JPH03161976A - プレーナ型ダイアック及びその製造方法 - Google Patents

プレーナ型ダイアック及びその製造方法

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JPH03161976A
JPH03161976A JP1302495A JP30249589A JPH03161976A JP H03161976 A JPH03161976 A JP H03161976A JP 1302495 A JP1302495 A JP 1302495A JP 30249589 A JP30249589 A JP 30249589A JP H03161976 A JPH03161976 A JP H03161976A
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JP
Japan
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high concentration
diffusion layer
conductivity type
concentration diffusion
diac
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Pending
Application number
JP1302495A
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English (en)
Inventor
Takashi Mizuguchi
隆史 水口
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.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPH03161976A publication Critical patent/JPH03161976A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D8/00Diodes
    • H10D8/80PNPN diodes, e.g. Shockley diodes or break-over diodes

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  • 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】 [産業上の利用分野] 本発明は、双方向性2端子半導体装置であるプレーナ型
ダイアックに関する。
[従来の技術コ プレーナ型ダイアックは、トライアック等のゲートトリ
ガをかける双方向性ダイオードであり、例えは、第4図
に示すものがある。このプレーナ型ダイアック100は
、P一型の低濃度基板1010両側にN十型高濃度層1
02a,102bをそれぞれ拡散し、さらに、該N十型
高濃度層102 al  1 0 2 b内にそれらよ
り深く、P十型の高濃度拡散層103a.  103b
を拡散して絶縁膜105,105の窓孔を介してそれぞ
れに電極104a.  104bを形成したものである
上記ダイアック100の特性としては、第6図に示すよ
うに、印加電圧を上昇させていくと、特定の電圧VBO
、電流I BOでブレークダウンが起こり、急激に電圧
が低下するといったネガティブレジスタンス特性を呈す
るものであり、このときのプレークオーバ電圧VBOは
、P−(101)−N+(102a)接合部がガートリ
ング効果を生して耐圧が高くなるため、P+(1 03
a)−N+(1 02a)接合部の耐圧によって決定さ
れていた。
このようなダイアツク100としては、プレークオーハ
ー電圧VBOが安定し、かつプレークオーバ電圧VBO
時でのプレークオーバ電流、即ち、無効電iftE I
 BOが小さいダイアツクが要望されている。
そこで、無効電流T 80と上記N+−P一接合部との
相関を検討し・た結果、N+−P一接合部の面積が大き
くなるほど無効電流IBOが大きくなるといった傾向が
判明した。
このことから、無効電流IBOの小さいダイアツクを提
供するために、第5図に示すようなN+−P一接合部の
ないダイアツク110を提案した。
該ダイアック110は、P一型の低濃度基板1l1の両
側にP十型高濃度層112a.1t2bをそれぞれ拡散
し、該P十型の高濃度拡散IW112a.112b内に
N十型高濃度層113a,113bを、P十型高濃度拡
散層112a.112bよりも浅くそれぞれ拡散して、
N+一P一接合部をなくし、li!紗膜115、115
の窓孔を介してそれぞれに電極114a.114bを形
成した構造となっていろ。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、第5図に示すダイアック110では、プ
