JPS5887869A - サイリスタ - Google Patents
サイリスタInfo
- Publication number
- JPS5887869A JPS5887869A JP56186346A JP18634681A JPS5887869A JP S5887869 A JPS5887869 A JP S5887869A JP 56186346 A JP56186346 A JP 56186346A JP 18634681 A JP18634681 A JP 18634681A JP S5887869 A JPS5887869 A JP S5887869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- layer
- impurity
- gate
- type
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/192—Base regions of thyristors
- H10D62/206—Cathode base regions of thyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はＰ ｒ −Ｎｒ −Ｐｇ −Ｎｚ ４ ／曽
構造全持つサイリスタのゲート特注の数音に胸するもの
である。
構造全持つサイリスタのゲート特注の数音に胸するもの
である。
従来Ｐ １−ＩＮｔ −Ｐｚ−Ｎ２構造を持つサイリス
タにおいてはＰ、Ｐ、鳩の形成の為にＮ１型基板の円面
よシボロン、カリウム等の不純物を高温で拡散しＰｌ及
びＰ２層を設け、さらに片側よりリン等の不純物を拡散
してＮ８層を形成する。
タにおいてはＰ、Ｐ、鳩の形成の為にＮ１型基板の円面
よシボロン、カリウム等の不純物を高温で拡散しＰｌ及
びＰ２層を設け、さらに片側よりリン等の不純物を拡散
してＮ８層を形成する。
Ｐ型半導体とＮ型半導体のフェルミレベルについて考え
ると不純物＃度が高い程Ｐ型半導体では価電子帯、又Ｎ
型半導体では伝導蛍に近いところにフェルミレベルを生
ずるので、ＰＮ接合の接触電位差Ｖ。はＰ型Ｎ型どちら
の場合でも不純物濃度が高くなるとＶ。は大きくなるカ
向へゆく。従ってｐｇ−Ｎ、ダイオード°全考えると、
Ｎｔ ）曽の不純物改度勾配は次面周辺部附近の横方向
縦方向がほぼ等しいと考えた場合Ｐ、ｌ−の不純物凝１
１が高い刀が順方向立ち上り市１圧Ｖが高い。
ると不純物＃度が高い程Ｐ型半導体では価電子帯、又Ｎ
型半導体では伝導蛍に近いところにフェルミレベルを生
ずるので、ＰＮ接合の接触電位差Ｖ。はＰ型Ｎ型どちら
の場合でも不純物濃度が高くなるとＶ。は大きくなるカ
向へゆく。従ってｐｇ−Ｎ、ダイオード°全考えると、
Ｎｔ ）曽の不純物改度勾配は次面周辺部附近の横方向
縦方向がほぼ等しいと考えた場合Ｐ、ｌ−の不純物凝１
１が高い刀が順方向立ち上り市１圧Ｖが高い。
この場合、シリコン基板の両方の主面より内側に同って
Ｐ型となる不純物を拡散するので、表面より内側に進む
につれて、拡散不純物ｌ＃度が低下する。従ってカソー
ドＮ２領域層が縦方向で一着深い位置でＰ、領域層と交
叉して生ずる接合近傍におけるＰ、領域層の不純物濃度
はゲートＰ を領域表面近傍の不純物［ｅよりも１代い
。従ってゲートに正、カソードに負の電圧全印加した場
合、表面層より遠い内部のＰＮ接合に電流が流れ始め、
内部に向ってエレクトロンが放出される。この為Ｎ＊
Ｐｇ Ｎｌ トランジスタのエミッタＮ、かう放出さ
れた少数キャリアであるエレクトロンはエミッタ市、流
として有効に働き、ごくわずかなベース電流であるゲー
ト′亀流によってＰ、−Ｎ□−Ｐ、 −Ｎ。
Ｐ型となる不純物を拡散するので、表面より内側に進む
につれて、拡散不純物ｌ＃度が低下する。従ってカソー
ドＮ２領域層が縦方向で一着深い位置でＰ、領域層と交
叉して生ずる接合近傍におけるＰ、領域層の不純物濃度
はゲートＰ を領域表面近傍の不純物［ｅよりも１代い
。従ってゲートに正、カソードに負の電圧全印加した場
合、表面層より遠い内部のＰＮ接合に電流が流れ始め、
