JPH10303436A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH10303436A JPH10303436A JP10557397A JP10557397A JPH10303436A JP H10303436 A JPH10303436 A JP H10303436A JP 10557397 A JP10557397 A JP 10557397A JP 10557397 A JP10557397 A JP 10557397A JP H10303436 A JPH10303436 A JP H10303436A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高耐圧大電流のプレーナ型ダイオードにおい
て、逆回復耐量の向上を図る。 【解決手段】ｎ- 基板１の表面にアノード領域１１とし
てｐ- ウエル領域６と、耐圧構造１０を形成する図示さ
れていないガードリング用ｐ+ 領域とが不純物イオン注
入の後、ドライブと称する拡散をして形成されている。
ｐ- ウエル領域６上にアノード電極３がアルミニウム膜
などの金属膜で形成されている。ｎ-基板１のアノード
領域１１側と反対側の表面には、高濃度のｎ形領域であ
るカソード領域２が形成され、このカソード領域２上に
カソード電極４がアルミニウム膜などの金属膜で形成ら
れている。前記のアノード領域１１の不純物濃度を従来
ダイオードの場合と比べて二桁以上小さい値とする。
て、逆回復耐量の向上を図る。 【解決手段】ｎ- 基板１の表面にアノード領域１１とし
てｐ- ウエル領域６と、耐圧構造１０を形成する図示さ
れていないガードリング用ｐ+ 領域とが不純物イオン注
入の後、ドライブと称する拡散をして形成されている。
ｐ- ウエル領域６上にアノード電極３がアルミニウム膜
などの金属膜で形成されている。ｎ-基板１のアノード
領域１１側と反対側の表面には、高濃度のｎ形領域であ
るカソード領域２が形成され、このカソード領域２上に
カソード電極４がアルミニウム膜などの金属膜で形成ら
れている。前記のアノード領域１１の不純物濃度を従来
ダイオードの場合と比べて二桁以上小さい値とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電力変換機器に用
いられる電力用ダイオードなどの半導体装置に関する。
いられる電力用ダイオードなどの半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力変換機器に用いられ、高速スイッチ
ングが可能で、低飽和電圧が得られるＩＧＢＴのような
パワースイッチング素子と組み合わせてフリーホイール
ダイオードやスナバダイオードとして利用される高速ダ
イオードは、低順電圧降下と高速化が要求される。この
高速ダイオードは、パワースイッチング素子の電圧・電
流容量に合わせて、通常、ショットキーダイオードやプ
レーナ型のｐｎダイオードが用いられる。
ングが可能で、低飽和電圧が得られるＩＧＢＴのような
パワースイッチング素子と組み合わせてフリーホイール
ダイオードやスナバダイオードとして利用される高速ダ
イオードは、低順電圧降下と高速化が要求される。この
高速ダイオードは、パワースイッチング素子の電圧・電
流容量に合わせて、通常、ショットキーダイオードやプ
レーナ型のｐｎダイオードが用いられる。
【０００３】図５は従来のプレーナ型ｐｎダイオードの
要部断面構造図である。ｎ- 基板１の一方の主面にｐ+
ウエル領域５で形成されたアノード領域１１と耐圧構造
１０であるガードリング２１のｐ+ 領域が、不純物イオ
ン注入と、その後のドライブといわれる拡散により形成
されている。アノード領域１１上にアノード電極３がア
ルミニウム膜などの金属膜で形成されている。ｎ- 基板
１のアノード領域１１側と反対側の表面にはｎ形の高濃
度領域であるカソード領域２が形成され、このカソード
領域２上にカソード電極４がアルミニウム膜などの金属
膜で形成されている。
要部断面構造図である。ｎ- 基板１の一方の主面にｐ+
ウエル領域５で形成されたアノード領域１１と耐圧構造
１０であるガードリング２１のｐ+ 領域が、不純物イオ
ン注入と、その後のドライブといわれる拡散により形成
されている。アノード領域１１上にアノード電極３がア
ルミニウム膜などの金属膜で形成されている。ｎ- 基板
１のアノード領域１１側と反対側の表面にはｎ形の高濃
度領域であるカソード領域２が形成され、このカソード
領域２上にカソード電極４がアルミニウム膜などの金属
膜で形成されている。
【０００４】このダイオードの動作をつぎに説明する。
アノード電極３に負電位、カソード電極４に正電位を印
加した場合は、逆阻止状態となり電流は流れないが、逆
にアノード電極３に正電位、カソード電極４に負電位を
印加するとダイオードは順方向に電圧が印加されて、ア
ノード領域１１から正孔がｎ- 基板１に注入され、カソ
