JPH05206485A - ダイオードブリッジ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップ同士の組み付け作業が不要であり、し
かも、小型化適性のあるダイオードブリッジ装置を提供
する。 【構成】 第１導電型半導体層２の上に第２導電型半導
体層３のある半導体基板１を備え、絶縁層４で二つの領
域に分離された第２導電型半導体層の各領域３ａ，３ｂ
の表面部分には第１導電型半導体島状層１０，１５がそ
れぞれ形成されているとともに、各第１導電型半導体島
状層の表面部分には第２導電型半導体島状層１１，１６
がそれぞれ形成されており、かつ、各第２導電型半導体
層と第１導電型半導体島状層を短絡する第１，第２の表
面電極２１，２２と前記二つの第２導電型半導体島状層
を短絡する第３の表面電極２３、および、前記第１導電
型半導体層にコンタクトする第４の表面電極２４が設け
られているダイオードブリッジ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＡＣ−ＤＣ（交−
直）変換装置などに用いられるダイオードブリッジ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイオードブリッジ装置が直流電
源などＡＣ−ＤＣ変換装置の整流部等に使われている。
従来のダイオードブリッジ装置では、図３に示すよう
に、第１導電型（例えば、ｎ型）半導体層８１と第２導
電型（例えば、ｐ型）半導体層８２からなるｐｎ接合を
有し、表面電極８４，８５が第１導電型半導体層８１お
よび第２導電型半導体層８２にそれぞれコンタクトして
なるダイード８０のチップを４個組み付けて構成してい
る。なお、各ダイオード８０では、普通、第１導電型半
導体層８１は電極８４側が不純物高濃度層８１ａとなっ
ており、その上に不純物低濃度層８１ｂがあり、この不
純物低濃度層８１ｂの表面部分に第２導電型不純物の拡
散で形成した第２導電型半導体層８２があるという層構
成となっている。電極８４の，８５は、一方がアノード
であって、他方がカソードとなることは言うまでもな
い。

【０００３】ダイオード８０の各チップの組み付けは、
図４にみるように、４個のチップのうち、２個を金属板
９０に同じ方向にダイボンドして、残りの２個を金属板
９１に表裏逆にダイボンドし、各チップのダイボンドさ
れていない面に金属板９２、９３を渡すように取り付
け、さらに、金属端子板９５を取り付けることでなされ
ている。なお、ダイオードブリッジ装置の等価回路は、
図５に示す通りである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ダイオードブリッジ装置は、チップが４個も要るし、結
構に複雑な組み付け工程があり、コストが高くなるとい
う問題がある。それに小型化も図り難い。半導体装置分
野では小型化が必須の昨今、小型化が図り難いと実用的
とは言いがたい。

【０００５】この発明は、上記事情に鑑み、ダイオード
チップ同士の組み付け作業が不要であり、しかも、小型
化適性のあるダイオードブリッジ装置を提供することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明にかかるダイオードブリッジ装置は、第１
導電型半導体層の上に第２導電型半導体層が設けられ、
前記第２導電型半導体層はその表面から前記第１導電型
半導体層に達する絶縁層で二つの領域に分離されている
半導体基板を備え、前記絶縁層で分離された第２導電型
半導体層の各領域の表面部分には第１導電型半導体島状
層が底および側面は第２導電型半導体層に接する状態で
それぞれ形成されているとともに、各第１導電型半導体
島状層の表面部分には第２導電型半導体島状層が底およ
び側面が第１導電型半導島状層に接する状態でそれぞれ
形成されており、かつ、前記絶縁層で分離されたそれぞ
れの側において各第２導電型半導体層の領域と第１導電
型半導体島状層を短絡する第１，第２の表面電極と前記
二つの第２導電型半導体島状層を短絡する第３の表面電
極とが第２導電型半導体層表面側に設けられているとと
もに、前記第１導電型半導体層にコンタクトする第４の
表面電極が第１導電型半導体層表面側に設けられている
構成をとっている。

