JPH03292770A - Electrostatic induction thyristor - Google Patents

Electrostatic induction thyristor

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JPH03292770A
JPH03292770A JP9525190A JP9525190A JPH03292770A JP H03292770 A JPH03292770 A JP H03292770A JP 9525190 A JP9525190 A JP 9525190A JP 9525190 A JP9525190 A JP 9525190A JP H03292770 A JPH03292770 A JP H03292770A
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cathode
semiconductor
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Junichi Nishizawa
潤一 西澤
Sohe Suzuki
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Abstract

PURPOSE:To simplify a drive circuit and a control circuit and to reduce the drive circuit in number of component parts by a method wherein a MOS diode on a gate and an insulated gate transistor formed between a gate and a cathode or a gate and an anode are integrated on the same chip. CONSTITUTION:A gate electrode 25 formed on a p<+> region 31 through the intermediary of a gate insulating film 26 not only constitutes a MOS diode but also serves as the gate electrode of an insulated gate transistor which makes p<+> regions 31 and 32 serve as its source and drain respectively. A normally-on type MOSFET is connected between the gate and the cathode of an Si thyristor. The relation between the impurity concentration of an n-region 22 and a distance between a pair of the p<+> regions 31 is so set as to enable a depletion layer to pinch off a channel when a voltage is not applied to the gate electrode.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明を工、静電誘導サイリスタ(以下SIサイリスタ
と称す)の新規な構造に関する。特にゲート駆動回路か
簡略化出来る絶縁制御(MOS − Controll
ed ) S Iサイリスタの構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a novel structure of an electrostatic induction thyristor (hereinafter referred to as SI thyristor). In particular, insulation control (MOS-Control) can simplify the gate drive circuit.
ed) Regarding the structure of SI thyristors.

〔従来技術〕[Prior art]

SIサイリスタはラッチングア・ンプ型のスイッチ素チ
て、その駆動には正嗜負のトリガパルスとクエンチパル
スをゲートへ入力することによって従来行なわれていた
。その一例を第1図に示す。
The SI thyristor is a latching amplifier type switch element, and has conventionally been driven by inputting positive and negative trigger pulses and quench pulses to the gate. An example is shown in FIG.

1図(a)ではpチャンネルのMOSトランジスタ52
と正のバイアス電源54、nチャンネルのMOSI−ラ
ンジスタ53と負のバイアス電源55からなるバッフ7
回路にトリガパルスφON及びクエンチパルスφ。、、
をそれぞれ入力することで動作させる。トリ力パルスφ
いとクエンチパルスφ。、、は(b)に示すタイミング
で入力する。さらにSIサイリスタのゲートへ流れ込む
電流の制限から抵抗57をバッフ1回路とSIサイリス
タのゲート間に挿入してある。容量56はスピードアッ
プコンデンサである。ダイオ−ド58はターンオフのと
きのゲートからの電流か抵抗57て制限されないように
設けられている。このように、トリガパルス及びクエン
チパルスを発生させる制御回路か複雑となること、バッ
フ1用の部品点数か多いことの問題か従来あり、この解
決のため特願昭63−108572『静電誘導サイリス
タの駆動方法』において第2図に示すような駆動方法か
提案されている。
In FIG. 1(a), a p-channel MOS transistor 52
and a buffer 7 consisting of a positive bias power supply 54, an n-channel MOSI transistor 53, and a negative bias power supply 55.
Trigger pulse φON and quench pulse φ are applied to the circuit. ,,
It works by inputting each. Tri force pulse φ
and quench pulse φ. , , are input at the timing shown in (b). Furthermore, in order to limit the current flowing into the gate of the SI thyristor, a resistor 57 is inserted between the buffer 1 circuit and the gate of the SI thyristor. Capacitor 56 is a speed-up capacitor. Diode 58 is provided so that the current from the gate during turn-off is not limited by resistor 57. As described above, there are conventional problems such as the complexity of the control circuit that generates the trigger pulse and the quench pulse, and the large number of parts for the buffer 1. 2, a driving method as shown in FIG.

第2図(a)において1はノーマリオフ型SIサイリス
クで、そのゲートに容量2か接続され、ゲートとカソー
ドの間にはPチャンネルMOSトラノレスタ31か接続
されている。このMOSトラノレスタのゲートはパルス
φ6によって制御され、このφ6は容量2への入力パル
スとなっている。パルスφ6の波形は(blに示す。
In FIG. 2(a), 1 is a normally-off type SI transistor, a capacitor 2 is connected to its gate, and a P-channel MOS transistor 31 is connected between the gate and the cathode. The gate of this MOS transistor is controlled by a pulse φ6, which serves as an input pulse to the capacitor 2. The waveform of pulse φ6 is shown in (bl).

第2図(b)て期間T1のときパルスφ6は■。Ifと
いう電位で、この電位によってMOSI−ランジスタ3
1は導通状態にあって、SIサイリスタ1はゲートカソ
ード間か同T位となっていて遮断状態となっている。時
刻t1てパルスφ。
In FIG. 2(b), during the period T1, the pulse φ6 is ■. At a potential If, this potential causes the MOSI transistor 3 to
The SI thyristor 1 is in a conductive state, and the SI thyristor 1 is in a cut-off state with the gate and cathode being at the same T position. At time t1, pulse φ.

かV。ffからV。nへと変化するとSIサイリスタ1
のゲートは容量結合によって電位が上昇する。このとき
パルスφ6のV。0という電位においてMOSトランジ
スタ31は遮断状態となっている。
or V. ff to V. When it changes to n, SI thyristor 1
The potential of the gate increases due to capacitive coupling. At this time, the V of pulse φ6. At a potential of 0, the MOS transistor 31 is in a cutoff state.

ノーマリオフのSIサイリスタはゲートとカソードの拡
散電位に相当するわすかな電圧が与えられれば、遮断状
態から導通状態へと移行する。このときゲート電流はゲ
ートからみた入力容量を充電するのに必要な分以外は必
要でなく直流を流す必要はない。
A normally-off SI thyristor transitions from a cut-off state to a conduction state when a small voltage corresponding to the diffusion potential of the gate and cathode is applied. At this time, gate current other than that necessary to charge the input capacitance seen from the gate is not required, and there is no need to flow direct current.

期間T2のときSIサイリスタ1は導通状態となってい
る。
During the period T2, the SI thyristor 1 is in a conductive state.

時刻t2でパルスφ。かV。0からV。ffと変化する
と、MOSトランジスタは再び導通状態となってSIサ
イリスタ1は遮断状態となる。しかしながら、第2図(
a)に示されたMOSトランジスタを同一チップ上に集
積化するための具体的構造に関しては従来提案か無かっ
た。
Pulse φ at time t2. or V. 0 to V. When it changes to ff, the MOS transistor becomes conductive again and the SI thyristor 1 becomes cut off. However, Fig. 2 (
Conventionally, there has been no proposal regarding a specific structure for integrating the MOS transistors shown in a) on the same chip.