ード領域２から電子がｎ- 基板１を通りアノード領域１
１に注入される。その結果、ｎ- 基板１が過剰正孔と過
剰電子で充満し、ダイオードに電流が流れる。注入され
た正孔、電子は注入された側では少数キャリアとなる。
アノード電極３に負電位、カソード電極４に正電位を印
加した場合は、逆阻止状態となり電流は流れないが、逆
にアノード電極３に正電位、カソード電極４に負電位を
印加するとダイオードは順方向に電圧が印加されて、ア
ノード領域１１から正孔がｎ- 基板１に注入され、カソ
ード領域２から電子がｎ- 基板１を通りアノード領域１
１に注入される。その結果、ｎ- 基板１が過剰正孔と過
剰電子で充満し、ダイオードに電流が流れる。注入され
た正孔、電子は注入された側では少数キャリアとなる。
【０００５】図６は別の従来のプレーナ型ｐｎダイオー
ドの要部断面構造図である。アノード領域１１の中央部
にはｐ- ウエル領域５とその周囲終端部分３０には耐圧
確保のための平面的にリング状のｐ+ ウエル領域６とが
設けられている。このｐ+ ウエル領域１１を深く拡散す
ることで、アノード領域１１の周囲終端部分３０での曲
率を大きくして、電界集中を緩和し、耐圧を向上させて
いる。
ドの要部断面構造図である。アノード領域１１の中央部
にはｐ- ウエル領域５とその周囲終端部分３０には耐圧
確保のための平面的にリング状のｐ+ ウエル領域６とが
設けられている。このｐ+ ウエル領域１１を深く拡散す
ることで、アノード領域１１の周囲終端部分３０での曲
率を大きくして、電界集中を緩和し、耐圧を向上させて
いる。
【０００６】このダイオードに順方向の電流を通電して
いる状態から急激に逆方向の電流を流して、ダイオード
を逆回復させると、順方向通電時に注入された少数キャ
リアが掃きだされて減少し、逆電圧により空乏層が拡が
り逆阻止状態となる。この逆回復動作時に流れる逆回復
電流と逆電圧の積で逆回復損失が発生するが、この損失
が過大になるとダイオードは破壊する。この破壊が起こ
らない素子、すなわち逆回復耐量の高い素子が望まれ
る。特に、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子の高速化、
大容量化が進み、併用するダイオードに対しても、高速
スイッチング動作が可能で、大電流でも破壊しない逆回
復特性が求められる。
いる状態から急激に逆方向の電流を流して、ダイオード
を逆回復させると、順方向通電時に注入された少数キャ
リアが掃きだされて減少し、逆電圧により空乏層が拡が
り逆阻止状態となる。この逆回復動作時に流れる逆回復
電流と逆電圧の積で逆回復損失が発生するが、この損失
が過大になるとダイオードは破壊する。この破壊が起こ
らない素子、すなわち逆回復耐量の高い素子が望まれ
る。特に、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子の高速化、
大容量化が進み、併用するダイオードに対しても、高速
スイッチング動作が可能で、大電流でも破壊しない逆回
復特性が求められる。
【０００７】プレーナ型ｐｎダイオードの場合、逆回復
による素子の破壊はアノード領域１１の周囲終端部分３
０に多く発生する。これはこの部分が逆電圧を印加した
際に、最も電界強度が高くなる箇所であり、また逆回復
時の逆電流が最も多く集中する箇所である。そのため、
逆回復時におけるストレスは、素子の中央部分より、こ
の周囲終端部分３０に印加されることになる。
による素子の破壊はアノード領域１１の周囲終端部分３
０に多く発生する。これはこの部分が逆電圧を印加した
際に、最も電界強度が高くなる箇所であり、また逆回復
時の逆電流が最も多く集中する箇所である。そのため、
逆回復時におけるストレスは、素子の中央部分より、こ
の周囲終端部分３０に印加されることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】プレーナ型ｐｎダイオ
ードの高耐圧化、大電流化に伴い、逆回復時の素子破壊
は素子表面のアノード領域の周囲周端部分に多く発生
し、逆回復耐量を低下させる問題を生じる。この発明の
目的は、前記の課題を解決して、逆回復耐量の強い半導
体装置を提供することである。
ードの高耐圧化、大電流化に伴い、逆回復時の素子破壊
は素子表面のアノード領域の周囲周端部分に多く発生
し、逆回復耐量を低下させる問題を生じる。この発明の
目的は、前記の課題を解決して、逆回復耐量の強い半導
体装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、低濃度の第１導電形の第１半導体領域の一方の主
面に第２導電形の第２半導体領域が選択的に形成され、
第１半導体領域の他方の主面に高濃度の第１導電形の第
３半導体領域が形成され、第２半導体領域上および第３
半導体領域上にアノード電極およびカソード電極がそれ
ぞれ形成されてなる半導体装置において、第２半導体領
