JPH0266977A - 半導体ダイオード - Google Patents
半導体ダイオードInfo
- Publication number
- JPH0266977A JPH0266977A JP21876788A JP21876788A JPH0266977A JP H0266977 A JPH0266977 A JP H0266977A JP 21876788 A JP21876788 A JP 21876788A JP 21876788 A JP21876788 A JP 21876788A JP H0266977 A JPH0266977 A JP H0266977A
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- Japan
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- layer
- impurity concentration
- semiconductor layer
- semiconductor
- conductivity type
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- Pending
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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、一つのｐｎ接合を有し、高速スイッチングの
可能な半導体ダイオードに関する。
可能な半導体ダイオードに関する。
ｐｎ接合を形成する一方の半導体層と金属電極とをオー
ミックに接続するためには、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か
って多数基板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ように多数キャリアに対す
る障壁が形成されていないことと、半導体層に注入され
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および金属電極間に不必要に蓄積
されないように少数キャリアに対する障壁が形成されて
いないことが要望される。この要望に対応するものとし
て、特公昭５９−４９７１１号公報に第２図に示す断面
構造をもつ半導体ダイオードが示されている。この構造
においては、ｐ形半導体層１に接する低不純物濃度ｎ−
層２によってｐｎ接合が形成され、ｎ−層２のｐｍと反
対側の面上に高不純物濃度のｎ、 Ｓｌ域３およびｐ″
頚域４が相互に接して設けられている。そして、ｎ ＋
６１域３およびｐ０領域４の露出表面には金属電極５
がオーミック接触し、カソード電極となっている。
ミックに接続するためには、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か
って多数基板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ように多数キャリアに対す
る障壁が形成されていないことと、半導体層に注入され
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および金属電極間に不必要に蓄積
されないように少数キャリアに対する障壁が形成されて
いないことが要望される。この要望に対応するものとし
て、特公昭５９−４９７１１号公報に第２図に示す断面
構造をもつ半導体ダイオードが示されている。この構造
においては、ｐ形半導体層１に接する低不純物濃度ｎ−
層２によってｐｎ接合が形成され、ｎ−層２のｐｍと反
対側の面上に高不純物濃度のｎ、 Ｓｌ域３およびｐ″
頚域４が相互に接して設けられている。そして、ｎ ＋
６１域３およびｐ０領域４の露出表面には金属電極５
がオーミック接触し、カソード電極となっている。
一方、ｎ−層２に比して高不純物濃度の９層１の露出表
面には、金属電極６がオーミック接触し、アノード電極
となっている。ｎ−層２に接触するｐ′領域４は、ｐＪ
ｉｌからｎ−層２に注入された少数キャリアである正孔
を吸い出す作用を持ち、ｎ−層２に蓄積される正孔の量
を低減させ結果として、ダイオードの逆回復電流を小さ
（し、また逆回復時間も短くする効果を有する。一方、
少数キャリアの吸い出し口としてのｐ９領域４は第３図
に示すように、金属電極５との間に多数キャリアに対す
る障壁の実質的に存在しないｎ″領域３の中に分散して
設けられている。
面には、金属電極６がオーミック接触し、アノード電極
となっている。ｎ−層２に接触するｐ′領域４は、ｐＪ
ｉｌからｎ−層２に注入された少数キャリアである正孔
を吸い出す作用を持ち、ｎ−層２に蓄積される正孔の量
を低減させ結果として、ダイオードの逆回復電流を小さ
（し、また逆回復時間も短くする効果を有する。一方、
少数キャリアの吸い出し口としてのｐ９領域４は第３図
に示すように、金属電極５との間に多数キャリアに対す
る障壁の実質的に存在しないｎ″領域３の中に分散して
設けられている。
半導体ダイオードの逆耐圧が１０００ Ｖ以上になる場
合、ｐｎ接合の一方の側の層、第２図の場合はｎ−層２
の比抵抗を高く選ぶ必要がある。その結果、ｎ−ＩＷ２
の中で逆電圧印加時の空乏層の拡がりが大きくなり、ｎ
−層２の厚さが厚くなる。すなわち、ｎ−Ｊｉ２の厚さ
は、空乏層の他端がｐ゛領域４に達しないように厚くす
る必要がある。ところが、ｎ−層２の厚さが厚くなると
、ｎ−層２の中に蓄積される少数キャリアの総量は必然
的に多くなり、少数キャリアの吸い出し口として作用す
るｐ”ｄ域を設けても逆回復電流の低減は不十分で、ダ
イオードの高周波スイッチングを行えないという欠点が
ある。
合、ｐｎ接合の一方の側の層、第２図の場合はｎ−層２
の比抵抗を高く選ぶ必要がある。その結果、ｎ−ＩＷ２
の中で逆電圧印加時の空乏層の拡がりが大きくなり、ｎ
−層２の厚さが厚くなる。すなわち、ｎ−Ｊｉ２の厚さ
は、空乏層の他端がｐ゛領域４に達しないように厚くす
る必要がある。ところが、ｎ−層２の厚さが厚くなると
、ｎ−層２の中に蓄積される少数キャリアの総量は必然
