JPH09148559A - Bilateral two-terminal thyristor - Google Patents
Bilateral two-terminal thyristorInfo
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- JPH09148559A JPH09148559A JP32954595A JP32954595A JPH09148559A JP H09148559 A JPH09148559 A JP H09148559A JP 32954595 A JP32954595 A JP 32954595A JP 32954595 A JP32954595 A JP 32954595A JP H09148559 A JPH09148559 A JP H09148559A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は2方向性2端子サイリス
タに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-way two-terminal thyristor.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1は従来の2方向性2端子サイリスタ
を示す。これはP形の第1の半導体領域1、N形の第2
の半導体領域2、P形の第3の半導体領域3、N形の第
4の半導体領域4、P形の第5の半導体領域5を備え、
第1、第2、第3及び第4の半導体領域1、2、3、4
から構成される第1のサイリスタと、第1、第2、第4
及び第5の半導体領域1、2、4、5から構成される第
2のサイリスタとが並列接続された複合素子である。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional bidirectional 2-terminal thyristor. This is a P-type first semiconductor region 1 and an N-type second semiconductor region.
Semiconductor region 2, a P-type third semiconductor region 3, an N-type fourth semiconductor region 4, and a P-type fifth semiconductor region 5,
First, second, third and fourth semiconductor regions 1, 2, 3, 4
A first thyristor composed of the first, second, and fourth
And a second thyristor composed of the fifth semiconductor regions 1, 2, 4, and 5 is a composite device connected in parallel.
【0003】図1の2方向性2端子サイリスタに、第1
の電極6の電位を第2の電極7の電位よりも高くする電
圧を印加した場合、第1の半導体領域1と第2の半導体
領域2との界面に形成されるPN接合8が逆方向にバイ
アスされる。ここで、この印加電圧がPN接合8のブレ
ークダウン電圧を越えるとブレ−クオ−バ電流がサイリ
スタをトリガ−し第1のサイリスタが導通する。In the two-way two-terminal thyristor shown in FIG.
When a voltage that makes the potential of the second electrode 6 higher than the potential of the second electrode 7 is applied, the PN junction 8 formed at the interface between the first semiconductor region 1 and the second semiconductor region 2 moves in the opposite direction. Be biased. Here, when this applied voltage exceeds the breakdown voltage of the PN junction 8, the breakover current triggers the thyristor and the first thyristor is turned on.
【0004】また、第2の電極7の電位を第1の電極6
の電位よりも高くする電圧を印加した場合、第1の半導
体領域1と第4の半導体領域4との界面に形成されるP
N接合9が逆方向にバイアスされる。ここで、この印加
電圧がPN接合9のブレークダウン電圧を越えるとブレ
−クオ−バ電流がサイリスタをトリガ−し第2のサイリ
スタが導通する。結果として双方向にサイリスタ動作す
る。In addition, the potential of the second electrode 7 is changed to the first electrode 6
When a voltage higher than the potential of the first semiconductor region 1 and the fourth semiconductor region 4 is applied, P
N-junction 9 is biased in the reverse direction. Here, when the applied voltage exceeds the breakdown voltage of the PN junction 9, the breakover current triggers the thyristor and the second thyristor is turned on. As a result, the thyristor operates bidirectionally.
【0005】この種の2方向性2端子サイリスタをファ
ンヒータの点火装置等に使用する場合がある。このよう
な場合、第1のサイリスタと第2のサイリスタの内のど
ちらか一方又は両方のブレークオーバー電圧が長期に亘
って経時変化しないことが要望される。図1に示す2方
向性2端子サイリスタでは保護膜10、11に安定性の
高いリンガラス等を使用した場合においても半導体基板
表面の安定性を長期に亘って良好に保持することは困難
である。このため、上記要望を十分に満足することがで
きなかった。また、エネルギ−ロスを小さくするためオ
ン電圧の小さいサイリスタが要求されている。This type of two-way two-terminal thyristor may be used for an ignition device of a fan heater or the like. In such a case, it is desired that the breakover voltage of one or both of the first thyristor and the second thyristor does not change over time for a long time. In the two-way two-terminal thyristor shown in FIG. 1, it is difficult to keep the stability of the semiconductor substrate surface good for a long period of time even when highly stable phosphorus glass or the like is used for the protective films 10 and 11. . For this reason, the above demand could not be sufficiently satisfied. In addition, a thyristor with a low on-voltage is required to reduce energy loss.
【0006】上述のような欠点を解決するために本件出
願人は特願平5−85489号(特開平6−27581
9号)によって図2に示す2方向性2端子サイリスタを
提案した。この2端子サイリスタは、P形の第1の半導
体領域21、N形の第2の半導体領域22、P形の第3
の半導体領域23、P形の第4の半導体領域24、N形
の第5の半導体領域25、P形の第6の半導体領域26
及びP形の等電位リング用半導体領域27を有する。第
3、第4、第6及び第7の半導体領域23、24、2
6、27は第1の半導体領域21よりも高い不純物濃度
を有している。In order to solve the above-mentioned drawbacks, the applicant of the present application filed Japanese Patent Application No. 5-85489 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-27581).
No. 9) proposed a two-way two-terminal thyristor shown in FIG. This two-terminal thyristor includes a P-type first semiconductor region 21, an N-type second semiconductor region 22, and a P-type third semiconductor region 22.
Semiconductor region 23, P-type fourth semiconductor region 24, N-type fifth semiconductor region 25, P-type sixth semiconductor region 26.
And a P-type equipotential ring semiconductor region 27. Third, fourth, sixth and seventh semiconductor regions 23, 24, 2
6, 27 have an impurity concentration higher than that of the first semiconductor region 21.
【0007】第2の半導体領域22は半導体基板の一方
の主面に露出しており、平面環状に形成されている。第
3の半導体領域23は半導体基板の一方の主面に露出し
ており、第2の半導体領域22の内側に環状に形成され
ている。第2の半導体領域22の内縁と第3の半導体領
域23の内縁との距離は、第2の半導体領域22の外縁
と第3の半導体領域23の外縁との距離よりも小さくな
っている。第2及び第3の半導体領域22、23は、半
導体基板の一方の主面に形成された絶縁性保護膜28に
設けられた開口29を通じて第1の電極30に接続され
基板表面で電気的に短絡されている。The second semiconductor region 22 is exposed on one main surface of the semiconductor substrate and is formed in a plane annular shape. The third semiconductor region 23 is exposed on one main surface of the semiconductor substrate, and is formed in an annular shape inside the second semiconductor region 22. The distance between the inner edge of the second semiconductor region 22 and the inner edge of the third semiconductor region 23 is smaller than the distance between the outer edge of the second semiconductor region 22 and the outer edge of the third semiconductor region 23. The second and third semiconductor regions 22 and 23 are connected to the first electrode 30 through an opening 29 provided in an insulating protective film 28 formed on one main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the surface of the substrate. It is short-circuited.
