JPH0113233B2 - - Google Patents

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JPH0113233B2
JPH0113233B2 JP58223578A JP22357883A JPH0113233B2 JP H0113233 B2 JPH0113233 B2 JP H0113233B2 JP 58223578 A JP58223578 A JP 58223578A JP 22357883 A JP22357883 A JP 22357883A JP H0113233 B2 JPH0113233 B2 JP H0113233B2
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semiconductor region
electrode
type region
semiconductor
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JP58223578A
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Hideo Matsuda
Yoshiaki Tsunoda
Takashi Fujiwara
Yasunori Usui
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to GB08429865A priority patent/GB2151399B/en
Priority to DE19843443363 priority patent/DE3443363A1/de
Publication of JPS60115263A publication Critical patent/JPS60115263A/ja
Publication of JPH0113233B2 publication Critical patent/JPH0113233B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/21Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H10F30/26Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having three or more potential barriers, e.g. photothyristors
    • H10F30/263Photothyristors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D18/00Thyristors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D18/00Thyristors
    • H10D18/60Gate-turn-off devices 
    • H10D18/65Gate-turn-off devices  with turn-off by field effect 
    • H10D18/655Gate-turn-off devices  with turn-off by field effect  produced by insulated gate structures

Landscapes

  • Thyristors (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、光ターンオンおよび光ターンオフ
機能を有する光GTO、光トランジスタ等の半導
体装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
光信号によつて制御される半導体装置の1つと
して光トリガサイリスタが実用化されている。こ
の光トリガサイリスタは光信号によつてターンオ
ンされるので、制御回路を主回路と電気的に分離
することができ、これによつて、制御回路の設計
自由度が増加する、ノイズの回り込みが無くなり
信頼性が向上する、装置が小型、軽量化される、
等の利点が得られる。しかしながら、ターンオフ
時には、強制転流回路を用いてアノード,カソー
ド間に逆バイアスを印加する必要があるので、強
制転流回路を必要としない自己消弧型のものに比
べれば、装置が大型になる、コストが高くなる、
ターンオフ時間が長い、等の欠点がある。そこで
これらの欠点を解消する目的で、従来では、電気
的に自己消弧可能な光トリガサイリスタが考案さ
れている。
第1図は上記自己消弧可能な光トリガサイリス
タの素子構造を示す断面図である。このサイリス
タは、Pエミツタ1、N-ベース2、Pベース3、
N+エミツタ4、アノード電極5およびカソード
電極6からなる主GTOサイリスタ部10と、上
記Pエミツタ1、N-ベース2、Pベース3、ア
ノード電極5が主GTOサイリスタ部10と共通
であり、さらにN+エミツタ7とエミツタ、ゲー
