JPH04206780A - 半導体装置 - Google Patents

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〕 本発明はプレーナ型ＰＮ接合ダイオードを含む半導体装
置に関し、特に動作抵抗の低い定電圧ダイオードに関す
る。

〔従来の技術〕

従来のこの種の半導体装置の一例を第５図（ａ）の断面
図に示す。同図のように、Ｎ型半導体基板１の表面に設
けた酸化膜２に選択的に窓をあけ、この窓を通してＰ型
不純物を導入してガードリングとしてＰ型頭域３Ｂを形
成する。また、Ｎ型半導体基板１に改めて酸化膜を形成
した後、前記Ｐ型頭域３Ｂで囲まれる領域に高濃度のＰ
型不純物を導入して所要の降伏電圧のＰ″領域４Ｂを形
成する。そして、酸化膜２の窓を通してアノード電極５
を形成し、また半導体基板１の裏面にカソード電極６を
形成している。

このように構成される半導体装置は、アノード電極５と
カソード電極６をリード等を介して外部回路に接続し、
かつ所定の封止が行われる。

また、従来の双方向定電圧ダイオードは第６図に示す構
成であり、第５図（ａ）に相当する部分には同一符号を
付しである。なお、５は表面電極、６は裏面電極である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような構成の半導体装置では、アノード電極５とカ
ソード電極６との間に逆方向に電圧を印加していくと、
第５図（ｂ）のようにＰＮ接合面に空乏層７Ｂが広がり
、Ａ部分で降伏がおき、電流が流れる。この場合、Ｎ型
半導体基板１に比べて空乏層７Ｂの抵抗率が大きいため
、Ｂ部分に電流が集中する。そのため、！区間の抵抗骨
が大きくなり、動作抵抗が大きくなるといった特性上の
問題があった。特に低ノイズタイプの定電圧ダイオード
は、図中のＳが非常に小さいので、影響が大きくなる。

このことは、第６図の双方向定電圧ダイオードについて
も同様である。

本発明の目的は、動作抵抗を低減した半導体装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、一導電型の半導体層の表面に、
逆導電型の第１の領域を形成してＰＮ接合を構成すると
ともに、この第１の領域内にこれよりも不純物濃度の高
い逆導電型の第２の領域を形成している。

この場合、第２の領域は、第１の領域を貫通して一導電
型の半導体層にまで到達させる。

〔作用〕

本発明によれば、第１の領域および第２の領域と半導体
基板との間に形成される空乏層の区間が狭くなり、かつ
電流の集中領域が狭くなって、動作抵抗を低減する。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１実施例の断面図である。図
において、Ｎ型半導体基板１上の酸化膜２に選択的に窓
を開け、この窓を通してＮ型半導体基板１の表面からＰ
型不純物を導入し、目的とする降伏電圧より高い降伏電
圧になるようなＰＮ接合を構成する第１のＰ　Ｓｉ域３
を形成する。

その後、改めて酸化膜２を形成し、前記第１のＰ　９１
域３の中央部分に窓をあけ、この窓を通して第１のＰ領
域３に高濃度のＰ型不純物を導入し、主接合として目的
とする降伏電圧のＰ”　−Ｎ接合を構成する第２のＰ　
Ｓｉ域、すなわちＰ゛領域４を形成する。このとき、Ｐ
″領域４は第１のＰ領域３を貫通してＮ型半導体の領域
に達するように形成するが、その深さは第１のＰ領域３
よりも僅かに深い程度に構成している。

その上で、前記窓を通してＰ″領域４に接触されるアノ
ード電極５を形成し、またＮ型半導体基板１の裏面にカ
ソード電極６を形成し、ダイオードを完成している。

この構成のダイオードによれば、逆方向に電圧を印加し
ていくと、第１図（ｂ）のように空乏層７が広がり、Ａ
部分で降伏がおき、電流が流れる。

このとき、空乏層７の抵抗率が大きいため、Ｂ部分に電
流が集中する。しかしながら、この構成では、Ｐ′″領
域４の深さを第１のＰ領域３の深さよりも僅かに深（形
成しているため、従来の構成に比較して！区間を短くす
ることができ、この！区間が短くなった分だけ、動作抵
抗を小さくすることが可能となる。