基本的には、p+npn+四層構造で構成される従来型
サイリスタに比べて、p”n−n+やp”nin”ダイ
オードの順方向電流を制御電極により制御するSIサイ
リスタは、特にその動作速度において優れている。SI
サイリスタの電流の導通、遮断はチャンネル中に生じさ
せる電位障壁制御g+によって行なうわけであるから、
SIサイリスタの制御電極は接合型に限られるわけては
なく絶縁ゲート型でもよいことは、すでに指摘した通り
であり、特公昭62−20714号公報、特公昭62−
21275号公報、特公昭62−21276号公報、特
公昭61−48790号公報等において提案されている
。その−例の断面構造を第3図に示す。第3図において
n+領域23はカソード領域、P+領域21はアノード
領域、26は絶縁膜で、切り込まれた凹部の側壁部の薄
い部分かゲート絶縁膜となり、ゲート電極25に正電圧
を印加することによってゲート絶縁膜直下にチャンネル
を形成しカソード前面の電位障壁を除去し、SIサイリ
スタをターンオンする。カソード電極23’はn+領域
23とP+領域24の双方にオーミック接触し、アノー
ドから流れ込んだホールの多くはP+領域24に流れ込
む。
Basically, compared to a conventional thyristor consisting of a p+npn+ four-layer structure, an SI thyristor, in which the forward current of a p"n-n+ or p"nin" diode is controlled by a control electrode, is particularly effective at its operating speed. Excellent.SI
Since the conduction and cutoff of the current in the thyristor is performed by controlling the potential barrier g+ generated in the channel,
As already pointed out, the control electrode of the SI thyristor is not limited to the junction type, but may also be of the insulated gate type.
It has been proposed in Japanese Patent Publication No. 21275, Japanese Patent Publication No. 62-21276, Japanese Patent Publication No. 61-48790, etc. The cross-sectional structure of this example is shown in FIG. In FIG. 3, the n+ region 23 is a cathode region, the P+ region 21 is an anode region, and 26 is an insulating film.The thin part of the side wall of the cut recess becomes the gate insulating film, and a positive voltage is applied to the gate electrode 25. By doing this, a channel is formed directly under the gate insulating film, the potential barrier in front of the cathode is removed, and the SI thyristor is turned on. The cathode electrode 23' is in ohmic contact with both the n+ region 23 and the P+ region 24, and most of the holes flowing from the anode flow into the P+ region 24.

ターンオフはゲート電極25に負電圧を印加することに
よって実現する。P+領域24をカソード領域と共通と
しないて、独立の電極を形成し、ターンオフ時にP+領
域24からホールを引き抜けばより高速にターンオフ出
来るが、ゲート駆動回路は複雑になる。いずれにしても
Turn-off is realized by applying a negative voltage to the gate electrode 25. If the P+ region 24 is not shared with the cathode region, but an independent electrode is formed, and holes are drawn out from the P+ region 24 during turn-off, turn-off can be achieved faster, but the gate drive circuit becomes complicated. In any case.

従来提案された絶縁ゲートSIサイリスタにおいて、ゲ
ート・カソード間にMO3I−ランジスタを接続し、同
一チップ上に集積化するための具体的構造は何ら示され
ていない。
In the conventionally proposed insulated gate SI thyristors, no specific structure for connecting the MO3I transistor between the gate and cathode and integrating them on the same chip is shown.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、駆動回路・制御回路を簡略化し、かつ
駆動回路の部品点数も削除できる絶縁制御(MO3制御
)SIサイリスタの新規な構造を提供することである。
An object of the present invention is to provide a novel structure of an insulation control (MO3 control) SI thyristor that can simplify the drive circuit/control circuit and reduce the number of parts in the drive circuit.

本発明の別の目的は、SIサイリスタの本来有する順方
向電圧降下か低く、かつスイッチング速度か速いという
特徴を損うことなく、ゲート損失を低減できる新規な構
造を提供することである。本発明のさらに別の目的は、
ゲート駆動用のMOSダイオードとMOSトランジスタ
を同一チップ上に集積化するための具体的構造を提供す
ることである。
Another object of the present invention is to provide a novel structure that can reduce gate loss without sacrificing the inherent characteristics of an SI thyristor, such as low forward voltage drop and high switching speed. Yet another object of the invention is to
The object of the present invention is to provide a concrete structure for integrating a gate driving MOS diode and a MOS transistor on the same chip.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本’FIBA斗、ゲート上部のMOSダイオードと、ゲ
ートとカソード間もしくはゲートとアノード間に形成さ
れた絶縁ゲートトランレスタ(MOSトランじスタ、M
ISI−ランジスタ)とか同一チップ上に集積化された
SIサイリスタであることを特徴とする。第4図を用い
て、峯発明の詳細な説明する。第4図(a)は平面図、
第4図b)は、第4図(a)のA −A’に沿った断面
図である。
In this FIBA, there is a MOS diode above the gate, and an insulated gate transistor (MOS transistor, M
It is characterized by being an SI thyristor integrated on the same chip. The Mine invention will be explained in detail using FIG. 4. Figure 4(a) is a plan view;
FIG. 4b) is a sectional view taken along line A-A' in FIG. 4(a).

P+領域21はアノード領域、n−領域22はチャノ不
ルを形成する領域、n+領域23はカソード領域、P+
領域32は補助カソード領域。
P+ region 21 is an anode region, n- region 22 is a region forming a channel, n+ region 23 is a cathode region, P+
Region 32 is an auxiliary cathode region.

P+領域31はゲート領域である。23′はカソード電
極、21′はアノード電極である。25はゲート電極で
、P+領域31との間のゲート絶縁膜26を介して、M
OSダイオードを構成すると同時に、P+領域31をソ
ース、P+領域32をドレインとする絶縁ゲートトラン
ジスタのゲート電極をも兼ね−Cいる。第4図(b)で
はノーマリオン型(デイプリージョン型)Pチャンネル
MOSFETがSIサイリスタのゲート・カソード間に
接続された構成となっている。
P+ region 31 is a gate region. 23' is a cathode electrode, and 21' is an anode electrode. Reference numeral 25 denotes a gate electrode, which is connected to the M
While constituting an OS diode, it also serves as the gate electrode of an insulated gate transistor in which the P+ region 31 is the source and the P+ region 32 is the drain. In FIG. 4(b), a normally-on type (depletion type) P-channel MOSFET is connected between the gate and cathode of the SI thyristor.

n−領域22の不純物密度と1対のP+領域31相互の
間との距離との関係は、P+領域から延びる空乏層がゲ
ート電極25に電圧を印加しない状態で、チャンネルを
ピンチオフするように選ばれ、SIサイリスタはノーマ
リオフ型であるQ この構成における動作は第2図で説明した動作と同様で
ある。ゲート電位かV。ff”0ボルトの時、第4図に
示すP+領域31をゲートとするSIサイリスタは遮断
状態て、P+領域31をソース、P+領域32をドレイ
ンとするPチャンネルMOSFETは導通状態である。
The relationship between the impurity density of the n- region 22 and the distance between the pair of P+ regions 31 is selected such that the depletion layer extending from the P+ region pinches off the channel when no voltage is applied to the gate electrode 25. The SI thyristor is of the normally-off type.The operation in this configuration is similar to that described in FIG. Gate potential or V. When ff" is 0 volts, the SI thyristor shown in FIG. 4 having the P+ region 31 as its gate is in a cut-off state, and the P-channel MOSFET having the P+ region 31 as a source and the P+ region 32 as a drain is in a conductive state.

