JPH0551187B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0551187B2 JPH0551187B2 JP60112694A JP11269485A JPH0551187B2 JP H0551187 B2 JPH0551187 B2 JP H0551187B2 JP 60112694 A JP60112694 A JP 60112694A JP 11269485 A JP11269485 A JP 11269485A JP H0551187 B2 JPH0551187 B2 JP H0551187B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thyristor
- layer
- phototransistor
- resistor
- type impurity
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/26—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having three or more potential barriers, e.g. photothyristors
- H10F30/263—Photothyristors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、半導体装置に関する。
従来の絶縁ゲート型サイリスタとしては、
MOSFET（以下、「MOS」と略す）のドレイン領
域にPN接合を加えたものが知られている。これ
は、ゲートに外部電圧を加えてサイリスタをター
ンオンするものである。
MOSFET（以下、「MOS」と略す）のドレイン領
域にPN接合を加えたものが知られている。これ
は、ゲートに外部電圧を加えてサイリスタをター
ンオンするものである。
そして、この絶縁ゲート型サイリスタが設けら
れた半導体基板に同サイリスタの前段にくるよう
にフオトトランジスタを設け、光信号を入力とし
てターンオンするように集積化した半導体装置が
ある。
れた半導体基板に同サイリスタの前段にくるよう
にフオトトランジスタを設け、光信号を入力とし
てターンオンするように集積化した半導体装置が
ある。
ただ、集積化した場合、機能性は向上するが、
製造し難くなり、実用性が下がりがちである。勿
論、実用的であるためには、製造し易いだけでな
く、動作が安定している必要があることは言うま
でもない。
製造し難くなり、実用性が下がりがちである。勿
論、実用的であるためには、製造し易いだけでな
く、動作が安定している必要があることは言うま
でもない。
そこで、この発明は、製造し易く、動作が安定
しており、光信号で絶縁ゲート型サイリスタをオ
フ状態からオン状態に出来る実用性に富む半導体
装置を提供することを目的とする。
しており、光信号で絶縁ゲート型サイリスタをオ
フ状態からオン状態に出来る実用性に富む半導体
装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は、一つ
の半導体基板に絶縁ゲート型サイリスタとフオト
トランジスタが形成されており、フオトトランジ
スタの一端子がサイリスタのゲートに電気的に接
続されているとともに抵抗を介してサイリスタの
カソードとも接続されていて、フオトトランジス
タの出力電圧によりサイリスタが駆動されるよう
になつている半導体装置において、前記半導体基
板内に前記抵抗となる層が形成され同抵抗となる
層は基板内でフオトトランジスタに接触してお
り、半導体基板表面側に形成されている電極の一
部が抵抗となる層表面の絶縁膜上に張り出して、
前記抵抗となる層の表面を遮光するようになつて
いることを特徴とする半導体装置をその要旨とす
る。
の半導体基板に絶縁ゲート型サイリスタとフオト
トランジスタが形成されており、フオトトランジ
スタの一端子がサイリスタのゲートに電気的に接
続されているとともに抵抗を介してサイリスタの
カソードとも接続されていて、フオトトランジス
タの出力電圧によりサイリスタが駆動されるよう
になつている半導体装置において、前記半導体基
板内に前記抵抗となる層が形成され同抵抗となる
層は基板内でフオトトランジスタに接触してお
り、半導体基板表面側に形成されている電極の一
部が抵抗となる層表面の絶縁膜上に張り出して、
前記抵抗となる層の表面を遮光するようになつて
いることを特徴とする半導体装置をその要旨とす
る。
