JPH01253274A - 逆導通ｇｔｏサイリスタ - Google Patents
逆導通ｇｔｏサイリスタInfo
- Publication number
- JPH01253274A JPH01253274A JP63080940A JP8094088A JPH01253274A JP H01253274 A JPH01253274 A JP H01253274A JP 63080940 A JP63080940 A JP 63080940A JP 8094088 A JP8094088 A JP 8094088A JP H01253274 A JPH01253274 A JP H01253274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- section
- gate
- gto
- leadout
- diode
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
- H10D84/131—Thyristors having built-in components
- H10D84/135—Thyristors having built-in components the built-in components being diodes
- H10D84/136—Thyristors having built-in components the built-in components being diodes in anti-parallel configurations, e.g. reverse current thyristor [RCT]
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、オン状態半導体基板の一表面に分散配置され
るエミッタ層のセグメントから他表面のエミッタ層に流
れる主電流をセグメントを取り囲むベース層の領域に備
えられたゲート電極から引抜くゲートターンオフサイリ
スクとそのサイリスタに逆並列に接続されるダイオード
から同一半導体基板内に構成されている逆導通ＧＴＯサ
イリスタに関する。
るエミッタ層のセグメントから他表面のエミッタ層に流
れる主電流をセグメントを取り囲むベース層の領域に備
えられたゲート電極から引抜くゲートターンオフサイリ
スクとそのサイリスタに逆並列に接続されるダイオード
から同一半導体基板内に構成されている逆導通ＧＴＯサ
イリスタに関する。
一般的にＧＴＯサイリスタのスイッチング、すなわちタ
ーンオン、ターンオフのためのゲート引出し部は、ＧＴ
○サイリスタの中心に設けることが一般的であった。し
かし、ＧＴＯサイリスタが大口径化しターンオフ電流も
大きくなると、中心部からだけの電流の引出しだけでは
ＧＴＯサイリスタの持つ遮断能力をその能力ぎりぎりま
で達成させることが不十分となり、ＧＴＯサイリスタの
中間部や外周部にもゲート引出し部を設けることも試み
られて来た。
ーンオン、ターンオフのためのゲート引出し部は、ＧＴ
○サイリスタの中心に設けることが一般的であった。し
かし、ＧＴＯサイリスタが大口径化しターンオフ電流も
大きくなると、中心部からだけの電流の引出しだけでは
ＧＴＯサイリスタの持つ遮断能力をその能力ぎりぎりま
で達成させることが不十分となり、ＧＴＯサイリスタの
中間部や外周部にもゲート引出し部を設けることも試み
られて来た。
しかしながら、このような中間ゲート引出し部もしくは
外周ゲート引出し部を設けることは、その部分にＧＴＯ
のカソードセグメントを設けることが出来ないので、Ｇ
ＴＯのカソード有効面積を極端に減少させる結果となっ
ている０例えば、中心ゲート引出し部を有するＧＴＯで
１０００本のエミッタ層セグメントをゲートを中心とす
る同心円上に１００本、１５０本、 ２００本、２５０
本、３００本、と５段に配置したものを考えると、これ
に中間ゲート引出し部を入れる場合には、３段目のセグ
メントを除いて１００本、１５０本の２段の同心円上の
セグメントの外側に中間ゲート引出し部をはさんで２５
０本、３００本の２段の同心円上のセグメントを配置す
ることになる。すなわち、カソード有効面積は８００
／１０００Ｘ１００−８０％となる。また最外周の３０
０本のセグメントを除いて外周ゲート引出し部を設けれ
ば、カソード有効面積は７００ ／１０００ｘｌＯＯ−
７０％となる。
外周ゲート引出し部を設けることは、その部分にＧＴＯ
のカソードセグメントを設けることが出来ないので、Ｇ
ＴＯのカソード有効面積を極端に減少させる結果となっ
ている０例えば、中心ゲート引出し部を有するＧＴＯで
１０００本のエミッタ層セグメントをゲートを中心とす