ゲート電位が正の値のV。0へと変化すると、容量結合
によってP+領域31の電位か上かり− n+カソード
領域23の前面に形成されている電子に対する電位障壁
が下かり、カソード領域23から電子が注入される。注
入された電子はD領域22とp+アノード領域21との
界面近傍に蓄積され、アノード側のホールに対する電位
障壁は消減し、アノードからのホール注入か起こり、こ
のホールがカソードからの電子の注入をさらに促進しS
Iサイリスクはターンオンする。この時PチャンネルM
O8FETは遮断状態となる。ゲート電極にV。ffを
印加するとPチャンネルMOSFETか導通状態となり
 P+領域31を介してホールかカソード側に引き抜か
れ、カソード前面の電子に対する電位障壁が高くなりS
Iサイリスタはターン骨オフする。
V with a positive gate potential. When the voltage changes to 0, the potential of the P+ region 31 rises due to capacitive coupling, and the potential barrier to electrons formed on the front surface of the n+ cathode region 23 lowers, and electrons are injected from the cathode region 23. The injected electrons are accumulated near the interface between the D region 22 and the p+ anode region 21, and the potential barrier to holes on the anode side disappears, causing hole injection from the anode, which in turn inhibits the injection of electrons from the cathode. Further promote S
Icyrisk turns on. At this time P channel M
O8FET enters the cut-off state. V on the gate electrode. When ff is applied, the P-channel MOSFET becomes conductive, and holes are extracted to the cathode side through the P+ region 31, and the potential barrier to electrons on the front surface of the cathode becomes high.
I thyristor turns off.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の構造か第4図に示したものに限られないことは
もちろんである。第4図では1ユニット分すなわち1対
のゲート領域31に囲まれた1チャンネル分のみを示し
たが、大電流用には、このユニットを多数並列接続した
マルチチャンネル構造、ゲート電極とカソード電極とか
互いにインターディジタル状に組まれた構造にすれば良
いことはもちろんである。第5図はインターディジタル
構造の例で、第4図と同様に、23′かカソード電極、
25かゲート電極である。
It goes without saying that the structure of the present invention is not limited to that shown in FIG. Although FIG. 4 shows only one unit, that is, one channel surrounded by a pair of gate regions 31, for large current applications, a multi-channel structure in which many of these units are connected in parallel, a gate electrode and a cathode electrode, etc. Of course, a structure in which they are interdigitated with each other may be used. FIG. 5 shows an example of an interdigital structure, in which, like FIG. 4, 23' or the cathode electrode,
25 is the gate electrode.

第5図(a)は平面図、第5図(b)は第5図(a)に
おいてx−x’力方向沿った断面図、第5図(c)はY
−Y′方向に沿った断面図である。補助カソード領域の
P+領域32は、第4図と異なり、カソードの長手方向
すなわちY−Y’方向に沿った配置てn+カソード領域
23に接触して形成されている。第5図においても第4
図と同様にp+ゲート領域31をソース領域、補助カソ
ード領域32をドレイン領域とし、SIサイリスタのゲ
ート電極25をゲート電極とするPチャンネル絶縁ゲー
ト°−トランジスタか構成される。第4図では補助カソ
ード領域32かカソード領域23の両側に形成されるた
め、マスク合わせ余裕か少なくなる欠点かあるが、第5
図の例ではカソード領域23の長手方向に沿って補助カ
ソード領Vj、32が形成されるため、従来のSl−サ
イリスタと同じレベルのマスク合わせ余裕で良く、製造
が容易である。p 領域21はアノード領域、21 は
アノード電極である。。25′はり一1〜線を取り出す
ための、ゲート電極取り出し用ボンディングパット部分
で、A2等の金属C・良い。ゲート電極25は他結晶シ
リコンもしくは、W、 ’v10 、 Ti 、Ta 
、 Nb等の高融点金属、あるいはWS1□ 、MoS
i2等のシリサイド(硅化物)等でも良いし、他結晶シ
リコンをF地としてその上にシリサイドを形成した複合
膜でも良い。n−領域の不純物密度は10〜i o T
4 cm−3、P+領域21.31.322 の不純物密度は10 〜10”cm−6、n+領領域不
純物密度は10〜10” cm−’で良く、この場合、
p ゲート領域31の相互の間の間隔を6μm以下とす
ればノーマリオフSlサイリスタとなる。カソードn 
領域23の拡散幅を2μm、補助カソード領域32の拡
散幅を1μ−、カソードn 領域23と補助カソード領
域32のオーバーラツプ部分の幅を0.5μmとすれば
、第4図(b )に示した構造ではゲートカソード間に
接続される絶縁ゲート・トランジスタはチャンネル長1
.5μ面のMO8SITどなる。MO8SITはMOS
FETよりもオン抵抗R6Nが小さく好適である。第5
図(C)に示した構造では補助カソードの拡散幅は3μ
mでMO8SITのチャンネル長は1.5μmとなる。
Fig. 5(a) is a plan view, Fig. 5(b) is a sectional view taken along the x-x' force direction in Fig. 5(a), and Fig. 5(c) is a Y
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the -Y' direction. Unlike FIG. 4, the P+ region 32 of the auxiliary cathode region is formed in contact with the n+ cathode region 23 along the longitudinal direction of the cathode, that is, the Y-Y' direction. In Figure 5, the fourth
Similarly to the figure, a P channel insulated gate °-transistor is constructed in which the p+ gate region 31 is used as a source region, the auxiliary cathode region 32 is used as a drain region, and the gate electrode 25 of the SI thyristor is used as a gate electrode. In FIG. 4, since the auxiliary cathode region 32 or the cathode region 23 are formed on both sides, there is a drawback that the margin for mask alignment is reduced.
In the illustrated example, since the auxiliary cathode region Vj, 32 is formed along the longitudinal direction of the cathode region 23, the same level of mask alignment margin as the conventional Sl-thyristor is required, and manufacturing is easy. The p region 21 is an anode region, and 21 is an anode electrode. . 25' Beam 1 - This is the bonding pad part for taking out the gate electrode for taking out the wire.It is made of metal C such as A2. The gate electrode 25 is made of polycrystalline silicon or W, 'v10, Ti, Ta.
, high melting point metal such as Nb, or WS1□, MoS
It may be a silicide such as i2, or it may be a composite film in which silicide is formed on other crystalline silicon as the F base. The impurity density in the n-region is 10~ioT
4 cm-3, the impurity density of the P+ region 21.31.322 may be 10-10" cm-6, and the impurity density of the n+ region 10-10"cm-'; in this case,
If the interval between the p gate regions 31 is set to 6 μm or less, a normally-off Sl thyristor is obtained. cathode n
Assuming that the diffusion width of the region 23 is 2 μm, the diffusion width of the auxiliary cathode region 32 is 1 μm, and the width of the overlap portion between the cathode n region 23 and the auxiliary cathode region 32 is 0.5 μm, as shown in FIG. 4(b). In the structure, the insulated gate transistor connected between the gate and cathode has a channel length of 1
.. MO8SIT on the 5μ surface roared. MO8SIT is MOS
The on-resistance R6N is smaller than that of the FET, which is preferable. Fifth
In the structure shown in Figure (C), the diffusion width of the auxiliary cathode is 3μ.
m, the channel length of MO8SIT is 1.5 μm.