【0008】第4の半導体領域24は、半導体基板の中
央に配され、第2の半導体領域22に隣接して包囲され
ている。第4の半導体領域24は基板表面に露出する
が、その上面には保護絶縁膜28が形成されており、第
1の電極30には接続されていない。第1の電極30は
絶縁膜28を介して第4の半導体領域24の上面全体を
覆っている。The fourth semiconductor region 24 is arranged in the center of the semiconductor substrate and is surrounded by and adjacent to the second semiconductor region 22. The fourth semiconductor region 24 is exposed on the surface of the substrate, but the protective insulating film 28 is formed on the upper surface thereof and is not connected to the first electrode 30. The first electrode 30 covers the entire upper surface of the fourth semiconductor region 24 via the insulating film 28.
【0009】第5の半導体領域25は、第1の半導体領
域21に対して第2の半導体領域22とは反対側におい
て隣接している。第5の半導体領域25は基板の他方の
主面に露出しており、第2の電極31に電気的に接続さ
れている。The fifth semiconductor region 25 is adjacent to the first semiconductor region 21 on the side opposite to the second semiconductor region 22. The fifth semiconductor region 25 is exposed on the other main surface of the substrate, and is electrically connected to the second electrode 31.
【0010】第6の半導体領域26は基板の他方の主面
の外縁に沿って平面環状に形成されている。第6の半導
体領域26は、基板の他方の主面に露出して第2の電極
31に電気的に接続され、基板表面で第5の半導体領域
25と電気的に短絡されている。平面的に見たとき、第
6の半導体領域26は第2の半導体領域22の外縁に沿
ってこれと重なる部分を環状に有している。この環状部
分は開口29の内側まで延びている。The sixth semiconductor region 26 is formed in a plane annular shape along the outer edge of the other main surface of the substrate. The sixth semiconductor region 26 is exposed on the other main surface of the substrate, is electrically connected to the second electrode 31, and is electrically short-circuited with the fifth semiconductor region 25 on the substrate surface. When viewed in a plan view, the sixth semiconductor region 26 has an annular portion along the outer edge of the second semiconductor region 22 and overlapping the second semiconductor region 22. This annular portion extends inside the opening 29.
【0011】等電位リング用の第7の半導体領域27は
基板の一方の主面の外縁に沿って平面環状に形成されて
おり、第1の半導体領域21を介して第2の半導体領域
22を包囲する。この等電位用の第7の半導体領域27
は第1の半導体領域21と同一のp形であるが、第1の
半導体領域21よりも大きい不純物濃度を有し、この上
面は基板の一方の主面に露出して絶縁膜28に被覆され
ている。The seventh semiconductor region 27 for the equipotential ring is formed in a plane ring shape along the outer edge of one main surface of the substrate, and the second semiconductor region 22 is formed via the first semiconductor region 21. Siege. The seventh semiconductor region 27 for this equipotential
Has the same p-type as the first semiconductor region 21, but has a higher impurity concentration than the first semiconductor region 21, and its upper surface is exposed on one main surface of the substrate and is covered with the insulating film 28. ing.
【0012】次に、この2方向性2端子サイリスタの動
作について説明する。図2の2端子サイリスタは、第
1、第2、第3、第4及び第5の半導体領域21、2
2、23、24、25から構成される第1のサイリスタ
と、第1、第2、第5及び第6の半導体領域21、2
2、25、26から構成される第2のサイリスタとが逆
並列接続された複合素子である。Next, the operation of this bidirectional 2-terminal thyristor will be described. The two-terminal thyristor of FIG. 2 has the first, second, third, fourth and fifth semiconductor regions 21, 2
A first thyristor composed of 2, 23, 24, and 25, and first, second, fifth, and sixth semiconductor regions 21, 2;
This is a composite element in which a second thyristor composed of 2, 25 and 26 is connected in anti-parallel.
【0013】第1の電極30と第2の電極31との間に
第1の電極30の電位を第2の電極31のそれよりも大
きくする電圧を印加すると、第1のサイリスタの第1の
半導体領域21及び第4の半導体領域24と第2の半導
体領域22との界面に形成されるPN接合33及び34
が逆方向にバイアスされる。この結果、図示のようにP
N接合33及び34からそれぞれ第1及び第2の空乏層
35、36が広がる。また、第4の半導体領域24の表
面側には、第1の電極30の電界効果によって第3の空
乏層37が広がる。第1の空乏層35と第2の空乏層3
6と第3の空乏層37は互いに連続して広がるので、厳
密に区別されるものではない。When a voltage that makes the potential of the first electrode 30 larger than that of the second electrode 31 is applied between the first electrode 30 and the second electrode 31, the first thyristor of the first thyristor is PN junctions 33 and 34 formed at the interface between the semiconductor region 21 and the fourth semiconductor region 24 and the second semiconductor region 22.
Are biased in the reverse direction. As a result, as shown in FIG.
First and second depletion layers 35 and 36 extend from N junctions 33 and 34, respectively. The third depletion layer 37 spreads on the surface side of the fourth semiconductor region 24 due to the electric field effect of the first electrode 30. First depletion layer 35 and second depletion layer 3
Since the sixth and third depletion layers 37 extend continuously from each other, they are not strictly distinguished.
【0014】ここで、第4の半導体領域24は第1の半
導体領域21よりも不純物濃度が高く且つ横方向への濃
度勾配がほとんどないから、PN接合34から広がる第
2の空乏層36は図示のように第1の空乏層35に比べ
て幅の狭い空乏層である。また、第4の半導体領域24
は拡散によって形成されるから、不純物濃度はその表面
側に向かうにつれ高くなる。しかし、第4の半導体領域
24の表面には第3の空乏層37が形成されるから、第
2の空乏層36のその幅が最も狭くなる部分は第4の半
導体領域24の表面よりもやや内側に形成される。Since the fourth semiconductor region 24 has a higher impurity concentration than the first semiconductor region 21 and has almost no lateral concentration gradient, the second depletion layer 36 extending from the PN junction 34 is shown. As described above, the width of the depletion layer is narrower than that of the first depletion layer 35. Further, the fourth semiconductor region 24
Is formed by diffusion, the impurity concentration increases toward the surface side. However, since the third depletion layer 37 is formed on the surface of the fourth semiconductor region 24, the portion where the width of the second depletion layer 36 is narrowest is slightly larger than the surface of the fourth semiconductor region 24. Formed inside.
【0015】逆方向電圧がブレークダウン電圧に達する
と、第2の空乏層36の幅狭部分に臨界電界強度Ecrit
を越える部分(電界集中点)が生じて、この部分を引き
金としてブレークダウンが起きる。When the reverse voltage reaches the breakdown voltage, the critical electric field strength Ecrit is applied to the narrow portion of the second depletion layer 36.