ト短絡電極8を有する補助GTOサイリスタ部1
1とから構成されている。そしてこのサイリスタ
をターンオンさせる場合には、補助GTOサイリ
スタ部11におけるPベース3とN+エミツタ7
との界面の露出部付近にh〓の光を照射することに
よつて行なわれる。またオン状態にあるときに、
このサイリスタをターンオフさせる場合には、補
助GTOサイリスタ部11の短絡電極8と主GTO
サイリスタ部10のカソード電極6との間に接続
され、直流バイアス源12とスイツチ13とから
なるゲートターンオフ回路14内のスイツチ13
を閉じて、主GTOサイリスタ部10のゲート、
カソード間に直流バイアスを印加することによつ
て行なわれる。
第2図は上記第1図に示す光トリガサイリスタ
を使用した回路を示す。図において15は主
GTOサイリスタ部10および補助GTOサイリス
タ部11からなる光トリガサイリスタである。こ
のサイリスタ15のアノード、カソードA,K間
には、直流電源21および負荷回路22が直列接
続されている。上記サイリスタ15のターンオン
動作は、制御回路23からの電気信号によつてゲ
ートターンオン回路24が作動して発光ダイオー
ド25が駆動され、h〓の光信号によつて開始され
る。また、ターンオフ動作は、上記制御回路23
からの電気信号によつてゲートターンオフ回路2
6が作動し、ゲート、カソード間に逆電流が流さ
れることによつて開始される。
したがつて、第1図のサイリスタを用いた回路
では、ゲートターンオフ回路26内または制御回
路23とゲートターンオフ回路26との間にパル
ストランスあるいはフオトカプラ等のインターフ
エイスを設けないと、制御回路23とサイリスタ
15とを電気的に分離することはできない。すな
わち、自己消弧可能な光トリガサイリスタであつ
ても、制御回路との間にインターフエイスを必要
とするので、装置の大型化、高コスト化、信頼性
の低下、等を招くという欠点がある。また、上記
インターフエイスを設けない場合には、制御回路
の設計自由度が低下したり、別に保護回路が必要
になる等の欠点が生じる。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的は、光信号によつてター
ンオンおよびターンオフ可能とすることによつ
て、装置の小型、軽量化、装置の信頼性の向上、
低コスト化、制御回路の設計自由度の増加、等が
実現できる半導体装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
この発明による半導体装置は、Pエミツタ、
N-ベース、PベースおよびN+エミツタからなる
主GTOサイリスタのPベースにN+領域を設け、
このN+領域と上記N+エミツタをソースおよびド
レイン領域とするMOSトランジスタを形成し、
このMOSトランジスタを直流バイアス源ととも
に上記主GTOサイリスタのゲート、カソード間
に挿入し、上記MOSトランジスタのゲートと上
記主GTOサイリスタのゲートとの間にフオトダ
イオードを挿入することによつて、光信号により
ターンオンおよびターンオフさせることができる
ようにされている。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第3図はこの発明の半導体装置をGTOサ
イリスタに実施した場合の素子構造を示すパター
ン平面図である。このGTOサイリスタは平面形
状が円形をなし、中央部には補助GTOサイリス
タ部の受光部31が設けられ、さらに中心から放
射状に延長された複数の主GTOサイリスタ部3
2が設けられている。さらに所定位置にはフオト
ダイオード部の受光部33が設けられている。ま
たこのGTOサイリスタの上面の大部分には図中
斜線を付して示す、アルミニウムからなる電極3
4が設けらている。
第4図は第3図のGTOサイリスタの模式的な
断面図である。図において41は比較的低濃度
の、たとえば3×1013cm-3程度の不純物濃度を持
ち150Ω・cmと比較的高い抵抗率を持つN-型領域
である、このN-型領域41の一方露出面には、
1×1018〜5×1019cm-3程度の不純物濃度を持ち
比較的低い抵抗率を持つP型領域42が形成され
る。さらにこのP型領域42の一部には、その端
部が上記N-型領域41にまで達するN+型領域4
3が形成される。上記N-型領域41の他方露出
面には、1×1017〜5×1018cm-3程度の不純物濃
度を持ち比較的低い抵抗率を持つP型領域44が
形成される。また図中、中央部に位置するP型領
域42に対応した上記P型領域44の露出面の表
面領域には、1×1020〜1×1021cm-3程度の不純
物濃度を持ち比較的低い抵抗率を持つN+型領域
45が形成される。さらに図中の左端部に位置す
るP型領域42に対応した上記P型領域44の露
出面の表面領域には、上記N+型領域45と同程
度の不純物濃度を持つN+型領域46が形成され
る。また上記N+型領域43に対応した上記P型
領域44の露出面の表面領域には、上記N+型領
域45を取り囲こみかつこのN+型領域45とは
分離して、上記N+型領域45と同程度の不純物
濃度を持つN+型領域47が形成される。さらに
