JPH0382162A - pチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジスタ - Google Patents
pチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジスタInfo
- Publication number
- JPH0382162A JPH0382162A JP1219286A JP21928689A JPH0382162A JP H0382162 A JPH0382162 A JP H0382162A JP 1219286 A JP1219286 A JP 1219286A JP 21928689 A JP21928689 A JP 21928689A JP H0382162 A JPH0382162 A JP H0382162A
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- Japan
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/411—Insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/441—Vertical IGBTs
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
pチャネルMO3FETによって供給rるpチャネル絶
縁ゲートバイポーラトランジスタに関する。。
イポーラトランジスタ (IGBT)が−般に使われ始
めている。これは、nチャネル縦型MO3FETのドレ
イン領域のドレイン電極側に91層を付加したものと言
うことができる。しかし近年、pチャネルI GBTが
9III1111回路の簡略化が可能及びインテリジェ
ント化が容易ということで開発がさかんに行われている
。pチャネル!GBTはnチャネルI GBTの導電型
をすべて逆にしたものである。
としての低抵抗の9層2を、その上に高抵抗層p−層3
を、このp−層3の表面部に選択的にnベース領域4を
、さらにこのベース領域4の表面部に選択的にp°ソー
ス領域5をそれぞれ形成し、nベース領域4のp−層3
とp゛ソース領域5で挟まれた領域をチャネル領域とし
て、この上にゲート接続膜6を介してゲート端子Gに接
続される多結晶シリコンゲート7を形成する。そして、
nベース領域4とp゛ソース領域5にエミッタ電極Eに
接続されたエミッタ電極8を、またコレクタ層となるn
0基板1の表面にコレクタ端子Cに接続されるコレクタ
電極9を接触させる。
在している。
クタ電極9に負の電圧を与えると、MOSFETがオン
してp−N3に正孔が流れ込む。
が起こり、p−層3では伝導度aimが生じることによ
り、この領域の抵抗が低くなる。
−層からなる寄生バイポーラトランジスタが存在し、n
ベース領域、p−層、コレクタ層からなるバイポーラト
ランジスタと寄生サイリスタを形成するため、ソース領
域の下側のベース領域を流れる電流による電圧降下が大
きくなってこの寄生サイリスクが点弧するとラフチアツ
ブがおこることはよく知られている。しかし、pチャネ
ルI GBTにおいては、ベース領域の抵抗はれチャネ
ルI GBTのベース領域の抵抗の2分の1ないし3分
の1となる。従って、同じ寸法ならばpチャネルIC;
BTはnチャネルI GBTと比較して2〜3倍の電流
までランチアンプしないことになる。ところが、実際に
は、pチャネルI GBTはnチャネルI GBTにく
らべて破壊しやすい事がわかっている。これは、空乏層
の強電界中を走行するキャリアがpチャネルI GBT
では電子であり、電子のアバランシェ増倍が正孔のそれ
と比較して非常に大きいことが原因である。素子破壊が
問題となるのは、いわゆる短絡時であって、このとき、
素子はオン状態でありながら電源が負荷を介せず直接印
加される。従ってエミッタ。コレクタに電lII電圧が
直接印加され、素子の制御する電流が流れる。pチャネ
ルI GBTでは、このときに先に述べたアバランシェ
増倍が急激に発生して素子破壊に至る。
くいpチャネルIGBTを提供することにある。
タ層の上にp型層が積層され、p型層の表面部に選択的
に複数のn型のベース領域が、さらにそのベース領域の
表面部に選択的にp型のソースw4域がそれぞれ形成さ
れ、p型層とソース領域にはさまれたベース領域の上に
絶縁膜を介してゲート電極が設けられ、ソース領域およ
びベース領域の双方にオーム接触するエミッタ電極と、
コレクタ層にオーム接触するコレクタ電極とを備えたp
チャネルm縁グート型バイポーラトランジスタにおいて
、p型層とベース領域の間のpn接合のブレークダウン
電圧が600 V以上であってベース領域相互間の最小
間隔が18Irm以上であるものとする。
互間の間隔LGを小さくすると特性が悪化する。第2図
は、耐圧600■のI GBTでコレクタ電流50Aに
対するオン電圧のLG依存性を示したものである0図か
られかるように、L、を小さくするとオン電圧の上昇を
招く、これは大電力のMOS F ET等では以前から
れかっていることで、図の空乏層11が広がると正孔1
2の流れる径路がせばめられるからで、JFET (接
合FET)効果ど呼ばれている0本出願人の特許出願に
かかる特願平1−20364号明細書に記載されている
ように、ターンオフ時のアバランシェ破壊を起こしにく
いようにp−層3の比抵抗を大きくしていくと空乏層の
広がりが大きくなり、この効果が無視できなくなって第
2図に示すようなオン電圧の上昇を招く、もう一つの問
題は、L6を小さくする素子のセル密度ないしチャネル
密度が大きくなってしまうため、短絡時に流れるt流I
7が大きくなってしまうことである。第3図は、耐圧6
00V、を流容量50AのIGBTで、コレクタ電圧4
00 Vにおける短絡電流■、のL0依存性を示す、I
pが大きいと、上述の説明から予想されるようにアバラ
ンシェ増倍が発生しやすい、従って、!、を小さくする
方が望ましく、ブレークダウン電圧600 Vの素子で
はオン電圧を3.5v以下、短絡電流1pを200A以
下に抑えるために、L、は18u以上であることが有効
である。
説明する。このようなIGBTを製作するには、先ずn
0基板1の表面にエピタキシアル法でp゛バフフフ層2
p−層3を積層する。9層3の表面にゲート酸化膜6を
形tc1kに多結晶シリコンゲート7を形威し、次にこ
のゲートをマスクとしてnベース領域4形威のためのイ
オン注入を行う、nベース領域4の熱拡散を行ったのち
、同じくゲート7をマスクとしてp゛ソース領域5をイ