域の外周部領域が該外周部領域で取り囲まれる内部領域
より不純物濃度を低くする構造とする。
めに、低濃度の第１導電形の第１半導体領域の一方の主
面に第２導電形の第２半導体領域が選択的に形成され、
第１半導体領域の他方の主面に高濃度の第１導電形の第
３半導体領域が形成され、第２半導体領域上および第３
半導体領域上にアノード電極およびカソード電極がそれ
ぞれ形成されてなる半導体装置において、第２半導体領
域の外周部領域が該外周部領域で取り囲まれる内部領域
より不純物濃度を低くする構造とする。
【００１０】前記の第２半導体領域の内部領域が低濃度
領域で形成されるとよい。前記の第２半導体領域の内部
領域が低濃度領域と高濃度領域とで形成されるとよい。
前記の第２半導体領域の内部領域の低濃度領域に、複数
個の高濃度領域が形成されるとよい。
領域で形成されるとよい。前記の第２半導体領域の内部
領域が低濃度領域と高濃度領域とで形成されるとよい。
前記の第２半導体領域の内部領域の低濃度領域に、複数
個の高濃度領域が形成されるとよい。
【００１１】前記の第２半導体領域の低濃度領域の表面
濃度が５×１０15ｃｍ-3ないし１×１０17ｃｍ-3である
と効果的である。前記の第２半導体領域の外周部領域の
拡散深さが０．５μｍないし２μｍであると好ましい。
前記のように、破壊が集中する箇所であるアノード領域
の周囲終端部分の不純物濃度を低くすることで、アノー
ド領域周囲からの順方向通電時の正孔の注入が抑制さ
れ、逆回復時のストレスが集中する耐圧構造部で、その
直下にあるｎ- 基板への少数キャリアである正孔の注入
が抑制される。また逆回復時に引き抜かれる少数キャリ
ア（正孔）が、最も電界の強くなるアノード領域の周囲
終端部分に集中せずに、アノード領域の濃度の濃い、素
子の中央部分に分散するようになる。その結果、逆回復
時の素子破壊の要因となる逆回復電流の集中による発熱
と、これに伴う素子破壊を防止することができる。
濃度が５×１０15ｃｍ-3ないし１×１０17ｃｍ-3である
と効果的である。前記の第２半導体領域の外周部領域の
拡散深さが０．５μｍないし２μｍであると好ましい。
前記のように、破壊が集中する箇所であるアノード領域
の周囲終端部分の不純物濃度を低くすることで、アノー
ド領域周囲からの順方向通電時の正孔の注入が抑制さ
れ、逆回復時のストレスが集中する耐圧構造部で、その
直下にあるｎ- 基板への少数キャリアである正孔の注入
が抑制される。また逆回復時に引き抜かれる少数キャリ
ア（正孔）が、最も電界の強くなるアノード領域の周囲
終端部分に集中せずに、アノード領域の濃度の濃い、素
子の中央部分に分散するようになる。その結果、逆回復
時の素子破壊の要因となる逆回復電流の集中による発熱
と、これに伴う素子破壊を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１実施例の要
部構成図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。図（ｂ）で
は耐圧構造１０についての詳細説明は省略されている。
図１において、ｎ- 基板１の表面にアノード領域１１と
してｐ- ウエル領域６と、耐圧構造１０を形成する図示
されていないガードリング用ｐ+ 領域とが、不純物イオ
ン注入の後、ドライブとなる拡散をして形成されてい
る。ｐ- ウエル領域６上にアノード電極３がアルミニウ
ム膜などの金属膜で形成されている。ｎ- 基板１のアノ
ード領域１１側と反対側の表面には、高濃度のｎ形領域
であるカソード領域２が形成され、このカソード領域２
上にカソード電極４がアルミニウム膜などの金属膜で形
成されている。構造としては従来技術の項で説明した図
５の構造と同じであるが、アノード領域１１が不純物濃
度が二桁以上低いｐ- ウエル領域６で形成されている点
が異なる。これによってアノード領域１１の周囲終端部
分３０の不純物濃度を低くする場合と同様の効果、つま
り逆回復耐量の向上を図ることができる。
部構成図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。図（ｂ）で
は耐圧構造１０についての詳細説明は省略されている。
図１において、ｎ- 基板１の表面にアノード領域１１と
してｐ- ウエル領域６と、耐圧構造１０を形成する図示
されていないガードリング用ｐ+ 領域とが、不純物イオ
ン注入の後、ドライブとなる拡散をして形成されてい
る。ｐ- ウエル領域６上にアノード電極３がアルミニウ
ム膜などの金属膜で形成されている。ｎ- 基板１のアノ
ード領域１１側と反対側の表面には、高濃度のｎ形領域
であるカソード領域２が形成され、このカソード領域２
上にカソード電極４がアルミニウム膜などの金属膜で形
成されている。構造としては従来技術の項で説明した図
５の構造と同じであるが、アノード領域１１が不純物濃
度が二桁以上低いｐ- ウエル領域６で形成されている点