る同心円上に１００本、１５０本、 ２００本、２５０
本、３００本、と５段に配置したものを考えると、これ
に中間ゲート引出し部を入れる場合には、３段目のセグ
メントを除いて１００本、１５０本の２段の同心円上の
セグメントの外側に中間ゲート引出し部をはさんで２５
０本、３００本の２段の同心円上のセグメントを配置す
ることになる。すなわち、カソード有効面積は８００
／１０００Ｘ１００−８０％となる。また最外周の３０
０本のセグメントを除いて外周ゲート引出し部を設けれ
ば、カソード有効面積は７００ ／１０００ｘｌＯＯ−
７０％となる。
同様な問題が逆導通ＧＴＯサイリスタのＧＴＯサイリス
タ部でも起こり、主電流容量を大きくすることに対する
支障となっていた。
タ部でも起こり、主電流容量を大きくすることに対する
支障となっていた。
本発明の課題はゲート引出し部面積を大きくして遮断能
力を大きくすると共に、それにより主電流のための有効
カソード面積を少なくすることのない道導遣ＧＴＯサイ
リスタを提供することにある。
力を大きくすると共に、それにより主電流のための有効
カソード面積を少なくすることのない道導遣ＧＴＯサイ
リスタを提供することにある。
上記の課題の解決のために、本発明は、半導体基板の一
表面に分散配置されるＧＴＯ部のエミッタ層のセグメン
トを取囲みゲート電極の設けられるベース層とその延長
部のダイオード部の一つの層との間に高抵抗の簿い分離
帯が形成される送導１１１ＧＴｏサイリスタにおいて、
分離帯上にゲート引出し部が存在するものとする。
表面に分散配置されるＧＴＯ部のエミッタ層のセグメン
トを取囲みゲート電極の設けられるベース層とその延長
部のダイオード部の一つの層との間に高抵抗の簿い分離
帯が形成される送導１１１ＧＴｏサイリスタにおいて、
分離帯上にゲート引出し部が存在するものとする。
通常同一半導体基板のＧＴＯ部の外側に逆並列のダイオ
ード部が形成される送導１ｉＩＧＴｏサイリスクにおい
てその間に分離帯部を備えることは必須であり、その部
分をゲート引出し部に利用すれば、カソード有効面積を
消費することなくゲート電流をＧＴＯ部の外周部である
いは中心部と外周部の双方で引抜くことができ、遮断能
力を高めることができる。
ード部が形成される送導１ｉＩＧＴｏサイリスクにおい
てその間に分離帯部を備えることは必須であり、その部
分をゲート引出し部に利用すれば、カソード有効面積を
消費することなくゲート電流をＧＴＯ部の外周部である
いは中心部と外周部の双方で引抜くことができ、遮断能
力を高めることができる。
以下、図を引用して本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の一実施例を示し、Ｎ層１． Ｐ層４
をエミッタ層とし、ＰＪｉ２，８層３をベース層とする
ＧＴＯ部１０と２層２と８層３からなるダイオード部２
０とが、分離帯部３０をはさんで同一基板内に設けられ
ている。このとき、分離帯部３０は、２層２をたとえば
化学的なエツチングにより掘って形成される高抵抗分離
帯部２１によりＧＴＯ部１０とダイオード部２０とを電
気的に分離する。この部分２１は、約２〜３鶴の暢およ
び５０〜７０７１１１の深さで環状に設けられている。
をエミッタ層とし、ＰＪｉ２，８層３をベース層とする
ＧＴＯ部１０と２層２と８層３からなるダイオード部２
０とが、分離帯部３０をはさんで同一基板内に設けられ
ている。このとき、分離帯部３０は、２層２をたとえば
化学的なエツチングにより掘って形成される高抵抗分離
帯部２１によりＧＴＯ部１０とダイオード部２０とを電
気的に分離する。この部分２１は、約２〜３鶴の暢およ
び５０〜７０７１１１の深さで環状に設けられている。
従来、この分離帯部３０には、たとえばポリイミド等の
絶縁物により保護されているだけで、いわゆる逆導通Ｇ
ＴＯサイリスタの有効カソード面積という面から見れば
無効な部分であったが、この分離帯部を絶縁物５で埋め
、分離帯部の高抵抗を維持したまま、Ｎエミッタ層１の
セグメントの間のＰベース層上に設けられるゲート電極
６と接続されたゲート電極引き出し部７をアルミニウム
等の電極材料によりその上に形成する。同様に、各セグ
メントにはカソード電極８．ダイオードの２層２にはダ
イオードアノード電極１１を設ける。
絶縁物により保護されているだけで、いわゆる逆導通Ｇ
ＴＯサイリスタの有効カソード面積という面から見れば
無効な部分であったが、この分離帯部を絶縁物５で埋め
、分離帯部の高抵抗を維持したまま、Ｎエミッタ層１の
セグメントの間のＰベース層上に設けられるゲート電極
６と接続されたゲート電極引き出し部７をアルミニウム
等の電極材料によりその上に形成する。同様に、各セグ