【０００７】勿論、この発明のダイオードブリッジ装置
では、第１導電型がｎ型である場合は第２導電型がｐ型
であり、逆に、第１導電型がｐ型である場合は第２導電
型がｎ型である。この発明のダイオードブリッジ装置
は、図２に示すとおりの等価回路となっている。

【０００８】この発明のダイオードブリッジ装置では、
第１導電型半導体層とその上の絶縁層を境とする二つに
分離された第２導電型半導体層の各領域とで二つのｐｎ
接合型のダイオードが構成され、第２導電型半導体島状
領域のある二つの第１導電型半導体島状層で残りのダイ
オードが構成されており、第１〜４の表面電極で図２に
示す等価回路となるように接続されているのである。そ
の結果、第２導電型半導体層と第１導電型半導体島状層
を短絡する第１，第２の表面電極の間に交流を入力する
と、第２導電型半導体島状層同士を短絡する第３の表面
電極と第１導電型半導体層にコンタクトする第４の表面
電極の間に全波整流の直流が出力されることになる。

【０００９】この発明の場合、発明にかかるダイオード
ブリッジ装置を一つの半導体基板に隣接させた状態で複
数設けるようにして集積化構成とすることも出来る。

【００１０】

【作用】この発明のダイオードブリッジ装置では、１個
の半導体基板に必要なダイオードが全て形成されてい
て、チップが一つですみ、ダイオードのチップ同士の組
み付け作業が不要となる。この発明のダイオードブリッ
ジ装置の場合、小型化を図るためには、半導体基板の各
領域を小さくすればよく、近年の半導体技術では容易で
あるため、小型化適性を有することになり、ハイブリッ
ドＩＣ化にも対応できるようになる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明は、下記の実施例に限らないことは言うまでもない。
図１は、この発明のダイオードブリッジ装置の要部構成
をあらわす断面図である。

【００１２】この発明のダイオードブリッジ装置は、ｎ
型（第１導電型）半導体層２の上にｐ型（第２導電型）
半導体層３が設けられ、ｐ型半導体層３がその表面から
ｎ型半導体層２に達する絶縁層４で二つの領域３ａ，３
ｂに分離されている半導体基板１を備えている。絶縁層
４は、例えば、半導体基板１にトレンチを形成し絶縁酸
化物で埋めるなどすることにより形成できる。なお、ｎ
型半導体層２は不純物高濃度層２ａと不純物低濃度層２
ｂの２層構成となっている。

【００１３】絶縁層４で分離されたｐ型半導体層３の二
つの領域３ａ，３ｂの表面部分にはｎ型半導体島状層
（不純物低濃度ｎウエル）１０，１５が底および側面は
ｐ型半導体層３ａ，３ｂに接する状態でそれぞれ形成さ
れている。そして、各ｎ型半導体島状層１０，１５の表
面部分には、ｐ型半導体島状層１１，１６が底および側
面がｎ型半導体島状層１０，１５に接する状態でそれぞ
れ形成されている。なお、ｎ型半導体島状層１０，１５
の表面部分には不純物高濃度のｎ型半導体島状層１２，
１７が形成されていて、部分的に不純物濃度の高い領域
となっている。

【００１４】そして、半導体基板１の表面の酸化膜９に
窓を開け、第１〜第３の表面電極を２１〜２３を設けて
ある。第１の表面電極２１は、ｐ型半導体層３ａとｎ型
半導体島状層１０の間の必要な短絡をとるため、ｐ型半
導体層３ａの表面とｎ型半導体島状層１２の表面を中心
とする部分にコンタクトしている。

【００１５】第２の表面電極２２は、ｐ型半導体層３ｂ
とｎ型半導体島状層１５の間の必要な短絡をとるため、
ｐ型半導体層３ｂの表面とｎ型半導体島状層１７の表面
を中心とする部分にコンタクトしている。第３の表面電
極２３は、ｐ型半導体島状層１１，１６間の必要な短絡
をとるため、ｐ型半導体島状層１１，１６の両表面にコ
ンタクトしている。