また、上記N+型領域43に対応した上記P型領
域44の露出面の表面領域には、それぞれ上記
N+型領域45と同程度の不純物濃度を持つ複数
のN+型領域48が互いに分離して形成される。
なお、上記各N+型領域45,46,47および
48は、P型領域44に対する同一拡散工程によ
つて並列的に形成される。上記P型領域44にお
いて、上記N+型領域45,46,47および4
8が形成されておらずその表面が露出している部
分には1×1018cm-3以下の不純物濃度を持つP-
領域49が形成される。
なお、上記N+型領域45の端部とP型領域4
2の端部との間の距離l1は、ホールの拡散長をLP
とするときに次式を満足するような値に設定され
ている。
l1≧LP/3 ……(1) さらに、上記N+型領域47の内側端部と上記
N+型領域46の端部との間の距離l2は、次式を
満足するような値に設定されている。
l2≧LP/3 ……(2) 上記N+型領域43を含む上記P型領域42の
露出面全面には、アルミニウムによる電極50が
形成される。上記N+型領域45および上記N+
領域47相互間をまたぐように、上記P型領域4
4の露出面上には、シリコン酸化膜等からなるゲ
ート絶縁膜51が形成される。そしてこのゲート
絶縁膜51の表面上には、アルミニウムによる電
極52が形成される。上記N+型領域45,47
の露出面上にも、アルミニウムによる電極53,
54がそれぞれ形成される。上記N+型領域46
の露出面上には、上記P-型領域49の露出面上
にまで延長された、アルミニウムによる電極55
が形成される。さらに上記複数の各N+型領域4
8の露出面上には、それぞれ上記P-型領域49
の露出面上にまで延長された、アルミニウムによ
る各電極56が形成され、さらにこれら各電極5
6のうち最も右側に位置しているものに隣接し
た、P-型領域49の露出面上にはアルミニウム
による電極57が形成される。
ここで、主GTOサイリスタ部60は、前記P
型領域42をPエミツタ、前記N-型領域41を
Nベース、前記P型領域44をPベースおよび前
記N+型領域45をN+エミツタとし、前記電極5
0をアノード電極、前記電極53をカソード電極
および前記第3図中の電極34に対応した前記電
極55,56をゲート電極として構成されてい
る。前記補助サイリスタ部61は、前記P型領域
42をPエミツタ、前記N-型領域41をNベー
ス、前記P型領域44をPベースおよび前記N+
型領域46をN+エミツタとし、前記電極50を
アノード電極、前記電極55をエミツタ、ゲート
短絡電極として構成されている。また、上記主
GTOサイリスタ部60の周囲には、N+型領域4
5,47それぞれをソースもしくはドレインと
し、電極52をゲート電極、電極53をソース電
極、電極54をドレイン電極とするNチヤネルの
MOSトランジスタ部62が構成されている。さ
らに前記P型領域44と前記複数の各N+型領域
48とはフオトダイオード部63の各フオトダイ
オードを構成しており、個々のフオトダイオード
は前記電極56によつて直列接続されている。そ
してこのフオトダイオード部63において最も左
側に位置している電極56が、直列接続されてい
る複数のフオトダイオードのカソード電極とな
り、前記電極57がアノード電極となつている。
上記電極52(MOSトランジスタ部62のゲ
ート電極)は上記電極57(フオトダイオード部
63のアノード電極)と接続される。上記電極5
5(補助GTOサイリスタ部61のエミツタゲー
ト短絡電極)は上記電極56(フオトダイオード
部63のカソード電極)と接続され、さらにター
ンオフ用の直流バイアス電源64の負極側と接続
される。また上記電極54(MOSトランジスタ
部62のドレイン電極)は上記直流バイアス電源
64の正極側と接続される。
このGTOサイリスタをターンオンさせる場合、
補助GTOサイリスタ部61における、N+型領域
46とP型領域44との接合部の露出面にh〓の光
信号を照射することによつて行なわれ、またター
ンオフさせる場合にはフオトダイオード部63に
おける各N+型領域48とP型領域44との接合
部の露出面にh〓の光信号を照射することによつて
行なわれる。
第5図は第4図における主GTOサイリスタ部
の拡大パターン平面図である。なお、第5図にお
いて第4図と対応した箇所には同一符号を付して
いる。第5図において、MOSトランジスタ部6
2のゲート電極となる電極52は、前記複数の主
GTOサイリスタ部60の周囲に設けられている
他のMOSトランジスタ部に対して共通接続され
ている。これと同様にMOSトランジスタ部62
のドレイン電極54も他のMOSトランジスタ部
に対して共通接続されている。
第6図は第4図におけるフオトダイオード部の
拡大パターン平面図である。図示するようにこの
フオトダイオード部は、前記P-型領域49の露
出面上に形成されているアノード電極としての電
極57を中心にして、複数の各N+型領域48が
リング状に形成されており、各電極56もリング
状に形成されている。
第7図は第4図に示すGTOサイリスタの等価