的に多くなり、少数キャリアの吸い出し口として作用す
るｐ”ｄ域を設けても逆回復電流の低減は不十分で、ダ
イオードの高周波スイッチングを行えないという欠点が
ある。
本発明の課題は、上記の問題を解決し、ｐｎ接合を形成
する半導体層のうちの低不純物濃度の第一導電形の層と
金属電極の間に少数キャリアの吸い出し口としての高不
純物濃度の他導電形の層を設けても、半導体層全体の厚
さが著しく厚くなることなく高周波スイッチングを行う
ことのできるようにした半導体ダイオードを提供するこ
とにある。
する半導体層のうちの低不純物濃度の第一導電形の層と
金属電極の間に少数キャリアの吸い出し口としての高不
純物濃度の他導電形の層を設けても、半導体層全体の厚
さが著しく厚くなることなく高周波スイッチングを行う
ことのできるようにした半導体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、第−Ｒ電形の低不純物濃度
の半導体層と第二導電形の高不純物濃度の半導体層とに
より形成されるｐｎ接合を有し、前記第一導電形の半導
体層の反ｐｎ接合側面と、側面で互いに隣接しそれぞれ
端面で金属電極にオーミック接触する高不純物濃度の第
一、第二導電形の複数の半導体層領域との間に、第一導
電形でそれらの中間の不純物濃度を有する半導体層が介
在するものとする。
の半導体層と第二導電形の高不純物濃度の半導体層とに
より形成されるｐｎ接合を有し、前記第一導電形の半導
体層の反ｐｎ接合側面と、側面で互いに隣接しそれぞれ
端面で金属電極にオーミック接触する高不純物濃度の第
一、第二導電形の複数の半導体層領域との間に、第一導
電形でそれらの中間の不純物濃度を有する半導体層が介
在するものとする。
ｐｎ接合を形成する低不純物濃度の第一導電形の層の反
ｐｎ接合側に設けられる中間の不純物濃度をもつ第一導
電形の層は、ｐｎ接合への逆電圧の印加時に拡がる空乏
層が金属電極への少数キャリア吸い出し口となる第二導
電形の高不純物濃度領域に達するのを防ぐバッファ層と
して働り、シかも、このバッファ層の不純物濃度が中間
濃度であるため、前記第二導電形の領域の少数キャリア
吸い出し能力を大幅に低下させることがない。
ｐｎ接合側に設けられる中間の不純物濃度をもつ第一導
電形の層は、ｐｎ接合への逆電圧の印加時に拡がる空乏
層が金属電極への少数キャリア吸い出し口となる第二導
電形の高不純物濃度領域に達するのを防ぐバッファ層と
して働り、シかも、このバッファ層の不純物濃度が中間
濃度であるため、前記第二導電形の領域の少数キャリア
吸い出し能力を大幅に低下させることがない。
第１図（ａｌ、（ｂ）は本発明の一実施例を示し、第２
゜第３図と共通の部分には同一の符号が付されている。
゜第３図と共通の部分には同一の符号が付されている。
第１図（ａｌから明らかなように本実施例では低不純物
濃度ｎ−層２と高不純物濃度のｎ″領域３およびｐ″領
域４の間にｎバッファ層７が設けられている。この構造
は次の工程で造られる。必要とする耐圧を実現するため
のある高圧抵抗を持つｎ形シリコン基板の一面からｐ形
半導体層１を作るために不純物元素としてＢ、Ｇａ、
もしくはＭ等を拡散する。シリコン基板の他面から不純
物元素としてＰ等を拡散して基板そのままのｎ−Ｎ２よ
りも高いｎバッファ層７を形成する。このようにしてｐ
ｎ−ｎ構造、いわゆるｐｉｎ接合構造のダイオードをま
ず形成する。この時、ｎバッファ層６があるため、ｎ−
層２の厚さは必要とする定格の逆電圧を印加した場合、
１８７７１層がないダイオードの場合の空乏層の厚さよ
りもうすくなるように選ぶことができる。空乏層の拡が
りはｎバッファ層７の中で止まる。ｎバッファ１ｉフの
形成後その表面から高不純物濃度を持つｎ″領域３およ
びｐ０領域４を第１図世）のように選択的にモザイク状
に、しかもｎバッファ層７の深さよりも浅く形成する。
濃度ｎ−層２と高不純物濃度のｎ″領域３およびｐ″領
域４の間にｎバッファ層７が設けられている。この構造
は次の工程で造られる。必要とする耐圧を実現するため
のある高圧抵抗を持つｎ形シリコン基板の一面からｐ形
半導体層１を作るために不純物元素としてＢ、Ｇａ、
もしくはＭ等を拡散する。シリコン基板の他面から不純
物元素としてＰ等を拡散して基板そのままのｎ−Ｎ２よ
りも高いｎバッファ層７を形成する。このようにしてｐ
ｎ−ｎ構造、いわゆるｐｉｎ接合構造のダイオードをま
ず形成する。この時、ｎバッファ層６があるため、ｎ−
層２の厚さは必要とする定格の逆電圧を印加した場合、
１８７７１層がないダイオードの場合の空乏層の厚さよ
りもうすくなるように選ぶことができる。空乏層の拡が
りはｎバッファ層７の中で止まる。ｎバッファ１ｉフの
形成後その表面から高不純物濃度を持つｎ″領域３およ
びｐ０領域４を第１図世）のように選択的にモザイク状
に、しかもｎバッファ層７の深さよりも浅く形成する。
ｎ″領域３は電子の注入を効率よくするためで、ｐ″領
域４はｎ−Ｎ２中で注入された少数キャリアである正孔
の吸い出し口として働（、ｎバッファ層７は、その不純
物濃度はｎ−層２よりも高いが、ｎ ６ ｍｌ域３のそ
れより低くしであるので、ｐ０領域からの正孔の吸い出
し効果には悪影響を与えない。また、第１図中）に示す
ようにモザイク状にすることにより、ｐ０領域４の総面
積が大きくなるので、第３図に示した場合より吸い出し
効果が大きくなる。
域４はｎ−Ｎ２中で注入された少数キャリアである正孔
の吸い出し口として働（、ｎバッファ層７は、その不純
物濃度はｎ−層２よりも高いが、ｎ ６ ｍｌ域３のそ
れより低くしであるので、ｐ０領域からの正孔の吸い出
し効果には悪影響を与えない。また、第１図中）に示す
ようにモザイク状にすることにより、ｐ０領域４の総面
積が大きくなるので、第３図に示した場合より吸い出し
効果が大きくなる。
ｐＩｉＩｌの表面にオーミック接触する金属電極、ｎ″
頭域３およびｐ″領域４にオーミック接触する金属電極
をそれぞれ設け、アノード電極６．カソード電極５とす
ることにより第１図（ａｌに示す半導体ダイオードが得
られる。もちろん、この実施例のｐ形、ｎ形を逆にした
半導体ダイオードを形成することもできる。
頭域３およびｐ″領域４にオーミック接触する金属電極
