JPH03248468A - トリガダイオード - Google Patents
トリガダイオードInfo
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- JPH03248468A JPH03248468A JP4609390A JP4609390A JPH03248468A JP H03248468 A JPH03248468 A JP H03248468A JP 4609390 A JP4609390 A JP 4609390A JP 4609390 A JP4609390 A JP 4609390A JP H03248468 A JPH03248468 A JP H03248468A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 4
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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、サイリスク、トライアックのゲートトリガ用
として用いられるトリガダイオードに関し特にブレーク
オーバ電流ＩＢＯを減少させ負性抵抗特性を改善するた
めの接合構造に関する。
として用いられるトリガダイオードに関し特にブレーク
オーバ電流ＩＢＯを減少させ負性抵抗特性を改善するた
めの接合構造に関する。
トリガダイオードの電圧−電流特性は第４図の様に、ブ
レークオーバ電圧ＶＢＯ以上の電圧が加わると、双方向
の負性抵抗特性を示す。従来、この種のトリガダイオー
ドの構造は、第３図（ａ）の断面図に示す様になってい
た。すなわち、１０Ω−程度の高い抵抗率を有するＰ−
型基板１の両主面から、先ずＰ＋型拡散層２ａ、２ｂを
形成する。次に、このＰ＋型拡散層２ａ、２ｂを含み、
より大きな面積を有するＮ＋型型数散層３ａ３ｂを両主
面からのＮ型不純物拡散により形成する。ここで、Ｐ−
型基板１は低濃度なため、表面がＮ型へ反転するので周
辺部にＰ＋型チャネルストッパ７を形成する。
レークオーバ電圧ＶＢＯ以上の電圧が加わると、双方向
の負性抵抗特性を示す。従来、この種のトリガダイオー
ドの構造は、第３図（ａ）の断面図に示す様になってい
た。すなわち、１０Ω−程度の高い抵抗率を有するＰ−
型基板１の両主面から、先ずＰ＋型拡散層２ａ、２ｂを
形成する。次に、このＰ＋型拡散層２ａ、２ｂを含み、
より大きな面積を有するＮ＋型型数散層３ａ３ｂを両主
面からのＮ型不純物拡散により形成する。ここで、Ｐ−
型基板１は低濃度なため、表面がＮ型へ反転するので周
辺部にＰ＋型チャネルストッパ７を形成する。
トリガダイオードの負性抵抗特性の原理は以下の式によ
り説明されている。
り説明されている。
Ｖｃ＝Ｖ ＢＯ−Ｆ「＝７
ここでＶ。・・・・・・両電極間の電位差■Ｂ０・・・
・・・ブレークオーバ電圧ｎ・・・・・・・・・接合で
決まる定数α・・・・・・・・・電流搬送率 方の電極９ａにマイナス、他方の電極９ｂにプラスの電
圧を印加した時の動作を例にとり説明する。Ｎ＋・Ｐ＋
接合Ｊ１に印加された電圧がＶＢｏを越えて大きくなる
と、Ｎ＋型型数散層３ａり注入された少数キャリア（１
！子）は、Ｐ＋型拡散層２ａ、Ｐ−型基板１．Ｐ＋型拡
散層２ｂでいく分トラップされてブレークダウンを起こ
しているＮ＋・Ｐ＋接合Ｊ２へ到達する。負性抵抗特性
を得るためには、電流の増加と共に電流搬送率αが増加
することが必要で、αはまた、以下の式で表わされる。
・・・ブレークオーバ電圧ｎ・・・・・・・・・接合で
決まる定数α・・・・・・・・・電流搬送率 方の電極９ａにマイナス、他方の電極９ｂにプラスの電
圧を印加した時の動作を例にとり説明する。Ｎ＋・Ｐ＋
接合Ｊ１に印加された電圧がＶＢｏを越えて大きくなる
と、Ｎ＋型型数散層３ａり注入された少数キャリア（１
