JPS6328346B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6328346B2 JPS6328346B2 JP55120493A JP12049380A JPS6328346B2 JP S6328346 B2 JPS6328346 B2 JP S6328346B2 JP 55120493 A JP55120493 A JP 55120493A JP 12049380 A JP12049380 A JP 12049380A JP S6328346 B2 JPS6328346 B2 JP S6328346B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- low resistance
- resistance
- quasi
- resistance layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
- H10D8/50—PIN diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
- H10D62/104—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices having particular shapes of the bodies at or near reverse-biased junctions, e.g. having bevels or moats
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
- H10D8/422—PN diodes having the PN junctions in mesas
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、表面の安定性を向上させた高耐圧
ダイオードに関するものである。
ダイオードに関するものである。
従来より、各種応用装置の小型軽量化や高性能
化、また高電圧化に伴つて、ダイオードの高耐圧
化が推進されて来た。
化、また高電圧化に伴つて、ダイオードの高耐圧
化が推進されて来た。
第１図ａはこの種のpn接合型ダイオードの一
例を示す断面図である。同図において、ｎ型高抵
抗のベース層１１とｐ型低抵抗のエミツタ層１２
とによつてpn接合が形成されている。該エミツ
タ層１２は電極１３とオーミツク接触しており、
また該ベース層１１はｎ型低抵抗層１４を介して
電極１５にオーミツク接触している。耐圧を上げ
るために全体がメサ形に形成されている。また斜
線部は、最大電圧を印加した場合の空乏層の広が
りを示し、その時の表面電界の様子を第１図ｂに
示す。電界強度がEmaxを起えるとアバランシエ
降服現象を生ずる。
例を示す断面図である。同図において、ｎ型高抵
抗のベース層１１とｐ型低抵抗のエミツタ層１２
とによつてpn接合が形成されている。該エミツ
タ層１２は電極１３とオーミツク接触しており、
また該ベース層１１はｎ型低抵抗層１４を介して
電極１５にオーミツク接触している。耐圧を上げ
るために全体がメサ形に形成されている。また斜
線部は、最大電圧を印加した場合の空乏層の広が
りを示し、その時の表面電界の様子を第１図ｂに
示す。電界強度がEmaxを起えるとアバランシエ
降服現象を生ずる。
このような通常のpn接合型ダイオードにおい
て高耐圧を得るためには、ベース層の厚みを大き
くすることが必要である。しかしそうした場合、
順電圧降下が増加して電流容量が低下するなどの
不都合を生じる。
て高耐圧を得るためには、ベース層の厚みを大き
くすることが必要である。しかしそうした場合、
順電圧降下が増加して電流容量が低下するなどの
不都合を生じる。
上述した欠点を改良するために近年は、第２図
ａに示すようなpin接合型のダイオードが広く用
いられるようになつて来ている。これは、ベース
層２１の比抵抗を第１のベース層１１のそれより
も高くし、n+型低抵抗層２４によつて空乏層の
延びを阻止することで、第１図ａに比べて薄いベ
ース層で同等の耐圧を得ることができる。
ａに示すようなpin接合型のダイオードが広く用
いられるようになつて来ている。これは、ベース
層２１の比抵抗を第１のベース層１１のそれより
も高くし、n+型低抵抗層２４によつて空乏層の
延びを阻止することで、第１図ａに比べて薄いベ
ース層で同等の耐圧を得ることができる。
このようにpin接合を用いた場合には、ベース
層の厚みを小さくすることができるために、高耐
圧化に伴う順電圧降下の増加を防止することがで
きる利点がある。しかし、第２図ｂに示されるよ
うにベース層２１とn+型低抵抗層２４とによつ
て形成される、いわゆるn-n+接合での電界強度
E1が高くなる。この電界がW1という極めて狭い
範囲に加わる結果、表面に付着したイオン性の物
質等が動き易くなり、長期的な耐圧の安定性が損
われ、耐圧劣化等が生じる。
層の厚みを小さくすることができるために、高耐
圧化に伴う順電圧降下の増加を防止することがで
きる利点がある。しかし、第２図ｂに示されるよ
うにベース層２１とn+型低抵抗層２４とによつ
て形成される、いわゆるn-n+接合での電界強度
E1が高くなる。この電界がW1という極めて狭い
範囲に加わる結果、表面に付着したイオン性の物
質等が動き易くなり、長期的な耐圧の安定性が損
われ、耐圧劣化等が生じる。
このような問題を解決するために、第３図ａに
示すように、pin+構造のn+低抵抗層３４の周縁部
を１〜３度程度の角度θ2で傾斜させ、該n+低抵
抗層３４に延びている空乏層が表面に現われる幅
W2を大きくして表面の安定化をはかつているが、
なお十分とは言えなかつた。
示すように、pin+構造のn+低抵抗層３４の周縁部
を１〜３度程度の角度θ2で傾斜させ、該n+低抵
抗層３４に延びている空乏層が表面に現われる幅
W2を大きくして表面の安定化をはかつているが、
なお十分とは言えなかつた。
