JPH0484466A - ダイオード - 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〕 本発明はダイオードに関し、詳しくは逆バイアスにより
形成される空乏層で電流制御する静電誘導型ダイオード
に関する。

〔従来の技術〕

一般的なダイオードはＰＮ接合からなる構造を有し、そ
の基本構造を第７図に示し説明する。

このダイオードは、Ｎ型基板（１）の−面側にＰ型不純
物を選択的に拡散してＰ層（２）を形成し、基板（１）
上に絶縁膜（３）を被着形成した上でＰ層（２）と対応
する部位を窓明けし、その窓明は部分にアノード電極（
４）を形成し、上記基板（１）の他面側にカソード電極
（５）を形成したものである。

上記ダイオードは、第８図に示すような電圧−電流特性
を有し、アノード電極（４）を負極側に、カソード電極
（５）を正極側にして電圧を印加することにより逆バイ
アス状態となってＰ層（２）から基板（１）中に拡がる
空乏層によってダイオードがカットオフ状態となる。逆
に、アノード電極（４）を正極側にカソード電極（５）
を負極側にして電圧を印加することにより順バイアス状
態となってＰＮ接合間に電流が流れてダイオードがＯＮ
状態となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したＰＮ接合からなる従来のダイオード
では、第８図の電圧−電流特性から明らかなように逆バ
イアス状態から徐々に電圧を上げて順バイアス状態に移
行する際に、電圧が００時点から０．６〜０．７ｖの電
圧Ｖ、までダイオードがＯＮせず電流が流れない現象が
ある。このようにダイオードの順方向特性において立上
がり応答性が悪く、ダイオードの効率が大幅に低下する
という問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので
、その目的とするところは、簡単な構造により順方向特
性での立上がり応答性及び効率を改善し得るダイオード
を探偵することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における上記目的を達成するための技術的手段は
、一導電型低濃度基板中に他導電型埋込み層を格子状に
形成し、この埋込み層に基板の一面側に形成された一導
電型高濃度層を電気的に結合させてアノードとすると共
に、基板の他面側に形成された一導電型高濃度層をカソ
ードとしたことである。

〔作用〕 本発明に係るダイオードでは、逆バイアスにより格子状
の各埋込み層間に形成される空乏層の拡がり状態を制御
することで、その空乏層が介在するアノードとカソード
の一導電型高濃度層間に流れる電流を制御し、順方向特
性での立上がり応答性の向上を図る。

〔実施例〕

本発明に係るダイオードの実施例を第１図乃至第６図を
参照しながら説明する。

第１図に示す実施例はメ号構造のダイオードで、同図に
おいて、（１１）ば一導電型低濃度であるＮ−型基板、
（１２）　　（１２）−はＮ−型基板（１１）中に格子
状に形成した他導電型であるＰ＋型の埋込み層、（１３
）　　（１３）は埋込み層（１２）　　（１２）−の最
外側でＮ−型基板（１１）のメサ部（１４）　　（１４
）にあるＰ＋層　（１５）　　（１５）と隣接させて形
成したＮ＋層、（１６）　　（１６）は上記Ｐ＋層（１
５）　　（１５）とＮ＋層（１３）　　（１３）上に形
成された接続電極、（１７）はＮ−型基板（１１）の−
面側に形成した一導電型高濃度であるＮ”ｆｆＡで、こ
れをアノードとしてその表面にアノード電極（１８）を
形成する。

このＮ＋層（１７）は、メサ部（１４）のＮ”　！　（
１３）、接続電極（１６）及びＰ＋層（１５）を介して
埋込み層（１２）　　（１２）−−−−一と電気的に結
合する。（１９）はＮ−型基板（１１）の他面側に形成
した一導電型高濃度であるＮ＋層で、これをカソードと
してその表面にカソード電極（２０）を形成する。

