JPH02298075A - トライアック - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高耐圧でしかも高感度のトライアックく関す
るものである。

（従来の技術） 第８図は従来の高耐圧トライアックの一例の構造を示す
模式的略断面図である。Ｎ型シリコン基板ｌの両面にＰ
型拡散層２及び８が形成されている。一方のＰ型拡散層
２の表面にある距離を隔てて、Ｎ型拡散層、４及４−１
を選択拡散により形成し、他方のＰｆｉ拡散層８の表面
にも、ある距離を隔ててＮ型拡散層５及び６が形成され
ている。Ｎ型拡散層５及びＰ型拡散層８を覆うように、
Ｔ１電極１０が形成され、Ｎ型拡散層４．４−１及びＰ
型拡散層２を覆うように、Ｔ２電極１１が形成されてお
り、Ｎ型拡散層６とＰＪ拡散層８を覆うようにＧ［極１
２が形成されている。ＴＩ電極１０及びＴ２電極１１は
電流を取り出すための主電極であり、Ｇ電８ｉ１２はト
ライアックを導通するため忙電流を印加する丸めのゲー
ト電極であって蒸着等の技術によって形成される。この
ようなトライアックの耐圧を高くするために、Ｐｇ拡散
層２及び８ならびにＮ里シリコン基板１０両熾を、図に
示すようにメサエッチングくより一部除去して適当な傾
斜を有するよりに加工し、その表面を例えばガラス等に
よるパシベーシヨンＭ９によって被覆し、Ｐ型拡散層２
及び８とＮ型シリコン基板ｌとの接合面７及び８を含む
斜面を覆っている。

このようなトライアックは、一般的にＮＰＮＰＮの５層
よシなり、二個のサイリスタを逆並列接続した構成であ
る。トリガー法は、ＴＩ　’Ｉｔ極１０及びゲート用の
Ｇ電極１２の極性の正負の組合せにより、次の四つのモ
ードがある。

ＴＩ　　　　Ｔ２　　　　Ｇ モードＩ　　−＋　　　＋ モード１＋　　　　　　　　　＋ モード■　　十　　　　−− モード■　　−十　　　− トライアックはＡＣ電源の制御に使われ、導通させるた
めに、主としてＴ２電極１１と同位相の電圧をＧ電極１
２に印加して用いられる。

近年、トライブックの駆動回路の簡素化、省エネルギ化
のため、小電流でトライアックが駆動できるように、高
感度化が進んできている。特に小電力用トライアックは
制御する電流が小さく、民生用にリレーの置き換えとし
ての需要が多く、駆動する電流の低減が要望されている
。さらに駆動に必要な電流、電圧の偏差が少いことが重
要である。

トライアックの高感度化の方法として次の二つの方法が
ある。

（１）第８図のＰ型拡散層２及び３とＮ型拡散層４゜４
−１．５及び６の拡散深さを深くする。第４図＜８）及
び（ｂ）はモードＩ及び■の場合の模式的等価回路であ
るが、前記の拡散深さを深くすることＫよって、各等価
回路に示されるＮＰＮ　）ランジスタ及びＰＮＰ　トラ
ンジスタの１を流増＃Ｓ率が上る。

（２）第８図におけるＧ［１ｆｘ２とＴｌｔｉｌＯとの
間の抵抗を高くする。

前記の＜１）の方法は、拡散に時間がかかるため、生産
効率が低下する欠点があり、さらに前述のモードによる
偏差が制御し難い。

本発明は前述の（２）の方法の改良にかかるものである
。従来は＠８図に示されるような、Ｇ’ｌ極１２直下の
Ｎｉ拡散層６と、Ｔｔ　Ｎ極１０直下のＮ型拡散層５と
の間にあるＰ型拡散層１８を、シリコンエッチして表面
近くの濃度の高い部分を除去し、濃度の低い部分で高抵
抗を作る方法で、第５図はその一例を示す。第８図と同
一の部分には同一の符号が施されている。シリコンエッ
チし九部分に、ガラス等のパシベーシラン膜９が形成さ
れる。このように表面を除去し九構造は、一般的にモー
ト構造と呼ばれる。

（発明が解決しようとする課題〕 従来のモート構造の問題点は、最初に述べられた高耐圧
化のために行われるメナエッチングと、モート構造のた
めのシリコンエッチとの、エツチング深さの異なる２種
類のエツチングが必要であり、工程が複雑になることと
、−回目にエツチングした部分を予めレジスト等で被覆
して、二回目のエツチングを行わなければならないこと
である。

レジスト等で被覆する場合に表面の段差が大きく、段差
部においてレジスト等に欠陥が生じるからである。

（０！題を解決するための手段） Ｇ［極の直下のＮ型拡散層とＧ電極に対向する’ｒ１電
極直下のＮ型拡散層との間のＰ型拡散層に、Ｇ電極及び
Ｔ１電極と電気的ＫＯ離されたＮ型拡散層を形成する。