が異なる。これによってアノード領域１１の周囲終端部
分３０の不純物濃度を低くする場合と同様の効果、つま
り逆回復耐量の向上を図ることができる。
【００１３】この構造は素子を製作する工程が単純で、
且つ、容易である点がよい。またイオン注入条件および
その後のドライブである拡散の条件の調整によって、簡
単に高逆回復耐量の素子を得ることができる。しかし、
順方向特性に重要な役割を演じる少数キャリアの注入が
抑えられてしまうために、大電流領域での順電圧降下が
増大する。
且つ、容易である点がよい。またイオン注入条件および
その後のドライブである拡散の条件の調整によって、簡
単に高逆回復耐量の素子を得ることができる。しかし、
順方向特性に重要な役割を演じる少数キャリアの注入が
抑えられてしまうために、大電流領域での順電圧降下が
増大する。
【００１４】図２はこの発明の第２実施例の要部構成図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した断面図である。図（ｂ）では耐圧構造
１０についての詳細説明は省略されている。図２におい
て、ｎ- 基板１の表面にアノード領域１１としてのｐ+
ウエル領域５とそれを囲むようにｐ- ウエル領域６が形
成される。その周囲に耐圧構造１０である、図示されて
いないガードリング用ｐ+ 領域が形成される。これらの
領域は、前記のようにイオン注入、拡散を経て形成され
る。ｎ- 基板１のアノード領域１１側と反対側の表面に
は、カソード領域２を介してカソード電極４が設けられ
ている。
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した断面図である。図（ｂ）では耐圧構造
１０についての詳細説明は省略されている。図２におい
て、ｎ- 基板１の表面にアノード領域１１としてのｐ+
ウエル領域５とそれを囲むようにｐ- ウエル領域６が形
成される。その周囲に耐圧構造１０である、図示されて
いないガードリング用ｐ+ 領域が形成される。これらの
領域は、前記のようにイオン注入、拡散を経て形成され
る。ｎ- 基板１のアノード領域１１側と反対側の表面に
は、カソード領域２を介してカソード電極４が設けられ
ている。
【００１５】素子のアノード領域１１がｐ+ ウエル領域
５とｐ- ウエル領域６で構成されているが、これらの中
間の表面濃度をもつｐウエル領域を複数個形成しても勿
論よい。ここでは２種類の場合のみを示す。この実施例
では、素子の中央部分に高濃度領域のｐ+ ウエル領域５
を配し、これを囲むように低濃度領域のｐ- ウエル領域
６を配置している。耐圧構造１０の箇所の下のｎ- 基板
１内に注入された少数キャリアは逆回復時にアノード領
域１１の周囲終端部分３０の接合部に集中することな
く、周辺のｐ- ウエル領域６と中央のｐ+ ウエル領域５
に分散して流れ、逆回復耐量の向上に寄与する。
５とｐ- ウエル領域６で構成されているが、これらの中
間の表面濃度をもつｐウエル領域を複数個形成しても勿
論よい。ここでは２種類の場合のみを示す。この実施例
では、素子の中央部分に高濃度領域のｐ+ ウエル領域５
を配し、これを囲むように低濃度領域のｐ- ウエル領域
６を配置している。耐圧構造１０の箇所の下のｎ- 基板
１内に注入された少数キャリアは逆回復時にアノード領
域１１の周囲終端部分３０の接合部に集中することな
く、周辺のｐ- ウエル領域６と中央のｐ+ ウエル領域５
に分散して流れ、逆回復耐量の向上に寄与する。
【００１６】この構造においては、逆回復特性が殆どア
ノード領域１１の中央部で決り、ｐ + ウエル領域５とｐ
- ウエル領域６との面積比を調整することにより、スイ
ッチング損失、ソフトリカバリー特性を向上させること
ができる。また、中央部分に高濃度領域のｐ+ ウエル領
域５を配すことで、少数キャリアの注入を増加させるこ
とができる。それにより大電流領域での順電圧降下の増
大が抑制できて、サージ電流で素子が破壊するのを防止
することができる。
ノード領域１１の中央部で決り、ｐ + ウエル領域５とｐ
- ウエル領域６との面積比を調整することにより、スイ
ッチング損失、ソフトリカバリー特性を向上させること
ができる。また、中央部分に高濃度領域のｐ+ ウエル領
域５を配すことで、少数キャリアの注入を増加させるこ
とができる。それにより大電流領域での順電圧降下の増
大が抑制できて、サージ電流で素子が破壊するのを防止
することができる。
【００１７】図３はこの発明の第３実施例の要部構成図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した断面図である。同図（ｂ）では耐圧構
造１０についての詳細説明は省略されている。図３にお
いて、ｎ- 基板１の表面層にアノード領域１１としての
ｐ+ ウエル領域５をストライプセル状（長方形セル状）
に配置し、それを囲むようにｐ- ウエル領域６が形成さ