回路図である。図示するように、前記主GTOサ
イリスタ部60は、エミツタがアノード電極Aに
接続されているPNPトランジスタ71と、エミ
ツタがカソード電極Kに接続されているNPNト
ランジスタ71とからなり、PNPトランジスタ
70のコレクタ、ベースがNPNトランジスタ7
1のベース、コレクタにそれぞれ接続されてい
る。一方、前記補助GTOサイリスタ部61は、
エミツタがアノード電極Aに接続されている
PNPトランジスタ72と、ベース、エミツタ間
に抵抗R1が挿入されかつエミツタが抵抗R2を介
して上記主GTOサイリスタ部60のNPNトラン
ジスタ71のベースに接続されているNPNトラ
ンジスタ73とからなり、PNPトランジスタ7
2のコレクタ、ベースがNPNトランジスタ73
のベース、コレクタにそれぞれ接続されている。
上記NPNトランジスタ71のエミツタにはMOS
トランジスタ部62のソースが接続されている。
このMOSトランジスタ部62のドレインは、前
記ターンオフ用の直流バイアス電源64の正極側
に接続されている。上記直流バイアス電源64の
負極側は前記NPNトランジスタ73のエミツタ
に接続されている。前記フオトダイオード部63
のアノード電極は上記MOSトランジスタ部62
のゲートに、カソード電極は上記NPNトランジ
スタ73のエミツタにそれぞれ接続されている。
なお、上記等価回路における抵抗R1,R2は、第
4図中のP型領域に存在する抵抗成分を等価的に
示したものである。
次に第4図のような構成のGTOサイリスタの
動作を、第7図の等価回路を用いて説明する。な
お、予めアノード電極Aとカソード電極Kとの間
にはアノードが正、カソードが負極性となるよう
な電圧が印加されており、アノード、カソード間
が順阻止状態にされているものとする。ここでい
ま、h〓の光信号が補助GTOサイリスタ部61の
NPNトランジスタ73のベース、エミツタ接合
に照射されると、この接合部に生じている空乏領
域内に電子、正孔対が発生する。この電子および
正孔は、接合のポテンシヤル分布状態(ビルト・
インボルテージ)によつて、正孔はP型のベース
側に、電子はN+型のエミツタ側にそれぞれ分離
される。そしてこれら分離された電子と正孔によ
る電位差が拡散電位差にほぼ等しくなると、
NPNトランジスタ73のベース、エミツタ接合
に電流が流れ始める。さらにこの電流がPNPト
ランジスタ72のベース電流となつて、補助
GTOサイリスタ部61がターンオンする。補助
GTOサイリスタ部61のカソード電流が抵抗R2
を介して主GTOサイリスタ部60のゲート電流
として供給され、この結果、主GTOサイリスタ
部60もターンオンする。すなわち、アノード電
極Aとカソード電極Kとの間には大きな電流が流
れる。
オン状態にされているこのサイリスタをターン
オフさせるにはフオトダイオード部63にh〓の光
信号を照射すことによつて行なう。なお、このフ
オトダイオード部63でフオトダイオードが10個
程度直列接続されている。フオトダイオード部6
3に上記光信号が照射されると、そのアノード電
極とカソード電極との間には電圧が誘起され、
MOSトランジスタ部62のゲート電極はバツク
ゲートに対して正極性の電圧が印加される。い
ま、このゲート電圧がMOSトランジスタ部62
のしきい値電圧Vth以上となるように上記フオト
ダイオードの数が設定されていれば、このMOS
トランジスタ部62はオン状態となる。これによ
り、直流バイアス電源64、MOSトランジスタ
部62のドレイン、同じくソース、主GTOサイ
リスタ部60のNPNトランジスタ71のエミツ
タ、同じくベースおよび抵抗R2のループで直流
電流が流れる。この電流によつて主GTOサイリ
スタ部60のPベース(PNPトランジスタ70
のコレクタおよびNPNトランジスタ71のベー
ス)内の過剰キヤリアが打ち消され、このキヤリ
アが消滅すると、主GTOサイリスタ部60の
NPNトランジスタ71のベース、エミツタ接合
が逆バイアスされる。すると、PNPトランジス
タ70のベース電流が流れなくなり、主GTOサ
イリスタ部60がターンオフする。
このようにこの実施例によるGTOサイリスタ
は、光信号によつてターンオンおよびターンオフ
させることができる。このため、制御回路と純粋
に分離することができるので、従来の自己消弧可
能な光トリガサイリスタに生じていた装置の大型
化、高コスト化、信頼性の低下、等の欠点をすべ
て除去することができる。
なお、上記実施例において、N+型領域45,
47,46を形成する場合に前記(1),(2)式を満足
させるようにしているのは、MOSトランジスタ
部62のしきい値電圧Vthが正孔濃度の増加によ
つて上昇する現象を抑制するためであり、Vthと
l1,l2との関係が第8図の特性図に示すようにな
つているからである。第8図中のVthoはこの
GTOサイリスタに主電流が流れていないときの
しきい値電圧である。また、上記実施例におい
て、P型領域44の表面領域にP-型領域49を
形成しているのは、MOSトランジスタ部62の
しきい値電圧Vthを低くして、前記フオトダイオ
ード部63で直列接続されるフオトダイオードの