レークオーバ電圧VBOにおけろ無効電流180は小さ
くなったが、次のような問題があった。
即ち、ダイアック110のプレークオーバ電圧V80は
、バルク内てのN+一P十接合部での削圧、または、表
面のN+−P+接合部での耐圧の何れか小さい方で決定
されるが、絶縁膜115.115内に含まれるナトリウ
ムイオン等に起因して、表面での耐圧の方が低くなって
ブレークダウンを起し易く、このときのプレークオーバ
電圧VBOがN+−P十接合部で設計した所定電圧より
低くなり、しかもそれが絶縁膜115.115内に含ま
れろナトリウムイオンの量等によりばらつき、特性が不
安定になるといった問題があった。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、本発明のプレーナ型ダイア
ックは、一導電型の低濃度基板の両面に一導電型の高濃
度拡散層を対向させてそれぞれ有すると共に、該高濃度
拡散層の表面内側に他導電型の高濃度拡散層を有し、上
記一導電型拡散層の表面での水平方向の幅を垂直方向の
深さより短くし、上記他導電型の高濃度拡散層の表面に
電極を形或してなることを特徴とする。
また、上記構成のプレーナ型ダイアックの製造方法とし
ては、一導電型の低濃度基板の両面に酸化膜を形成し、
両酸化膜に第1の拡散窓をそれぞれ形成して一導電型の
高濃度拡散層を拡散する工程と、上記両millヒ膜に
前記第1の拡散窓より広い第2の拡散窓をそれぞれ形成
して他導電型の高濃度拡散層を拡散する工程と、上記他
導電型の高濃度拡散層の表面にそれぞれ電極を形成する
工程とを含むことを特徴とする。
[作用] 上記構成のプレーナ型ダイアツクでは、一導電型の低濃
度基板に刻向させて形成された一導電型の高濃度拡散層
に池導電型の高濃度拡散層を拡散し、上記一導電型拡散
層の表面での水平方向の幅を垂直方向の深さより小さく
することで、−導電型高濃度拡散層と他導電型高濃度拡
散層との表面での濃度差が、バルクての濃度差より大き
くなって表面での耐圧が上がり、従って、他導電型の高
濃度拡散層と一導電型の高濃度拡散層のバルクての耐圧
がこのプレーナ型ダfアックの削圧、即ち、プレークオ
ーバ電圧となり、しかも、このときの無効電流は小さく
なる。この場合、両側の電極に電圧が印加され、逆ハイ
アスされたー導電型の高濃度拡散層と他導電型の高濃度
拡散層間がブレークダウンして、キャリアが順ハイアス
された他方の一導電型の高濃度拡散層と他導電型の高濃
度拡散層を通過する際にトランジスタ効果によって電流
が増幅されて流れるようになり、電圧の急激な低下を伴
って電流が増幅されて流れるといった良好なダイアック
の特性を示すようになる。
また、本発明の製造方法によれは、一導電型の低濃度基
板の両面に形成した酸化膜に第1の拡散窓をそれぞれ形
成し・て一導電型の高濃度拡散層を拡散し・た後、上記
両酸化膜に前記第1の拡散窓より広い第2の拡散窓を形
威して他導電型の高濃度拡散層を拡散すると、該他導電
型拡散層を拡散し・た後の一導電型の高謂度拡散層をみ
ると、垂直方向での深さより表面での水平方向の幅を短
くてきる。
[実施例コ 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例にかかるプレーナ型ダイアッ
クの概略断面図である。図において、 1は不純物濃度
が約9 X 1 0 ” at.oms/ am 3の
P一型の低濃度基板であって、該低濃度基板1の両面に
不純物濃度が約5 X 1 0 ”at.oms/ c
m 3のP十型の高濃度拡散F’2a.2bがそれぞれ
対向した位置に拡散されており、該拡散層2a.2b内
側に不純物濃度が約4 X 1 0 ”ilatoms
/ pm’のN十型の高濃度拡散Fi3a.31)がそ
れぞれ拡散されている。
さらに、この高濃度拡散F3a.3bには電極5a.5
bが酸化膜4,4のコンタクト窓9.9を介してそれぞ
れ形成されている。
上記N十型高濃度拡散F’ 3 aは、第2図に示すよ
うに、P十型高濃度拡散N2 a内に拡散された深さを
D1、垂直方向のP十型高濃度拡散N2aの深さをD2
とし、酸化膜4の拡散窓8の端部からのN十型高濃度拡
散N3aの水平方向の幅を\V1、P十型高濃度拡散F
i7 2 aの拡散幅をW2とすると、\Vl<DI及
びW2<D2といった関係で拡散される。尚、N十型高
濃度拡散層3bについても同様となっている。
このようなプレーナ型ダイアックは、例えば、該電極5
a.5bを1・ライアック(図示せず)のゲート・T2
電極間等に接続し、該トライアックにゲートトリ力をか
ける際なとに使用される。
上記構成のプレーナ型ダイアックの製造は次のように行
われる。先ず、第3図(イ)に示すように、P一型低濃
度基板1の両面に酸化膜6.6を形成し、対向したそれ
ぞれの酸化膜6,6にエッチング等を施して第1の拡散
窓7,7をそれぞれ形成し、P十型高濃度拡散層2a.