この場合は補助カソードとカソードとのオーバーラツプ
部分の幅は必要に応じて選べば良く、たとえば10μ−
で良い。S[サイリスタのターンオフ時にゲート電流■
  がグーrWOずF ト・カソード間の絶縁ゲートトランジスタに流れるが、
絶縁ゲートトランジスタのオン抵抗ROMが大きければ
、T(roH−のR,、、による電圧降下がSlサイリ
スタのオン状態におけるゲート電位V  より大きくな
ってSlサイリスタはり(yX(ωリ ーンオフしない。したがってR。は となるよう十分小さくする必要がある。RoNが大きい
と、ターンオフ時に流れるゲート電流の最大(f” l
(:y 8(7X)が小さくなり、ターンオフに要する
時間が長くなり好ましくない。
In this case, the width of the overlap part between the auxiliary cathode and the cathode can be selected as necessary, for example, 10μ-
That's fine. S [Gate current when thyristor turns off■
The current flows through the insulated gate transistor between the cathode and the cathode, but
If the on-resistance ROM of the insulated gate transistor is large, the voltage drop due to T(roH-R, . . . ) becomes larger than the gate potential V of the Sl thyristor in the ON state, and the Sl thyristor becomes yX(ω lean-off. Therefore, R. If RoN is large, the maximum gate current flowing at turn-off (f” l
(:y8(7X) becomes small, which increases the time required for turn-off, which is not preferable.

MO8SITのオン抵抗R0Nをさらに小さくするため
には、第6図に示したような構造にして、チャンネル長
を小さくし、チャンネル幅をきくすれは良い。第6図で
は、8丁サイリスクのゲート間隔6μm、カソードn+
領域拡散幅2μm4補助カソード領域32の幅2μmで
、P+領域31と補助カソード領域32との間隔か0.
5μmすなわちチャンネル長0.5μmのMO8SIT
かゲートカソード間に接続されており、第6図(a)が
平面図、第6図(b)かx−x’力方向沿った断面図で
ある。第6図ではP+アノード領域21を分割し、その
間にn+ショート領域41を捜入したSIアノードショ
ート構造か用いられている。電子をP+アノードとn+
ショートの間のポテンシャルによりn+ショート部41
に掃引することにより、Slサイリスタのターンオフ時
のティルミ流か小さくなり、より高速のスイッチングが
可能となる。P+アノードのピッチは電子の拡散長の2
倍以下に選ぶ。
In order to further reduce the on-resistance R0N of MO8SIT, it is best to use a structure as shown in FIG. 6 to reduce the channel length and widen the channel width. In Figure 6, the gate spacing of the 8-tooth cyrisk is 6 μm, and the cathode n+
The region diffusion width is 2 μm.4 The width of the auxiliary cathode region 32 is 2 μm, and the distance between the P+ region 31 and the auxiliary cathode region 32 is 0.
MO8SIT with 5μm or channel length 0.5μm
FIG. 6(a) is a plan view, and FIG. 6(b) is a sectional view taken along the x-x' force direction. In FIG. 6, an SI anode short structure is used in which the P+ anode region 21 is divided and an n+ short region 41 is inserted between them. Transfer electrons to P+ anode and n+
Due to the potential during the short, the n+ short part 41
By sweeping the current to 1, the Tilmi flow at the time of turn-off of the Sl thyristor becomes smaller, and higher-speed switching becomes possible. The pitch of the P+ anode is 2 times the electron diffusion length.
Choose less than double.

第7図は補助カソード領域32がカソード領域23の内
部に形成された例である。33は9層もしくはi層とし
、はぼ完全に空乏化するようにしである。P+領域32
と領域33との間のカソード領域23の部分にMO3S
ITの真性ゲートボイドを形成し、ここにおける電位障
壁をゲート電極25の電位で制御する構造となっている
。第7図てはP+領域32かMO8SITのソース領域
、P+領域31かドレイン領域となる。第4図に示した
ものに比へ、カソード領域の面積を大きくすることか出
来るので。
FIG. 7 shows an example in which the auxiliary cathode region 32 is formed inside the cathode region 23. 33 is a 9-layer or i-layer, and is designed to be almost completely depleted. P+ area 32
MO3S is applied to the part of the cathode region 23 between the region 33 and the region 33.
The structure is such that an IT intrinsic gate void is formed and the potential barrier there is controlled by the potential of the gate electrode 25. In FIG. 7, the P+ region 32 becomes the source region of MO8SIT, and the P+ region 31 becomes the drain region. The area of the cathode region can be increased compared to that shown in FIG.

大電流か流せる。第7図では、第6図と同様にS丁ア/
−トノヨード構造か採用されているか。
Can flow large current. In Fig. 7, as in Fig. 6,
- Does it have a tonoiodine structure?

さらにnバッファ層42かアノード領域近傍に形成され
ている。nバッファ層42の不純物密度はlX1015
〜1×1017C1rL−3とし、n−領域22.23
の不純物密度はI Q” −l Q13ci ” (7
)極めて低不純物密度とすることにより、ゲート会アノ
ード間の電界強度か均一で、しかも、アノードまてゲー
トからの空乏層か到達しないようにてきるので、最大順
方向阻止電圧か大きく、スイッチング速度も速く、かつ
導通時の電圧降下も小さく出来る。最大順方向阻止電圧
が、nバッフ1層42が無い時と同じならば、n−領城
22の厚みは半分て良く、当然順方向降下電圧は小さく
、スイッチング速度は速くなる。
Further, an n-buffer layer 42 is formed near the anode region. The impurity density of the n buffer layer 42 is lX1015
~1×1017C1rL-3, n-region 22.23
The impurity density of I Q” −l Q13ci ” (7
) By making the impurity density extremely low, the electric field strength between the gate and the anode is uniform, and the depletion layer from the gate does not reach the anode, which increases the maximum forward blocking voltage and increases the switching speed. It is also fast, and the voltage drop during conduction can be reduced. If the maximum forward blocking voltage is the same as when there is no n-buffer 1 layer 42, the thickness of the n-region 22 can be halved, and naturally the forward voltage drop will be small and the switching speed will be faster.

第8図は切り込みゲート構造のSIサイリスタの例であ
る。詳しく言えば第1ゲートが切り込みゲート構造で、
第2ゲートが表面ゲート構造のダブルゲートSIサイリ
スタの例である。
FIG. 8 is an example of an SI thyristor with a cut gate structure. To be more specific, the first gate has a notched gate structure.
This is an example of a double gate SI thyristor in which the second gate has a surface gate structure.