第２図（ａ）は本発明の第２実施例の断面図であり、前
記実施例に対応する部分には同一符号を付しである。こ
の実施例では、Ｐ＋領域４Ａの深さをＰ領域３の深さよ
りも僅かに浅く形成し、Ｐ゛−Ｐ−Ｎ接合を構成してい
る。

この構成によれば、アノード電極５とカソード電極６間
に逆方向の電圧を印加していくと、第２図（ｂ）のよう
に空乏層７Ａが広がり、Ｃ部分で降伏がおき、電流が流
れる。この場合においても、従来のペレットと比べて！
区間が短くなり、動作抵抗が小さくなる。ただし、Ｐ″
領域４Ａの深さは、Ｐ″領域４Ａの空乏層がＰ　？ＴＩ
域３の空乏層の区間（Ｌの区間）内に存在するように設
定することが肝要である。

なお、このように形成された半導体装置のペレットは、
例えば、第３図のようにガラス管１１の中に入れ、両側
からスラグリード１２ａ、１２ｂを当て、加熱によって
ガラス管を溶融して気密封止を行うことでＤＨＤ型のダ
イオードが構成される。

本発明のダイオードを、主接合サイズが４０枚φ程度の
ペレットに適用すれば、動作抵抗を２〜３割低減するこ
とができる。

第４図は本発明を双方向定電圧ダイオードに適用した第
３実施例の断面図である。

この実施例では、Ｎ型半導体基板１の表裏両面に設けた
酸化膜２ａ、２ｂに窓をあけ、この窓を利用して目的と
する降伏電圧より高い降伏電圧になるようなｐ　８５域
３ａ、３ｂを形成する。同様にして、酸化膜に窓をあけ
た後、前記Ｐ領域３ａ。

３ｂ内に主接合のＰ″領域４ａ、４ｂを形成する。

その上で各面に電極５．６を形成して半導体装置のベレ
ットを形成する。

この構成によれば、前記各実施例と同様の効果が得られ
るとともに、第６図に示した従来の双方向定電圧ダイオ
ードに比較して、（，１，＋１２）“　分だけベレット
サイズを小さくできるという効果も得られる。因に、ベ
レットサイズ０．４０ｍｍ１１程度のベレットに本実施
例を適用すると、ベレットサイズを２０％程度縮小する
ことができる。

本発明はＰ型半導体基板にＮ型の第１および第２の領域
を形成するダイオードにおいても同様に適用することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、一導電型の半導体層に逆
導電型の第１の領域を形成し、この第１の領域内に不純
物濃度の高い逆導電型の第２の領域を形成しているので
、これら第１および第２の領域と半導体基板との間に形
成される空乏層の区間が狭くなり、かつ電流集中範囲が
狭くなり、動作抵抗を低減することができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１実施例の断面図、同図（ｂ
）はその逆バイアス時の空乏層状態を示す図、第２図（
ａ）は本発明の第２実施例の断面図、同図（ｂ）はその
逆バイアス時の空乏層状態を示す図、第３図は第１実施
例のパッケージ構造を示す断面図、第４図は本発明の第
３実施例の断面図、第５図（ａ）は従来のダイオードの
断面図、同図（ｂ）は逆バイアス時の空乏層状態を示す
図、第６図は従来の双方向定電圧ダイオードの断面図で
ある。 １・・・Ｎ型半導体基板、２．２ａ、２ｂ・・・酸化膜
、３．３Ａ、３Ｂ・・・Ｐ領域（第１の領域）、４．４
Ａ、４Ｂ・・・Ｐ＋頭域（第２の領域）、５・・・アノ
ード電極（表面電極）、６・・・カソード電極（裏面電
極）。 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一導電型の半導体層の表面に、逆導電型の第１の領
   域を形成してＰＮ接合を構成するとともに、この第１の
   領域内にこれよりも不純物濃度の高い逆導電型の第２の
   領域を形成したことを特徴とする半導体装置。 ２、第２の領域は、第１の領域を貫通して一導電型の半
   導体層にまで達してなる特許請求の範囲第１項記載の半
   導体装置。