(Electric field concentration point) occurs, and the breakdown is triggered by this portion.
【0016】ブレークダウンが起きると、第2の半導体
領域22を横方向に流れる電流による電圧降下によって
第2の半導体領域22と第3の半導体領域23の界面に
形成されるPN接合が順方向にバイアスされ、第1、第
2、第3及び第4の半導体領域21、22、23、24
から構成されるトランジスタが導通する。また、第1、
第2、第4及び第5の半導体領域21、22、24、2
5から構成されるトランジスタも導通し、結果として第
1のサイリスタが導通する。When a breakdown occurs, the PN junction formed at the interface between the second semiconductor region 22 and the third semiconductor region 23 in the forward direction due to the voltage drop due to the current flowing laterally through the second semiconductor region 22. Biased to the first, second, third and fourth semiconductor regions 21, 22, 23, 24
Is turned on. First,
Second, fourth and fifth semiconductor regions 21, 22, 24, 2
5 also conducts, resulting in the first thyristor conducting.
【0017】第1の電極30と第2電極31との間に第
2の電極31の電位を第1の電極30の電位よりも高く
する電圧を印加したときは、dv/dtによって第2の
サイリスタが導通する。When a voltage which makes the potential of the second electrode 31 higher than the potential of the first electrode 30 is applied between the first electrode 30 and the second electrode 31, the second voltage dv / dt is applied. The thyristor becomes conductive.
【0018】この2端子サイリスタによれば、ブレーク
ダウン電圧を決定する第2の空乏層36が形成される第
4の半導体領域24の上面全体に第1の電極30が形成
されている。このため、サイリスタ素子を覆う樹脂封止
体や絶縁膜28に含まれるイオンによるブレークダウン
電圧の変動が有効に防止されている。また、第1の電極
30も保護膜として機能する。このため、ブレ−クオ−
バ電圧を長期に亘って一定に保持でき、高い信頼性が得
られる。また、第2のサイリスタが第1のサイリスタを
環状に包囲するように配されており、第2のサイリスタ
を構成する第6の半導体領域26が平面的にみて第2の
半導体領域22及び開口29と重なっている。このた
め、第2の電極31から第1の電極30への電流経路が
短くオン電圧を比較的小さくできる。According to this two-terminal thyristor, the first electrode 30 is formed on the entire upper surface of the fourth semiconductor region 24 in which the second depletion layer 36 that determines the breakdown voltage is formed. Therefore, the fluctuation of the breakdown voltage due to the ions contained in the resin sealing body covering the thyristor element and the insulating film 28 is effectively prevented. Further, the first electrode 30 also functions as a protective film. For this reason, break
The bar voltage can be kept constant for a long period of time, and high reliability can be obtained. In addition, the second thyristor is arranged so as to surround the first thyristor in a ring shape, and the sixth semiconductor region 26 forming the second thyristor has the second semiconductor region 22 and the opening 29 in plan view. Overlaps with. Therefore, the current path from the second electrode 31 to the first electrode 30 is short and the on-voltage can be made relatively small.
【0019】しかしながら、図2のサイリスタはブレ−
クオ−バ電流IBOが比較的大きい(350μA程度)と
いう欠点を有する。これは、第2の半導体領域22と第
1の半導体領域21と第5の半導体領域25によって構
成されるNPNトランジスタの電流増幅率αが小さいた
めである。However, the thyristor shown in FIG.
It has a drawback that the over current I BO is relatively large (about 350 μA). This is because the current amplification factor α of the NPN transistor formed by the second semiconductor region 22, the first semiconductor region 21, and the fifth semiconductor region 25 is small.
【0020】上述のような欠点を解決するために本件出
願人は更に特願平5−350147号(特開平7−20
2170号)によって図3に示す2方向性2端子サイリ
スタを提案した。次に、図3の2方向性2端子サイリス
タを説明する。但し、図3において図2と共通する部分
には同一の符号を付してその説明を省略する。図3の2
方向性2端子サイリスタは、第1の半導体領域21と第
5の半導体領域25との間のPN接合39が第4の半導
体領域24の方向に突出する部分39bを有すること、
及び安定性を向上させるための等電位リングを構成する
導電層40が等電位リング用半導体領域27の上に環状
に設けられていることにおいて図2と異なるが、その他
は図2と同一に構成されている。更に詳細には、第5の
半導体領域25が基板の主面に対して平行なPN接合3
9aを形成する部分25aと基板の中央において第4の
半導体領域24の方向に椀状に突出するPN接合39b
を形成する突出部分25bとを有する。なお、椀状のP
N接合39bは環状に形成された第4の半導体領域24
の中心に一致するように配置され、且つ第4の半導体領
域24の全部に対向する大きさを有するが、第2のサイ
リスタの特性を低下させないために第6の半導体領域2
6よりも内側に配置されている。また、等電位リング用
導電層40は第7の半導体領域27に接続されている。In order to solve the above-mentioned drawbacks, the applicant of the present invention further discloses Japanese Patent Application No. 5-350147 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20).
No. 2170) proposed a bidirectional two-terminal thyristor shown in FIG. Next, the bidirectional 2-terminal thyristor of FIG. 3 will be described. However, in FIG. 3, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 3 of FIG.
The directional 2-terminal thyristor has a portion 39b in which the PN junction 39 between the first semiconductor region 21 and the fifth semiconductor region 25 projects in the direction of the fourth semiconductor region 24,
2 is different from FIG. 2 in that a conductive layer 40 forming an equipotential ring for improving stability is provided in a ring shape on the semiconductor region 27 for an equipotential ring, but otherwise the same as in FIG. Has been done. More specifically, the fifth semiconductor region 25 has the PN junction 3 parallel to the main surface of the substrate.
A PN junction 39b projecting like a bowl in the direction of the fourth semiconductor region 24 at the center of the substrate and the portion 25a forming 9a.
And a protruding portion 25b that forms In addition, bowl-shaped P
The N junction 39b is the fourth semiconductor region 24 formed in a ring shape.
Is arranged so as to coincide with the center of the sixth semiconductor region 24 and has a size facing the entire fourth semiconductor region 24, but does not deteriorate the characteristics of the second thyristor.
It is arranged inside of 6. The equipotential ring conductive layer 40 is connected to the seventh semiconductor region 27.