つぎに、この発明を、その実施例をあらわす図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
第１図は、この発明の一実施例の構成を示す。
図にみるように、半導体基板は、Ｐ型の半導体層
１の上にＮ型不純物層２が形成された構成であ
る。Ｎ型不純物層２内の表面側にはＰ型不純物層
３，４が離間して形成され、Ｐ型不純物層３内の
表面側にはさらに第２のＮ型不純物層５ａ，５ｂ
が形成されている。このような構成からなる半導
体装置では、Ｐ型半導体層１、Ｎ型不純物層２、
Ｐ型不純物層３、第２のＮ型不純物層５ａ，５ｂ
によつてサイリスタＳが、また、Ｐ型半導体層
１、Ｎ型不純物層２、Ｐ型不純物層４によつてフ
オトトランジスタT1が構成され、サイリスタの
内部には、Ｎ型不純物層２、Ｐ型不純物層３、第
２のＮ型不純物層５ａ，５ｂによつてＮチヤネル
のエンハンスメント型MOST2がそれぞれ構成さ
れている。フオトトランジスタT1の一部を構成
するＰ型不純物層４は、フオトトランジスタT1
の受光部分１１と抵抗層１０とから構成されてお
り、、抵抗層１０のところでは、図１にみるよう
に、電極の一部１２が抵抗層（抵抗となる層）１
０表面の絶縁膜２０上に張り出して抵抗層１０の
表面が遮光されているとともに、受光部分１１は
光の照射を受けるよう開口されている。抵抗層１
０は絶縁膜２０があるため電極の一部１２が張り
出していても短絡されることはない。カソード６
は第２のＮ型不純物層５ａ，５ｂおよびＰ型不純
物層３に接続する。フオトトランジスタT1は抵
抗層１０を介してカソード６と電気的につながつ
ている。半導体層１の裏面側にはアノード７が形
成されている。８はゲート絶縁膜で、このゲート
絶縁膜８の上に、ゲート電極９が、Ｎ型不純物層
２、Ｐ型不純物層３、第２のＮ型不純物層５ａ，
５ｂにまたがるように形成されている。ゲート電
極９の一端は隣接するＰ型不純物層４に接続さ
れ、フオトトランジスタの出力電圧がサイリスタ
Ｓのゲートに印加されるようになつている。第２
図は、この発明にかかる半導体装置の等価回路図
である。
図にみるように、半導体基板は、Ｐ型の半導体層
１の上にＮ型不純物層２が形成された構成であ
る。Ｎ型不純物層２内の表面側にはＰ型不純物層
３，４が離間して形成され、Ｐ型不純物層３内の
表面側にはさらに第２のＮ型不純物層５ａ，５ｂ
が形成されている。このような構成からなる半導
体装置では、Ｐ型半導体層１、Ｎ型不純物層２、
Ｐ型不純物層３、第２のＮ型不純物層５ａ，５ｂ
によつてサイリスタＳが、また、Ｐ型半導体層
１、Ｎ型不純物層２、Ｐ型不純物層４によつてフ
オトトランジスタT1が構成され、サイリスタの
内部には、Ｎ型不純物層２、Ｐ型不純物層３、第
２のＮ型不純物層５ａ，５ｂによつてＮチヤネル
のエンハンスメント型MOST2がそれぞれ構成さ
れている。フオトトランジスタT1の一部を構成
するＰ型不純物層４は、フオトトランジスタT1
の受光部分１１と抵抗層１０とから構成されてお
り、、抵抗層１０のところでは、図１にみるよう
に、電極の一部１２が抵抗層（抵抗となる層）１
０表面の絶縁膜２０上に張り出して抵抗層１０の
表面が遮光されているとともに、受光部分１１は
光の照射を受けるよう開口されている。抵抗層１
０は絶縁膜２０があるため電極の一部１２が張り
出していても短絡されることはない。カソード６
は第２のＮ型不純物層５ａ，５ｂおよびＰ型不純
物層３に接続する。フオトトランジスタT1は抵
抗層１０を介してカソード６と電気的につながつ
ている。半導体層１の裏面側にはアノード７が形
成されている。８はゲート絶縁膜で、このゲート
絶縁膜８の上に、ゲート電極９が、Ｎ型不純物層
２、Ｐ型不純物層３、第２のＮ型不純物層５ａ，
５ｂにまたがるように形成されている。ゲート電
極９の一端は隣接するＰ型不純物層４に接続さ
れ、フオトトランジスタの出力電圧がサイリスタ
Ｓのゲートに印加されるようになつている。第２
図は、この発明にかかる半導体装置の等価回路図
である。
つぎに、第１図および第２図を参照して動作説
明を行う。端子７′よりアノード７に正電圧を印
加し、カソード６は端子６′を介して接地してお
く。この時、光がフオトトランジスタの受光部１
１に照射されないと、アノード７からカソード６
に流れる電流i2は極めて小さく、アノード−カソ
ード間はオフ状態である。光が受光部１１に照射
されると、フオトトランジスタT1を通じて電流i1
が流れる。この電流i1が抵抗ＲによりVG＝Ｒ×i1
の電位差を生じ、この電圧VGが絶縁ゲート型サ
