JPH0750423A - ソフトリカバリダイオード - Google Patents
ソフトリカバリダイオードInfo
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- JPH0750423A JPH0750423A JP21525293A JP21525293A JPH0750423A JP H0750423 A JPH0750423 A JP H0750423A JP 21525293 A JP21525293 A JP 21525293A JP 21525293 A JP21525293 A JP 21525293A JP H0750423 A JPH0750423 A JP H0750423A
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Abstract
ドを製造する。 【構成】 高い濃度のN型不純物を有するN++型半導体
基板1と、これよりも少ない濃度のN型不純物を有して
いるN- 型半導体層2とが設けられている。N-型半導
体層2は、相対向する2つの主表面を有し、その一方の
主表面がN++型半導体基板1の一面に接しており、N-
型半導体層における他方の主表面側から、その内部に、
P型不純物を有するP+ 型半導体層3が設けられてい
る。このP+型半導体層3を囲んだ状態に、他方の主表
面側からN- 型半導体層2内にN+ 型半導体層5が設け
られている。
Description
にインバータ回路のトランジスタ、MOSFET、IG
BT等の制御素子に並列に接続されたり、直流を交流に
変換した後の整流用に用いるソフトリカバリダイオード
に関する。
例えば図4に示すような構成のものがある。非常に高濃
度のN型不純物を有するN++型の半導体基板21の一方
の面上に、N- 半導体層22が形成されている。このN
- 半導体層22は、相対向する2つの主表面を有し、そ
の一方の主表面が半導体基板21の一方の面に接触して
いる。このN- 半導体層22は、例えば低濃度のN型の
不純物であるリンをエピタキシャル成長させることによ
って形成されている。
21と接していない主表面側には、高濃度のP型不純物
を有するP+ 半導体層23と、このP+ 半導体層23を
包囲するようにガードリング層24が形成されている。
このガードリング層24は、耐圧特性を改善するために
設けられており、P+ 半導体層23と同様にP+ 半導体
層から構成されている。これらP+ 半導体層23とガー
ドリング層24は、ボロン等のP型不純物を選択拡散ま
たはイオン注入することによって形成されている。
極、28は保護用ガラス、29はカソード端子、30は
アノード端子である。
は、アノード端子30に正の電位、カソード端子29に
負の電位を印加すると、P+ 半導体層23から正孔がカ
ソード電極26に向かい、N++型の半導体基板21から
電子がアノード電極30に向かい、その結果、電流が流
れる。
位、カソード端子29に正の電位を印加すると、P+ 半
導体層23とN- 半導体層22との接合部から空乏層が
カソード電極26側に広がり、同図に破線31で示すよ
うにN++型の半導体基板21に達すると、横方向に広が
って行く。このとき、バルク内の縦方向の電界強度が大
きくなって降伏し、スイッチングする。従って、このよ
うなソフトリカバリダイオードを、インバータ回路の制
御素子に並列に接続するダイオードとして使用した場
合、振動した出力が生じる。
に示すようなものがある。これは、N++型の半導体基板
21とN- 半導体層22との間に、N- 半導体層22よ
りも不純物濃度が高いN+ 半導体層32を形成したもの
である。このN+ 半導体層32は、N++型の半導体基板
21上にN+ のリンをエピタキシャル成長させて形成し
たものである。他の構成は、図4のソフトリカバリダイ
オードと同一である。
ノード端子30に正の電位を、カソード端子29に負の
電位を印加した後、逆にアノード端子30に負の電位
を、カソード端子29に正の電位を印加すると、P+ 半
導体層23とN- 半導体層22との接合部から空乏層が
縦方向に広がり、N+ 半導体層32内にも微小長さだけ
広がるが、横方向への広がりが或る程度制限される。そ
して、空乏層の広がりの近傍には、まだ少数キャリアが
蓄積している。この蓄積しているキャリアが再結合によ
り徐々に吸収されることによって、ソフトリカバリ特性
が生じる。
ソフトリカバリダイオードでは、N+ 半導体層32の厚
みと濃度を厳密に管理する必要があり、しかも、N+ 半
導体層32もN- 半導体層22と同様にエピタキシャル
成長によって形成しなければならず、そのため製造が面
倒である上に、高価になるという問題点があった。本発
明は、製造が容易でかつ安価なソフトリカバリダイオー
ドを提供することを目的とする。
めに、本発明では、高い濃度のN型不純物を有するN型
半導体基板と、上記基板よりも少ない濃度のN型不純物
を有している第1のN型半導体層とが設けられている。
第1のN型半導体層は、相対向する2つの主表面を有
し、その一方の主表面が上記N型半導体基板の一面に接
しており、この第1のN型半導体層における他方の主表
面側から第1のN型半導体層内に、P型不純物を有する
P型半導体層が設けられている。このP型半導体層を囲
んだ状態に上記他方の主表面側から第1のN型半導体層
内に第2のN型半導体層が設けられている。この第2の
N型半導体層は、第1のN型半導体層よりも多くのN型
不純物を有している。
型半導体基板に負の電位を印加した後、逆にP型半導体
層に負の電位、N型半導体基板に正の電位を印加する
と、P型半導体層と第1のN型半導体層の接合部から空
乏層が縦方向に広がり、N型半導体基板と第1のN型半
導体層の接合部まで広がり、その後に横方向に広がって
いく。この横方向の広がりは、第2のN型半導体層によ
って押さえられ、これ以上広がることはない。このた
め、第1のN型半導体層における空乏層とN型半導体基
板との間に少数キャリアが多数残存し、この少数キャリ
アを引き抜く時間が長くなり、ソフトリカバリ特性が生
じる。
高濃度のN型不純物を有するN++型の半導体基板1が設
けられている。このN++型半導体基板1の一方の面に
は、カソード電極6が形成されている。このカソード電
極6は、カソード端子9に接続されている。
- 型半導体層2が形成されている。このN- 型半導体層
2は、低濃度のN型不純物、例えばリンを有するもの
で、相対向する2つの主表面を有し、その一方の主表面
が、N++型半導体基板1の他方の面に接している。この
N- 型半導体層2は、例えばN++型半導体基板1の他方
の面から、低濃度のリンをエピタキシャル成長させるこ
とによって形成される。
らN- 型半導体層2内に位置するように、P+ 型半導体
層3が形成されている。また、このP+ 型半導体層3を
完全に包囲するように、環状のP+ 型のガードリング層
4が形成されている。これらP+ 型半導体層3及びガー