【0021】この図3の2方向性2端子サイリスタでは
椀状PN接合39bを有する第5の半導体領域25を形
成する際に、まず、基板の底面の中央からN形不純物を
深く拡散して椀状領域25bを形成し、次に基板の底面
の全体からN形不純物を浅く形成する。この結果、突出
部分25bの基板の底面からのN形不純物濃度の分布は
緩やかに傾斜した状態になり、PN接合39bの近傍に
おける第1の半導体領域21のP形不純物濃度に対して
第5の半導体領域25の突出部分25bのN形不純物濃
度が急峻に変化しない。一方、平行なPN接合39aを
形成する部分25aのN形不純物濃度はPN接合39a
の近くで急峻に変化する。In the bidirectional two-terminal thyristor of FIG. 3, when forming the fifth semiconductor region 25 having the bowl-shaped PN junction 39b, first, the N-type impurities are deeply diffused from the center of the bottom surface of the substrate to form the bowl. Regions 25b are formed, and then N-type impurities are shallowly formed over the entire bottom surface of the substrate. As a result, the distribution of the N-type impurity concentration from the bottom surface of the substrate of the projecting portion 25b is gently inclined, which is fifth with respect to the P-type impurity concentration of the first semiconductor region 21 near the PN junction 39b. The N-type impurity concentration of the protruding portion 25b of the semiconductor region 25 does not change sharply. On the other hand, the N-type impurity concentration of the portion 25a forming the parallel PN junction 39a depends on the PN junction 39a.
Changes sharply near.
【0022】この椀状部分25bを設けたことによっ
て、第1のサイリスタを構成する素子中心側に形成され
た第2の半導体領域22と第1の半導体領域21と椀状
部分25bを含む第5の半導体領域25とから成るNP
Nトランジスタのベース幅(第2の半導体領域22と第
5の半導体領域25との間隔又は空乏層35と第5の半
導体領域25との間隔)が減少する。この結果、このN
PNトランジスタの電流増幅率αを増大させることがで
きる。また、図4に示すように椀状部分(中央部分)2
5bは周辺部分25aに比べてその不純物濃度が第1の
半導体領域21との界面から離間するにつれて緩やかに
増加する不純物分布を有し、第1の半導体領域21との
間にいわゆる傾斜接合を形成する。このため、同一の順
バイアスにおいて椀状部分25bと第1の半導体領域2
1の界面に形成されるPN接合39bにおける電流密度
は図5に示すように周辺部分25aと第1の半導体領域
21の界面に形成されるいわゆる階段接合と呼ばれるP
N接合39aにおける電流密度よりも大きくなる。この
電流密度の増大効果と上述の電流増幅率の増大効果とが
相俟って、上述のブレークオーバ電流IBOを著しく減少
させることができる。By providing the bowl-shaped portion 25b, the fifth semiconductor region 22 and the first semiconductor region 21 and the bowl-shaped portion 25b which are formed on the center side of the element forming the first thyristor are included. Of the semiconductor region 25 of
The base width of the N-transistor (the distance between the second semiconductor region 22 and the fifth semiconductor region 25 or the distance between the depletion layer 35 and the fifth semiconductor region 25) is reduced. As a result, this N
The current amplification factor α of the PN transistor can be increased. Further, as shown in FIG. 4, a bowl-shaped portion (central portion) 2
5b has an impurity distribution whose impurity concentration gradually increases as it moves away from the interface with the first semiconductor region 21 as compared with the peripheral portion 25a, forming a so-called graded junction with the first semiconductor region 21. To do. Therefore, under the same forward bias, the bowl-shaped portion 25b and the first semiconductor region 2
The current density at the PN junction 39b formed at the interface of No. 1 is the so-called step junction formed at the interface between the peripheral portion 25a and the first semiconductor region 21 as shown in FIG.
It becomes larger than the current density in the N junction 39a. The effect of increasing the current density and the effect of increasing the current amplification factor described above are combined to significantly reduce the breakover current I BO .
【0023】[0023]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
2方向性2端子サイリスタでは、目標とするレベルより
もかなり低い過渡オン電流値において特性の劣化が見ら
れた。これは、素子中央部の第2の空乏層36の幅狭部
分近傍に電流集中が起こり、焼損が生じるためと考えら
れる。そこで、本発明は、高信頼性、低オン電圧を高水
準に維持しつつブレ−クオ−バ電流を減少でき更に過渡
オン電流耐量も大幅に改善された2方向性2端子サイリ
を提供することを目的とする。However, in the two-way two-terminal thyristor of FIG. 3, deterioration of the characteristics was observed at a transient on-current value much lower than the target level. It is considered that this is because current concentration occurs in the vicinity of the narrow portion of the second depletion layer 36 in the central portion of the element, causing burnout. Therefore, the present invention provides a two-way two-terminal thyristor that can reduce the breakover current while maintaining high reliability and low on-voltage at a high level, and that transient on-current withstand capability is also greatly improved. With the goal.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実施例を示す図面の符号を参照して説明す
ると、第1の導電形の第1の半導体領域21と、半導体
基板の一方の主面に露出した上面を除いて前記第1の半
導体領域21に隣接し、環状の平面形状を有している第
2の導電形の第2の半導体領域22と、前記半導体基板
の一方の主面に露出した上面を除いて前記第2の半導体
領域22に隣接し、環状の平面形状を有している第1の
導電形の第3の半導体領域23と、上面が前記半導体基
板の一方の主面に露出し、下面及び側面がそれぞれ前記
第1の半導体領域21と前記第2の半導体領域22に隣
接して包囲されている第4の半導体領域24と、前記第
1の半導体領域21に対して前記第2の半導体領域22
とは反対側で隣接し、前記半導体基板の他方の主面から
露出している第2の導電形の第5の半導体領域25と、
前記半導体基板の他方の主面に露出し、環状の平面形状
を有している第1の導電形の第6の半導体領域26とを
備え、前記第4の半導体領域24は前記第1の半導体領
域21よりも不純物濃度が高く、前記第1の半導体領域
21と前記第5の半導体領域25との間のPN接合39
の前記第4の半導体領域24に対向する領域39bが前
記第4の半導体領域24の方向に突出するように前記第
5の半導体領域25が形成されており、前記第3の半導
体領域23の前記第4の半導体領域24側、前記第2の
半導体領域22の前記第3の半導体領域23と前記第4
の半導体領域24の間の部分、及び前記第4の半導体領
域24の上面には絶縁膜28が形成されており、前記第
2の半導体領域22と前記第3の半導体領域23は前記
絶縁膜28の上面を覆う第1の電極30に電気的に接続
されており、前記第5の半導体領域25及び前記第6の
半導体領域26は第2の電極31に電気的に接続されて
おり、前記第6の半導体領域26は平面的に見て前記第
2の半導体領域22の外縁領域と重なる環状領域を有し
ており、前記第2の半導体領域22の前記第3の半導体
領域23と前記第4の半導体領域24との間の領域22
aに前記第2の半導体領域22の前記第1の半導体領域
21の表面領域と前記第3の半導体領域23との間の領
域23bの不純物濃度よりも低い不純物濃度の部分42
が設けられていることを特徴とする2方向性2端子サイ
リスタに係わるものである。なお、請求項2に示すよう
に、低い不純物濃度の部分42を環状に複数個設けるこ
とが望ましい。また、請求項3に示すように低い不純物
濃度の部分42を放射状に複数個設けることができる。The present invention for achieving the above object will be described with reference to the reference numerals of the drawings showing the embodiments. First semiconductor region 21 of the first conductivity type and semiconductor substrate A second semiconductor region 22 of a second conductivity type having an annular planar shape adjacent to the first semiconductor region 21 except for an upper surface exposed on one main surface of the semiconductor substrate; A third semiconductor region of a first conductivity type adjacent to the second semiconductor region except for an upper surface exposed on one main surface and having a ring-shaped planar shape; A fourth semiconductor region 24 which is exposed on one main surface and whose lower surface and side surfaces are surrounded by the first semiconductor region 21 and the second semiconductor region 22 respectively, The second semiconductor region 22 with respect to the region 21
A fifth semiconductor region 25 of the second conductivity type, which is adjacent to the opposite side of the semiconductor substrate and is exposed from the other main surface of the semiconductor substrate;
A sixth semiconductor region 26 of the first conductivity type, which is exposed to the other main surface of the semiconductor substrate and has an annular planar shape, and the fourth semiconductor region 24 is the first semiconductor. The impurity concentration is higher than that of the region 21, and the PN junction 39 between the first semiconductor region 21 and the fifth semiconductor region 25 is formed.