をそれぞれ設け、アノード電極６．カソード電極５とす
ることにより第１図（ａｌに示す半導体ダイオードが得
られる。もちろん、この実施例のｐ形、ｎ形を逆にした
半導体ダイオードを形成することもできる。
本発明によれば、持分昭和５９−４９７１１号公報で公
知の、半導体ダイオードのｐｎ接合を形成する低不純物
濃度の反ｐｎ接合側にオーミック接触のためと少数キャ
リア吸い出しのために設ける両導電形の高不純物濃度領
域と前記低不純物濃度層の間に、中間濃度のバッファ層
を介在させることにより、逆方向電圧印加時に低不純物
濃度層に拡がる空乏層を止めることができる。この結果
低不純物濃度層の厚さは従来のものより２０％以上薄く
することができ、高耐圧ダイオードの逆回復特性を大幅
に改善し、高周波スイッチング用として利用できるよう
になった。
知の、半導体ダイオードのｐｎ接合を形成する低不純物
濃度の反ｐｎ接合側にオーミック接触のためと少数キャ
リア吸い出しのために設ける両導電形の高不純物濃度領
域と前記低不純物濃度層の間に、中間濃度のバッファ層
を介在させることにより、逆方向電圧印加時に低不純物
濃度層に拡がる空乏層を止めることができる。この結果
低不純物濃度層の厚さは従来のものより２０％以上薄く
することができ、高耐圧ダイオードの逆回復特性を大幅
に改善し、高周波スイッチング用として利用できるよう
になった。
さらには、本発明に基づく半導体ダイオードに金等の重
金属元素の注入や電子等の高エネルギ粒子線あるいは放
射線の照射を行うことにより、逆回復電流をさらに低下
させることができることも確認された。
金属元素の注入や電子等の高エネルギ粒子線あるいは放
射線の照射を行うことにより、逆回復電流をさらに低下
させることができることも確認された。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示し、（ａ
ｌは断面図、（ｂ）は（ａｌの半導体基体のカソード電
極側からみた平面図、第２図は公知の半導体断面図の断
面図、第３図はその半導体基体のカソード電極側からみ
た平面図である。 １：９層、２：ｎ−層、３：ｎ０オーミツク接触領域、
４：ｐ゛少数キャリア吸い出し領域、５：カソード電極
、６：アノード電極、７：ｎバ第２図 第１図 第３図
ｌは断面図、（ｂ）は（ａｌの半導体基体のカソード電
極側からみた平面図、第２図は公知の半導体断面図の断
面図、第３図はその半導体基体のカソード電極側からみ
た平面図である。 １：９層、２：ｎ−層、３：ｎ０オーミツク接触領域、
４：ｐ゛少数キャリア吸い出し領域、５：カソード電極
、６：アノード電極、７：ｎバ第２図 第１図 第３図
Claims (1)
- １）第一導電形の低不純物濃度の半導体層と第二導電形
の高不純物濃度の半導体層より形成されるｐｎ接合を有
し、前記第一導電形の半導体層の反ｐｎ接合側面と、側
面で互いに隣接しそれぞれ端面で金属電極にオーミック
接触する高不純物濃度の第一、第二導電形の複数の半導
体層領域との間に、第一導電形でそれらの中間の不純物
濃度を有する半導体層が介在することを特徴とする半導
体ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21876788A JPH0266977A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 半導体ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21876788A JPH0266977A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 半導体ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0266977A true JPH0266977A (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=16725079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21876788A Pending JPH0266977A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 半導体ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0266977A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106605A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 高速ダイオード |
| JP2010506392A (ja) * | 2006-10-05 | 2010-02-25 | アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー | 電力半導体デバイス |
| CN101908558A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-12-08 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| DE102011086854A1 (de) | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Denso Corporation | Halbleitervorrichtung |
| JP2012119716A (ja) * | 2012-02-06 | 2012-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2013008779A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Toyota Central R&D Labs Inc | ダイオード |
| JP2013051346A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | ダイオード、半導体装置およびｍｏｓｆｅｔ |