メントにはカソード電極８．ダイオードの２層２にはダ
イオードアノード電極１１を設ける。
第２図はこのような分離帯部に設けたゲート電橋引出し
部７を外周ゲート引き出し部とし、中心にも従来と同様
の中心ゲート引出し部９も設けたもので、大きなターン
オフ電流の引出しを可能にする。
部７を外周ゲート引き出し部とし、中心にも従来と同様
の中心ゲート引出し部９も設けたもので、大きなターン
オフ電流の引出しを可能にする。
第３図は、第１図に示したような外周ゲート引出し部７
．カソード電極８およびダイオードアノード電極１１へ
の加圧接触構造を示す６ｗ４からなる接触電極体１２の
一面に貼り合わせられたモリブデン板１３がＧＴＯ部の
カソード電極８およびダイオード部のアノード電極１１
に接触し画電極を短絡する。ゲート引出し部７にはゲー
トリード１４がばね性をもつ接触体１５を介して加圧接
触する。ゲートリード１４および接触体１５は接触電極
体１２に明けられた貫通孔１６を通されており、この貫
通孔の内面はポリイミド樹脂あるいはＰＴＦＥのような
弗素樹脂を用いる絶縁層１７で被覆され、ＧＴＯゲート
とＧＴＯカソードあるいはダイオードアノード間を絶縁
している。しかし、貫通孔１６内面を絶縁しないでリー
ド線１４および接触ばね１５に絶縁被覆することも工作
上はを利である。
．カソード電極８およびダイオードアノード電極１１へ
の加圧接触構造を示す６ｗ４からなる接触電極体１２の
一面に貼り合わせられたモリブデン板１３がＧＴＯ部の
カソード電極８およびダイオード部のアノード電極１１
に接触し画電極を短絡する。ゲート引出し部７にはゲー
トリード１４がばね性をもつ接触体１５を介して加圧接
触する。ゲートリード１４および接触体１５は接触電極
体１２に明けられた貫通孔１６を通されており、この貫
通孔の内面はポリイミド樹脂あるいはＰＴＦＥのような
弗素樹脂を用いる絶縁層１７で被覆され、ＧＴＯゲート
とＧＴＯカソードあるいはダイオードアノード間を絶縁
している。しかし、貫通孔１６内面を絶縁しないでリー
ド線１４および接触ばね１５に絶縁被覆することも工作
上はを利である。
本発明によれば、ＧＴＯ部とダイオード部の間の分離帯
部をゲート引出し部に利用することにより、ＧＴＯ部の
有効カソード面積を少なくすることなくゲート引出し部
の設置あるいは増設をすることができ、逆導通ＧＴＯサ
イリスタのターンオフ時に効率よくゲート電流を引抜（
ことができるようになった、この結果、第２図に示した
ような実施例では従来の逆導通ＧＴＯサイリスタにくら
べ再割ｔ１１ｔ流（ターンオフ電流）で約１．５倍の能
力を持つに至った。
部をゲート引出し部に利用することにより、ＧＴＯ部の
有効カソード面積を少なくすることなくゲート引出し部
の設置あるいは増設をすることができ、逆導通ＧＴＯサ
イリスタのターンオフ時に効率よくゲート電流を引抜（
ことができるようになった、この結果、第２図に示した
ような実施例では従来の逆導通ＧＴＯサイリスタにくら
べ再割ｔ１１ｔ流（ターンオフ電流）で約１．５倍の能
力を持つに至った。
第１図は本発明の一実施例の半導体基板の外周部付近の
断面図、第２図は本発明の一実施例の半導体基板の平面
図、第３図は本発明の一実施例における加圧接触構造の
断面図である。 １：Ｎエミッタ層、２二Ｐ層 （ＰベースＩＮり、２１
：高抵抗部、３ｊＮ１１（Ｎベース暦）、４：ｐエミッ
タ層、５：絶縁物、６：ゲート１！極、７：ゲート引出
し部、８二カソードを極、１０：ＧＴＯ部、２０：ダイ
オード部、３０：分離帯部。 代理人弁理士 山 口 厳 ゛ 。 ＧＴＯ部 分離帯部 ダイオード部第１
図 ＼ 第２図
断面図、第２図は本発明の一実施例の半導体基板の平面
図、第３図は本発明の一実施例における加圧接触構造の
断面図である。 １：Ｎエミッタ層、２二Ｐ層 （ＰベースＩＮり、２１
：高抵抗部、３ｊＮ１１（Ｎベース暦）、４：ｐエミッ
タ層、５：絶縁物、６：ゲート１！極、７：ゲート引出
し部、８二カソードを極、１０：ＧＴＯ部、２０：ダイ
オード部、３０：分離帯部。 代理人弁理士 山 口 厳 ゛ 。 ＧＴＯ部 分離帯部 ダイオード部第１
図 ＼ 第２図
Claims (1)
- １）半導体基板の一表面に分散配置されたＧＴＯ部のエ
ミッタ層のセグメントを取囲みゲート電極の設けられる
ベース層と該ベース層の延長部のダイオード部の一つの
層との間に高抵抗の簿い分離帯が形成されるものにおい
て、分離帯上にゲート引き出し部が存在することを特徴