！子）は、Ｐ＋型拡散層２ａ、Ｐ−型基板１．Ｐ＋型拡
散層２ｂでいく分トラップされてブレークダウンを起こ
しているＮ＋・Ｐ＋接合Ｊ２へ到達する。負性抵抗特性
を得るためには、電流の増加と共に電流搬送率αが増加
することが必要で、αはまた、以下の式で表わされる。
α＝ατγ
ここで、αア・・・・・・到達率
γ・・・・・・・・・注入効率
すなわち、負性抵抗特性を得るためには、Ｎ＋型型数散
層３ａら充分な少数キャリアが注入されること（γを大
きくする）、及び注入された少数キャリアが、途中でト
ラップされずブレークダウンしているＮ＋・Ｐ＋接合Ｊ
２に到達する（αアを大きくする）ことが必要で、これ
らが満足されないと、負性抵抗に寄与しない無効電流（
ブレークオーバ電流より。）となる。Ｐ＋型拡散層２ａ
、２ｂは濃度が高いため、少数キャリアがトラップされ
やすく、負性抵抗特性上は好ましくないが、所要のブレ
ークオーバ電圧ＶＢＯ（約３０ｖ）を得るためｅ５必要
である。
層３ａら充分な少数キャリアが注入されること（γを大
きくする）、及び注入された少数キャリアが、途中でト
ラップされずブレークダウンしているＮ＋・Ｐ＋接合Ｊ
２に到達する（αアを大きくする）ことが必要で、これ
らが満足されないと、負性抵抗に寄与しない無効電流（
ブレークオーバ電流より。）となる。Ｐ＋型拡散層２ａ
、２ｂは濃度が高いため、少数キャリアがトラップされ
やすく、負性抵抗特性上は好ましくないが、所要のブレ
ークオーバ電圧ＶＢＯ（約３０ｖ）を得るためｅ５必要
である。
上述した従来のトリガダイオードは、ブレークダウンを
平坦な接合部で行なわせるために、Ｐ＋型拡散層２ａ、
２ｂに重ねて形成されたＮ型拡散層３ａ、３ｂは、Ｐ＋
型拡散層２ａ、２ｂより面積が大きく形成していた。こ
れはＮ＋＋散層３ａの外周部にあるＮ＋・Ｐ−接合の方
が平坦部のＮ＋・Ｐ＋接合Ｊｌｌ Ｊ２よりも耐圧が高
いために、ブレークダウンは接合Ｊｌ、Ｊ２の平坦な部
分で行なわせるためであった。
平坦な接合部で行なわせるために、Ｐ＋型拡散層２ａ、
２ｂに重ねて形成されたＮ型拡散層３ａ、３ｂは、Ｐ＋
型拡散層２ａ、２ｂより面積が大きく形成していた。こ
れはＮ＋＋散層３ａの外周部にあるＮ＋・Ｐ−接合の方
が平坦部のＮ＋・Ｐ＋接合Ｊｌｌ Ｊ２よりも耐圧が高
いために、ブレークダウンは接合Ｊｌ、Ｊ２の平坦な部
分で行なわせるためであった。
しかし、少数キャリアの注入効率γは、（Ｎ型拡散層の
濃度は大きく、Ｐ型拡散層の濃度は小さい方が大きくな
るため）、Ｎ＋・Ｐ＋接合Ｊｌｌ Ｊ２よりも外周部の
Ｎ＋・Ｐ−接合の方が大きいため、以下に揚げる理由に
より従来のトリガダイオードはブレークオーバ電流工、
。が大きいといった欠点を有していた。
濃度は大きく、Ｐ型拡散層の濃度は小さい方が大きくな
るため）、Ｎ＋・Ｐ＋接合Ｊｌｌ Ｊ２よりも外周部の
Ｎ＋・Ｐ−接合の方が大きいため、以下に揚げる理由に
より従来のトリガダイオードはブレークオーバ電流工、
。が大きいといった欠点を有していた。
１）注入効率を左右するＮ＋・Ｐ−接合端は表面に存在
しており、特に酸化膜８直下の接合部は表面準位の影響
を受けやすく、注入効率が低下する。
しており、特に酸化膜８直下の接合部は表面準位の影響
を受けやすく、注入効率が低下する。
２） Ｎ＋・Ｐ−接合から注入された少数キャリアは
、ブレークダウンしているＮ＋・Ｐ＋接合ミＪ２へ到達
するのに、周辺部を回り込むため、径路が長くなり途中
でトラップされる確率が高い 〔課題を解決するための手段〕 上記課題に対し本発明では、Ｐ−型基板の一面側および
他面側に、Ｎ＋型・Ｐ−接合とＮ＋・Ｐ＋接合の少数キ
ャリア注入効率の違う二つの接合を平面的位置を違えて
それぞれに形成し、かつ互いの反対の面側のＮ＋・Ｐ−
接合とＮ＋・Ｐ＋接合とを相対させた関係をもたせてい
る。従って、−面側のＮ＋・Ｐ−接合で注入効率よくＰ