第8図(a)でn+領域23はカソード領域、P+領域
32は補助カソード領域、P+領域21はアノード領域
である点は第4図乃至第7図に示したものと同じである
が、P+領域31は第1ゲート領域、n+領域42は第
2ゲート領域、切り込まれた凹部に形成された電極25
は第1ゲート電極、51は第2ゲート電極、n+領域4
3は補助アノード領域である。P+領域31をソース領
域、P+領域32をドレイン領域とするPチャンネル絶
縁ゲートトランジスタかカソードと第1ゲートの間に形
成され、n+領域42をソース領域、n+領域43をド
レイン領域とするnチャンネル絶縁ゲートトランジスタ
を第2ゲートとアノード間に接続した構成で、等両回路
で表わせば第8図(b)に示したようになる。
In FIG. 8(a), the n+ region 23 is a cathode region, the P+ region 32 is an auxiliary cathode region, and the P+ region 21 is an anode region, which are the same as those shown in FIGS. 4 to 7, but P+ The region 31 is the first gate region, the n+ region 42 is the second gate region, and the electrode 25 formed in the cut recess.
is the first gate electrode, 51 is the second gate electrode, n+ region 4
3 is an auxiliary anode area. A P-channel insulated gate transistor having the P+ region 31 as the source region and the P+ region 32 as the drain region, or an n-channel insulating transistor formed between the cathode and the first gate, with the N+ region 42 as the source region and the N+ region 43 as the drain region. The gate transistor is connected between the second gate and the anode, and if expressed as an equal circuit, it will be as shown in FIG. 8(b).

第1ゲートのP+領域31から延びる空乏層が第1ゲー
ト電極25に電圧を印加しない状態で、切り込み凸部の
n−領域22を完全に空乏化するようにn−領域22の
不純物密度と、切り込み凸部の幅を選ぶ。第8図に示し
たダブルゲーの絶縁膜26に接したn−領域22にnチ
ャンネルを形成し、カソード領域23の前面の電位障壁
を下げ、電子をカソードより注入すると同時に、第2ゲ
ート電極に負電位を与え、容量結合で、7ノ一ド前面の
ホールに対する電位障壁を下げ、アノードよりホールを
注入することにより行う。ターンオフは第1ゲートKM
、第2ゲート電極共にゼロ電位にし、第1ゲート側のP
チャンネル絶縁ゲートトランジスタをターンオンし、第
1ゲート領域31を介してホールを抜ことおよび、第2
ゲート側のnチャンネル絶縁ゲート・トランジスタをタ
ーンオンし、第2ゲート領域42を介して電子を抜くこ
とにより、カソード前面、および7ノ一ド前面の電位障
壁を高めることによって行う。この場合は、シングルゲ
ートSIサイリスタと異なり、残留電子によるティルミ
流は無く、サブマイクロ秒以下の高速度のスイッチング
か容易に行なえる。第8図で第2ゲート側の構造か無い
、切り込みゲート型ンングルゲートSIサイリスタにし
ても良いことはもちろんである。逆に、笛1ゲートの構
造を省略して、第2ゲートたけて駆動することも可能で
ある。又、第1ゲートを表面ゲト、第2ゲートを切り込
みゲート構造とすることも可能であるし、第1ゲート、
第2ゲート共に切り込みゲート構造にしても良いことは
もちろんである。さらに、第1ゲートもしくは第2ゲー
トのいずれか一方のみを絶縁制御にして、他方は通常の
接合ゲートlこよる駆動のダブルゲートSIサイリスタ
にしても良い。
The impurity density of the n- region 22 is adjusted such that the depletion layer extending from the P+ region 31 of the first gate completely depletes the n- region 22 of the notch convex portion in a state where no voltage is applied to the first gate electrode 25; Select the width of the notch protrusion. An n channel is formed in the n- region 22 in contact with the double gate insulating film 26 shown in FIG. This is done by applying a potential, lowering the potential barrier to holes in front of the 7-node through capacitive coupling, and injecting holes from the anode. Turn-off is at the 1st gate KM
, the second gate electrodes are both set to zero potential, and P on the first gate side is set to zero potential.
Turning on the channel insulated gate transistor and extracting the hole through the first gate region 31;
This is done by turning on the n-channel insulated gate transistor on the gate side and drawing electrons out through the second gate region 42 to raise the potential barrier in front of the cathode and in front of the seventh node. In this case, unlike a single-gate SI thyristor, there is no Tilmi flow due to residual electrons, and high-speed switching of sub-microseconds or less can be easily performed. Of course, it is also possible to use a notched gate type ngle gate SI thyristor, which does not have the structure on the second gate side in FIG. Conversely, it is also possible to omit the structure of the first whistle gate and drive the second gate. Further, it is also possible to make the first gate a surface gate and the second gate a cut gate structure, or the first gate,
Of course, both the second gate and the second gate may have a cut gate structure. Furthermore, only one of the first gate and the second gate may be controlled to be insulated, and the other may be a double-gate SI thyristor driven by a normal junction gate.

第9図は第2ゲート側のみて駆動する絶縁制御シングル
ゲートSIサイリスタで、アノードトンプとした倒立動
作のSIサイリスタと考えることもてきる。カソードト
ップの正立動作のSIサイリスタと組み合わせれば、相
補型構成となり、双方向スイッチとしても使える。第9
図てP+領域21はアノード領域、n+領域23はカソ
ード領域、n+領域42はゲート領域である。n+領域
43は補助アノード領域で、nチャンネル絶縁ゲートト
ランじスタのドレイン領域、n+領域42はソース領域
である。動作は、p″アノード領域前面に形成されたn
+ゲート領域による電位障壁を制御することでターンオ
ン・ターンオフするものである。すなわちゲート電極5
1に負の電位を印加し、容量結合てP+アノード領域前
面の電位障壁を下げ、p+アノード領域からホールか注
入され、n−領域22とn″′領域23との界面近傍に
蓄積され、n+カノード領域23から電子が注入され、
この注入された電子はP+アノード領域前面の電位障壁
をさらに下げ、倒立動作のSIサイリスタはターンオン
する。ターンオフはゲート電極をOボルトにすることに
より、nチャンネル絶縁ゲートトランジスタをターンオ
ンし、n+領域42を介して電子を引き抜くことにより
 p+アノード領域前面の電位障壁を高くすることによ
り行う。
FIG. 9 shows an insulation-controlled single-gate SI thyristor that is driven only on the second gate side, and can also be thought of as an inverted-operation SI thyristor with an anode pump. When combined with an SI thyristor with cathode top that operates in an upright position, it becomes a complementary configuration and can be used as a bidirectional switch. 9th
In the figure, P+ region 21 is an anode region, n+ region 23 is a cathode region, and n+ region 42 is a gate region. The n+ region 43 is the auxiliary anode region, the drain region of the n-channel insulated gate transistor, and the n+ region 42 is the source region. The operation is based on the n formed in front of the p″ anode region.
Turn-on and turn-off are performed by controlling the potential barrier created by the + gate region. That is, the gate electrode 5
1, a negative potential is applied to capacitive coupling to lower the potential barrier in front of the P+ anode region, and holes are injected from the p+ anode region and accumulated near the interface between the n− region 22 and the n″′ region 23, and the n+ Electrons are injected from the cathode region 23,
The injected electrons further lower the potential barrier in front of the P+ anode region, and the inverted SI thyristor is turned on. Turn-off is performed by setting the gate electrode to O volts, turning on the n-channel insulated gate transistor, and drawing out electrons through the n+ region 42, thereby increasing the potential barrier in front of the p+ anode region.