れる。その周囲に耐圧構造１０である、図示されていな
いガードリング用ｐ+ 領域が形成される。これらは、不
純物イオン注入後、拡散を経て形成される。ｐ+ ウエル
領域５、ｐ- ウエル領域６の上にアノード電極３が形成
されている。ｎ- 基板１のアノード領域１１側と反対側
の表面にはカソード領域２を介してカソード電極４が設
けられている。
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した断面図である。同図（ｂ）では耐圧構
造１０についての詳細説明は省略されている。図３にお
いて、ｎ- 基板１の表面層にアノード領域１１としての
ｐ+ ウエル領域５をストライプセル状（長方形セル状）
に配置し、それを囲むようにｐ- ウエル領域６が形成さ
れる。その周囲に耐圧構造１０である、図示されていな
いガードリング用ｐ+ 領域が形成される。これらは、不
純物イオン注入後、拡散を経て形成される。ｐ+ ウエル
領域５、ｐ- ウエル領域６の上にアノード電極３が形成
されている。ｎ- 基板１のアノード領域１１側と反対側
の表面にはカソード領域２を介してカソード電極４が設
けられている。
【００１８】このようにｐ+ ウエル領域５を複数個設け
て、且つｐ- ウエル領域６で囲まれるように配置するこ
とで、第２実施例のように、耐圧構造１０の箇所の下の
ｎ-基板１内に注入された少数キャリアは逆回復時にア
ノード領域１１の周囲終端部分３０の接合部に集中する
ことなく、周辺のｐ- ウエル領域６と中央の複数個のｐ
+ ウエル領域５に分散して流れ、逆回復耐量の向上に寄
与する。また、この構造もｐ+ ウエル領域５とｐ- ウエ
ル領域６との面積比を調整することにより逆回復特性と
順方向特性のトレードオフを最適にすることができる。
さらに、耐圧面で、ｐ+ ウエル領域５の先端からのｎ-
基板１への空乏層の伸びが抑制され、ｎ - 基板１内の空
乏層の広がらない領域が第２実施例より広くなり、ｐ-
ウエル領域６がパンチスルーした場合も含めて、漏れ電
流の増大が抑制できて、第２実施例よりも耐圧特性を向
上させることができる。
て、且つｐ- ウエル領域６で囲まれるように配置するこ
とで、第２実施例のように、耐圧構造１０の箇所の下の
ｎ-基板１内に注入された少数キャリアは逆回復時にア
ノード領域１１の周囲終端部分３０の接合部に集中する
ことなく、周辺のｐ- ウエル領域６と中央の複数個のｐ
+ ウエル領域５に分散して流れ、逆回復耐量の向上に寄
与する。また、この構造もｐ+ ウエル領域５とｐ- ウエ
ル領域６との面積比を調整することにより逆回復特性と
順方向特性のトレードオフを最適にすることができる。
さらに、耐圧面で、ｐ+ ウエル領域５の先端からのｎ-
基板１への空乏層の伸びが抑制され、ｎ - 基板１内の空
乏層の広がらない領域が第２実施例より広くなり、ｐ-
ウエル領域６がパンチスルーした場合も含めて、漏れ電
流の増大が抑制できて、第２実施例よりも耐圧特性を向
上させることができる。
【００１９】図４はこの発明の第４実施例の要部構成図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した断面図である。図（ｂ）では耐圧構造
１０についての詳細説明は省略されている。図４におい
て、図３のストイライプセル状に配置したｐ+ ウエル領
域５を円形の島状に配置している。また多角形の島状に
配置してもよい。これらの場合も高濃度領域のｐ+ ウエ
ル領域５は低濃度領域のｐ- ウエル領域６に囲まれるよ
うに配置される。
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した断面図である。図（ｂ）では耐圧構造
１０についての詳細説明は省略されている。図４におい
て、図３のストイライプセル状に配置したｐ+ ウエル領
域５を円形の島状に配置している。また多角形の島状に
配置してもよい。これらの場合も高濃度領域のｐ+ ウエ
ル領域５は低濃度領域のｐ- ウエル領域６に囲まれるよ
うに配置される。
【００２０】以上の実施例において、逆回復特性を向上
させるには低濃度領域のｐ- ウエル領域６の表面濃度は
５×１０15ｃｍ-3以上で１×１０17ｃｍ-3以下の範囲で
調整することが良好な素子特性を得るのに適している。
５×１０15ｃｍ-3未満では空乏層の伸びが大きくなり、
漏れ電流が増大する。一方、１×１０17ｃｍ-3を超える
と低濃度の効果が薄れる。また好ましくは１×１０16ｃ
ｍ-3以上で２×１０16ｃｍ-3以下の範囲で調整するのが
よい。
させるには低濃度領域のｐ- ウエル領域６の表面濃度は
５×１０15ｃｍ-3以上で１×１０17ｃｍ-3以下の範囲で
調整することが良好な素子特性を得るのに適している。
５×１０15ｃｍ-3未満では空乏層の伸びが大きくなり、
漏れ電流が増大する。一方、１×１０17ｃｍ-3を超える
と低濃度の効果が薄れる。また好ましくは１×１０16ｃ