数をできるだけ少なくするようにしたものであ
る。したがつて、上記P-型領域49はMOSトラ
ンジスタ部62のみに形成してもよい。
第9図はこの発明の他の実施例に係るGTOサ
イリスタの素子構造を示す断面図である。この実
施例のものは、N-ベースとなるN-型領域41の
一部に拡散法等によつて主GTOサイリスタ部6
0のPエミツタとなるP型領域81および補助
GTOサイリスタ部61のPエミツタとなるP型
領域82それぞれを形成し、他方、Pベースとな
るP型領域44の露出面からN型不純物を選択的
に導入してN+型領域45,46,47および4
8を形成し、この後、主GTOサイリスタ部60
のN+エミツタ(N+型領域45)を残して他の
N+型領域46,47,48を含むP型領域44
を数10μmエツチング除去することにより、主
GTOサイリスタ部60のN+エミツタを突出させ
るようにしている。なお、この第9図において、
前記第4図と対応する箇所には同一符号を付して
いる。このような構成によれば、突出している上
記N+エミツタにカソード電極を圧接によつて取
り付けることができるので、大容量の光GTOに
好適である。しかも、MOSトランジスタ部62
のチヤネル部分の不純物濃度は、エツチングによ
つて元の表面の高濃度部分が除去され、低濃度化
されているので、第4図の実施例の場合のよう
に、新たにP-型領域を設けることなしにしきい
値電圧Vthを低下させることができる。
第10図はこの発明のさらに他の実施例に係る
GTOサイリスタの素子構造を示す断面図である。
この実施例のものは、主GTOサイリスタ部60
のN+型領域45をリング状に形成し、その内部
に新たにゲート電極83を設け、前記ターンオフ
用の直流バイアス電源64の負極側を前記電極5
5,56に接続する代りに上記ゲート電極83に
接続するようにしたものである。なお、その他の
箇所は第4図のものと同様に構成されている。こ
の第10図の等価回路は第11図の通りである。
すなわち、第10図のように構成することによつ
て、前記直流バイアス電源64の負極側およびフ
オトダイオード部63のカソード電極は、抵抗
R2を介さずに主GTOサイリスタ部60のNPNト
ランジスタ71のベースに直接に接続される。こ
のため、ターンオフ時にNPNトランジスタ71
のベース、エミツタ接合に流れる逆電流は抵抗
R2を通さずに流れるので、前記過剰キヤリアは
急速に消滅され、これによつて第4図のものより
もターンオフ時間を短縮することができる。
ところで、上記各実施例ではサイリスタをター
ンオフさせる場合にフオトダイオード部を用いて
行なうようにしているが、これは上記フオトダイ
オード部の代りに直流バイアス電源を外部に接続
してターンオフさせることも可能である。
第12図はこの発明の変形例に係るGTOサイ
リスタの素子構造を示す断面図である。この変形
例のものは、上記第10図の実施例のものからフ
オトダイオード部63を取り除き、新たにゲート
電極83とMOSトランジスタ部62のゲート電
極であるところの電極52との間に直流バイアス
電源84とスイツチ85を直列挿入したものであ
る。このサイリスタがオン状態のときに上記スイ
ツチ85を閉じれば、MOSトランジスタ部62
のゲートは上記直流バイアス電源84によつて正
極性の電位に設定され、この後、MOSトランジ
スタ部62がオン状態にされて主GTOサイリス
タ部60がターンオフされる。すなわち、この変
形例のGTOサイリスタによれば、上記直流バイ
アス電源84とスイツチ85との組合せを論理回
路で置き換えることができるので、論理理回路か
らの微小な出力で大電流を遮断することができ
る。
なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能であることはいうまで
もない。たとえば第4図の実施例等ではこの発明
をGTOサイリスタに実施した場合について説明
したが、これは、たとえば、Pエミツタ(P型領
域42,81)をN+コレクタに置き換えたトラ
ンジスタ構造に実施することもできる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、光信号
によつてターンオンおよびターンオフ可能とした
ので、装置の小型、軽量化、装置の信頼性の向
上、低コスト化、制御回路の設計自由度の増加、
等が実現できる半導体装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光トリガサイリスタの断面図、
第2図は第1図のサイリスタを使用した回路の回
路図、第3図はこの発明の一実施例に係るGTO
サイリスタのパターン平面図、第4図は第3図の
GTOサイリスタの模式的な断面図、第5図は第
4図の一部拡大パターン平面図、第6図は第4図
の他の部分の拡大パターン平面図、第7図は第4
図の等価回路図、第8図は第4図のGTOサイリ
スタを説明するための特性図、第9図はこの発明
の他の実施例に係るGTOサイリスタの断面図、
第10図はこの発明のさらに他の実施例に係る
GTOサイリスタの断面図、第11図は第10図
