JPH01218065A - ゲートターンオフサイリスタ - Google Patents
ゲートターンオフサイリスタInfo
- Publication number
- JPH01218065A JPH01218065A JP63045301A JP4530188A JPH01218065A JP H01218065 A JPH01218065 A JP H01218065A JP 63045301 A JP63045301 A JP 63045301A JP 4530188 A JP4530188 A JP 4530188A JP H01218065 A JPH01218065 A JP H01218065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base layer
- layer
- resistance
- anode electrode
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions
- H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
- H10D64/233—Cathode or anode electrodes for thyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＰＮＰＮ４層構造を有し、アノード側のｐエ
ミッタ層に隣接するｎベース層がｐエミッタ層の一部を
貫通してアノード電極と接触しているゲートターンオフ
（ＧＴＯ）サイリスタに関する。
ミッタ層に隣接するｎベース層がｐエミッタ層の一部を
貫通してアノード電極と接触しているゲートターンオフ
（ＧＴＯ）サイリスタに関する。
ＧＴＯサイリスタのターンオフ時にｎベース層に蓄積さ
れた過剰キャリアを速やかにアノード電極に排出するた
めにｎベース層をアノードと短絡したアノードシ四−ト
型ＧＴＯサイリスタは公知である。第２図はそのような
アノードシ四−ト型ＧＴＯサイリスタの断面構造を示し
、ｐエミッタ層１＋ｎベース層２＋ ｐベース層３およ
び短冊状のｎエミツタ層４からなる４層構造のサイリス
タのｎベース層２のｐエミンタ層側に低抵抗ｎベース層
５が形成されており、このｎ０層５がｐエミッタ層１を
貫通してアノード電極６にオーム性接触している。この
低抵抗ベース層５は高抵抗ｎベース層４０幅をせばめる
効果をもつ、ｎベース層４にカソード電極？、 ｐベー
ス層３にゲート電極が設けられることは通常のＧＴＯサ
イリスクと同様である。
れた過剰キャリアを速やかにアノード電極に排出するた
めにｎベース層をアノードと短絡したアノードシ四−ト
型ＧＴＯサイリスタは公知である。第２図はそのような
アノードシ四−ト型ＧＴＯサイリスタの断面構造を示し
、ｐエミッタ層１＋ｎベース層２＋ ｐベース層３およ
び短冊状のｎエミツタ層４からなる４層構造のサイリス
タのｎベース層２のｐエミンタ層側に低抵抗ｎベース層
５が形成されており、このｎ０層５がｐエミッタ層１を
貫通してアノード電極６にオーム性接触している。この
低抵抗ベース層５は高抵抗ｎベース層４０幅をせばめる
効果をもつ、ｎベース層４にカソード電極？、 ｐベー
ス層３にゲート電極が設けられることは通常のＧＴＯサ
イリスクと同様である。
（発明が解決しようとする課題〕
第２図のようなＧＴＯサイリスタのターンオン過程にお
いて、ゲート電極より、ｐベース層３とｎエミツタ層４
の間のＰＮ接合に対して、順方向のゲート電流が供給さ
れ、ｎエミツタ層４に正孔が注入されると、ｎエミツタ
層から電子が放出され、その電子の一部は正の電圧が印
加されているアノード電極６の方向に動いていく、この
アノード側方向へ向かう電子が、低抵抗ｎベース層５を
通ってアノード電極６に吸収されてしまうため、ｐエミ
ツタ層１からの正札のｎベース層５および２への放出の
確率が小さくなる。このことから、ＧＴＯサイリスタは
点弧しに＜＜、実用上点弧しないＧＴＯサイリスタにな
ってしまうことさえある。
いて、ゲート電極より、ｐベース層３とｎエミツタ層４
の間のＰＮ接合に対して、順方向のゲート電流が供給さ
れ、ｎエミツタ層４に正孔が注入されると、ｎエミツタ
層から電子が放出され、その電子の一部は正の電圧が印
加されているアノード電極６の方向に動いていく、この
アノード側方向へ向かう電子が、低抵抗ｎベース層５を
通ってアノード電極６に吸収されてしまうため、ｐエミ
ツタ層１からの正札のｎベース層５および２への放出の
確率が小さくなる。このことから、ＧＴＯサイリスタは
点弧しに＜＜、実用上点弧しないＧＴＯサイリスタにな
ってしまうことさえある。
本発明の課題は、アノードショート型であっても小さい
ゲート電流で確実に点弧させることのできるＧＴＯサイ
リスタを提供することにある。
ゲート電流で確実に点弧させることのできるＧＴＯサイ
リスタを提供することにある。
上記課題の解決のため、本発明はｎベース層のｐエミッ
タ層側に低抵抗ｎベース層が設けられるＧＴＯサイリス
タにおいて、低抵抗ｎベース層がｐエミッタ層を貫通し
てｐエミツタ層にオーム性接触するアノード電極にショ
ットキバリアを介して接触するものとする。
タ層側に低抵抗ｎベース層が設けられるＧＴＯサイリス