The fifth semiconductor region 25 is formed such that a region 39b facing the fourth semiconductor region 24 of the third semiconductor region 23 protrudes toward the fourth semiconductor region 24. The fourth semiconductor region 24 side, the third semiconductor region 23 of the second semiconductor region 22, and the fourth semiconductor region 23.
An insulating film 28 is formed on a portion between the semiconductor regions 24 and on the upper surface of the fourth semiconductor region 24, and the insulating film 28 is formed on the second semiconductor region 22 and the third semiconductor region 23. Is electrically connected to a first electrode 30 covering the upper surface of the first semiconductor region 25, and the fifth semiconductor region 25 and the sixth semiconductor region 26 are electrically connected to a second electrode 31. The semiconductor region 26 of No. 6 has an annular region that overlaps with the outer edge region of the second semiconductor region 22 in plan view, and the third semiconductor region 23 and the fourth semiconductor region 23 of the second semiconductor region 22. 22 between the semiconductor region 24 and
In a, a portion 42 having an impurity concentration lower than that of a region 23b between the surface region of the first semiconductor region 21 and the third semiconductor region 23 of the second semiconductor region 22.
And a two-way two-terminal thyristor. As described in claim 2, it is desirable to provide a plurality of low impurity concentration portions 42 in a ring shape. Further, as shown in claim 3, a plurality of low impurity concentration portions 42 can be radially provided.
【0025】[0025]
【発明の作用効果】各請求項の発明によれば、低い不純
物濃度の部分42を設けたのでこの部分42の抵抗値が
高く成り、この部分42が電流集中を緩和させるための
バラスト抵抗として機能し、特性劣化の防止及び耐圧向
上が可能になる。なお、各請求項の発明は図3のサイリ
スタと同様な作用効果も有する。即ち、本発明ではブレ
ークダウンを決定する領域として働く第4の半導体領域
24の上に絶縁膜28を介して第1の電極30が形成さ
れている。この第1の電極30は絶縁膜28や樹脂封止
体のイオンによるブレークダウン電圧の変動を防止し、
ブレ−クオ−バ電圧の経時変化を小さくする。また、第
6の半導体領域26を環状に配置し、第2のサリスタが
第1のサイリスタを環状に囲んでいるので、第2のサイ
リスタのオン電圧が小さくなる。更に、第1の半導体領
域21と第5の半導体領域25とのPN接合39に突出
する部分を設けることによってブレ−クオ−バ電流IBO
を小さくすることができる。According to the invention of each claim, since the portion 42 having a low impurity concentration is provided, the resistance value of this portion 42 becomes high, and this portion 42 functions as a ballast resistor for alleviating current concentration. However, it is possible to prevent characteristic deterioration and improve breakdown voltage. The inventions of the respective claims have the same effects as the thyristor of FIG. That is, in the present invention, the first electrode 30 is formed on the fourth semiconductor region 24, which functions as a region that determines breakdown, with the insulating film 28 interposed therebetween. The first electrode 30 prevents the breakdown voltage from varying due to the ions of the insulating film 28 and the resin sealing body,
Reduce the breakover voltage change over time. Moreover, since the sixth semiconductor region 26 is arranged in a ring shape and the second thyristor surrounds the first thyristor in a ring shape, the ON voltage of the second thyristor becomes small. Further, the breakover current I BO is provided by providing a projecting portion at the PN junction 39 between the first semiconductor region 21 and the fifth semiconductor region 25.
Can be reduced.
【0026】[0026]
【第1の実施例】次に、図6及び図7を参照して本発明
の第1の実施例に係わる2方向性2端子サイリスタを説
明する。但し、図6において図2及び図3と実質的に同
一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図6の2端子サイリスタは、図7に示すように第3の半
導体領域23の内縁と第4の半導体領域24の外縁との
間の第2の半導体領域22が相対的に不純物濃度の高い
環状の第1の部分41と相対的に不純物濃度が低い環状
の第2の部分42とを有すること、及び安定性を向上さ
せるための等電位リングを構成する導電層40が絶縁膜
28を介して第1の半導体領域21の半導体基板の上面
の露出部分の全部を被覆していることにおいて、図3の
2端子サイリスタと異なるが、その他は図3と同一に構
成されている。[First Embodiment] A bidirectional two-terminal thyristor according to a first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 6 and 7. However, in FIG. 6, parts that are substantially the same as those in FIGS. 2 and 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
In the two-terminal thyristor of FIG. 6, as shown in FIG. 7, the second semiconductor region 22 between the inner edge of the third semiconductor region 23 and the outer edge of the fourth semiconductor region 24 has an annular shape with a relatively high impurity concentration. Has a first portion 41 and an annular second portion 42 having a relatively low impurity concentration, and the conductive layer 40 forming an equipotential ring for improving stability is provided via the insulating film 28. Although it is different from the two-terminal thyristor of FIG. 3 in that the exposed portion of the upper surface of the semiconductor substrate of the first semiconductor region 21 is entirely covered, the other configurations are the same as those of FIG.
【0027】第2の半導体領域22は、平面的に見て図
7に示すように、第4の半導体領域24を隣接して包囲
するように環状に形成されており、第3の半導体領域2
3の内側に配置された第1の領域22aと第3の半導体
領域23の外側に配置された第2の領域22bと第3の
半導体領域23の下方に配置された第3の領域22cと
を有する。第1の領域22aと第2の領域22bとは、
平面的には第3の半導体領域によって分離されている
が、両領域は第3の半導体領域23の下方において第3
の領域22cを介して連続している。また、第1の領域
22aの内縁側即ち第4の半導体領域24側は椀状に突
出するPN接合39bを形成する突出部分25bと対向
するが、第1の領域22aの第4の半導体領域24から
最も離間した側即ち第3の半導体領域23と第1の領域
22aの境界は突出部分25bに対向していない。As shown in FIG. 7, the second semiconductor region 22 is formed in an annular shape so as to surround and adjoin the fourth semiconductor region 24, as shown in FIG.