の等価回路図、第12図はこの発明の変形例に係
るGTOサイリスタの断面図である。 41……N-型領域(N-ベース)、42……P
型領域(Pエミツタ)、43……N+型領域、44
……P型領域(Pベース)、45,46……N+
領域(N+エミツタ)、47,48……N+型領域、
49……P-型領域、50……電極(アノード電
極)、51……ゲート絶縁膜、52……電極(ゲ
ート電極)、53……電極(カソード電極)、54
……電極(ドレイン電極)、55,56,57…
…電極、60……主GTOサイリスタ部、61…
…補助GTOサイリスタ部、62……MOSトラン
ジスタ部、63……フオトダイオード部、64…
…直流バイアス電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の第1半導体領域と、この第1半
    導体領域の一方の主面に接して形成される第2半
    導体領域と、上記第1半導体領域の他方の主面に
    接して形成される第2導電型の第3半導体領域
    と、この第3半導体領域の表面部に形成される第
    1導電型の第4半導体領域と、上記第3半導体領
    域の上記第4半導体領域形成面と同一の表面部に
    上記第4半導体領域と分離して形成される第1導
    電型の第5半導体領域と、少なくとも上記第4半
    導体領域および上記第5半導体領域相互間に存在
    する上記第3半導体領域の表面上に形成される絶
    縁膜と、上記第4半導体領域の表面上に形成され
    る第1電極と、上記第3半導体領域の表面上に形
    成される第2電極と、上記第5半導体領域の表面
    上に形成される第3電極と、上記絶縁膜上に形成
    される第4電極と、上記第2電極と上記第3電極
    とを電気的に接続する接続手段と、上記第1、第
    2、第3、第4半導体領域からなるスイツチング
    素子と、上記第4、第5半導体領域をソース、ド
    レイン領域とするMOSトランジスタと、上記第
    2電極と第4電極との間を直流バイアスするバイ
    アス手段とを具備したことを特徴とする半導体装
    置。 2 前記第2半導体領域は第2導電型を有し、前
    記スイツチング素子がGTOサイリスタである特
    許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 3 前記第2半導体領域は第1導電型を有し、前
    記スイツチング素子がトランジスタである特許請
    求の範囲第1項に記載の半導体装置。 4 前記接続手段が、所定の直流バイアスを有す
    る電源である特許請求の範囲第1項に記載の半導
    体装置。 5 前記スイツチング素子は、前記バイアス手段
    により前記第2電極と前記第4電極との間に前記
    直流バイアスが行なわれることによつてターンオ
    フされる特許請求の範囲第1項に記載の半導体装
    置。 6 前記第3半導体領域のうち少なくとも前記第
    4半導体領域および前記第5半導体領域相互間に
    存在する領域の表面部の不純物濃度が低くされて
    いる特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 7 前記バイアス手段がフオトダイオードによつ
    て形成されている特許請求の範囲第1項に記載の
    半導体装置。 8 前記フオトダイオードが、前記第3半導体領
    域と、この第3半導体領域の露出面表面部に形成
    される第1導電型の複数の第6半導体領域とで構
    成されている特許請求の範囲第7項に記載の半導
    体装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07112061B2 (ja) * 1986-03-11 1995-11-29 株式会社東芝 ゲ−トタ−ンオフサイリスタ
JP2633585B2 (ja) * 1987-10-16 1997-07-23 株式会社東芝 半導体装置
US5136353A (en) * 1990-05-10 1992-08-04 The University Of Colorado Foundation, Inc. Optical switch
US5381026A (en) * 1990-09-17 1995-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulated-gate thyristor
US5446295A (en) * 1993-08-23 1995-08-29 Siemens Components, Inc. Silicon controlled rectifier with a variable base-shunt resistant
JP2661629B2 (ja) * 1994-03-24 1997-10-08 日産自動車株式会社 集積化受光素子
DE59808468D1 (en) * 1997-01-31 2003-06-26 Infineon Technologies Ag Asymmetrischer thyristor