この発明の目的は、十分な表面安定性を確保す
ることができる高耐圧ダイオードを提供すること
にある。
ることができる高耐圧ダイオードを提供すること
にある。
このような目的を達成するためにこの発明によ
る高耐圧ダイオードは、空乏層の延びを阻止する
低抵抗層を周縁部から除いたことにより、周縁部
の傾斜面上に延びる空乏層の幅を大きくとつて、
表面の電界を緩和したものである。以下、図面を
用いてこの発明による高耐圧ダイオードを詳細に
説明する。
る高耐圧ダイオードは、空乏層の延びを阻止する
低抵抗層を周縁部から除いたことにより、周縁部
の傾斜面上に延びる空乏層の幅を大きくとつて、
表面の電界を緩和したものである。以下、図面を
用いてこの発明による高耐圧ダイオードを詳細に
説明する。
第４図ａはこの発明による高耐圧ダイオードの
一実施例を示す断面図、同図ｂはそろ最大電圧印
加時の表面電界を示す特性図、同図ｃは同図ａの
部分拡大図である。同図において、高抵抗を有し
てｉ層を構成するｎ型のベース層４１の一主面に
隣接して第１の低抵抗層としてのｐ型のエミツタ
層４２が形成され、pn接合が形成されている。
該ベースの他主面にはまた、１Ω−cm程度の比抵
抗を有するn+層４６がほぼ60μｍの厚みに形成さ
れ、該ベース層４１との間にn-n+接合が形成さ
れている。このn+層４６の周縁部を除く領域に、
このn+層４６よりも更に低い抵抗を有する第２
の低抵抗層としてのn+層４４が形成され、この
n+層４４の上に電極４５が設けられている。前
記エミツタ層４２の表面上には電極４３が形成さ
れている。また、前記ベース層１４とエミツタ層
４２との側面は傾斜を有している。更に前記n+
層４６の側面はその主面に対して１〜3゜程度の傾
斜角θ3を有する傾斜面を構成している。従つて、
前記ベース層４１の側面と電極４５の側面との間
にはこのn+層４６があるのみで、この側面の傾
斜部に低抵抗のn+層４４は現われていない。
一実施例を示す断面図、同図ｂはそろ最大電圧印
加時の表面電界を示す特性図、同図ｃは同図ａの
部分拡大図である。同図において、高抵抗を有し
てｉ層を構成するｎ型のベース層４１の一主面に
隣接して第１の低抵抗層としてのｐ型のエミツタ
層４２が形成され、pn接合が形成されている。
該ベースの他主面にはまた、１Ω−cm程度の比抵
抗を有するn+層４６がほぼ60μｍの厚みに形成さ
れ、該ベース層４１との間にn-n+接合が形成さ
れている。このn+層４６の周縁部を除く領域に、
このn+層４６よりも更に低い抵抗を有する第２
の低抵抗層としてのn+層４４が形成され、この
n+層４４の上に電極４５が設けられている。前
記エミツタ層４２の表面上には電極４３が形成さ
れている。また、前記ベース層１４とエミツタ層
４２との側面は傾斜を有している。更に前記n+
層４６の側面はその主面に対して１〜3゜程度の傾
斜角θ3を有する傾斜面を構成している。従つて、
前記ベース層４１の側面と電極４５の側面との間
にはこのn+層４６があるのみで、この側面の傾
斜部に低抵抗のn+層４４は現われていない。
このようにベーズ層４１を高抵抗のｉ層によつ
て構成し、空乏層の延びを低抵抗のn+層によつ
て阻止する構成を採ることによつて、高耐圧化が
はかられると共に、該低抵抗のn+層の側面を傾
斜させることによつて該n+層側へ延びる空乏層
の表面幅を増大させ、表面電界の急峻な変化が緩
和される。この場合、該n+層が、空乏層の延び
を完全に阻止する低抵抗のn+層４４と、幾分高
めの低抗値を有する準低抵抗のn+層４６とによ
つて構成され、かつ前者が後者の周縁部を除く領
域に形成されていることにより、空乏層は該準低
抵抗のn+層４６の内部にまで延び、側面傾斜部
での幅W3を大きく取ることが可能となる。これ
により、表面の電界が更に緩和される結果、表面
の安定性が一段と向上する。逆に、表面安定性を
従来程度に留るのであれば、n-n+接合での電界
強度を従来よりも大きくすることができることか
ら、より高抵抗のn-層をベース層４１として用
いることが可能となり、更に高耐圧化を進めるこ
とができる。一例として第４図の実施例および第
３図の従来例の構造によつて7000Vのダイオード
を試作し、表面安定化を調査するために印加電圧
4700VACの条件下でCBS試験を行なつた結果を
第５図に示す。同図においてイは従来の高耐圧ダ
イオードの場合の漏れ電流の経時変化を、ロはこ
の発明の場合のそれを示し、この発明による表面
安定化の効果が顕著に表われている。
て構成し、空乏層の延びを低抵抗のn+層によつ
て阻止する構成を採ることによつて、高耐圧化が
はかられると共に、該低抵抗のn+層の側面を傾
斜させることによつて該n+層側へ延びる空乏層
の表面幅を増大させ、表面電界の急峻な変化が緩
和される。この場合、該n+層が、空乏層の延び
を完全に阻止する低抵抗のn+層４４と、幾分高
めの低抗値を有する準低抵抗のn+層４６とによ
つて構成され、かつ前者が後者の周縁部を除く領
域に形成されていることにより、空乏層は該準低
抵抗のn+層４６の内部にまで延び、側面傾斜部
での幅W3を大きく取ることが可能となる。これ
により、表面の電界が更に緩和される結果、表面
の安定性が一段と向上する。逆に、表面安定性を
従来程度に留るのであれば、n-n+接合での電界
強度を従来よりも大きくすることができることか
ら、より高抵抗のn-層をベース層４１として用
いることが可能となり、更に高耐圧化を進めるこ
とができる。一例として第４図の実施例および第
３図の従来例の構造によつて7000Vのダイオード
を試作し、表面安定化を調査するために印加電圧
4700VACの条件下でCBS試験を行なつた結果を
第５図に示す。同図においてイは従来の高耐圧ダ
イオードの場合の漏れ電流の経時変化を、ロはこ
の発明の場合のそれを示し、この発明による表面
安定化の効果が顕著に表われている。
以上説明したようにこの発明による高耐圧ダイ
オードによれば、高抵抗のベース層を用いて高耐
圧化をはかると共に、準低抵抗層の側面を傾斜さ
せ、かつ準低抵抗層内に延びる空乏層を阻止する