−基板に注入された少数キャリアは、相対する他面側の
Ｎ＋・Ｐ＋接合へ途中トラップされること少く直線的に
進入し、ブレークダウンの工６゜を少くしている。
、ブレークダウンしているＮ＋・Ｐ＋接合ミＪ２へ到達
するのに、周辺部を回り込むため、径路が長くなり途中
でトラップされる確率が高い 〔課題を解決するための手段〕 上記課題に対し本発明では、Ｐ−型基板の一面側および
他面側に、Ｎ＋型・Ｐ−接合とＮ＋・Ｐ＋接合の少数キ
ャリア注入効率の違う二つの接合を平面的位置を違えて
それぞれに形成し、かつ互いの反対の面側のＮ＋・Ｐ−
接合とＮ＋・Ｐ＋接合とを相対させた関係をもたせてい
る。従って、−面側のＮ＋・Ｐ−接合で注入効率よくＰ
−基板に注入された少数キャリアは、相対する他面側の
Ｎ＋・Ｐ＋接合へ途中トラップされること少く直線的に
進入し、ブレークダウンの工６゜を少くしている。
つぎに本発明を実施例により説明する。
第１図（ｂ）と（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施例に係
るＰ−基板素体の一主面および他の主面の平面図、第１
図（ａ）は本発明の一実施例の断面図である。これらの
図において、基板濃度１×１０１１０１５Ｃ程度のＰ−
半導体基板１の両生面から、この基板と同じＰ型でＩ
Ｘ １０１６ａｍ−’程度の高い不純物濃度を有するＰ
＋第１拡散層２ａおよび２ｂが、基板の横方向で互いに
反対の片側に寄せて対向しないように部分的に形成され
ている。また、前記−面側の第１拡散層および一面側か
ら透視される他面側の第１拡散層の両方をカバーする面
積を有し、表面濃度が３ Ｘ １０２０ｃｍ−３程度の
Ｎ＋＋第２拡散層３ａが一面側から、また同様の第２拡
散層３ｂが他面側からそれぞれ第１拡散層２ａ、２ｂよ
り浅く形成されている。しかして、両面の酸化膜８にあ
けられた窓に露出する第２拡散層の露出面には９ａ、９
ｂの銀電極がそれぞれ設けられている。また、Ｐ−型基
板１は低濃度のため表面がＮ型へ反転するので、周辺に
表面濃度が５Ｘ１０”ａＩ］−３程度のＰ＋チャネルス
トッパ７がそれぞれ形成されている。このチャネルスト
ッパはダイシングの際の目合せとしても用いることがで
きる。
るＰ−基板素体の一主面および他の主面の平面図、第１
図（ａ）は本発明の一実施例の断面図である。これらの
図において、基板濃度１×１０１１０１５Ｃ程度のＰ−
半導体基板１の両生面から、この基板と同じＰ型でＩ
Ｘ １０１６ａｍ−’程度の高い不純物濃度を有するＰ
＋第１拡散層２ａおよび２ｂが、基板の横方向で互いに
反対の片側に寄せて対向しないように部分的に形成され
ている。また、前記−面側の第１拡散層および一面側か
ら透視される他面側の第１拡散層の両方をカバーする面
積を有し、表面濃度が３ Ｘ １０２０ｃｍ−３程度の
Ｎ＋＋第２拡散層３ａが一面側から、また同様の第２拡
散層３ｂが他面側からそれぞれ第１拡散層２ａ、２ｂよ
り浅く形成されている。しかして、両面の酸化膜８にあ
けられた窓に露出する第２拡散層の露出面には９ａ、９
ｂの銀電極がそれぞれ設けられている。また、Ｐ−型基
板１は低濃度のため表面がＮ型へ反転するので、周辺に
表面濃度が５Ｘ１０”ａＩ］−３程度のＰ＋チャネルス
トッパ７がそれぞれ形成されている。このチャネルスト
ッパはダイシングの際の目合せとしても用いることがで
きる。
第１図（ａ）において、銀電極９ａ側にマイナス、９ｂ
側にプラスを電圧を印加した場合、Ｐ＋層２ａとＮ＋層
３ａとの間の接合Ｊ１が順バイアスに、Ｐ＋層２ｂ、ｌ
！：Ｎ＋層３ｂとの間の接合Ｊ２が逆バイアスになる。
側にプラスを電圧を印加した場合、Ｐ＋層２ａとＮ＋層
３ａとの間の接合Ｊ１が順バイアスに、Ｐ＋層２ｂ、ｌ
！：Ｎ＋層３ｂとの間の接合Ｊ２が逆バイアスになる。
接合Ｊ、、Ｊ２の耐圧は約３０Ｖ、Ｐ−層１とＮ＋層３
ａとの間の接合Ｊ８、Ｐ−層１とＮ＋層３ｂとの間の接