ｍ-3以上で２×１０16ｃｍ-3以下の範囲で調整するのが
よい。
【００２１】またサージ電流特性を考慮すると、高濃度
領域であるｐ+ ウエル領域５は１×１０18ｃｍ-3以上に
することが必要となる。ｐ+ ウエル領域５の高濃度化に
よる逆回復特性の悪化は、ｐ+ ウエル領域５の面積比の
調整により防止できる。また、低濃度領域であるｐ- ウ
エル領域６の拡散深さは、注入を考慮するとできうる限
り浅く作ることが望ましい。しかし、大電流に対する耐
量に対しては、シリコン表面の欠陥の影響や、機械的強
度の点からある程度の拡散深さが必要となる。また、パ
ンチスルーによる漏れ電流の増大の懸念もあるため、ｐ
- ウエル領域６の拡散深さは０．５μｍ以上で２μｍ以
下が好ましい。ｐ- ウエル領域６の拡散深さが２μｍ以
上となるとｐ- ウエル領域６からｎ- 基板１への少数キ
ャリアの注入量が増大し、且つ、周囲終端部分３０での
電界強度の増大と相まって逆回復耐量が低下する。０．
５μｍ以下では注入効率が極めて悪くなり、また空乏層
がパンチスルーするために適用できない。また、好まし
くは１μｍ以上で２μｍ以下とするとよい。
領域であるｐ+ ウエル領域５は１×１０18ｃｍ-3以上に
することが必要となる。ｐ+ ウエル領域５の高濃度化に
よる逆回復特性の悪化は、ｐ+ ウエル領域５の面積比の
調整により防止できる。また、低濃度領域であるｐ- ウ
エル領域６の拡散深さは、注入を考慮するとできうる限
り浅く作ることが望ましい。しかし、大電流に対する耐
量に対しては、シリコン表面の欠陥の影響や、機械的強
度の点からある程度の拡散深さが必要となる。また、パ
ンチスルーによる漏れ電流の増大の懸念もあるため、ｐ
- ウエル領域６の拡散深さは０．５μｍ以上で２μｍ以
下が好ましい。ｐ- ウエル領域６の拡散深さが２μｍ以
上となるとｐ- ウエル領域６からｎ- 基板１への少数キ
ャリアの注入量が増大し、且つ、周囲終端部分３０での
電界強度の増大と相まって逆回復耐量が低下する。０．
５μｍ以下では注入効率が極めて悪くなり、また空乏層
がパンチスルーするために適用できない。また、好まし
くは１μｍ以上で２μｍ以下とするとよい。
【００２２】
【発明の効果】この発明により、アノード領域の周囲終
端部分を低濃度とすることで、逆回復耐量の向上を図る
ことができる。また、アノード領域内をｐ+ ウエル領域
とｐ-ウエル領域で構成し、その面積比を調整すること
で、逆回復特性（逆回復電流、ソフトリカバリーなど）
と順方向特性（順電圧降下）のトレードオフを最適化す
ることができる。
端部分を低濃度とすることで、逆回復耐量の向上を図る
ことができる。また、アノード領域内をｐ+ ウエル領域
とｐ-ウエル領域で構成し、その面積比を調整すること
で、逆回復特性（逆回復電流、ソフトリカバリーなど）
と順方向特性（順電圧降下）のトレードオフを最適化す
ることができる。
【図１】この発明の第１実施例の要部構成図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図２】この発明の第２実施例の要部構成図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図３】この発明の第３実施例の要部構成図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図４】この発明の第４実施例の要部構成図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図５】従来のｐｎダイオードの要部断面構造図
【図６】別の従来のｐｎダイオードの要部断面構造図
１ ｎ- 基板 ２ カソード領域 ３ アノード電極 ４ カソード電極 ５ ｐ+ ウエル領域 ６ ｐ- ウエル領域 １０ 耐圧構造 １１ アノード領域 ２１ ガードリング ３０ 周囲終端部分
Claims (6)
- 【請求項１】低濃度の第１導電形の第１半導体領域の一
方の主面に第２導電形の第２半導体領域が選択的に形成
され、第１半導体領域の他方の主面に高濃度の第１導電
形の第３半導体領域が形成され、第２半導体領域上およ
び第３半導体領域上にアノード電極およびカソード電極
がそれぞれ形成されてなる半導体装置において、第２半
導体領域の外周部領域が該外周部領域で取り囲まれる内
部領域より不純物濃度が低いことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】第２半導体領域の内部領域が低濃度領域で
形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置。 - 【請求項３】第２半導体領域の内部領域が低濃度領域と
高濃度領域とで形成されることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置。 - 【請求項４】第２半導体領域の内部領域の低濃度領域