低抵抗層を、該準低抵抗層の側面部を避けて配置
したことにより、空乏層が該準低抵抗層の傾斜し
た側面部に十分に広がるために、表面の電界が緩
和され、高安定化が実現できるという優れた効果
を有する。
オードによれば、高抵抗のベース層を用いて高耐
圧化をはかると共に、準低抵抗層の側面を傾斜さ
せ、かつ準低抵抗層内に延びる空乏層を阻止する
低抵抗層を、該準低抵抗層の側面部を避けて配置
したことにより、空乏層が該準低抵抗層の傾斜し
た側面部に十分に広がるために、表面の電界が緩
和され、高安定化が実現できるという優れた効果
を有する。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ従来の高耐
圧ダイオードの一例を示す断面図およびその表面
の電界を示す特性図、第４図ａはこの発明による
高耐圧ダイオードの一実施例を示す断面図、同図
ｂはその表面の電界を示す特性図、同図ｃはａの
部分拡大図、第５図は従来およびこの発明による
高耐圧ダイオードの表面安定性を示す特性図であ
る。 ４１……ベース層、４２……エミツタ層、４３
……電極、４４……n+層、４５……電極、４６
……n+層。
圧ダイオードの一例を示す断面図およびその表面
の電界を示す特性図、第４図ａはこの発明による
高耐圧ダイオードの一実施例を示す断面図、同図
ｂはその表面の電界を示す特性図、同図ｃはａの
部分拡大図、第５図は従来およびこの発明による
高耐圧ダイオードの表面安定性を示す特性図であ
る。 ４１……ベース層、４２……エミツタ層、４３
……電極、４４……n+層、４５……電極、４６
……n+層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 側面に傾斜を有する半導体基板の一主面上に
形成された第１の電極と、該主面から他主面に向
つて該半導体基板中に順次隣接して形成された第
１導電型の第１の低抵抗層、第２導電型の高抵抗
層、第２導電型の準低抵抗層、該第２導電型の準
低抵抗層と同一導電型を有しかつ更に低い抵抗を
有する第２の低抵抗層と、該半導体基板の他主面
上に形成された第２の電極とを有し、該第２導電
型の準低抵抗層の側面が主面に対してわずかな傾
斜角を有しかつ第２の低抵抗層が該第２導電型の
準低抵抗層の側面部を除く領域に形成されている
ことを特徴とする高耐圧ダイオード。 ２ 第２導電型の準低抵抗層の側面が主面に対し
て有する傾斜角が１ないし３度であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の高耐圧ダイオ
ード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55120493A JPS5745285A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | High withstand voltage diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55120493A JPS5745285A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | High withstand voltage diode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5745285A JPS5745285A (en) | 1982-03-15 |
| JPS6328346B2 true JPS6328346B2 (ja) | 1988-06-08 |
Family
ID=14787551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55120493A Granted JPS5745285A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | High withstand voltage diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5745285A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116946U (ja) * | 1989-03-04 | 1990-09-19 | ||
| US9704768B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-07-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor module |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997012403A1 (fr) * | 1995-09-27 | 1997-04-03 | Hitachi, Ltd. | Diode |
| CN115881827B (zh) * | 2022-11-28 | 2023-07-07 | 重庆理工大学 | 基于整片晶圆的氧化镍/氧化镓异质结二极管及制备方法 |
-
1980
- 1980-08-29 JP JP55120493A patent/JPS5745285A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116946U (ja) * | 1989-03-04 | 1990-09-19 | ||
| US9704768B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-07-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5745285A (en) | 1982-03-15 |
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