深いボロンィオン注入による自己バイアスチャネルダイオードの耐圧改善

摘要

3端子動作のチヤネルダイオードに自己バイアス効果を導入したDMOS型自己バイアスチャネルダイオードが提案されている.このダイオードは、低損失でかつ熱暴走しにくい良好な特性を持つ一方，ボディ短絡構造を採用していないので，耐圧改善が必要とされている.この要求に応えるために，本研究ではデバイスのアノード側の2重拡散不純物領域に，更にセルファラインプロセスによるピーク密度7×10~(19)/cm~3の深いボロンイオン注入を追加した不純物プロファイルを検討した.その結果，順方向特性に悪影響を与えること無く，通常の2重拡散構造で得られた耐圧値-14.7(V)に対して，-27.2(V)と約13(V)程度の耐圧改善が可能であることを3Dデバイスシミュレータにより確認したので報告する.%We have previously proposed a DMOS self-biased channel diode incorporating a self-bias effect in a channel diode with three-terminal operation. The proposed diode exhibits good characteristics with low loss and resistance to thermal runaway. However, since it does not have a body-shorted structure, an improved breakdown voltage is deemed necessary. In the present study, we investigated the effects of additional impurity profiling by self-aligned deep implantation of boron ions with a peak density of 7×10~(19)/cm~3 in the double-diffusion impurity region on the anode side of the device. In 3D device simulations, this was shown to provide a breakdown voltage of -27.2(V), an improvement of approximately 13(V) from the value of-14.7(V) obtained with the ordinary double-diffusion structure, without adversely affecting the forward characteristics.