とする逆導通ＧＴＯサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080940A JPH01253274A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080940A JPH01253274A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253274A true JPH01253274A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13732473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080940A Pending JPH01253274A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253274A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03174775A (ja) * | 1989-04-04 | 1991-07-29 | Fuji Electric Co Ltd | 逆導通形ゲートターンオフサイリスタ |
| US5428230A (en) * | 1993-03-25 | 1995-06-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reverse conducting gate turn-off thyristor |
| US5587594A (en) * | 1994-02-04 | 1996-12-24 | Abb Management Ag | Semiconductor component having gate-turn-off thyristor and reduced thermal impairment |
| US5600160A (en) * | 1993-04-14 | 1997-02-04 | Hvistendahl; Douglas D. | Multichannel field effect device |
| US5835985A (en) * | 1993-09-14 | 1998-11-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reverse conducting gate-turnoff thyristor |
| CN103296076A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-11 | 江苏捷捷微电子股份有限公司 | 平面晶闸管、用于制造平面晶闸管的芯片及制作方法 |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63080940A patent/JPH01253274A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03174775A (ja) * | 1989-04-04 | 1991-07-29 | Fuji Electric Co Ltd | 逆導通形ゲートターンオフサイリスタ |
| US5428230A (en) * | 1993-03-25 | 1995-06-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reverse conducting gate turn-off thyristor |
| US5600160A (en) * | 1993-04-14 | 1997-02-04 | Hvistendahl; Douglas D. | Multichannel field effect device |
| US5835985A (en) * | 1993-09-14 | 1998-11-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reverse conducting gate-turnoff thyristor |
| US5587594A (en) * | 1994-02-04 | 1996-12-24 | Abb Management Ag | Semiconductor component having gate-turn-off thyristor and reduced thermal impairment |
| CN103296076A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-11 | 江苏捷捷微电子股份有限公司 | 平面晶闸管、用于制造平面晶闸管的芯片及制作方法 |
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