【００１６】そして、第４の表面電極２４が、ｎ型半導
体層２の不純物高濃度層２ａの表面にコンタクトするよ
うに設けられている。実施例のダイオードブリッジ装置
は、いわばアノード又はカソードの一方を短絡した２つ
のサイリスタが縦方向に形成されたような形となってお
り、この二つのサイリスタのｐ型半導体島状層１１，１
６同士を短絡するとともに、各ｎ型半導体島状層１０，
１５とこれを囲むｐ型半導体層３ａ，３ｂを短絡するこ
とでダイオードブリッジ装置が出来ているとみることも
できるであろう。

【００１７】半導体基板１における４つのダイオードの
構成は以下の通りである。第１のダイオードＤ１はｐ型
半導体層３ａとｎ型半導体層２（不純物高濃度層２ａ、
不純物低濃度層２ｂ）で構成される。第２のダイオード
Ｄ２はｐ型半導体層３ｂとｎ型半導体層２（不純物高濃
度層２ａ、不純物低濃度層２ｂ）で構成される。

【００１８】第３のダイオードＤ３はｐ型半導体島状層
１１とｎ型半導体島状層１０およびｎ型半導体島状層１
２で構成される。第４のダイオードＤ４はｐ型半導体島
状層１６とｎ型半導体島状層１５およびｎ型半導体島状
層１７で構成される。そして、実施例のダイオードブリ
ッジ装置の等価回路は図２に示す通りとなる。

【００１９】

【発明の効果】この発明のダイオードブリッジ装置で
は、１個の半導体基板に必要なダイオードが全て形成さ
れていて、チップが一つですみ、ダイオードのチップ同
士の組み付け作業が不要でコスト低減が図れるようにな
り、しかも、小型化が図り易くなっており、非常に有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のダイオードブリッジ装置の要部構成を
あらわす断面図である。

【図２】実施例のダイオードブリッジ装置の等価回路図
である。

【図３】従来のダイオードブリッジ装置のダイオードの
チップを示す断面図である。

【図４】従来のダイオードブリッジ装置の概略構成を示
す斜視図である。

【図５】従来のダイオードブリッジ装置の等価回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ ｎ型（第１導電型）半導体層 ３ ｐ型（第２導電型）半導体層 ４ 絶縁層 １０ ｎ型（第１導電型）半導体島状層 １１ ｐ型（第２導電型）半導体島状層 １５ ｎ型（第１導電型）半導体島状層 １６ ｐ型（第２導電型）半導体島状層 ２１ 第１の表面電極 ２２ 第２の表面電極 ２３ 第３の表面電極 ２４ 第４の表面電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型半導体層の上に第２導電型半
   導体層が設けられ、前記第２導電型半導体層はその表面
   から前記第１導電型半導体層に達する絶縁層で二つの領
   域に分離されている半導体基板を備え、前記絶縁層で分
   離された第２導電型半導体層の各領域の表面部分には第
   １導電型半導体島状層が底および側面は第２導電型半導
   体層に接する状態でそれぞれ形成されているとともに、
   各第１導電型半導体島状層の表面部分には第２導電型半
   導体島状層が底および側面が第１導電型半導島状層に接
   する状態でそれぞれ形成されており、かつ、前記絶縁層
   で分離されたそれぞれの側において各第２導電型半導体
   層の領域と第１導電型半導体島状層を短絡する第１，第
   ２の表面電極と前記二つの第２導電型半導体島状層を短
   絡する第３の表面電極とが第２導電型半導体層表面側に
   設けられているとともに、前記第１導電型半導体層にコ
   ンタクトする第４の表面電極が第１導電型半導体層表面
   側に設けられているダイオードブリッジ装置。