第10図は本発明のさらに別の実施例で、第4図に示さ
れた実施例におけるマスク合わせ余裕が小さくなる等の
欠点を改良したものである。
FIG. 10 shows yet another embodiment of the present invention, which improves the drawbacks of the embodiment shown in FIG. 4, such as a small mask alignment margin.

すなわち、第4図(b)の実施例においては、n+カソ
ード領域23とP+領域31との間に、PチャンネルM
OSトランジスタを形成するために、微細寸法が要求さ
れ、P+領域32やn+カソード領域23の幅を大きく
出来ず、大電流を流せないという問題や、p+ゲート領
域31とn+領域23との間のリーク電流か流れやすい
問題があり、またn+領域23およびP+領域31の間
隔か決定されてしまうとPチャンネルMOSトランジス
タの設計余裕に制約が出てしまう問題もある。第10図
ではこれらの問題点は解決され、第10図(a)か平面
図、第10図(b)は、第10図(a)のY −Y′方
向に沿った断面図でありマルチチャンネル構造のもので
ある。図示していないが、第10図(a)のX−Y′方
向に沿った断面図は第5図(b)と全く同じであり、n
+カソード領域を狭むp+ゲート領域31による電位障
壁てカソード・アノード間型)糺を制御するものである
。第10図においては、カソードの長手方向にPチャン
ネルMOSトランジスタが1ユニツトに1つずつ接続さ
れており、第5図をさらに発展した構造とも考えること
が出来る。第5図ではp+ゲート領域はユニットごとに
分離されていたが、第10図では全部連続して形成され
1体となっている。第10図においてP+補助カソード
領域32をドレイン領域、P+領域31をソース領域、
25をゲート電極とするMOSトランジスタか形成され
ている。
That is, in the embodiment shown in FIG. 4(b), a P channel M
In order to form an OS transistor, fine dimensions are required, and the widths of the P+ region 32 and the n+ cathode region 23 cannot be made large, resulting in problems such as the inability to flow a large current, and There is a problem that leakage current easily flows, and there is also a problem that once the spacing between the n+ region 23 and the P+ region 31 is determined, the design margin of the P channel MOS transistor is restricted. These problems are solved in Fig. 10, and Fig. 10(a) is a plan view, and Fig. 10(b) is a sectional view along the Y-Y' direction of Fig. 10(a). It has a channel structure. Although not shown, the cross-sectional view along the X-Y′ direction in FIG. 10(a) is exactly the same as FIG. 5(b), and n
The voltage barrier between the cathode and the anode is controlled by the potential barrier formed by the p+ gate region 31 which narrows the cathode region. In FIG. 10, one P-channel MOS transistor is connected to each unit in the longitudinal direction of the cathode, and the structure can be considered as a further development of FIG. 5. In FIG. 5, the p+ gate regions are separated for each unit, but in FIG. 10, they are all continuously formed as one unit. In FIG. 10, the P+ auxiliary cathode region 32 is a drain region, the P+ region 31 is a source region,
A MOS transistor having 25 as a gate electrode is formed.

第4図および第5図と異なり、第10図ではPチャンネ
ルMOSトランジスタのゲート長に相当するP+領域3
2とP+領域31との間隔はサイリスタの構造、寸法と
は無関係に自由に選へるのて、PチャンネルMOSl−
ランジスタの設計の自由度か大きく、またPチャンネル
MOSトランジスタかゲート・カソード間に接続される
ことによりW”−1幅を小さくす る必要もなく、大電流化か容易である。また従来の表面
ゲートSIサイリスタの寸法とほぼ同程度の比較的大き
な平面寸法で良いので製造か容易である。
Unlike FIGS. 4 and 5, in FIG. 10 the P+ region 3 corresponds to the gate length of the P channel MOS transistor.
2 and the P+ region 31 can be freely selected regardless of the structure and dimensions of the thyristor.
There is a large degree of freedom in designing the transistor, and since it is connected between the gate and cathode of a P-channel MOS transistor, there is no need to reduce the width of W''-1, and it is easy to handle large currents. It is easy to manufacture because it only requires a relatively large planar dimension that is approximately the same as that of an SI thyristor.

第11図は本発明のさらに別の実施例で、第1ゲートか
切り込みゲート、第2ゲートか表面ゲート構造のダブル
ゲートSIサイリヌタの例である。第8図と同様にP+
領域31か第1ゲφ −ト領域、n+領領域第2ゲート領域、n+領域23か
カソード領域、P+領域32か補助カソード領域、P+
領域21かアノード領域、n+領域43が補助アノード
領域である。第8図では、カソードか形成されている凸
部の片側にゲート電極25を有するPチャンネルMOS
トランジスタか形成されているが、第11図では凸部の
両側にPチャンネルMOSl−ランジスタが形成され、
オン抵抗か第8図の場合に比して小さくなっている。P
+領域31は切り込み部底部全面に形成されているので
、第8図の場合のように切り込み部側壁に形成するのに
比すれば、製造か容易である。第1ゲート領域31に伏
まれた中央部近傍にカソードから→注入される電子に対
する電位障壁か形成され、第1ゲート電極25に正電位
を印加することにより、この電位障壁のポテンシャルを
ゲート絶様膜26を介した容量結合で下げ、同時に第2
ゲート電極51に負の電位を印加し、アノードからのホ
ールに対する電位障壁のボテノノヤルを下はタブルゲト
SIサイリスタをターノオノスル。ターンオフはカソー
ド・第1ゲート間に形成されたPチャノ不ルMOSトラ
ンジスタ、および7ノ一ド第2ゲート間に形成されたn
チャノ不ルMOSトランレスタのゲート電位をセロにす
ることにより、それぞれのMOSトランジスタをターン
オンし、第1ゲートからホールを、第2ゲートから電子
を引き抜き、各々の電位障壁の電位を高めることによっ
て行なわれる。第11図て。
FIG. 11 shows yet another embodiment of the present invention, which is an example of a double gate SI sirinuta having a first gate or cut gate structure and a second gate or surface gate structure. P+ as in Figure 8
Region 31 is the first gate φ − gate region, n+ region is the second gate region, n+ region 23 is the cathode region, P+ region 32 is the auxiliary cathode region, P+
Region 21 is the anode region, and n+ region 43 is the auxiliary anode region. In FIG. 8, a P-channel MOS has a gate electrode 25 on one side of the convex portion where the cathode is formed.
In FIG. 11, P-channel MOS transistors are formed on both sides of the convex portion.
The on-resistance is smaller than that in the case shown in FIG. P
Since the + region 31 is formed on the entire surface of the bottom of the cut, it is easier to manufacture than in the case of FIG. 8 where it is formed on the side wall of the cut. A potential barrier against electrons injected from the cathode is formed near the central portion of the first gate region 31, and by applying a positive potential to the first gate electrode 25, the potential of this potential barrier can be reduced to the gate level. capacitive coupling through the membrane 26, and at the same time the second
A negative potential is applied to the gate electrode 51, and the double gate SI thyristor is turned on to form a potential barrier against holes from the anode. The turn-off is performed by a P-channel MOS transistor formed between the cathode and the first gate, and an N-channel transistor formed between the 7-node and second gate.
This is done by setting the gate potential of the channel transistor transistor to zero to turn on each MOS transistor, extracting holes from the first gate and electrons from the second gate, and increasing the potential of each potential barrier. . Figure 11.

n+カソード領域23の内部にp+補助カッ−)’領[
32か含まれた第7図と類似な構造にしても良いことは
もちろんである。第8図で説明したように、第2ゲート
側の構造を省略した、切す込みゲート型シングルゲート
SIサイリスタに本実施例の第1ゲート側の構造か適用
出来ることはもちろんであるし、その場合、アノード側
は第6図に示したアノードショート構造、第7図に示し
たnバッファ構造にしても良い。
Inside the n+ cathode region 23 there is a p+ auxiliary cup)' region [
Of course, it is also possible to use a structure similar to that shown in FIG. 7, which includes 32 parts. As explained in FIG. 8, it goes without saying that the structure of the first gate side of this embodiment can be applied to a notched gate type single gate SI thyristor in which the structure of the second gate side is omitted; In this case, the anode side may have an anode short structure shown in FIG. 6 or an n-buffer structure shown in FIG. 7.