内部に向ってエレクトロンが放出される。この為Ｎ＊
Ｐｇ Ｎｌ トランジスタのエミッタＮ、かう放出さ
れた少数キャリアであるエレクトロンはエミッタ市、流
として有効に働き、ごくわずかなベース電流であるゲー
ト′亀流によってＰ、−Ｎ□−Ｐ、 −Ｎ。
サイリスタは導通状態に導かれる。従ってサイリスタを
導通状態に導くに必安な最低のゲート電流であるゲート
トリガーを流（ＩＧＴ）は非常に小さく、１０μＡ以下
となってし１う。従来よりＩＧＴを大きくコントロール
する為にカソード領域を拡散法にて形成する際、あらか
じめ、公知の光学的手段を用いて、シリコン酸化層に選
択的に点状に残して後Ｎ１ｔｉｕ域となるリン寺を拡散
すると部分的にＮが入らない領域か生じ、この部分はゲ
ート領域のＰ２７曽が表面に露出した型となる。その後
、これに電極を形成する除にＰ、−Ｎ、が電極によって
接栓さ九、ショートするいわゆるショーテッドエミッタ
・構造がとられていｌこ。このショート領域に流れるゲ
ート・カソード間の電ｂｉｔ ｋよ無効電流となりて流
れるのでショート抵抗Ｖこよって決る電流分だけＩＧＴ
を大きくすることかでさる。しかしながら叙μへ〜１ｍ
Ａ程度のものは九♀的手法の梢度及び拡散コントロール
鞘度の組み合せにより再現性良く製造することは非常に
困難であった。
導通状態に導くに必安な最低のゲート電流であるゲート
トリガーを流（ＩＧＴ）は非常に小さく、１０μＡ以下
となってし１う。従来よりＩＧＴを大きくコントロール
する為にカソード領域を拡散法にて形成する際、あらか
じめ、公知の光学的手段を用いて、シリコン酸化層に選
択的に点状に残して後Ｎ１ｔｉｕ域となるリン寺を拡散
すると部分的にＮが入らない領域か生じ、この部分はゲ
ート領域のＰ２７曽が表面に露出した型となる。その後
、これに電極を形成する除にＰ、−Ｎ、が電極によって
接栓さ九、ショートするいわゆるショーテッドエミッタ
・構造がとられていｌこ。このショート領域に流れるゲ
ート・カソード間の電ｂｉｔ ｋよ無効電流となりて流
れるのでショート抵抗Ｖこよって決る電流分だけＩＧＴ
を大きくすることかでさる。しかしながら叙μへ〜１ｍ
Ａ程度のものは九♀的手法の梢度及び拡散コントロール
鞘度の組み合せにより再現性良く製造することは非常に
困難であった。
従って不発明はＩＧＴ を数μへ〜１ｍＡ程度となる様
に＋１）塊性良く製造する手法を提供することが一〇り
である。
に＋１）塊性良く製造する手法を提供することが一〇り
である。
前ｉ己欠点を解決しＩＧＴ會大きくするためには表面層
に無効電流を積極的に流してｆれば良いので表面近傍の
Ｐ、−Ｎ、接合の順方向立ち上り電圧Ｖ１を内部のＰ！
−Ｎ、接合の立ち上り電圧Ｖ！よりも低くすれは艮い
。従って前述の理由によりゲート電極の設けられるＰ、
細織表面層の不純物誂度全イオンインプランテーション
又は拡散法寺によシカソード電極の設けられるＮ２領域
層が縦方向の一査深い位置でＰ、領域層と交叉して生ず
る接合位置におけるＰ２領域増の不純物装置よりも低く
なる徐にする。この嵌にすると表面層近傍のＰ、−Ｎ、
ダイオードの立ち上シミ圧は低く、低い電流領域におい
てはこの部分に始めに電流か流れるので無効電流となり
、内部に同って少数キャリアの放出が起らない。従って
ＩＧＴを数μＡ〜１ｍＡ程度に梢度良くコントロールす
ることができる。
に無効電流を積極的に流してｆれば良いので表面近傍の
Ｐ、−Ｎ、接合の順方向立ち上り電圧Ｖ１を内部のＰ！
−Ｎ、接合の立ち上り電圧Ｖ！よりも低くすれは艮い
。従って前述の理由によりゲート電極の設けられるＰ、
細織表面層の不純物誂度全イオンインプランテーション
又は拡散法寺によシカソード電極の設けられるＮ２領域
層が縦方向の一査深い位置でＰ、領域層と交叉して生ず
る接合位置におけるＰ２領域増の不純物装置よりも低く
なる徐にする。この嵌にすると表面層近傍のＰ、−Ｎ、
ダイオードの立ち上シミ圧は低く、低い電流領域におい
てはこの部分に始めに電流か流れるので無効電流となり
、内部に同って少数キャリアの放出が起らない。従って