The first region 22a disposed inside the third semiconductor region 23, the second region 22b disposed outside the third semiconductor region 23, and the third region 22c disposed below the third semiconductor region 23. Have. The first area 22a and the second area 22b are
Although it is separated in plan view by the third semiconductor region, both regions are separated by the third semiconductor region below the third semiconductor region 23.
Are continuous through the area 22c. The inner edge side of the first region 22a, that is, the fourth semiconductor region 24 side faces the protruding portion 25b forming the PN junction 39b protruding in a bowl shape, but the fourth semiconductor region 24 of the first region 22a. The side most distant from, that is, the boundary between the third semiconductor region 23 and the first region 22a does not face the protruding portion 25b.
【0028】第2の半導体領域22の第2の領域22b
と第3の領域22cの不純物濃度は、図3の2端子サイ
リスタの対応する領域の不純物濃度とほぼ同一に設定さ
れている。一方、第1の領域22aは、不純物濃度が相
対的に高い第1の部分41とこの第1の部分41よりも
不純物濃度が相対的に低い第2の部分42とを第4の半
導体領域24側から第3の半導体領域23側に向って交
互に有する。図6及び図7では第1及び第2の部分4
1、42を区別するために第2の部分42に斜線が付さ
れている。各領域の表面不純物濃度は次の通りである。
第1の部分41は1×1017cm-3、第2の部分42は
1×1016cm-3、第2の領域22bは1×1017cm
-3、第3の領域22cは1×1016cm-3である。Second region 22b of second semiconductor region 22
The impurity concentration of the third region 22c is set to be substantially the same as the impurity concentration of the corresponding region of the two-terminal thyristor in FIG. On the other hand, the first region 22 a includes a first portion 41 having a relatively high impurity concentration and a second portion 42 having a relatively lower impurity concentration than the first portion 41. From the side toward the third semiconductor region 23 side alternately. 6 and 7, the first and second parts 4
The second portion 42 is shaded to distinguish 1, 42. The surface impurity concentration of each region is as follows.
The first portion 41 is 1 × 10 17 cm −3 , the second portion 42 is 1 × 10 16 cm −3 , and the second region 22b is 1 × 10 17 cm −3 .
-3 , and the third region 22c has a size of 1 × 10 16 cm -3 .
【0029】第1の領域22aにおける第1及び第2の
部分41、42は周知の選択拡散方法によって第2及び
第3の領域22b、22cと同時に形成する。即ち、こ
れ等の領域22a、22b、22cはP形の第3の半導
体領域23を形成する前にP形の第1の半導体領域21
にN形の不純物を選択的に拡散することによって形成す
る。更に詳細には、第1の領域22aにおける第1の部
分41を形成すべき領域の表面が開口となり、第2の部
分42を形成すべき領域の表面がマスクで覆われ、また
第2及び第3の領域22b、22cを形成すべき表面が
開口となり、その他の表面がマスクで覆われるように選
択拡散のためのマスクを形成する。このようにマスクを
設けた状態でN形不純物をP形の第1の半導体領域に拡
散すると、マスクで覆われていない領域にN形不純物が
拡散して第1の領域22aにおける第1の部分41と第
2及び第3の領域22b、22cが形成されると同時に
不純物の横方向拡散によって第1の領域22aにおける
マスクで覆われている領域にもN形不純物が拡散して不
純物濃度の低いN形の第2の部分42が得られる。な
お、第2の部分42を得るためのマスクの幅は開口を介
して不純物拡散で第1の部分41を形成する時に横方向
拡散でマスクの下側がN形に転換できるように設定す
る。第1の領域22aにおける表面不純物濃度は、開口
の部分で高く、マスクされた部分で低くなり、図6及び
図7に示すように不純物濃度の高い第1の部分41と不
純物濃度の低い第2の部分42とが交互に形成される。
第2の領域22bは第1の部分41と同一の表面不純物
濃度を有する。第3の領域22cは次の工程でP形の第
3の半導体領域23が形成されるために第2の領域22
bよりは低い表面不純物濃度になる。The first and second portions 41 and 42 in the first region 22a are formed simultaneously with the second and third regions 22b and 22c by a well-known selective diffusion method. That is, these regions 22a, 22b, 22c are formed in the P-type first semiconductor region 21 before the P-type third semiconductor region 23 is formed.
Is formed by selectively diffusing N-type impurities. More specifically, the surface of the region in which the first portion 41 is to be formed in the first region 22a is an opening, the surface of the region in which the second portion 42 is to be formed is covered with a mask, and the second and second regions are formed. A mask for selective diffusion is formed so that the surfaces where the regions 22b and 22c of No. 3 are to be formed are openings and the other surfaces are covered with the mask. When the N-type impurity is diffused into the P-type first semiconductor region with the mask thus provided, the N-type impurity is diffused into the region not covered with the mask and the first portion in the first region 22a is diffused. 41 and the second and third regions 22b and 22c are formed, N-type impurities are diffused in the region covered by the mask in the first region 22a due to the lateral diffusion of the impurities and the impurity concentration is low. An N-shaped second portion 42 is obtained. The width of the mask for obtaining the second portion 42 is set so that the lower side of the mask can be converted into the N type by lateral diffusion when the first portion 41 is formed by impurity diffusion through the opening. The surface impurity concentration in the first region 22a is high in the opening portion and low in the masked portion, and as shown in FIGS. 6 and 7, the first portion 41 having a high impurity concentration and the second portion having a low impurity concentration are used. And 42 are alternately formed.
The second region 22b has the same surface impurity concentration as the first portion 41. The third region 22c has a second region 22c because a P-type third semiconductor region 23 is formed in the next step.
The surface impurity concentration is lower than that of b.