| JP2014241433A (ja) * | 2010-05-26 | 2014-12-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| US10170607B2 (en) | 2015-08-28 | 2019-01-01 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| JP2021090045A (ja) * | 2017-08-31 | 2021-06-10 | イクシス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＩｘｙｓ， Ｌｌｃ | 電荷キャリア取出インバースダイオード |
-
1988
- 1988-09-01 JP JP21876788A patent/JPH0266977A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106605A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 高速ダイオード |
| JP2010506392A (ja) * | 2006-10-05 | 2010-02-25 | アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー | 電力半導体デバイス |
| DE102010064560B3 (de) * | 2009-06-04 | 2015-10-01 | Mitsubishi Electric Corp. | Halbleitervorrichtung |
| JP2010283132A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US10749043B2 (en) | 2009-06-04 | 2020-08-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device including a trench structure |
| US9786796B2 (en) | 2009-06-04 | 2017-10-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device having first and second layers with opposite conductivity types |
| CN101908558A (zh) * | 2009-06-04 | 2010-12-08 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| CN101908558B (zh) | 2009-06-04 | 2013-01-23 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| US9035434B2 (en) | 2009-06-04 | 2015-05-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device having first and second portions with opposite conductivity type which contact an electrode |
| CN103022092A (zh) * | 2009-06-04 | 2013-04-03 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| DE102010028978A1 (de) | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Mitsubishi Electric Corp. | Halbleitervorrichtung |
| DE102010028978B4 (de) * | 2009-06-04 | 2014-04-24 | Mitsubishi Electric Corp. | Halbleitervorrichtung |
| JP2014241433A (ja) * | 2010-05-26 | 2014-12-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| US8648385B2 (en) | 2010-11-25 | 2014-02-11 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| DE102011086854A1 (de) | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Denso Corporation | Halbleitervorrichtung |
| DE102011086854B4 (de) | 2010-11-25 | 2022-04-21 | Denso Corporation | Halbleitervorrichtung |
| JP2013008779A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Toyota Central R&D Labs Inc | ダイオード |
| JP2013051346A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | ダイオード、半導体装置およびｍｏｓｆｅｔ |
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| JP2021090045A (ja) * | 2017-08-31 | 2021-06-10 | イクシス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＩｘｙｓ， Ｌｌｃ | 電荷キャリア取出インバースダイオード |
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