オン注入法と熱拡散法により形成する。このあと、PS
Gからなる絶縁膜10で1覆し、パターニングし、次い
でエミッタ[極8とコレクタ電極を形成することによっ
て素子は完成する0本発明によりnベース領域4相互間
の間隔り、を、18n以上、例えば2011Waにする
。L、についてよりわかりやすくするため、第4図、第
5図にエミッタ電極8.絶縁膜lOを除いた平面図を示
す、第4図に示す実施例ではnベース領域4.p゛ソー
ス領域5、ゲート7はいずれも帯状に形成されており、
ベース領域4の縁部間の間隔は一定であり、その間隔り
、を18−以上とする。第5図に示す実施例ではベース
領域4.ソース領域5は方形であり、ゲート7は方形の
開口部を除いて一面に覆っている。このときは、L6は
図示のようにnベース領域4相互間の間隔の最も狭いと
ころで定義される。
の間隔L6を大きくしてJFET効果を起こりに(くす
ることにより、オン抵抗を小さくし、また短絡電流]7
を小さくすることによりアバランシェ増倍を発生しにく
くすることができた。
たpチャネルI GBTを得ることができた。
図、第2図はpチャネルIGBTにおけるオン電圧とL
eとの関係線図、第3図はpチャネルI GBTにおけ
る短絡電流とり、との関係線図、第4図は本発明の一実
施例のpチャネルIGBTの平面図、第5図は本発明の
他の実施例のpチャネルr GBTの平面図である。 1:n1コレクタ層、3:p−層、4:nベース領域、
5:p°ソース領域、6:ゲート酸化膜、7:ゲート、
8:工ξツタ電極、9:コレクタ電し 第1噂 第2月 第3図 第4図
Claims (1)
- 1)n型のコレクタ層の上にp型層が積層され、p型層
の表面部に選択的に複数のn型のベース領域が、さらに
そのベース領域の表面部に選択的にp型のソース領域が
それぞれ形成され、p型層とソース領域にはさまれたベ
ース領域の上に絶縁膜を介してゲート電極が設けられ、
ソース領域およびベース領域の双方にオーム接触するエ
ミッタ電極と、コレクタ層にオーム接触するコレクタ電
極とを備えたものにおいて、p型層とベース領域の間の
pn接合のブレークダウン電圧が600V以上であって
ベース領域相互間の最小間隔が18μm以上であること
を特徴とするpチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1219286A JP2856257B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | pチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1219286A JP2856257B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | pチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382162A true JPH0382162A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2856257B2 JP2856257B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=16733125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1219286A Expired - Lifetime JP2856257B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | pチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856257B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100351042B1 (ko) * | 2000-04-04 | 2002-09-05 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 역방향 차폐 모드에서도 높은 브레이크다운 전압을 갖는절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| US11694995B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-07-04 | Kioxia Corporation | Semiconductor memory device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62283669A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-09 | Toshiba Corp | 導電変調型mosfet |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1219286A patent/JP2856257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62283669A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-09 | Toshiba Corp | 導電変調型mosfet |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100351042B1 (ko) * | 2000-04-04 | 2002-09-05 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 역방향 차폐 모드에서도 높은 브레이크다운 전압을 갖는절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| US11694995B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-07-04 | Kioxia Corporation | Semiconductor memory device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2856257B2 (ja) | 1999-02-10 |
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