2bをそれぞれ拡散する。上記第1の拡散窓7,7の間
口幅LIは、例えは、約300um程度とし、P十型高
濃度拡散Fi2a.2bの拡散深さは約2 0 μm程
度としていろ。
次に、第3図(口)に示すように、上記P十型高濃度拡
散Fi’ 2 a.  2 bの拡散時に形成された酸
化膜4.4に、上記酸化膜6,6の第1の拡散窓7,7
より開口幅の広い第2の拡散窓8,8を形威し、該第2
の拡散窓8,8を通してN十型高濃度拡散層3a.3b
をそれぞれ拡散する。上記第2の拡散窓8,80開口幅
L2は約3 1 0 II m程度とし、N十型高濃度
拡散N3 a−  3 1)の拡散深さは約10μm程
度とし・ている。
上記P十型高濃度拡散F’2a,2b表面内側にN十型
高濃度拡散Fi+3a.3bを拡散すると、第3図(ハ
)に示すように、上記酸化膜4,4にコンタク1・窓9
,つを形成し、該窓9.9を介して電極5a.51+を
形成ずる。この電極5a.5bは、例えは、金又はチタ
ンを含有した銀を第2の−9− 窓9,9に蒸着した後、銀やアルミニウ11等によって
形成されろものである。
本発明のプレーナ型ダイアックでは、N十型高濃度拡散
層3 a+  3 1)の濃度は全体にほぼ均一して拡
散されるので電流増幅率bFEもほぼ均一となり、該N
十型高濃度拡散層3a.3bとP十型高濃度拡散層2a
.2bのN+−P十接合部の剛圧が安定するようになる
。しかも、第1の拡散窓7,7より広い開口をもつ第2
の拡散窓8,8によってN十型高濃度拡散層3a.3b
を拡散するため、表面付近ではN+−P十接合部がP十
型高濃度拡散Fj2a.21+とP一型低濃度基板1と
の境界部lOに這づいた状態となり、N+型高濃度拡散
層3a.3bとP一型高濃度拡散123.2bとの表面
近傍での濃度差が大きくなっている。そのため、P十型
高濃度拡散層2a.2bの表面近傍での空乏層の広がり
が、従来の第5図の場合よりも大きくなり、表面近傍で
の耐圧が、N+−P→接合部のハルクでの耐圧より高め
られ、電圧を印加するとN+−P十接合部のバルクて必
ずブレーク−10− ダウンを起すようになる。
従って、本発明のダイアックのプレークオーハ電圧VB
OはN+−P十接合部のバルクでの剛圧となり、この耐
圧の設計が容易であるため、プレークオーハ電圧VBO
を所定値、例えは、28〜40\Iに簡単に設定できる
ようになる。また、ブレークダウンを起したときのプレ
ークオーハ電流180.即ちて流れろ無効電流180は
、P十型高濃度拡散層2a.2bからN十型高濃度拡散
層3a.3bが幅方向に露出しない状態で拡散されてい
るために小さく抑えられ、50ll八以下といった低電
流が実現できる。
よって、例えは、上記ダイアックの電極5aにプラスの
電圧を、電極5 1)にマ,イナスの電圧を印加すると
、逆バイアスされるN十型高濃度拡散層3aとP十型高
濃度拡散層2a間のN+−P十接合部のハルクの耐圧で
ブレークダウンを起し、キャリアが順ハイアスされてい
るハルクのP十高濃度拡散層2aとN十高濃度拡散P’
 3 a間のp+一N+接合部に流れ、トランジスタ効
果によって増ー11 幅された全ての電流が急激に流れろようここなって、電
圧は急激に減少し・、そのときの無効電流180は小さ
くなる。印加電圧が上記と逆;こなれは全く逆の動作が
なされ、第6図に示した?、力テイフレシスタンス波形
を示し、プレークオーハ電圧VT{CIが安定し、かつ
無効電流180が小さくて特性の良好なプレーナ型タイ
アックとなる。
尚、このダイアックのブしークオーハ電圧VBOは、P
十型高濃度拡散Fi2a.2b表面内側へのN十型高濃