タにおいて、低抵抗ｎベース層がｐエミッタ層を貫通し
てｐエミツタ層にオーム性接触するアノード電極にショ
ットキバリアを介して接触するものとする。
〔作用〕
低抵抗ｎベース層とアノード電極との中間の金属層の間
に形成されるショットキバリアにより、点弧過程におい
てｎベース層からアノード電極に流れ込む電子を低減さ
せ、ｐエミツタ層とｎベース層との間のＰＮ接合が順バ
イアスされやすくなるため、小さい点弧電流でＧＴＯサ
イリスクが点弧する。
に形成されるショットキバリアにより、点弧過程におい
てｎベース層からアノード電極に流れ込む電子を低減さ
せ、ｐエミツタ層とｎベース層との間のＰＮ接合が順バ
イアスされやすくなるため、小さい点弧電流でＧＴＯサ
イリスクが点弧する。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図と共通の部分
には同一の符号が付されている。従来のアノードショー
ト型ＧＴＯサイリスタと同様の製造工程で、ＰＮＰＮ構
造を構成するｐエミツタ層１、ｎベース層２．ｐベース
層３．短冊状ｎエミツタ層４およびｐエミツタ層１を貫
通する低抵抗ｎベース層５をシリコン基板に形成したの
ち、ｐエミツタ層１および低抵抗ｎベース層５の露出し
た図における基板の下面に５〜１０−の厚さにアルミニ
ウムを蒸着する。またモリブデンからなるアノード電極
板の一面にも５〜１０−の厚さにアルミニウムを蒸着し
、シリコン基板のアルミニウム蒸着面とアノード電極板
のアルミニウム蒸着面とを接触させ、合金炉に入れてア
ノード電極の合金化を行Ｉう、炉の温度をアルミニウム
の融点６６０℃以上に上げたのち冷却すると、アルミニ
ウムとシリコンの共晶温度５７７℃に炉の温度が低下す
る間にｎベース層５との間にのみショットキバリア層９
が形成される。
には同一の符号が付されている。従来のアノードショー
ト型ＧＴＯサイリスタと同様の製造工程で、ＰＮＰＮ構
造を構成するｐエミツタ層１、ｎベース層２．ｐベース
層３．短冊状ｎエミツタ層４およびｐエミツタ層１を貫
通する低抵抗ｎベース層５をシリコン基板に形成したの
ち、ｐエミツタ層１および低抵抗ｎベース層５の露出し
た図における基板の下面に５〜１０−の厚さにアルミニ
ウムを蒸着する。またモリブデンからなるアノード電極
板の一面にも５〜１０−の厚さにアルミニウムを蒸着し
、シリコン基板のアルミニウム蒸着面とアノード電極板
のアルミニウム蒸着面とを接触させ、合金炉に入れてア
ノード電極の合金化を行Ｉう、炉の温度をアルミニウム
の融点６６０℃以上に上げたのち冷却すると、アルミニ
ウムとシリコンの共晶温度５７７℃に炉の温度が低下す
る間にｎベース層５との間にのみショットキバリア層９
が形成される。
第３図は低抵抗ｎベース層５とアノード電極６の間の合
金部の電子エネルギ帯構造の模式図で、低抵抗ｎベース
層５とアノード電極６の界面にはモリブデンによりショ
ットキバリアが形成されていることを示す、このバリア
の高さは０．２ Ｖ程度でｐエミツタ層１と低抵抗ｎベ
ース層５の間のＰＮ接合の拡散電位は０．６ｖ程度であ
るが、ショットキバリアの存在のために低抵抗ｎベース
Ｎ５の電位がｐエミツタ層１に対して０．６ Ｖでなく
、０．６−０、２−０．４ Ｖに低下することにより、
上記ＰＮ接合が順バイアス状態になり、ＧＴＯサイリス
タが点弧する。すなわち、ショットキバリアの形成によ
り、順バイアスされやすくなる。この結果、本発明の実
施例のＧＴＯサイリスタの点弧電流は、第２図に示した
ような従来の低抵抗ｎベースＷｉ５がアノード電極６に
オーム性接触するＧＴＯサイリスタにくらべて数分の１
以下に低下し、実用に支障のない範囲の値になった。一
方、ターンオフ時のスイッチング損失は従来のものと同
等であった。
金部の電子エネルギ帯構造の模式図で、低抵抗ｎベース
層５とアノード電極６の界面にはモリブデンによりショ
ットキバリアが形成されていることを示す、このバリア
の高さは０．２ Ｖ程度でｐエミツタ層１と低抵抗ｎベ
ース層５の間のＰＮ接合の拡散電位は０．６ｖ程度であ
るが、ショットキバリアの存在のために低抵抗ｎベース
Ｎ５の電位がｐエミツタ層１に対して０．６ Ｖでなく
、０．６−０、２−０．４ Ｖに低下することにより、
上記ＰＮ接合が順バイアス状態になり、ＧＴＯサイリス
タが点弧する。すなわち、ショットキバリアの形成によ
り、順バイアスされやすくなる。この結果、本発明の実
施例のＧＴＯサイリスタの点弧電流は、第２図に示した
ような従来の低抵抗ｎベースＷｉ５がアノード電極６に
オーム性接触するＧＴＯサイリスタにくらべて数分の１
以下に低下し、実用に支障のない範囲の値になった。一
方、ターンオフ時のスイッチング損失は従来のものと同
等であった。
ショットキバリア形成のためには、低抵抗ｎベースの不
純物濃度は、アノード側表面において１０″個／−以上
であることが望ましい、またアノード電極の材料にモリ
ブデンを用い、アルミニウムの蒸着厚さ９合金化温度を
適切に選ぶことにより、ｐエミツタ層１とアノード電極
６の間にはショットキバリアは形成されず、オーム性接
触する。
純物濃度は、アノード側表面において１０″個／−以上
であることが望ましい、またアノード電極の材料にモリ
ブデンを用い、アルミニウムの蒸着厚さ９合金化温度を
適切に選ぶことにより、ｐエミツタ層１とアノード電極