ＩＧＴを数μＡ〜１ｍＡ程度に梢度良くコントロールす
ることができる。
しかしながら表面層に低不ｐｇ＊装置領域による接合を
設けるとダイオードＰ、−Ｎ、は逆方向特性においてチ
ャンネル波形金生ずる心配がある。そこでこれをさける
ためにカンードＮ！Ｊ曽とゲート２１層によって生じた
接合が表面に露出した線よシも離してゲート２２表面に
Ｐ型でかつ尚濃度の不純物領域を持ったＰ 増を設ける
ことによりチ５− ヤンネルは破断される。しかしこのま址ではＰ層Ｐ一層
による電位差を生じ表面電流が流れにくく層から２２層
への少数キ・リアの一放出が起りＩＧＴは小となる。そ
こでＰ型高濃度不純物領域の直下にＮ型反転層又は埋込
狽域倉服けることによりＰＮＰ！鳩ヲ通してＮ！層から
の少数キャリアの放出がなくなシＰ一層とＮ８層の間だ
けで無効′魁流が流れる鎌になう前記目的をＰ、−Ｎ、
層のチャンネル机象なくＩＧＴコントロールを何うこと
ができる。
設けるとダイオードＰ、−Ｎ、は逆方向特性においてチ
ャンネル波形金生ずる心配がある。そこでこれをさける
ためにカンードＮ！Ｊ曽とゲート２１層によって生じた
接合が表面に露出した線よシも離してゲート２２表面に
Ｐ型でかつ尚濃度の不純物領域を持ったＰ 増を設ける
ことによりチ５− ヤンネルは破断される。しかしこのま址ではＰ層Ｐ一層
による電位差を生じ表面電流が流れにくく層から２２層
への少数キ・リアの一放出が起りＩＧＴは小となる。そ
こでＰ型高濃度不純物領域の直下にＮ型反転層又は埋込
狽域倉服けることによりＰＮＰ！鳩ヲ通してＮ！層から
の少数キャリアの放出がなくなシＰ一層とＮ８層の間だ
けで無効′魁流が流れる鎌になう前記目的をＰ、−Ｎ、
層のチャンネル机象なくＩＧＴコントロールを何うこと
ができる。
次に本発明の一実施例全図面を用いながら説明する。ま
す、基板の比抵抗３０〜４ｏΩ・αのＮ型シリコン基板
１を化学的に研肋して厚さ２５０μｍ程度とする。次に
シリコン基板１の両面よりカリウムを用いて封管拡散に
て１２５０℃２０時間程度拡散しＰ、（２）Ｐｇ（３）
鳩ケ設ける。ウェハー全編温で酸化し、シリコン酸化ｍ
’ｉ設け、公知の光学的方法によりカソード領域となる
部分のみをとり去った後、リンを用いて１２５０”０に
て拡散層Ｎ ｔ （４）６ − となる領域を設ける。Ｎ際に選択的にＮ型埋込領域ｌＯ
となる部分をイオンインプランテーション又は拡散にて
設けた俊、全面にイオンインブランテーシ、ン又は拡ｒ
ｊｌｉにで浅いＮ型）Ｖｊｋ設り拡散を行い反転させて
Ｐ 領域となる表面層８を設ける。
す、基板の比抵抗３０〜４ｏΩ・αのＮ型シリコン基板
１を化学的に研肋して厚さ２５０μｍ程度とする。次に
シリコン基板１の両面よりカリウムを用いて封管拡散に
て１２５０℃２０時間程度拡散しＰ、（２）Ｐｇ（３）
鳩ケ設ける。ウェハー全編温で酸化し、シリコン酸化ｍ
’ｉ設け、公知の光学的方法によりカソード領域となる
部分のみをとり去った後、リンを用いて１２５０”０に
て拡散層Ｎ ｔ （４）６ − となる領域を設ける。Ｎ際に選択的にＮ型埋込領域ｌＯ
となる部分をイオンインプランテーション又は拡散にて
設けた俊、全面にイオンインブランテーシ、ン又は拡ｒ
ｊｌｉにで浅いＮ型）Ｖｊｋ設り拡散を行い反転させて
Ｐ 領域となる表面層８を設ける。
さらに同嫌にして選択的にＰ 領域９となる部分ヘボロ
ン金用いて拡散を行う。この際順査は不純物濃度・深さ
全適当に遇ぶことにより変えることができる。
ン金用いて拡散を行う。この際順査は不純物濃度・深さ
全適当に遇ぶことにより変えることができる。
この様にしてえられたシリコンウェハー全通常の方法に
て、系子に構成し、アノード電極５、カソード電極６、
ゲート電極７を設けてＩＧＴを測定した結果Ｐ−Ｊｍ’
に設けるイオンインプランテーションの条件により工μ
へ〜１ｍＡ程度の範囲で自由にｆＧ’ｌ’ｒコントロー
ルすることができ、父、Ｐ、Ｎ、ｒｆｔタイオードの逆
方向波形にもチャンネルはなく艮好な結果が得られた。
て、系子に構成し、アノード電極５、カソード電極６、
ゲート電極７を設けてＩＧＴを測定した結果Ｐ−Ｊｍ’
