JPH0267764A - ゲートターンオフサイリスタ - 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〕 本発明はゲート−カソード間接合がメサ型構造を有する
ゲートターンオフサイリスタに係り、特にアノード−カ
ソード間に流れる電流の遮断性能の向上に好適な構造に
関する。

〔従来の技術〕

従来のメサ型接合を有するゲート−カソード間構造は第
２図に示すようになっている。エッチダウンされたｎエ
ミツタ層４に隣接するｐベース層３表面に形成されるゲ
ート電極７は、エッチダウンされた表面に直接形成され
ているためコンタクト抵抗が大きく、オフゲート信号に
よってアノード−カソード間に流れている電流をゲート
電極７から引き抜こうとする場合１局部的に電流集中が
生じ電流遮断能力が低下するおそれがあった。なお、こ
の種の装置は、例えば昭和５９年電気学会全国大会資料
「ゲートターンオフ（ＧＴ○）サイリスタ」及び特開昭
５１−５０６７８号公報等に掲載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来技術では電流遮断能力を低下する要因の一つ
であるゲート電極のコンタクト抵抗を小さくするという
点について配慮がされておらず、ターンオフ動作時に局
部的に電流集中を起こし電流遮断能力が低下するという
問題があった。

本発明の目的は、ゲート電極のコンタクト抵抗を小さく
して局部的な電流集中を避は電流遮断能力を向上したゲ
ートターンオフサイリスタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、エッチダウンされたｐベース層表面のゲー
ト電極をコンタクトする個所及びその近傍に、ｐベース
層と同じ導電型でそれより高不純物濃度を有する領域を
形成することにより達成される。この高不純物濃度領域
は、ゲート電極からｎエミツタ層とｐベース層との間の
ｐｎ接合側に延びて形成されている。

〔作用〕

ゲート電極をコンタクトする個所及びその近傍に形成さ
れた高不純物濃度領域はｎエミツタ層とゲート電極間の
ゲート抵抗を小さくすることができる。ゲート抵抗が小
さくなることによって、ゲートターンオフ時に生じる局
部的な電流集中がなくなるので、電流遮断能力が向上す
る。さらにゲート電極とカソード電極間に逆方向電圧を
印加した場合、ｎエミツタ層とｐベース層との間のｐｎ
接合に形成される空乏層のゲート電極側への拡がりを高
不純物濃度領域で抑えることができ、この結果従来のゲ
ート部領域への低抵抗層（高濃度層）の形成がない構造
と比べ、ゲート−カソード間の逆漏れ電流が小さくし、
ゲート−カソード間耐圧を高くすることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。半導
体基板１は、一対の主表面間にＰエミッタ層、ｎベース
層２＋Ｐベース層３及びｎエミツタ層４を有し、一方の
主表面に少なくともＰエミッタ層が、他方の主表面にｎ
エミツタ層４とｐベース層３とが露出した構成となって
いる。ｎエミツタ層４は多数個の細長い短冊状領域を有
し、その表面には略同形状を有するカソード電極６が固
着・形成されている。ｎエミツタ層４に隣接しｎエミツ
タ層４の各短冊状領域をとり囲むようにｐベース層３が
形成されている。このｐベース層３はエッチダウンされ
た面に露出し、その露出面の平坦部にゲート電極７が固
着・形成されている。

ゲート電極７の上面はｎエミッタｙ！ｊ４の上面に達し
ないようになっている。これは加圧接触型としたときカ
ソード電極とゲート電極とが接触しないようするためで
ある。従ってゲート電極７を形成した領域のｐベースＪ
ｌ１３の厚さはｎエミツタ層直下の領域より薄くなり、
その表面の不純物濃度は低くなる。５は、ｐベース層３
のゲート電極７が形成される領域を中心にして、この領
域を越えｎエミツタ層４とｐベース層３との間のｐｎ接
合側に延びるように形成したｐベース層３と同じ導電型
の高不純物濃度領域である。６はカソード電極、８はパ
ッシベーション膜である。この実施例によれば高不純物
濃度領域５の形成によって、ゲート電極のコンタクト抵
抗が小さくなりゲートターンオフ時の局部的な電流集中
を避けられ電流遮断能力を向上できる効果がある。

また、ゲート部領域に形成される高不純物濃度領域は、
導電型の異なるｎエミツタ層４から所定距離隔離して形
成することにより、ゲート−カソード間に逆方向過電圧
を印加した場合にｎエミツタ層とｐベース層との間のｐ
ｎ接合に広がる空乏層のチャンネルストッパーとしての
作用を有し、漏れ電流を小さくできるという効果もある
。尚、高不純物濃度領域は、その深さを１〜２０μｍ、
表面濃度をＩ　Ｘ　１０１１１−１０　”ａｔｏｍｓ／
ｃｍ２として、導通時における素子特性を損なわないよ
うに配慮した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ｐベース層のゲート電極をコンタクト
する個所及びそれからｎエミツタ層側に延びる高不純物
濃度領域を形成したので、ゲート電極のコンタクト抵抗
を小さくでき、その結果ゲートターンオフ時の局部的な
電流集中を防止し、半導体基体の破壊防止と、電流遮断
能力の向上を図ることができるのである。更に、ｎエミ
ツタ層とｎベース層との間のｐｎ接合を逆バイアスした
ときに生じる空乏層のｎベース層側への不要な拡がりを
抑制する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す主要部の概略縦断面図
、第２図は従来構造を示す縦断面図である。 １・・・半導体基体、２・・ｎベース層、３・・・ｎベ
ース層、４・・・ｎエミツタ層、５・・・高不純物濃度
領域。 ６・・・カソード電極、７・・・ゲート電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の主表面間に交互に異なる導電型となる連続し
   た４層を有し、一方の外側層が多数個の短冊状領域から
   なり、各短冊状領域はエッチダウンされた面で包囲され
   、エッチダウンされた面には一方の外側層に隣接する一
   方の中間層が露出している半導体基体と、半導体基体の
   一方の外側層に設けられた主電極と、半導体基体のエッ
   チダウンされた面において一方の中間層に設けられた制
   御電極と、を具備し、半導体基体のエッチダウンされた
   面の制御電極がコンタクトする個所及びそれから一方の
   外側層側に延びる個所にｐベース層より高不純物の領域
   を設けたことを特徴とするゲートターンオフサイリスタ
   。 ２、特許請求の範囲第１項において前記高不純物濃度領
   域はその表面濃度が１×１０＾１＾８〜２０＾２＾０ａ
   ｔｏｍｓ／ｃｍ＾２であり、その深さを１〜２０μｍと
   したことを特徴とするゲートターンオフサイリスタ。