イリスタＳのゲートに加えられ、これがサイリス
タの内部MOST2のしきい値以上に達すると、サ
イリスタＳはオン状態となり、急速に電流i2の流
れが大きくなる。i2が一定の値以上になると、サ
イリスタＳはラツチングされるので、入射光が照
射されなくなり、VGがMOST2のしきい値以下と
なつても、電流i2は変わらず、サイリスタＳはオ
ン状態を持続する。
明を行う。端子７′よりアノード７に正電圧を印
加し、カソード６は端子６′を介して接地してお
く。この時、光がフオトトランジスタの受光部１
１に照射されないと、アノード７からカソード６
に流れる電流i2は極めて小さく、アノード−カソ
ード間はオフ状態である。光が受光部１１に照射
されると、フオトトランジスタT1を通じて電流i1
が流れる。この電流i1が抵抗ＲによりVG＝Ｒ×i1
の電位差を生じ、この電圧VGが絶縁ゲート型サ
イリスタＳのゲートに加えられ、これがサイリス
タの内部MOST2のしきい値以上に達すると、サ
イリスタＳはオン状態となり、急速に電流i2の流
れが大きくなる。i2が一定の値以上になると、サ
イリスタＳはラツチングされるので、入射光が照
射されなくなり、VGがMOST2のしきい値以下と
なつても、電流i2は変わらず、サイリスタＳはオ
ン状態を持続する。
以上のように構成され動作する半導体装置は、
サイリスタにトランジスタおよび抵抗からなる集
積構成でありながらも、製造し易い装置である。
サイリスタにトランジスタおよび抵抗からなる集
積構成でありながらも、製造し易い装置である。
これは、半導体基板内に抵抗層１０が形成され
同抵抗層１０が基板内でフオトトランジスタに接
触しているためである。抵抗層１０はトランジス
タ・サイリスタ用の不純物拡散層と同様に不純物
拡散で簡単に作り込め、しかも、トランジスタと
抵抗層１０の電気的接続も不純物拡散過程で自然
に出来る。また、遮光のためには、電極パターン
を一部が抵抗層１０表面の絶縁膜２０上に張り出
した形状にするだけで足りるため、遮光のために
別に工程が増えるわけでもない。
同抵抗層１０が基板内でフオトトランジスタに接
触しているためである。抵抗層１０はトランジス
タ・サイリスタ用の不純物拡散層と同様に不純物
拡散で簡単に作り込め、しかも、トランジスタと
抵抗層１０の電気的接続も不純物拡散過程で自然
に出来る。また、遮光のためには、電極パターン
を一部が抵抗層１０表面の絶縁膜２０上に張り出
した形状にするだけで足りるため、遮光のために
別に工程が増えるわけでもない。
それに、半導体装置の動作も安定している。抵
抗層１０が遮光されているからである。上にみた
ように、フオトトランジスタからの電流で抵抗両
端に生ずる電圧によりサイリスタを駆動するので
あるが、この電圧が変動するようだとサイリスタ
の動作は安定しない。遮光されずに光信号が抵抗
となる層に入射する場合、光の有無・強度等で抵
抗値が変わり一定せず電圧変動を招来する。これ
に対し、遮光され光信号が抵抗となる層に入射し
ない場合、光信号で抵抗値が変わることはなく一
定で電圧変動は起こらず、サイリスタ動作は安定
するのである。
抗層１０が遮光されているからである。上にみた
ように、フオトトランジスタからの電流で抵抗両
端に生ずる電圧によりサイリスタを駆動するので
あるが、この電圧が変動するようだとサイリスタ
の動作は安定しない。遮光されずに光信号が抵抗
となる層に入射する場合、光の有無・強度等で抵
抗値が変わり一定せず電圧変動を招来する。これ
に対し、遮光され光信号が抵抗となる層に入射し
ない場合、光信号で抵抗値が変わることはなく一
定で電圧変動は起こらず、サイリスタ動作は安定
するのである。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、この発明の半導体装置
は、光信号でサイリスタを駆動できる機能を備
え、製造し易く、しかも、動作が安定しており、
非常に実用的である。そのため、光結合回路に組
み込むことができ、たとえば、光結合を用いた
SSR（Solid State Relay）等へ応用することが
できる。
は、光信号でサイリスタを駆動できる機能を備
え、製造し易く、しかも、動作が安定しており、
非常に実用的である。そのため、光結合回路に組
み込むことができ、たとえば、光結合を用いた
SSR（Solid State Relay）等へ応用することが
できる。
第１図はこの発明にかかる半導体装置の一実施
例の構成を示す説明図、第２図は同じくその等価
回路図である。 １……半導体層、２……Ｎ型層、３，４……Ｐ