このダイオードでは、アノード電極（１８）を負極側に
、カソード電極（２０）を正極側にして逆バイアス電圧
を印加すると、第２図（ａ）に示すように格子状の埋込
み層（１２）　　（１２）−の周囲に空乏層（２１）が
形成される。上記逆バイアス電圧が小さいと、空乏層（
２１）の拡がりが大きくて各埋込み層（１２）　　（１
２Ｌ−間に空乏層（２１）が存在するため、これにより
アノードとカソードのＮ＋層（１７）と（１９）が分断
されてアノード電極（工８）とカソード電極（２０）間
には電流が流れず、第３図の電圧−電流特性に示すよう
にダイオードがカットオフ状態となる。上記逆バイアス
電圧を徐々に小さくすると、空乏層（２１）の拡がりが
小さくなり、第２図（ｂ）に示すように各埋込み層（１
２）（１２）　−間で空乏層（２１）の切れ間（２２）
が発生した時点、即ち、逆バイアス電圧がＯとなる時点
で、アノードとカソードのＮ＋層（１７）と（１９）間
が空乏層（２１）の切れ間（２２）を介してつながり、
アノード電極（１８）とカソード電極（２０）間に電流
が流れる。以後、順バイアス電圧を上げると、各埋込み
層（１２）　　（１２１−間の拡がりが更に小さくなっ
て切れ間（２２）が大きくなり、アノードとカソードの
Ｎ＋層（１７）　　（１９）間に流れる電流が増加する
。これにより第３図の電圧−電流特性に示すように順バ
イアス電圧が０■からダイオードが速やかにＯＮＬで電
流が流れる。ここで、空乏層（２１）の切れ間（２２）
が発生する電圧がＯＶとなるように埋込み層（１２）　
　（１２）・・・の濃度や寸法形状などが適宜設定され
る。このように逆バイアスにより格子状の各埋込み層（
１２）　　（１２）間に形成される空乏層（２１）の拡
がり状態を制御する静電誘導型ダイオードでは、順方向
特性での立上がり応答性が良好となる。尚、上述し７た
順バイアス電圧を更に大きくすれば、埋込み層（１２）
とＮ″′型基板（１１）とのＰＮ接合間で電流が流れる
ことになる。

また、上記ダイオードでは埋込み！　（１２）に電流を
流しすぎると、少数キャリアが蓄積されることによりＯ
ＦＦ時の切れが悪くなる虞がある場合には、第４図に示
すようにＮ−型基板（１１）のメサ部（１４）　　（１
４）にＰ＋層（１５）　　（１５）から離隔させてＮ＋
層（１３）　　（１３）を形成し、そのＰ＋層（１５）
　　（１５）とＮ＋層（１３）　　（１３）とを電気的
に結合させる接続電極（１６°）　　（１６’　）に抵
抗成分を持たせるような構造にすればよい。

また、この静電誘導型ダイオードでは、第５図に示すよ
うにアノードのＮ＋層（Ｉ７）と埋込み層（１２）　　
（１２Ｌ−−−とを電気的に結合させるＮ＋層（１３’
　）　　（１３”）をＮ−型基板（１１）の端面に形成
した構造とすることも可能である。

更に、上記ダイオードはメサ構造に限らず、第６図に示
すようにプレーナ構造とすることも可能であり、この場
合、アノードのＮ＋層（１７）と埋込み層（１２）　　
（１２Ｌ−とを電気的に結合させる埋込み層（１２）　
　（１２：ｌ−の最外側のＰ＋層（１５’　）（１５’
　）をアノードのＮ＋層（１７）に延在させて形成する
ことが好ましい。

尚、上述した各実施例ではＮ−型基板について説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、Ｐ−型基板に
ついても適用可能であるのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、逆バイアスにより格子状の各埋込み層
間に形成される空乏層の拡がり状態を制御することで、
空乏層が介在するアノードとカソードの一導電型高濃度
層間に流れる電流を制御する静電誘導型ダイオードとし
たことにより、順方向特性での立上がり応答性が良好と
なり、ダイオードの効率が大＠に向上してその実用的価
値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の詳細な説明するためのもの
で、第１図はメサ構造のダイオードを示す断面図、第２
図（ａ）（ｂ）は第１図のダイオードでの逆バイアス状
態を示す各断面図、第３図は第１図のダイオードの電圧
−電流特性を示す波形図、第４図は第１図の変形例を示
す断面図、第５図は第４図の他の実施例を示す断面図、
第６図はブレーナ型のダイオードを示す断面図である。 第７図はダイオードの従来例を示す断面図、第８図は！
＠７図のダイオードの電圧−電流特性を示す波形図であ
る。 （１１）−・・一導電型低濃度基板、 （１２）　−他導電型埋込み層、 （１７）　−一一一導電型高濃度層（アノード）、（１
９）　−・一導電型高濃度層（カソード）。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一導電型低濃度基板中に他導電型埋込み層を格子
   状に形成し、この埋込み層に基板の一面側に形成された
   一導電型高濃度層を電気的に結合させてアノードとする
   と共に、基板の他面側に形成された一導電型高濃度層を
   カソードとしたことを特徴とするダイオード。