【0030】この実施例は図2及び図3に示すサイリス
タと同一の効果を有する他に次の効果も有する。 (1) 第2の部分42は低不純物濃度領域であって抵
抗値が高いので、第2の半導体領域22の第1の領域2
2aの抵抗値が増加し、この高い抵抗領域が第2の空乏
層36の幅狭部分及びこの近傍における電流の集中を緩
和させるためのバラスト抵抗として機能し、特性劣化を
防ぎ、且つ耐圧向上に寄与する。即ち、サイリスタの導
通時のごく初期には、図3のサイリスタと同様に、狭い
PN接合34にオン電流が流れる。しかしながら、この
オン電流の経路となる第2の半導体領域22の第1の領
域22aに抵抗値の高い第2の部分42が存在するの
で、比較的小さなオン電流(導通時初期電流)でこの領
域にオン電流の流れを抑制するような電圧効果が生じ
る。この結果、オン電流の経路が比較的早いうちに、P
N接合33の第3の半導体領域23の下側の部分(主接
合部分)に向う経路に移行し、焼損及び特性劣化を防ぐ
ことができる。 (2) 低不純物の第2の部分42をN形不純物の横方
向拡散で形成するので、これを容易に得ることができ
る。 (3) 等電位リングを構成する導電層40を第1の半
導体領域21の表面を覆う絶縁膜28の上の全部に延在
させたので、第1の半導体領域21の表面を安定化し、
信頼性を高めることができる。This embodiment has the same effects as the thyristor shown in FIGS. 2 and 3, and also has the following effects. (1) Since the second portion 42 is a low impurity concentration region and has a high resistance value, the first region 2 of the second semiconductor region 22 is
The resistance value of 2a increases, and this high resistance region functions as a ballast resistance for alleviating the concentration of current in the narrow portion of the second depletion layer 36 and in the vicinity thereof, preventing characteristic deterioration and improving the breakdown voltage. Contribute. That is, at the very beginning of conduction of the thyristor, an ON current flows through the narrow PN junction 34, as in the thyristor of FIG. However, since the second portion 42 having a high resistance value is present in the first region 22a of the second semiconductor region 22 which is the path of this on-current, this region has a relatively small on-current (initial current during conduction). A voltage effect occurs that suppresses the flow of the on-current. As a result, while the on-current path is relatively early, P
It is possible to move to a path of the N-junction 33 toward the lower portion (main junction portion) of the third semiconductor region 23, and prevent burnout and characteristic deterioration. (2) Since the second portion 42 of low impurity is formed by lateral diffusion of the N-type impurity, this can be easily obtained. (3) Since the conductive layer 40 forming the equipotential ring is extended over the entire surface of the insulating film 28 covering the surface of the first semiconductor region 21, the surface of the first semiconductor region 21 is stabilized,
Reliability can be improved.
【0031】[0031]
【第2の実施例】次に、図8を参照して第2の実施例の
2方向性サイリスタを説明する。但し、図8において図
7と実質的に同一の部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。図8のサイリスタは第1の実施例の第2
の半導体領域22の第1の領域22aにおける環状パタ
ーンの第1及び第2の部分41、42の代りに半径方向
に延びる放射状パターンの第1及び第2の部分41、4
2を設けた他は第1の実施例のサイリスタと同一に構成
したものである。図8における放射状パターンの第1及
び第2の部分41、42もマスクの開口を使用したN形
不純物の選択拡散によって第1の実施例と同様に形成す
る。図8のサイリスタは第1及び第2の部分41、42
のパターンの相違以外は図6及び図7のサイリスタと同
一であるので、同一の作用効果を有する。[Second Embodiment] Next, a bidirectional thyristor of a second embodiment will be described with reference to FIG. However, in FIG. 8, the substantially same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The thyristor shown in FIG. 8 is the second one of the first embodiment.
Instead of the first and second portions 41, 42 of the annular pattern in the first region 22a of the semiconductor region 22, the first and second portions 41, 4 of a radial pattern extending in the radial direction.
The structure is the same as that of the thyristor of the first embodiment except that 2 is provided. The first and second portions 41 and 42 of the radial pattern in FIG. 8 are also formed similarly to the first embodiment by selective diffusion of N-type impurities using the openings of the mask. The thyristor of FIG. 8 has first and second parts 41, 42.
6 is the same as the thyristor of FIG. 6 except for the difference in the pattern of FIG.
【0032】[0032]
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 半導体基板の下面中央に凹部を形成し、この状
態でN形不純物を拡散することによって椀状PN接合3
9bを得ることができる。しかし、この場合には第5の
半導体領域25の中央の椀状部分25bの不純物濃度分
布が平行部分25aと同一になり、実施例のような傾斜
接合が得られない。従って、電流密度増大効果の点で実
施例より不利になる。 (2) 椀状部分25bの大きさを種々変えることがで
きる。しかし、電流増幅率の増大効果を十分に得るため
に第4の半導体領域24の中心に一致するように配置
し、且つ平面的に見て第4の半導体領域24の少なくと
も1/4の面積に重複するような大きさに形成すること
が望ましい。また、第2のサイリスタの特性を低下させ
ないために椀状部分25bを第6の半導体領域26より
も内側に配置することが望ましい。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) A bowl-shaped PN junction 3 is formed by forming a recess at the center of the lower surface of a semiconductor substrate and diffusing N-type impurities in this state.
9b can be obtained. However, in this case, the impurity concentration distribution of the central bowl-shaped portion 25b of the fifth semiconductor region 25 is the same as that of the parallel portion 25a, and the graded junction as in the embodiment cannot be obtained. Therefore, it is more disadvantageous than the embodiment in terms of the effect of increasing the current density. (2) The size of the bowl-shaped portion 25b can be variously changed. However, in order to sufficiently obtain the effect of increasing the current amplification factor, the fourth semiconductor region 24 is arranged so as to coincide with the center of the fourth semiconductor region 24, and has an area of at least ¼ of the fourth semiconductor region 24 in plan view. It is desirable to form them so that they overlap. In addition, it is desirable to dispose the bowl-shaped portion 25b inside the sixth semiconductor region 26 in order not to deteriorate the characteristics of the second thyristor.
【図1】従来の2方向性2端子サイリスタを示す中央縦
断面図である。FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing a conventional two-way two-terminal thyristor.
【図2】本件出願人が先に提案した従来の2方向性2端
子サイリスタの基本構造を示す中央縦断面図である。FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing the basic structure of a conventional bidirectional two-terminal thyristor previously proposed by the applicant of the present application.
【図3】本件出願人が提案した別の従来の2方向性2端
子サイリスタを示す中央縦断面図である。FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing another conventional bidirectional two-terminal thyristor proposed by the applicant of the present application.
【図4】図3の第5の半導体領域25の椀状部分25b
と第1の半導体領域21と接合部分の不純物濃度分布図
である。4 is a bowl-shaped portion 25b of the fifth semiconductor region 25 of FIG.
FIG. 3 is an impurity concentration distribution diagram of a junction portion with the first semiconductor region 21.
【図5】 図3の第5の半導体領域25の周辺部分25
aと第1の半導体領域21との接合部分の不純物濃度分
布図である。5 is a peripheral portion 25 of the fifth semiconductor region 25 of FIG.
FIG. 6 is an impurity concentration distribution diagram of a junction portion between a and the first semiconductor region 21.
【図6】本発明の第1の実施例の2方向性2端子サイリ
スタを示す中央縦断面図である。FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing a bidirectional two-terminal thyristor according to the first embodiment of the present invention.