型層、５ａ，５ｂ……第２のＮ型層、６……カソ
ード、７……アノード、８……ゲート絶縁膜、９
……ゲート電極、１０……抵抗層、１１……フオ
トトランジスタ受光層、１２……抵抗層を遮光す
る電極の張り出し部。
例の構成を示す説明図、第２図は同じくその等価
回路図である。 １……半導体層、２……Ｎ型層、３，４……Ｐ
型層、５ａ，５ｂ……第２のＮ型層、６……カソ
ード、７……アノード、８……ゲート絶縁膜、９
……ゲート電極、１０……抵抗層、１１……フオ
トトランジスタ受光層、１２……抵抗層を遮光す
る電極の張り出し部。
Claims (1)
- １ 一つの半導体基板に絶縁ゲート型サイリスタ
とフオトトランジスタが形成されており、フオト
トランジスタの一端子がサイリスタのゲートに電
気的に接続されているとともに抵抗を介してサイ
リスタのカソードとも接続されていて、フオトト
ランジスタの出力電圧によりサイリスタが駆動さ
れるようになつている半導体装置において、前記
半導体基板内に前記抵抗となる層が形成され同抵
抗となる層は基板内でフオトトランジスタに接触
しており、半導体基板表面側に形成されている電
極の一部が抵抗となる層表面の絶縁膜上に張り出
して、前記抵抗となる層の表面を遮光するように
なつていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112694A JPS61270867A (ja) | 1985-05-25 | 1985-05-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112694A JPS61270867A (ja) | 1985-05-25 | 1985-05-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270867A JPS61270867A (ja) | 1986-12-01 |
| JPH0551187B2 true JPH0551187B2 (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=14593147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60112694A Granted JPS61270867A (ja) | 1985-05-25 | 1985-05-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61270867A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193170A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Toshiba Corp | 光トリガ型半導体装置 |
| JPH07122729A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-12 | Nec Corp | フォトサイリスタ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5467393A (en) * | 1977-11-09 | 1979-05-30 | Hitachi Ltd | High dielectric strength semiconductor element |
| JPS5593262A (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-15 | Nec Corp | Semiconductor device |
| DE2922301C2 (de) * | 1979-05-31 | 1985-04-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Lichtsteuerbarer Thyristor und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1985
- 1985-05-25 JP JP60112694A patent/JPS61270867A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61270867A (ja) | 1986-12-01 |
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