さらに第8図の説明のところで述べたと同様に、第1ゲ
ートを通常の接合ゲートの構造にし、第2ゲートを切り
込みゲート型絶縁制御にする等の種々の変形も本発明の
主旨の範囲内でてきる。
Furthermore, as described in the explanation of FIG. 8, various modifications such as making the first gate a normal junction gate structure and making the second gate a notched gate type insulation control are also possible within the scope of the present invention. I'll come.

第8図および第11図には垂直側壁の切り込み溝か示さ
れているかV型や、逆メサ型の切り込み溝でも良い。
Although FIGS. 8 and 11 show cut grooves in the vertical sidewalls, V-shaped or inverted mesa-type cut grooves may be used.

第12図、第13図は、埋め込みゲートSエサイリスタ
に本発明を適用した実施例で、第12図(b)および第
13図(b)はそれぞれ第12図(a)および第13図
(a)のベータ′に沿った断面を示している。第12図
(b)、第13図(b)の断面図てP+ゲート領域31
は分割されて、マルチチャンネル構造になっているが、
平面図で見れば、P+ゲート領域31は連続して一体と
なっている。
12 and 13 show an embodiment in which the present invention is applied to a buried gate S ethyristor, and FIG. 12(b) and FIG. 13(b) show FIG. 12(a) and FIG. Fig. 5a shows a cross section along beta' of a). The cross-sectional views of FIGS. 12(b) and 13(b) show the P+ gate region 31.
is divided into a multi-channel structure,
When viewed in plan view, the P+ gate region 31 is continuous and integrated.

ターンオンは、切り込み溝底部の酸化膜26、P+ゲー
ト領域31、ゲート電極25で構成されるMOSダイオ
ードのゲート電極25に正の電位を印加することにより
、各チャンネル中央部の電子に対する電位障壁を下げる
ことによって行なわれる。切り込み溝底部のMOSダイ
オードの容量を、SIサイリスタのP+ゲート領域31
の有する接合容量より十分大きくすることが高速ターン
オンには要求され、埋め込みゲート構造の場合、ゲート
の接合容量は比較的大きいため、溝部底部の酸化膜の厚
みLz1ooi以下にすることか望ましい。ターンオフ
はn+カソード領域23に隣接したp+補助カソード領
域32をドレイン、P+ゲート領域31をソースとする
デイプリージョン型PチャンネルMOSトランジスタの
ゲート電極25の電位をセロにすることにより、p+ゲ
ート領域からホールを引き抜くことによって行なわれる
。第12図(b)および第13図fb)ではp+アノー
ド領域21か分割され、その間にn+領域41を投入し
たS■アノードショート構造か示されているが、ターン
オフ時間か遅くても良い場合はn+領域41を省略した
均一アノード構造でも良いし、ターンオフ時のティルミ
流か問題になるのなら、ダブルゲート構造にすれば良い
。第12図に比して、第13図の方が、カソード領域周
辺の寸法に余裕かあり、製造か容易である。
Turn-on lowers the potential barrier to electrons at the center of each channel by applying a positive potential to the gate electrode 25 of the MOS diode, which is composed of the oxide film 26 at the bottom of the groove, the P+ gate region 31, and the gate electrode 25. It is done by The capacitance of the MOS diode at the bottom of the groove is determined by the P+ gate region 31 of the SI thyristor.
In the case of a buried gate structure, since the junction capacitance of the gate is relatively large, it is desirable that the thickness of the oxide film at the bottom of the trench be less than Lz1ooi. Turn-off is performed from the p+ gate region by setting the potential of the gate electrode 25 of the depletion type P-channel MOS transistor whose drain is the p+ auxiliary cathode region 32 adjacent to the n+ cathode region 23 and whose source is the P+ gate region 31 to zero. It is done by pulling out the hole. Fig. 12(b) and Fig. 13 fb) show an S■ anode short structure in which the p+ anode region 21 is divided and the n+ region 41 is inserted between them, but if the turn-off time can be delayed, A uniform anode structure in which the n+ region 41 is omitted may be used, or if Tilmi flow during turn-off is a problem, a double gate structure may be used. Compared to FIG. 12, the one shown in FIG. 13 has more margin around the cathode region and is easier to manufacture.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によればトリガ用パルス、クエンチ用パルスの正
負の電源を用いる必要がなく、単純な矩形波てゲート駆
動てきるのて、駆動回路か簡単化でき・ると同時に、駆
動回路の設計も容易になり、したかって駆動回路の部品
点数か削減し、安価でしかも保守が容易となる。さらに
本発明によれば、アノード電流に比し、十分少さなゲー
ト電流で速いスイッチングか行なえ、ゲートは直流的に
遮断されているので、ゲート損失は極めて小さい。本発
明によれば補助カソード領域、もしくは補助アノード領
域の形成工程を加える程度の従来のSIサイリスクの工
程の小さな修正て製造てきるのて極めて容易に製造でき
る。
According to the present invention, there is no need to use positive and negative power supplies for trigger pulses and quench pulses, and the gate can be driven using a simple square wave, which simplifies the drive circuit and also facilitates the design of the drive circuit. Therefore, the number of parts in the drive circuit can be reduced, making it inexpensive and easy to maintain. Further, according to the present invention, fast switching can be performed with a gate current that is sufficiently small compared to the anode current, and since the gate is cut off in terms of direct current, gate loss is extremely small. According to the present invention, it can be manufactured very easily since it can be manufactured by making a small modification to the conventional SI SI risk process, such as adding the step of forming an auxiliary cathode region or an auxiliary anode region.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のSIサイリスタの駆動方法を示す説明図
、第2図はゲート・カソード間に2MO8を接続した等
価回路、第3図は従来の絶縁ゲートSIサイリスタの例
、第4図乃至第13図は本願発明の実施例、第6図はS
IアノードタプルゲートSIサイリスタ、第8図fb)
は等価23・・・カソード領域、21・・・アノード領
域。 31・・・第1ゲート領域、42・・・第2ゲート領域
、2 6・・・絶縁膜、 5・・・第1 ゲー 上電極、 1 ・・・ 第2ゲート電極 輸許呂原人 用汰入子斗棒社究」來 ( α ) ( b) 慈 図 ( α 〕 ( ) 葛 図 葛 図 (a) (b) 菖 ダ 図 露 図 悪 、72rlA 73 閣
Fig. 1 is an explanatory diagram showing a conventional SI thyristor driving method, Fig. 2 is an equivalent circuit in which 2MO8 is connected between the gate and cathode, Fig. 3 is an example of a conventional insulated gate SI thyristor, and Figs. Figure 13 is an embodiment of the present invention, Figure 6 is S
I anode tuple gate SI thyristor, Fig. 8fb)
are equivalent to 23... cathode region, 21... anode region. 31...First gate region, 42...Second gate region, 26...Insulating film, 5...First gate electrode, 1...Second gate electrode for exporters ``Tairizizitoboshakyu'' came (α) (b) Jizu (α) () Gezuzuzuzu (a) (b) Sudazu, Rozuzu evil, 72rlA 73 Kaku

