｃｊであるが、拡散深さはｄ、が７０
ｉ’ ｆｍ、 ｄＸが５０″μｍである。この場合拡散
深さ６０μ凋以下の場合１．濃度勾配は濃度比１５倍／
ｌμ以下となり、逆サージ耐量の向上の効果が期待でき
る。
の従来例のダイオードの拡散濃度分布と比較して示す、
いずれも比砥抗２０〜４０Ω１のｎ形シリコン基板を用
い、−面からアセブタ不純物を拡散して深さｄｉ、ｄ□
のｐ′層を、他面からドナー不純物を拡散してｎ層層を
形成したものである。不純物が拡散されないで残るｎベ
ース層の不純物濃度は１０′４〜３ＸｌＯ”個／ｄ程度
である。第１図、第２図共ｐ″屡の拡散不純物表面濃度
は１０”〜■個／ｃｊであるが、拡散深さはｄ、が７０
ｉ’ ｆｍ、 ｄＸが５０″μｍである。この場合拡散
深さ６０μ凋以下の場合１．濃度勾配は濃度比１５倍／
ｌμ以下となり、逆サージ耐量の向上の効果が期待でき
る。
第１図に示した本発明の実施例の拡散プロフィルをもつ
半導体ウェーハにさらにライフタイムキラーとしてｐｔ
を拡散し、ｔ 、、８Ｏ−１２０ｎｓｅｃ程度にした半
導体ウェーハの複数枚（この場合は５枚）を鉛を主成分
とするろう材２により積層、接着し、次いでワイヤソー
により切断して切断歪を化学薬品により除去し、半導体
チップｌからなる柱状体を形成する。この半導体チップ
ｌからなる柱状体の両端には融点の低いろう材３により
リード部材４を接続し、さらに、半導体チップｌの側面
をパンシベーション用絶縁Ｎ５により被覆したのち、絶
縁樹脂６にて封止した状態を第３図に示す、この高耐圧
シリコンダイオードでは各半導体チップのｎベース層の
厚さは８５〜１０５−に設定されている。それにより従
来１４０−以上あったｎ−＜−ス層を持った半導体チッ
プを使用した高耐圧シリコンダイオードと同一の逆サー
ジ耐量が得られた。このよ・）に最低８５ ｐＨまでｎ
ベース層を薄くなるため、順電圧降下が低くなり、また
高温のスイッチング特性が良くなる事から高周波性能も
向上することができる。
半導体ウェーハにさらにライフタイムキラーとしてｐｔ
を拡散し、ｔ 、、８Ｏ−１２０ｎｓｅｃ程度にした半
導体ウェーハの複数枚（この場合は５枚）を鉛を主成分
とするろう材２により積層、接着し、次いでワイヤソー
により切断して切断歪を化学薬品により除去し、半導体
チップｌからなる柱状体を形成する。この半導体チップ
ｌからなる柱状体の両端には融点の低いろう材３により
リード部材４を接続し、さらに、半導体チップｌの側面
をパンシベーション用絶縁Ｎ５により被覆したのち、絶
縁樹脂６にて封止した状態を第３図に示す、この高耐圧
シリコンダイオードでは各半導体チップのｎベース層の
厚さは８５〜１０５−に設定されている。それにより従
来１４０−以上あったｎ−＜−ス層を持った半導体チッ
プを使用した高耐圧シリコンダイオードと同一の逆サー
ジ耐量が得られた。このよ・）に最低８５ ｐＨまでｎ
ベース層を薄くなるため、順電圧降下が低くなり、また
高温のスイッチング特性が良くなる事から高周波性能も
向上することができる。
〔発明の効果］
本発明によれば、ｎベース層とｐｎ接合を形成するｐ′
層の接合近傍の不純物濃度勾配を低くすることにより急
峻な逆電圧が加わったときに空乏層がｐ′層内にも広が
るようにして破壊耐量を向上させることができた。その
結果、同じ逆電圧耐量の場合、空乏層の広がりの少なく
なるｎベース層の厚さは薄くでき、順電圧降下の低減、
高周波特性の向上を達することができ、大幅な製造工程
の変更なしに高周波性能が向上し、急峻な逆電圧に対す
る耐量の変わらないシリコンダイオードを得ることがで
きた。
層の接合近傍の不純物濃度勾配を低くすることにより急
峻な逆電圧が加わったときに空乏層がｐ′層内にも広が
るようにして破壊耐量を向上させることができた。その
結果、同じ逆電圧耐量の場合、空乏層の広がりの少なく
なるｎベース層の厚さは薄くでき、順電圧降下の低減、
高周波特性の向上を達することができ、大幅な製造工程
の変更なしに高周波性能が向上し、急峻な逆電圧に対す
る耐量の変わらないシリコンダイオードを得ることがで
きた。
第１図は本発明の一実施例のダイオードの拡散不純物濃
度分布図、第２図は従来のダイオードの拡散不純物濃度
分布図、第３図は本発明の一実施■＝半導体チップ、２
．３ ：ろう材、 ４ ： リード 部材、 ５：パンシヘーシッン用絶ＩＡ Ｍ、 ６：絶縁 樹脂。 代Ｊ！人ｆ１理−１ 山 口 巌 シリコ〕五〃ｖ２ 第１図 、／１ノコ；！、！２ 第２図 第３図
度分布図、第２図は従来のダイオードの拡散不純物濃度
分布図、第３図は本発明の一実施■＝半導体チップ、２
．３ ：ろう材、 ４ ： リード 部材、 ５：パンシヘーシッン用絶ＩＡ Ｍ、 ６：絶縁 樹脂。 代Ｊ！人ｆ１理−１ 山 口 巌 シリコ〕五〃ｖ２ 第１図 、／１ノコ；！、！２ 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）不純物濃度が１０＾１＾４個／ｃｍ＾３台のｎベ
ース層をはさんで表面に向けて濃度が高くなる高不純物
濃度のｐ層およびｎ層を有するものにおいて、ｐ層のｐ
ｎ接合近傍の濃度勾配が濃度比１５倍／１μｍ以下であ
ることを特徴とするシリコンダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020370A JPH02201970A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | シリコンダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020370A JPH02201970A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | シリコンダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201970A true JPH02201970A (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=12025186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020370A Pending JPH02201970A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | シリコンダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02201970A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4882772A (ja) * | 1972-01-17 | 1973-11-05 | ||
| JPS6254970A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-10 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020370A patent/JPH02201970A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4882772A (ja) * | 1972-01-17 | 1973-11-05 | ||
| JPS6254970A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-10 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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