に、複数個の高濃度領域が形成されることを特徴とする
請求項３記載の半導体装置。 - 【請求項５】第２半導体領域の低濃度領域の表面濃度が
５×１０15ｃｍ-3ないし１×１０17ｃｍ-3であることを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体
装置。 - 【請求項６】第２半導体領域の外周部領域の拡散深さが
０．５μｍないし２μｍであることを特徴とする請求項
１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10557397A JPH10303436A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10557397A JPH10303436A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303436A true JPH10303436A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14411274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10557397A Pending JPH10303436A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10303436A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6489666B1 (en) | 2000-02-23 | 2002-12-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with improved heat suppression in peripheral regions |
| JP2008047565A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Denso Corp | ダイオード |
| JP2013243186A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Origin Electric Co Ltd | 半導体素子 |
| JP2014135476A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-07-24 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2018029150A (ja) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
| CN113380871A (zh) * | 2020-03-10 | 2021-09-10 | 株式会社东芝 | 半导体装置 |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP10557397A patent/JPH10303436A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6489666B1 (en) | 2000-02-23 | 2002-12-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with improved heat suppression in peripheral regions |
| JP2008047565A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Denso Corp | ダイオード |
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| JP2014135476A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-07-24 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2018029150A (ja) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
| CN113380871A (zh) * | 2020-03-10 | 2021-09-10 | 株式会社东芝 | 半导体装置 |
| JP2021144981A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| CN113380871B (zh) * | 2020-03-10 | 2024-06-11 | 株式会社东芝 | 半导体装置 |
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