合Ｊ４の耐圧がそれぞれ約８０Ｖであるため、約３０Ｖ
で接合Ｊ２がブレークダウンする。このとき少数キャリ
ア（電子）の注入は主として接合Ｊ３で行なわれる。接
合Ｊ３はブレークダウンしている接合Ｊ２と相対してい
るため、注入された電子の径路はＰ−型基板１の内部を
直進することができ、途中でトラップされる確率が小さ
く到達率が大きくなる。また、接合Ｊ、のほとんどの部
分は酸化膜８から離れているために表面準位の影響を受
は難く、注入効率の問題がない。
ａとの間の接合Ｊ８、Ｐ−層１とＮ＋層３ｂとの間の接
合Ｊ４の耐圧がそれぞれ約８０Ｖであるため、約３０Ｖ
で接合Ｊ２がブレークダウンする。このとき少数キャリ
ア（電子）の注入は主として接合Ｊ３で行なわれる。接
合Ｊ３はブレークダウンしている接合Ｊ２と相対してい
るため、注入された電子の径路はＰ−型基板１の内部を
直進することができ、途中でトラップされる確率が小さ
く到達率が大きくなる。また、接合Ｊ、のほとんどの部
分は酸化膜８から離れているために表面準位の影響を受
は難く、注入効率の問題がない。
第２図は本発明のもう一つの実施例である。図（ａ）は
断面図、図（ｂ）は図（ａ）の基板面を露出した状態の
一面側の平面図である。これらの図においてＰ−型基板
１．Ｎ＋型型数散層３ａ３ｂ、Ｐ＋型チャネルストッパ
７は第１の実施例と同様である。
断面図、図（ｂ）は図（ａ）の基板面を露出した状態の
一面側の平面図である。これらの図においてＰ−型基板
１．Ｎ＋型型数散層３ａ３ｂ、Ｐ＋型チャネルストッパ
７は第１の実施例と同様である。
但し、−面側のＰ＋第１拡散層４ａは基板１の中央部に
部分的に形成され、他面側のＰ＋第１拡散層４ｂは、他
面側から透視されるＰ＋第１拡散層４ａの外周を取り巻
いて環状に形成されている。
部分的に形成され、他面側のＰ＋第１拡散層４ｂは、他
面側から透視されるＰ＋第１拡散層４ａの外周を取り巻
いて環状に形成されている。
しかして、−面側のＰ＋層４ａとＮ＋層３ａとの間の接
合Ｊ１と他面側のＰ−層１とＮ＋層３ｂとの間の接合Ｊ
４は相対し、また−面側の接合Ｊ３と他面側の接合Ｊ２
とは相対するので、ここでも、第一の実施例と同様、注
入された少数キャリアの径路はＰ−型基板１中を直進す
ることができる。
合Ｊ１と他面側のＰ−層１とＮ＋層３ｂとの間の接合Ｊ
４は相対し、また−面側の接合Ｊ３と他面側の接合Ｊ２
とは相対するので、ここでも、第一の実施例と同様、注
入された少数キャリアの径路はＰ−型基板１中を直進す
ることができる。
以上説明した様に、本発明によるトリガダイオードは、
−導電型を有する半導体基板の両生面より半導体基板と
同一導電型でかつ半導体基板より高い不純物濃度を有す
る第一拡散層と、第一拡散層上に、第一拡散層を含み、
より大きな面積で形成された第一拡散層と反対の導電型
を有する第二拡散層を有し、更に第二拡散層と第一拡散
層との接合部と相対する接合部が、第二拡散層と半導体
基板との接合部である構造にすることにより、少数キャ
リアの注入効率の低下を防ぎ、更に半導体基板中を少数
キャリアが直進することができるため、途中でトラップ
される確率が小さく到達率を高くすることができ、ブレ
ークオーバ電流■、。
−導電型を有する半導体基板の両生面より半導体基板と
同一導電型でかつ半導体基板より高い不純物濃度を有す
る第一拡散層と、第一拡散層上に、第一拡散層を含み、
より大きな面積で形成された第一拡散層と反対の導電型
を有する第二拡散層を有し、更に第二拡散層と第一拡散
層との接合部と相対する接合部が、第二拡散層と半導体
基板との接合部である構造にすることにより、少数キャ
リアの注入効率の低下を防ぎ、更に半導体基板中を少数
キャリアが直進することができるため、途中でトラップ
される確率が小さく到達率を高くすることができ、ブレ
ークオーバ電流■、。
の小さい負性抵抗特性の優れたトリガダイオードを得る
