【手続補正書】
【提出日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順方向動作中の積層不良成長による不所望の影響を制御するバイポーラ・デバイスであって、
炭化ケイ素基板と、
前記基板上の電圧遮断領域であって、該電圧遮断領域を構成する層の厚さ及びドーピングを規定する所定の反転遮断電圧を有する電圧遮断領域と、
前記電圧遮断領域に隣接する炭化ケイ素からなるＰ型境界領域と、
前記電圧遮断領域に隣接する炭化ケイ素からなるＮ型境界領域と
を備え、
前記Ｐ型境界領域及び前記Ｎ型境界領域の少なくとも一方は、当該境界領域における少数キャリア拡散長よりも大きい厚さを有し、小数キャリアが当該境界領域で消滅して当該境界領域を超えて積層不良成長が生じないようにした
ことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項２】
請求項１記載のバイポーラ・デバイスを有するＰＮダイオードにおいて、
前記Ｎ型境界領域は、前記基板上の炭化ケイ素からなるＮ＋領域であり、
前記電圧遮断領域は、前記Ｎ＋領域上の炭化ケイ素からなるＮ−領域であり、
前記Ｐ型境界領域は、前記Ｎ−領域上に形成されている
ことを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項３】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、前記基板、前記電圧遮断領域、並びに前記Ｐ型及びＮ型境界領域は、炭化ケイ素の３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ、及び１５Ｒポリタイプからなる群から選択される全て同じポリタイプを有することを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項４】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、前記Ｎ＋領域は、厚さが約２．５ミクロンであり、キャリア濃度が約１×１０１８〜１×１０１９ｃｍ−３の間であることを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項５】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、前記Ｎ＋領域は、厚さが約０．５ミクロンであり、キャリア濃度が約２×１０１８ｃｍ−３であることを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項６】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、前記Ｐ型境界領域は、厚さが約０．５ミクロンよりも大きく、キャリア濃度は約１×１０１７及び１×１０１９ｃｍ−３の間であることを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項７】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、前記Ｐ型境界領域のキャリア濃度は、前記Ｎ−領域よりも約２桁大きいことを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項８】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、該ＰＮダイオードは更に、オーミック・コンタクトと前記Ｐ型境界領域との間にＰ型コンタクト層を備えており、該コンタクト層は、前記Ｐ型境界領域よりもキャリア濃度が高いことを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項９】
請求項８記載のＰＮダイオードにおいて、前記コンタクト層は、キャリア濃度が少なくとも約１×１０１９ｃｍ−３であるが、前記ＰＮダイオードの性能を低下させる程の結晶品質の低下を招く量未満であり、厚さが少なくとも約１０００オングストロームであることを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項１０】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、前記基板は、キャリア濃度が約５×１０１８〜２×１０１９ｃｍ−３の間であり、厚さが少なくとも約１２５ミクロンであることを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項１１】
請求項２記載のＰＮダイオードにおいて、該ダイオードは更に、
前記Ｐ型境界領域とオーミック・コンタクトとの間に設けられ、厚さが約２ミクロンであり、キャリア濃度が約１×１０１９ｃｍ−３であるＰ＋型コンタクト層と、
前記Ｎ型境界領域と前記基板との間に設けられ、厚さが約２ミクロンであり、キャリア濃度が約１×１０１９ｃｍ−３であるＮ＋型境界層と
を備えていることを特徴とするＰＮダイオード。
【請求項１２】
順方向動作中の積層不良成長による不所望の影響を制御するバイポーラ・デバイスであって、
炭化ケイ素基板と、
前記基板上の電圧遮断領域と、
前記電圧遮断領域に隣接する炭化ケイ素からなるＰ型境界領域及びＮ型境界領域と、
前記Ｐ型境界領域と前記バイポーラ・デバイスの残りの部分との間の第１の界面、及び、Ｎ型境界領域と前記バイポーラ・デバイスの残りの部分との間の第２の界面と
を備え、
前記界面は、２つの隔離されたエピタキシャル層の間の境界、前記バイポーラ・デバイスのアクティブ部分及び非アクティブ部分の間の境界、１つのエピタキシャル層中のインプラント部分及び非インプラント部分の境界、並びに、材料が相違している境界又は材料成長が生じている境界の中から選択されており、
順方向動作中に成長する積層不良の部分が、前記第１及び第２の界面の少なくとも一方から隔離されている
ことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１３】
順方向動作中の積層不良成長による不所望の影響を制御するバイポーラ・デバイスであって、
少なくとも１つのＰ型領域と、
少なくとも１つのＮ型領域と、
少なくとも１つの積層不良部分と、
基板エピ層界面、オーミック・エピ層界面、高密度欠陥の中から選択された少なくとも１つの応力状態部分と
を備え、
前記積層不良が、前記少なくとも１つの応力状態部分又は前記バイポーラ・デバイス中の任意の応力状態部分から隔離されて、前記応力状態部分が、前記バイポーラ・デバイスの順方向バイアス動作の下における前記積層不良の成長を抑制する
ことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１４】
請求項１３記載のバイポーラ・デバイスにおいて、該デバイスは更に、炭化ケイ素基板を備えていることを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１５】
請求項１、１２及び１４のいずれかに記載のバイポーラ・デバイスにおいて、前記基板並びに前記Ｐ型及びＮ型境界領域は、炭化ケイ素の３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ及び１５Ｒポリタイプからなる群から選択した、同じポリタイプを有することを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１６】
請求項１３記載のバイポーラ・デバイスにおいて、
該デバイスは更に、前記Ｐ型境界領域及び前記Ｎ型境界領域を含むアクティブ領域を備え、前記Ｐ型境界領域及び前記Ｎ型境界領域が前記アクティブ領域の境界領域を形成し、
順方向バイアス動作の下で成長する積層不良の部分を、前記アクティブ領域と前記バイポーラ・デバイスの残り部分との間の界面から隔離した
ことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１７】
請求項１３記載のバイポーラ・デバイスにおいて、前記Ｐ型境界領域及び前記Ｎ型境界領域の厚さは、それぞれ、自身の領域における少数キャリア拡散長よりも大きいことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１８】
炭化ケイ素のバイポーラ・デバイスであって、いずれの終結層においても、その厚さが自身の層における少数キャリア拡散長よりも大きいことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項１９】
請求項１８記載のバイポーラ・デバイスにおいて、前記終結層は、基板に隣接するエピタキシャル層と、オーミック・コンタクトに隣接するエピタキシャル層とを含んでいることを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項２０】
請求項１９記載のバイポーラ・デバイスにおいて、前記終結層は、少なくとも１つのＮ型層と少なくとも１つのＰ型層とを備えており、前記エピタキシャル層及び前記基板は全て、炭化ケイ素の３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ、及び１５Ｒポリタイプからなる群から選択した同じポリタイプを有することを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項２１】
請求項１、１３及び１８のいずれかに記載のバイポーラ・デバイスにおいて、該デバイスは、ＰＮ接合ダイオード、ＰＩＮダイオード、バイポーラ・トランジスタ、及びサイリスタからなる群から選択したものであることを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項２２】
請求項１８記載のバイポーラ・デバイスにおいて、該デバイスは少なくとも１つの積層不良を含み、順方向バイアス動作の下において成長する積層不良の部分を、前記アクティブ領域と前記バイポーラ・デバイスの残りの部分との間の界面の少なくとも１つから隔離したことを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項２３】
請求項１８記載のバイポーラ・デバイスにおいて、該デバイスは少なくとも１つの積層不良を含み、十分な欠陥密度又は応力状態を有する前記バイポーラ・デバイスのあらゆる部分から前記積層不良を隔離して、順方向動作の下における前記積層不良の成長を抑制することを特徴とするバイポーラ・デバイス。
【請求項２４】
バイポーラ接合トランジスタであって、
炭化ケイ素基板と、
前記基板上のＮ＋バッファ層と、
前記バッファ層上のＮ−領域と、
前記Ｎ−領域に隣接したＰ型ベース領域と、
前記ベース領域に隣接したＮ＋エミッタ領域と、
前記エミッタ領域上に被着したオーミック・コンタクトと
を備え、
前記エミッタ領域及び前記バッファ層の少なくとも一方は、その厚さが自身における少数キャリア拡散長よりも大きい
ことを特徴とするバイポーラ接合トランジスタ。
【請求項２５】
サイリスタであって、
炭化ケイ素基板と、
前記基板上のＮ＋バッファ層と、
前記バッファ層上のＰ−領域と、
前記Ｐ−領域に隣接したＮ型領域と、
前記Ｎ型領域に隣接したＰ＋アノード領域と、
前記アノード領域上に被着したオーミック・コンタクトと
を備え、
前記アノード領域及び前記バッファ層の少なくとも一方は、その厚さが自身における少数キャリア拡散長よりも大きい
ことを特徴とするサイリスタ。
【請求項２６】
電界制御サイリスタであって、
炭化ケイ素基板と、
前記基板上のＮ＋バッファ層と、
前記バッファ層上のＰ−ドリフト領域と、
前記Ｐ−ドリフト領域上のＰ＋アノード領域と、
前記アノード領域上に被着したオーミック・コンタクトと
を備え、
前記アノード領域及び前記バッファ層の少なくとも一方は、その厚さが自身における少数キャリア拡散長よりも大きい
ことを特徴とする電界制御サイリスタ。