６の間にはショットキバリアは形成されず、オーム性接
触する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、アノードシッート型ＧＴＯサイリスタ
のｎベース層とアノード電極とを低抵抗層を介してオー
ム性接触させず、その間にショットキバリアを形成して
ｎベース層の電位をｐベース層に対して低下させること
により、点弧しやすくすることができ、点弧電流の低減
が可能となり、しかもターンオフ損失の増大を招くこと
がない。
のｎベース層とアノード電極とを低抵抗層を介してオー
ム性接触させず、その間にショットキバリアを形成して
ｎベース層の電位をｐベース層に対して低下させること
により、点弧しやすくすることができ、点弧電流の低減
が可能となり、しかもターンオフ損失の増大を招くこと
がない。
第１図は本発明の一実施例のＧＴＯサイリスタの断面図
、第２図は従来のアノードシ四−ト型ＧＴＯサイリスク
の断面図、第３図は本発明の実施例の低抵抗ｎベース層
とアノード電極との界面領域での電子エネルギ帯構造図
である。 ｌａｐミルエミッタ２：高抵抗ｎベース層、３：ｐベー
ス層、４：ｎエミツタ層、５：低抵抗ｎべ第１図
、第２図は従来のアノードシ四−ト型ＧＴＯサイリスク
の断面図、第３図は本発明の実施例の低抵抗ｎベース層
とアノード電極との界面領域での電子エネルギ帯構造図
である。 ｌａｐミルエミッタ２：高抵抗ｎベース層、３：ｐベー
ス層、４：ｎエミツタ層、５：低抵抗ｎべ第１図
Claims (1)
- １）ｎベース層のｐベース層側に低抵抗ｎベース層が設
けられるものにおいて、低抵抗ｎベース層がｐエミッタ
層を貫通して該ｐエミッタ層とオーム性接触するアノー
ド電極にシヨットキバリアを介して接触することを特徴
とするゲートターンオフサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045301A JPH01218065A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ゲートターンオフサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045301A JPH01218065A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ゲートターンオフサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01218065A true JPH01218065A (ja) | 1989-08-31 |
Family
ID=12715494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045301A Pending JPH01218065A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ゲートターンオフサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01218065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05326937A (ja) * | 1992-05-14 | 1993-12-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体雷サージ防護素子 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571903A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Roll diameter detector |
| JPS6220713A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-29 | Nippon Denso Co Ltd | 空調装置の騒音低減装置 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63045301A patent/JPH01218065A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571903A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Roll diameter detector |
| JPS6220713A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-29 | Nippon Denso Co Ltd | 空調装置の騒音低減装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05326937A (ja) * | 1992-05-14 | 1993-12-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体雷サージ防護素子 |
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