【図7】図6のサイリスタの半導体基板の表面を示す平
面図である。7 is a plan view showing a surface of a semiconductor substrate of the thyristor of FIG.
【図8】第2の実施例の2方向性2端子サイリスタを図
7と同様に示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a two-way two-terminal thyristor of a second embodiment similar to FIG.
21〜27 第1〜第7の半導体領域 28 絶縁膜 41 高不純物の第1の部分 42 低不純物の第2の部分 21-27 1st-7th semiconductor region 28 insulating film 41 1st part of high impurity 42 2nd part of low impurity
Claims (3)
1)と、 半導体基板の一方の主面に露出した上面を除いて前記第
1の半導体領域(21)に隣接し、環状の平面形状を有
している第2の導電形の第2の半導体領域(22)と、 前記半導体基板の一方の主面に露出した上面を除いて前
記第2の半導体領域(22)に隣接し、環状の平面形状
を有している第1の導電形の第3の半導体領域(23)
と、 上面が前記半導体基板の一方の主面に露出し、下面及び
側面がそれぞれ前記第1の半導体領域(21)と前記第
2の半導体領域(22)に隣接して包囲されている第4
の半導体領域(24)と、 前記第1の半導体領域(21)に対して前記第2の半導
体領域(22)とは反対側で隣接し、前記半導体基板の
他方の主面から露出している第2の導電形の第5の半導
体領域(25)と、 前記半導体基板の他方の主面に露出し、環状の平面形状
を有している第1の導電形の第6の半導体領域(26)
とを備え、前記第4の半導体領域(24)は前記第1の
半導体領域(21)よりも不純物濃度が高く、 前記第1の半導体領域(21)と前記第5の半導体領域
(25)との間のPN接合(39)の前記第4の半導体
領域(24)に対向する領域(39b)が前記第4の半
導体領域(24)の方向に突出するように前記第5の半
導体領域(25)が形成されており、 前記第3の半導体領域(23)の前記第4の半導体領域
(24)側、前記第2の半導体領域(22)の前記第3
の半導体領域(23)と前記第4の半導体領域(24)
の間の部分、及び前記第4の半導体領域(24)の上面
には絶縁膜(28)が形成されており、 前記第2の半導体領域(22)と前記第3の半導体領域
(23)は前記絶縁膜(28)の上面を覆う第1の電極
(30)に電気的に接続されており、 前記第5の半導体領域(25)及び前記第6の半導体領
域(26)は第2の電極(31)に電気的に接続されて
おり、 前記第6の半導体領域(26)は平面的に見て前記第2
の半導体領域(22)の外縁領域と重なる環状領域を有
しており、 前記第2の半導体領域(22)の前記第3の半導体領域
(23)と前記第4の半導体領域(24)との間の領域
(22a)に前記第2の半導体領域(22)の前記第1
の半導体領域(21)の表面領域と前記第3の半導体領
域(23)との間の領域(23b)の不純物濃度よりも
低い不純物濃度の部分(42)が設けられていることを
特徴とする2方向性2端子サイリスタ。A first semiconductor region of a first conductivity type;
1) and a second semiconductor of a second conductivity type having an annular planar shape adjacent to the first semiconductor region (21) except for an upper surface exposed on one main surface of the semiconductor substrate. A region (22) and a first conductive type of a first conductivity type having an annular planar shape adjacent to the second semiconductor region (22) except for an upper surface exposed on one main surface of the semiconductor substrate. Third semiconductor region (23)
A fourth surface whose upper surface is exposed to one main surface of the semiconductor substrate, and whose lower surface and side surfaces are respectively surrounded by the first semiconductor region (21) and the second semiconductor region (22).
And the second semiconductor region (22) is adjacent to the first semiconductor region (21) on the side opposite to the second semiconductor region (22) and is exposed from the other main surface of the semiconductor substrate. A fifth semiconductor region of the second conductivity type (25); and a sixth semiconductor region of the first conductivity type (26) exposed to the other main surface of the semiconductor substrate and having an annular planar shape. )
And the fourth semiconductor region (24) has a higher impurity concentration than the first semiconductor region (21), the first semiconductor region (21) and the fifth semiconductor region (25). The fifth semiconductor region (25) so that a region (39b) of the PN junction (39) facing the fourth semiconductor region (24) between them protrudes toward the fourth semiconductor region (24). ) Are formed, and the third semiconductor region (23) is provided with the fourth semiconductor region (24) side, and the second semiconductor region (22) is provided with the third semiconductor region (22).
Semiconductor region (23) and the fourth semiconductor region (24)
An insulating film (28) is formed on a portion between the second semiconductor region (24) and the upper surface of the fourth semiconductor region (24), and the second semiconductor region (22) and the third semiconductor region (23) The fifth semiconductor region (25) and the sixth semiconductor region (26) are electrically connected to a first electrode (30) covering an upper surface of the insulating film (28). (31), and the sixth semiconductor region (26) is electrically connected to the second semiconductor region (26) in plan view.
Of the third semiconductor region (23) of the second semiconductor region (22) and the fourth semiconductor region (24) of the second semiconductor region (22). In the region (22a) between the first and second semiconductor regions (22)
Is provided with a portion (42) having an impurity concentration lower than the impurity concentration of the region (23b) between the surface region of the semiconductor region (21) and the third semiconductor region (23). Bidirectional 2-terminal thyristor.
記第4の半導体領域(24)を囲むように環状に複数個
設けけられていることを特徴とする請求項1記載の2方
向性2端子サイリスタ。2. The bidirectionality according to claim 1, wherein a plurality of said low impurity concentration portions (42) are annularly provided so as to surround said fourth semiconductor region (24). 2-terminal thyristor.
記第4の半導体領域(24)を中心に放射状に複数個設
けられていることを特徴とする請求項1記載の2方向性
2端子サイリスタ。3. The bidirectional two-terminal according to claim 1, wherein a plurality of the low impurity concentration portions (42) are provided radially around the fourth semiconductor region (24). Thyristor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32954595A JP2937099B2 (en) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | Two-way two-terminal thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32954595A JP2937099B2 (en) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | Two-way two-terminal thyristor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148559A true JPH09148559A (en) | 1997-06-06 |
| JP2937099B2 JP2937099B2 (en) | 1999-08-23 |
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ID=18222563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32954595A Expired - Fee Related JP2937099B2 (en) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | Two-way two-terminal thyristor |
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|---|---|
| JP (1) | JP2937099B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007518255A (en) * | 2004-01-02 | 2007-07-05 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | High energy ESD structure and method |
| JP2012104563A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP32954595A patent/JP2937099B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007518255A (en) * | 2004-01-02 | 2007-07-05 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | High energy ESD structure and method |
| JP2012104563A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2937099B2 (en) | 1999-08-23 |
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