（作　用） Ｇ１［極とて１電極との間のＰ型拡散層の表面に形成さ
れたＮｕ拡散層は、Ｇ電極と”ｒｌ電極との間の抵抗を
上げる作用がある。従って、Ｇ電極とＴ１電極との間の
Ｐ型拡散層を除去する必要がなくなる。このＮ型拡散層
はＴＩ、Ｔ２及びＧｉ極極上下Ｎ型拡散層５，４．４−
１．及び６と同時（／ｃ影形成ることができる。また、
前記のＮ型拡散層の幅を場所によって変更すると、モー
ドによる偏差の範囲を小さくすることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の模式的略断面図であって、
第８図及び第５図と同一の部分は同一の符号で表わされ
る。第Ｓ図及び第５図と対比すれば明らかなように、本
発明の実施例においては、Ｇ電極１２の直下のＮ型拡散
層６とＴｌ　を極１０の直下のＮ型拡散層５との間のＰ
型拡散層１８をエツチングしてモートを形成する代りに
、ＧＴｆＬ極１２及びＴＩ電極１０の間のＰ凰拡散層の
表面にＮ型拡散層１４を設は七ある。このＮｉ拡散層１
４はＧｗ、極１２及びＴｔ　Ｗ、極１０と電気的に分離
されている。

このＮ型拡散層１４０幅は場所によって変更することが
可能である。その理由は後述するが、場所によって変更
した実施例の略平面図が第２図である。最も外側の実線
２０はトライアックの外周を示す。一点鎖線２１は接合
面８の外周を示す。

点線２２は”Ｔ１電極１０の直下のＮ型拡散層５の外周
を示し、点線２ＳはＧ！電極１２直下のＮ型拡散Ｉ＠６
の外周を示し、点線２４はＧ電極１２とＴＩ電極１０と
の間のＰ型拡散層８に形成されたＮ型拡散層１４の外周
を示すものである。図で明らかなようにＴ１電極１０の
直下にはＮ型拡散層５とＰ型拡散層８があり、Ｇ電極１
２の直下にはＮ型拡散層６とＰ型拡散層８が存在する。

Ｎ型拡散層１４の幅は、Ｔｘ’ｌｌ極１０直下のＮ型拡
散層５に隣接する部分は狭く、Ｔｌ　ｉｉｃ極１０直下
のＰ型拡散層８に隣接する部分は広くされている。

このように、Ｎ型拡散１１４は、第８図の従来例におけ
るＰ型拡散層１３の表面近くの高濃度部分に拡散される
ため、ＴＩ電極１０とＧｗｔ極１２との間の抵抗は、こ
のＮ型拡散層１４の下方の低濃度のＰ型拡散層となるの
で、このＮ型拡散層１４がない場合に比べてかなり高抵
抗になり、低電流の場合も抵抗による電位差は大きくな
り、トライアックは導通し易くなる。すなわち感度が向
上する。

このＮ型拡散層１４の幅を場所によって変更する理由は
次の如くである。第４図（、ａ）はＭ述のモードエの場
合の模式的等価回路であり、第４図（ｂ）はｆｉ’ｉＪ
じくモード■の場合の模式的等価回路である。

Ｎ型拡散層１４によって形成されるＴ１＊極１０とＧＭ
、極１２との間の抵抗は第４図（ａ）又は（ｂ）の等ｇ
Ｊ回路に示される抵抗Ｒ１及びＲ２の合成抵抗である。

モードエ及び■の場合のトライアックの感度は、抵抗依
存性が高く、モードｒの場合は抵抗Ｒ１が、また、モー
ドＴｌｌの場合は抵抗Ｒ２が、感度に関与するため、抵
抗Ｒ１及びＲ２をバランスよく形成することにより、モ
ードによる感度の偏差を低減することができる。本実施
例のようなパターンでは、一般的ＫＲ２）Ｒ１となるこ
とが多いので、Ｎ型拡散層１４の幅を、Ｔｌ電極ｌＯの
直下のＮ型拡散層５に隣接する部分より、’ｒｌ電極１
０の直下のＰ型拡散層３Ｋｌｌ接する部分を広く取り、
Ｒ１を大きくし感度のバランスを教養する。

パターンの形状により、Ｒ１とＲ２の大きさは変えられ
るため、必らずしもＮ７１４拡散層１４０幅妹、前述の
ようにされるとは限らず逆の場合もあり得るであろう。

何れにせよ、Ｎ型拡散層１４の幅を、場所により適亘変
更することにより感度のバランスを調整できる。

本発明は、両面をメサ型にエツチングしたガラスバシベ
ーシッン型のものＫついて説明しタカ、ブレーナ型のも
の又は片面のみをエツチングしたメサ散のもの等にも応
用できる。

（発明の効果〕 本発明によれば高感度で、しかもモードが変化し゛〔も
性能に偏差の少ないトライアックを、一般のトライアッ
クと同様の工程で安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の模式的略断面図、第２図は
一実施例の平面図、第８図は従来の一例の模式的略断面
図、第４図（ａ）（ｂ）はそれぞれトライアックのある
モードにおける模式的等価回路、第６図は従来の高感度
用トライアックの一例の模式的略断面図である。 １・・・Ｎ型シリコン基板、２，８・・・Ｐ型拡散層、
４．４−１．５．６・・・Ｎ型拡散層、７．８・・・接
合面、９・・バシベーシッン膜、ｌｏ・・・Ｔｌ　を極
、１１・・・Ｔ２電極、１２・・・Ｇ電極、１４・・・
Ｎ型拡散層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ゲート電極の直下のＮ型拡散層とこれに対向する主
   電極の直下のＮ型拡散層との間のＰ型拡散層に、ゲート
   電極及び主電極と電気的に分離されたＮ型拡散層を形成
   したことを特徴とするトライアック。