JP5874210B2 - ダイオード - Google Patents
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Description
(第1特徴)ダイオードは、半導体基板の表面から順に、p型のアノード領域と、n型のバリア領域と、p型の電界緩和領域と、n−型のドリフト領域とを有する。アノード領域とバリア領域の間に、n−型の上側ドリフト領域が設けられていてもよい。
(第2特徴)絶縁トレンチは、半導体基板の表面から裏面に向けて伸びるトレンチを利用して形成される。絶縁トレンチでは、少なくともトレンチの内壁を被覆するように絶縁体が設けられている。絶縁トレンチは、トレンチ内に充填される絶縁体のみで構成されていてもよく、絶縁膜とその絶縁膜で被覆される導電体で構成されていてもよい。後者の場合、導電体は、アノード領域と同一の電位に固定されていてもよく、電気的に絶縁されたフローティングであってもよい。なお、絶縁トレンチは、耐圧を確保するために、絶縁膜とその絶縁膜で被覆される導電体で構成されているのが望ましい。
(第3特徴)バリア領域は、イオン注入技術を利用して形成された拡散領域であってもよい。この場合、バリア領域は、半導体基板の厚み方向に観測したときに、極大値となるピーク濃度を有する。
(第4特徴)電界緩和領域は、イオン注入技術を利用して形成された拡散領域であってもよい。この場合、電界緩和領域は、半導体基板の厚み方向に観測したときに、極大値となるピーク濃度を有する。
(第5特徴)電界緩和領域のピーク濃度は、約1×1015〜5×1016cm−3の範囲であるのが望ましい。この濃度範囲であれば、p型のアノード領域とn型のバリア領域とp型の電界緩和領域とn型のドリフト領域で構成される寄生サイリスタが動作するのを抑制することができる。
(第6特徴)ダイオードには、ライフタイム制御用の欠陥領域が形成されていない。このような欠陥領域が形成されていなくても、逆回復電荷量(Qrr)が十分に低く、リカバリ時の損失が小さい。
図4に、実施例1のダイオード10の変形例を示す。このダイオード10Aは、バリア領域26とアノード領域27が離れていることを特徴としている。図5に、半導体基板20の表面からの深さと不純物濃度の関係を示す。図5に示されるように、ダイオード10Aでは、バリア領域26を形成するために導入した不純物とアノード領域27を形成するために導入した不純物が同一濃度となる深さにおけるその濃度が、半導体基板20の基板濃度よりも薄い。このため、バリア領域26とアノード領域27は、上側ドリフト領域24aによって隔てられていることを特徴としている。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
24:ドリフト領域
25:電界緩和領域
26:バリア領域
27:アノード領域
32:ポリシリコン部
34:絶縁膜
36:絶縁トレンチ
Claims (3)
- 第1導電型の半導体基板を用いたダイオードであって、
前記半導体基板の表層部に形成されている第2導電型のアノード領域と、
前記半導体基板の前記表層部に形成されており、前記アノード領域を貫通している複数の絶縁トレンチと、
前記半導体基板の前記表層部に形成されており、前記アノード領域よりも深く、前記絶縁トレンチよりも浅い深さに位置する第1導電型のバリア領域と、
前記半導体基板の前記表層部に形成されており、前記バリア領域よりも深く、前記絶縁トレンチよりも浅い深さに位置する第2導電型の電界緩和領域と、を備えており、
前記バリア領域と前記アノード領域が離れており、
前記バリア領域と前記アノード領域の間には、前記半導体基板の基板濃度を超えるように不純物が導入された領域が存在しない、ダイオード。 - 前記半導体基板の裏層部に形成されており、前記半導体基板の基板濃度よりも濃い第1導電型のカソード領域をさらに備えており、
前記カソード領域は、複数のカソード部分領域で構成されており、
複数の前記カソード部分領域は、前記半導体基板の厚み方向に直交する面内において、分散して設けられている請求項1に記載のダイオード。 - 隣り合う前記カソード部分領域の間に設けられている第2導電型の介在領域をさらに備えている請求項2に記載のダイオード。
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