DE69841124D1 (de) * 1998-11-11 2009-10-15 Mitsubishi Electric Corp Rückwärtsleitender thyristor, halbleiteranordnung mit mechanischem kontakt und halbleitersubstrat
DE10016233A1 (de) * 2000-03-31 2001-10-11 Siemens Ag Abschaltbarer Thyristor
US9171977B2 (en) * 2011-06-17 2015-10-27 Cree, Inc. Optically assist-triggered wide bandgap thyristors having positive temperature coefficients
US8536617B2 (en) * 2011-12-16 2013-09-17 General Electric Company Optically triggered semiconductor device and method for making the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3590339A (en) * 1970-01-30 1971-06-29 Westinghouse Electric Corp Gate controlled switch transistor drive integrated circuit (thytran)
US3789504A (en) * 1971-10-12 1974-02-05 Gte Laboratories Inc Method of manufacturing an n-channel mos field-effect transistor
US3893153A (en) * 1974-01-10 1975-07-01 Westinghouse Electric Corp Light activated thyristor with high di/dt capability
SE392783B (sv) * 1975-06-19 1977-04-18 Asea Ab Halvledaranordning innefattande en tyristor och en felteffekttransistordel
US4050083A (en) * 1976-09-22 1977-09-20 Cutler-Hammer, Inc. Integrated thermally sensitive power switching semiconductor device, including a thermally self-protected version
DE2825794C2 (de) * 1978-06-13 1986-03-20 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Abschaltbarer Thyristor
US4295058A (en) * 1979-06-07 1981-10-13 Eaton Corporation Radiant energy activated semiconductor switch
JPS5945233B2 (ja) * 1979-08-01 1984-11-05 株式会社日立製作所 光点弧型半導体装置
DE3118364A1 (de) * 1981-05-08 1982-11-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Lichtzuendbarer thyristor mit optoelektronisch angesteuerten emitterkurzschluessen und verfahren zu seinem betrieb
DE3118305A1 (de) * 1981-05-08 1982-12-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Thyristor mit verbessertem schaltverhalten sowie verfahren zu seinem betrieb
US4604638A (en) * 1983-05-17 1986-08-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Five layer semiconductor device with separate insulated turn-on and turn-off gates

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GB2151399B (en) 1988-08-10

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