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型高不純物密度の第1の半導体領域(2
1;23)と、前記第1の半導体領域に隣接して形成さ
れた低不純物密度の第2の半導体領域(22)と、前記
第2の半導体領域の表面の一部に形成された第2導電型
高不純物密度の第3の半導体領域(23;21)と、前
記第3の半導体領域の内部、もしくは前記第3の半導体
領域に隣接し、かつ前記第2の半導体領域の表面の一部
に形成された第1導電型の第4の半導体領域(32;4
3)と、前記第2の半導体領域の表面の一部に、前記第
4の半導体領域とは離間して形成された第1導電型高不
純物密度の第5の半導体領域(31;42)と、前記第
5の半導体領域の表面および、前記第2の半導体領域表
面の前記第4の半導体領域と前記第5の半導体領域とに
挟まれた部分を少なくとも覆うように形成された絶縁膜
(26)と、前記絶縁膜の上部に形成された絶縁ゲート
制御電極(25;51)とで、少なく共構成され、前記
第1の半導体領域を第1の主電極領域、前記第2の半導
体領域を第2の主電極領域とする静電誘導サイリスタ。
(1) First conductivity type high impurity density first semiconductor region (2
1; 23), a second semiconductor region (22) with a low impurity density formed adjacent to the first semiconductor region, and a second semiconductor region (22) formed on a part of the surface of the second semiconductor region. a conductive type high impurity density third semiconductor region (23; 21); an interior of the third semiconductor region or adjacent to the third semiconductor region; and a part of the surface of the second semiconductor region; A fourth semiconductor region (32; 4) of the first conductivity type formed in
3) and a fifth semiconductor region (31; 42) of a first conductivity type with a high impurity density formed on a part of the surface of the second semiconductor region and separated from the fourth semiconductor region. , an insulating film (26 ) and an insulated gate control electrode (25; 51) formed on the upper part of the insulating film, the first semiconductor region is the first main electrode region and the second semiconductor region is the first main electrode region. A static induction thyristor with a second main electrode region.
(2)前記第5の半導体領域が、前記第2の半導体領域
の表面に形成された凹部の側壁の一部に形成され、前記
絶縁ゲート制御電極の少なく共一部が前記凹部の内部に
形成されたことを特徴とする前記特許請求の範囲1項記
載の静電誘導サイリスタ。
(2) The fifth semiconductor region is formed in a part of the sidewall of a recess formed on the surface of the second semiconductor region, and at least a common part of the insulated gate control electrode is formed inside the recess. The electrostatic induction thyristor according to claim 1, characterized in that:
(3)前記第5の半導体領域が前記第3の半導体領域を
少なく共一部で挟むもしくは囲うように形成されたこと
を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の静電誘導
サイリスタ。
(3) The electrostatic induction thyristor according to claim 1, wherein the fifth semiconductor region is formed so as to sandwich or surround the third semiconductor region with at least a few common parts.
(4)前記第1の主電極領域かアノード領域、前記第2
の主電極領域がカソード領域であることを特徴とする前
記特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一項に記
載の静電誘導サイリスタ。
(4) the first main electrode region or the anode region;
4. The electrostatic induction thyristor according to claim 1, wherein the main electrode region is a cathode region.
(5)前記第1の主電極領域がカソード領域、前記第2
の主電極領域アノード領域であることを特徴とする前記
特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一項に記載
の静電誘導サイリスタ。
(5) The first main electrode region is a cathode region, and the second main electrode region is a cathode region.
The electrostatic induction thyristor according to any one of claims 1 to 3, wherein the main electrode region is an anode region.
(6)第1導電型低不純物密度の半導体基体(22)と
、前記半導体基体の第1の主表面の一部に形成された第
1導電型のカソード領域(23)と、前記カソード領域
の内部もしくは前記カソード領域に隣接して形成された
第2導電型の補助カソード領域(32)と、前記カソー
ド領域の近傍で、前記補助カソード領域と離間して、前
記半導体基体の第1の主表面の一部に形成された第2導
電型の第1ゲート領域(31)と、前記第1ゲート領域
の表面の上部および前記半導体基体の前記第1の主表面
の前記補助カソード領域と前記第1ゲート領域で挟まれ
る部分の上部に絶縁膜(26)を介して形成された第1
ゲート電極(25)と、前記半導体基体の前記第1の主
表面と対向する第2の主表面の一部に形成された第2導
電型のアノード領域(21)と、前記アノード領域の内
部もしくは前記アノード領域に隣接して形成された第1
導電型の補助アノード領域(43)と、前記アノード領
域の近傍で、前記補助アノード領域とは離間し、前記半
導体基体の前記第2の主表面の一部に形成された第1導
電型の第2ゲート領域(42)と、前記第2ゲート領域
の表面の上部および前記半導体基体の前記第2の主表面
の、前記補助アノード領域と前記第2ゲート領域とで挟
まれる部分の上部に絶縁膜(26)を介して形成された
第2ゲート電極(51)とから少なく共構成されるダブ
ルゲートサイリスタであることを特徴とする静電誘導サ
イリスタ。
(6) a first conductivity type low impurity density semiconductor substrate (22); a first conductivity type cathode region (23) formed on a part of the first main surface of the semiconductor substrate; an auxiliary cathode region (32) of a second conductivity type formed inside or adjacent to the cathode region; and a first main surface of the semiconductor substrate in the vicinity of the cathode region and spaced apart from the auxiliary cathode region. a first gate region (31) of a second conductivity type formed in a part of the auxiliary cathode region (31) on the upper surface of the first gate region and the first main surface of the semiconductor substrate; A first layer is formed on the portion sandwiched between the gate regions with an insulating film (26) interposed therebetween.
a gate electrode (25), an anode region (21) of a second conductivity type formed in a part of a second main surface of the semiconductor substrate opposite to the first main surface, and an anode region (21) formed in the inside or outside of the anode region a first electrode formed adjacent to the anode region;
a conductive type auxiliary anode region (43); a first conductive type auxiliary anode region (43) formed near the anode region, spaced apart from the said auxiliary anode region, and formed on a part of the second main surface of the semiconductor substrate; 2 gate region (42), an insulating film on the upper part of the surface of the second gate region and the part of the second main surface of the semiconductor substrate sandwiched between the auxiliary anode region and the second gate region. An electrostatic induction thyristor characterized in that it is a double-gate thyristor co-constructed with a second gate electrode (51) formed through a second gate electrode (26).
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