に設けるイオンインプランテーションの条件により工μ
へ〜１ｍＡ程度の範囲で自由にｆＧ’ｌ’ｒコントロー
ルすることができ、父、Ｐ、Ｎ、ｒｆｔタイオードの逆
方向波形にもチャンネルはなく艮好な結果が得られた。
第１図は従来のサイリスタの断面図、第２図は本発明の
サイリスタの断面図を示している。 なお図において、１・・・・・・シリコン基板、２・・
・・・・アノードＰ型層、３・・・・・・ゲートＰ型層
、４・・・・・・カソードＮ型層、５・・・・・・アノ
ード１１極、６・・・・・・カソード電極、７・・・・
・・ゲート市１極、８・・・・・・Ｐ″″″ゲート層・
・・・・・Ｐ ゲート層、１０・・・・・・Ｎ型ゲート
狸込層、である。
サイリスタの断面図を示している。 なお図において、１・・・・・・シリコン基板、２・・
・・・・アノードＰ型層、３・・・・・・ゲートＰ型層
、４・・・・・・カソードＮ型層、５・・・・・・アノ
ード１１極、６・・・・・・カソード電極、７・・・・
・・ゲート市１極、８・・・・・・Ｐ″″″ゲート層・
・・・・・Ｐ ゲート層、１０・・・・・・Ｎ型ゲート
狸込層、である。
Claims (1)
- 半導体基板の肉面より基板不純物と反対の導電型を持つ
第１の不純物を拡散し、さらにその片面よシ第１の不純
物と反対で基板と同一の導電型を持つ不純物を拡散して
なるＰｌ−Ｎｒ −Ｐｇ−Ｎ２構造を持ったサイリスタ
において、ゲート電極の設けられるＰ、領域表面層の不
純物濃度全イオンインプランテーション法又は拡散法箸
によシカソード電極の設けられるＮ８領域層が縦方向の
一番深い位置でゲートＰｌ領域層と交叉して生ずる接合
位置におけるＰ２２領域の不純物濃度よりも低くなる様
に配し、かつ、カソードＮ２層とゲート２２層によって
生じた接合が表面に露出した紛より離してゲートＰｌ表
面にＰ型でかつ一一度の不純物領域を持ち、かつ、その
Ｐ型高磯度不純物領域の直下にＮ型反転層又は埋込領域
全行つことを特徴とするサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56186346A JPS5887869A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56186346A JPS5887869A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | サイリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887869A true JPS5887869A (ja) | 1983-05-25 |
| JPH0117267B2 JPH0117267B2 (ja) | 1989-03-29 |
Family
ID=16186741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56186346A Granted JPS5887869A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887869A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966080A (ja) * | 1972-09-06 | 1974-06-26 |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP56186346A patent/JPS5887869A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966080A (ja) * | 1972-09-06 | 1974-06-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0117267B2 (ja) | 1989-03-29 |
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