ことができる。
ことができる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の断面図、同図（ｂ）
、 （ｃ）はそれぞれ同図（ａ）の半導体基板の一面側
（上面）および他面側（下面）を露出した状態の平面図
、第２図（ａ）は本発明の第２実施例の断面図、同図（
ｂ）は同図（ａ）の半導体基板素体の一面側の平面図、
第３図（ａ）、 （ｂ）は従来のトリガダイオードの断
面図および基板上面側の平面図、第４図は従来のトリガ
ダイオードの負性抵抗特性曲線図である。 １・・・・・・Ｐ−半導体基板、２ａ、２ｂ、４ａ、４
ｂ−・・・Ｐ＋第１拡散層、３ａ、３ｂ・・・・・・Ｎ
＋＋２拡散層、７・・・・・・Ｐ＋チャネルストッパ、
８・・・・・・酸化膜、９ａ、９ｂ・・・・・・銀電極
。
、 （ｃ）はそれぞれ同図（ａ）の半導体基板の一面側
（上面）および他面側（下面）を露出した状態の平面図
、第２図（ａ）は本発明の第２実施例の断面図、同図（
ｂ）は同図（ａ）の半導体基板素体の一面側の平面図、
第３図（ａ）、 （ｂ）は従来のトリガダイオードの断
面図および基板上面側の平面図、第４図は従来のトリガ
ダイオードの負性抵抗特性曲線図である。 １・・・・・・Ｐ−半導体基板、２ａ、２ｂ、４ａ、４
ｂ−・・・Ｐ＋第１拡散層、３ａ、３ｂ・・・・・・Ｎ
＋＋２拡散層、７・・・・・・Ｐ＋チャネルストッパ、
８・・・・・・酸化膜、９ａ、９ｂ・・・・・・銀電極
。
Claims (1)
- ＰまたはＮの一導電型の半導体基板の両主面からの不
純物拡散により形成された前記基板より高い不純物濃度
を有し、さらにその拡散層底面が互いに相対しない食い
違いの関係にある一面側および他面側の一導電型の第１
拡散層と、前記基板の一面側および他面側からの不純物
拡散により形成された前記第１拡散層をそれぞれに直接
および見通しにより含み、かつ第１拡散層より浅い位置
にＮ・Ｐ接合面を形成する反対導電型の第２の拡散層と
、前記第２拡散層の露出表面にそれぞれ形成された金属
電極とを有することを特徴とするトリガダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4609390A JPH03248468A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | トリガダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4609390A JPH03248468A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | トリガダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248468A true JPH03248468A (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=12737376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4609390A Pending JPH03248468A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | トリガダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03248468A (ja) |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP4609390A patent/JPH03248468A/ja active Pending
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