ドリング層4は、N- 型半導体層2の他方の面側から例
えばボロンのようなP型不純物を高濃度に選択拡散また
はイオン注入することによって形成されている。
れを包囲するように環状にN+ 型半導体層5が形成され
ている。この半導体層5は、N+ 型であるので、N- 型
半導体層2よりも不純物濃度が高い。このN+ 型半導体
層5は、例えばリン等のN型不純物をN- 型半導体層2
の他方の面から選択拡散またはイオン注入することによ
って形成されている。
+ 型半導体層3の周囲を包囲するように保護用ガラス8
が形成されており、さらにP+ 型半導体3の上面には、
アノード電極7が形成され、このアノード電極7はアノ
ード端子10に接続されている。
オードでは、アノード端子10に正の電位を、カソード
端子9に負の電位を印加すると、アノード端子10から
カソード端子9に電流が流れる。その後に、アノード端
子10に負の電位を、カソード端子9に正の電位を印加
すると、N- 半導体層2とP+ 半導体層3との接合部か
ら、図1に破線で示すように下方に向かって空乏層11
が広がり、N++型半導体基板1にまで達する。そして、
空乏層11は横方向に広がっていき、P+ 型半導体層4
を越えて、N+ 型半導体層5に達し、このN+ 型半導体
層5を越えて、空乏層11が横方向に広がることはな
い。
が生じるので、このように空乏層11の横方向への広が
りが阻止され、このソフトリカバリダイオードは、図2
に符号イで示すような電圧−電流特性となり、同図に符
号ロで示す通常のダイオードの電圧−電流特性との比較
から明らかなように、降伏の生じる逆電圧が小さくな
る。
を阻止したことにより、空乏層11が形成されていない
半導体層2の領域2aに、多数の少数キャリア12が残
存する。これら多数の少数キャリア12が、再結合によ
り引き抜かれるが、それには多くの時間が必要になり、
ソフトリカバリ特性を生じる。
けたが、降伏電圧を通常のダイオードにおいて生じる降
伏電圧よりも小さくして、少数キャリアが残存するよう
にすればよいので、ガードリング層4は必ずしも必要で
はなく、場合によっては除去することもできる。また、
N+ 半導体層5を、P+ 半導体層3を完全に取り巻く環
状に構成したが、図3に示すように一部に開口部13を
有するN+ 半導体層5aを設けてもよい。また、上記の
実施例では、N++型半導体の一方の面上にN-型半導体
層をエピタキシャル成長させたが、N- 型半導体の一方
の面上に高濃度のN型不純物を拡散し、N++型半導体層
を形成したものを使用してもよい。
型半導体層における一主表面側に設けたP型半導体層を
囲んだ状態に、第1のN型半導体層よりも多くのN型不
純物を有する第2のN型半導体層を形成することによっ
て、ソフトリカバリ特性を得ている。従って、第2のN
型半導体層の形成場所は、通常のダイオードにおける降
伏電圧よりも小さな降伏電圧となる場所とすればよいの
で、厳密に形成位置を管理する必要がなく、しかもエピ
タキシャル成長でなく、選択拡散やイオン注入等により
形成することができるので、高価なエピタキシャル成長
装置を使用する必要がなく、製造が容易である上にコス
トを低減させることができる。
施例の縦断面図である。
性図である。
る。
面図である。
断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 高い濃度のN型不純物を有するN型半導
体基板と、相対向する2つの主表面を有しその一方の主
表面が上記N型半導体基板の一面に接した状態に形成さ
れ上記基板よりも少ない濃度のN型不純物を有する第1
のN型半導体層と、この第1のN型半導体層における他
方の主表面側から第1のN型半導体層内に設けられP型
不純物を有するP型半導体層と、このP型半導体層を囲
んだ状態に上記他方の主表面側から第1のN型半導体層
内に設けられ第1のN型半導体層よりも多くのN型不純
物を有する第2のN型半導体層とを、具備するソフトリ
カバリダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21525293A JP2907693B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | ソフトリカバリダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21525293A JP2907693B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | ソフトリカバリダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750423A true JPH0750423A (ja) | 1995-02-21 |
| JP2907693B2 JP2907693B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=16669244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21525293A Expired - Fee Related JP2907693B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | ソフトリカバリダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907693B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101378094B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2014-03-27 | 주식회사 케이이씨 | 고속 회복 다이오드 |
| JP2016001671A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21525293A patent/JP2907693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101378094B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2014-03-27 | 주식회사 케이이씨 | 고속 회복 다이오드 |
| JP2016001671A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2907693B2 (ja) | 1999-06-21 |
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|---|---|---|---|
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