度拡散i3a.3bの拡散深さを変えることて容易に変
更でき、しかも、ブレークダウン峙の無効電流IBOは
、上記プレークオーハ電圧VBO及ひP一低濃度基板1
やP十型高濃度拡散層2a.2bの濃度等によって変化
し、さらに、N+型高濃度拡散層3a,3bを拡散する
第2の拡散窓8.8の第1の拡散窓7,7の開口幅に対
する開口比率によー〕でも変化し、無効電圧IRQが小
さく制御されたダイアックを簡単に提供できるようにな
る。
[発明の効果コ 12 以上の説明から明らかなように、本発明のプレーナ型ダ
イアックは、電圧印加によりブレークダウンが起こり急
激な電圧低下が起こるときの無効電流値を低くすること
ができ、このときのブレークダウンを一導電型の高濃度
拡散層と他導電型Φ高濃度層拡散層のバルクての耐圧て
規制できろようLこなり、フレークダウンの起る電圧が
安定し、その時の無効電流も低くなるといった、特性の
優れたプレーナ型ダイアックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例にかかるプレーナ型ダイアッ
クの概略断面図、第2図は同実施例の要部拡大断面図、
第3図(イ),(口〉 (ハ)はそれぞれ本発明のプレ
ーナ型ダイアツクの製造方法を順を追って説明する工程
説明図である。 第4図及ひ第S図は従来の異なるプレーナ型ダイアック
の概略断面図、第6図はプレーナ型ダイアックの一般的
なV−1特性図である。 1・・・P一型低濃度基板、 2a.2b・・・P十型高濃度拡散層、ー13ー 3a,3b・・・N十型高濃度拡散層、5a.51+・
・・電極、 7・・・第1の拡散窓、 8・・・第2の拡散窓、 \v2・・・P十型高a度拡散層の幅、D2・・・P十
型高濃度拡散層の深さ。 特  許  出  願  人 間西日本電気株式会社 −14− (,n1;− 第4図 第6図 第5図 手続補正書 (方式) 平成 2年 6月28日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型の低濃度基板の両面に一導電型の高濃度
    拡散層を対向させてそれぞれ有すると共に、該高濃度拡
    散層の表面内側に他導電型の高濃度拡散層を有し、上記
    一導電型拡散層の表面での水平方向の幅を垂直方向の深
    さより短くし、上記他導電型の高濃度拡散層の表面に電
    極を形成してなるプレーナ型ダイアック。
  2. (2)一導電型の低濃度基板の両面に酸化膜を形成し、
    両酸化膜に第1の拡散窓をそれぞれ形成して一導電型の
    高濃度拡散層を拡散する工程と、上記両酸化膜に前記第
    1の拡散窓をより広い第2の拡散窓をそれぞれ形成して
    、他導電型の高濃度拡散層を拡散する工程と、 上記他導電型の高濃度拡散層の表面にそれぞれ電極を形
    成する工程とを含むことを特徴とするプレーナ型ダイア
    ックの製造方法。
JP1302495A 1989-11-21 1989-11-21 プレーナ型ダイアック及びその製造方法 Pending JPH03161976A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0448645U (ja) * 1990-08-31 1992-04-24

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0448645U (ja) * 1990-08-31 1992-04-24

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