JPS5933272B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5933272B2 JPS5933272B2 JP53073179A JP7317978A JPS5933272B2 JP S5933272 B2 JPS5933272 B2 JP S5933272B2 JP 53073179 A JP53073179 A JP 53073179A JP 7317978 A JP7317978 A JP 7317978A JP S5933272 B2 JPS5933272 B2 JP S5933272B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thyristor
- conductivity type
- semiconductor device
- base layer
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D18/00—Thyristors
- H10D18/241—Asymmetrical thyristors
-
- 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
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
- H10D62/104—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices having particular shapes of the bodies at or near reverse-biased junctions, e.g. having bevels or moats
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
- H10D84/131—Thyristors having built-in components
- H10D84/135—Thyristors having built-in components the built-in components being diodes
- H10D84/136—Thyristors having built-in components the built-in components being diodes in anti-parallel configurations, e.g. reverse current thyristor [RCT]
Landscapes
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、順方向オン電圧を増加することなく、順方向
阻止電圧の低下を防止できるｐｆｎｖｐｎ十（ぁるいは
ｎ＋ｐπｎｐ＋）構造を有するサイリスタの構造を提供
することに関するものである。
阻止電圧の低下を防止できるｐｆｎｖｐｎ十（ぁるいは
ｎ＋ｐπｎｐ＋）構造を有するサイリスタの構造を提供
することに関するものである。
従来、逆導通サイリスタにおいては、その順方向オン電
圧を低減する目的で、ｎ（ｐ）ベース層厚を薄くし、か
つ、順方向阻止電圧の低下を防止するように、第１図、
第２図に示すようにアノード側からみてｐ＋ｎｖｐｎ＋
構造（あるいはｎ＋ｐπｎｐ＋構造）を採用することが
行なわれていた。つまり、第１図において、アノードＡ
に、カソードにに対して正となるような電圧を加えた場
合、Ｊ２接合８に電圧のほとんどが印加され、第２図に
示すように不純物濃度はν層３が一番低いため、空乏層
がＰＢ層２、及びν層３、ｎ層４の方に伸びる。ｎ層４
は、第２図に示すようにν層３に比較して不純物濃度が
高いため空乏層の伸びは制限され、空乏層がＪ、接合７
に達しブレークオーバする現象、いわゆるパンチスルー
を防止するようになつている。しかしながら、ｎ層４の
不純物濃度を余り高くすると、順方向阻止電圧は高くな
るが、サイリスタが導通状態にあるときの順方向オン電
圧は、ｐ＋層５からｎ層４に対する少数キャリアの注入
効率が低下するため、高くなり、導通状態での損失を増
大させる。そのためにｎ層４の濃度は、高高、Ｊ１接合
７で５Ｘ１０１６ｃｍ−３程度であり、第１図に示すよ
うにサイリスタの端面形状や表面状態に影響されて、ｎ
層４の外周部において空乏層が伸び易くなり、Ｊ，接合
７に達するか、それに近くなるような空乏層の伸張部６
が発生し易くなり、これが原因となつて順方向阻止電圧
の低下を来たすことがあるという欠点を有していた。本
発明は前記した従来技術の欠点を改善しサイリスタの順
方向オン電圧を増大させることなく、順方向阻止電圧の
低下を防止できる構造を提供することを目的とする。以
下、本発明を第３図、第４図に示した一実施例を用いて
詳述する。
圧を低減する目的で、ｎ（ｐ）ベース層厚を薄くし、か
つ、順方向阻止電圧の低下を防止するように、第１図、
第２図に示すようにアノード側からみてｐ＋ｎｖｐｎ＋
構造（あるいはｎ＋ｐπｎｐ＋構造）を採用することが
行なわれていた。つまり、第１図において、アノードＡ
に、カソードにに対して正となるような電圧を加えた場
合、Ｊ２接合８に電圧のほとんどが印加され、第２図に
示すように不純物濃度はν層３が一番低いため、空乏層
がＰＢ層２、及びν層３、ｎ層４の方に伸びる。ｎ層４
は、第２図に示すようにν層３に比較して不純物濃度が
高いため空乏層の伸びは制限され、空乏層がＪ、接合７
に達しブレークオーバする現象、いわゆるパンチスルー
を防止するようになつている。しかしながら、ｎ層４の
不純物濃度を余り高くすると、順方向阻止電圧は高くな
るが、サイリスタが導通状態にあるときの順方向オン電
圧は、ｐ＋層５からｎ層４に対する少数キャリアの注入
効率が低下するため、高くなり、導通状態での損失を増
大させる。そのためにｎ層４の濃度は、高高、Ｊ１接合
７で５Ｘ１０１６ｃｍ−３程度であり、第１図に示すよ
うにサイリスタの端面形状や表面状態に影響されて、ｎ
層４の外周部において空乏層が伸び易くなり、Ｊ，接合
７に達するか、それに近くなるような空乏層の伸張部６
が発生し易くなり、これが原因となつて順方向阻止電圧
の低下を来たすことがあるという欠点を有していた。本
発明は前記した従来技術の欠点を改善しサイリスタの順
方向オン電圧を増大させることなく、順方向阻止電圧の
低下を防止できる構造を提供することを目的とする。以
下、本発明を第３図、第４図に示した一実施例を用いて
詳述する。
本実施例の特徴とするところは第３図に示すように、サ
イリスタの通電方向に対して逆方向からみてｎ＋Ｐｖｎ
ｐ＋構造を有し、ｎ層４の外周部に、ｎ層４の不純物濃
度よりも不純物濃度が高い高濃度ｎ層１２を設けたこと
である。第４図は本発明の一実施例のサイリスタ部にお
ける不純物プロフイールを示す図で、１３はｎ二層４の
、１４は高濃度ｎ層１２の不純物濃度分布をそれぞれ示
している。このような分布は不純物の熱拡散によつて容
易に達成できるが、更に部分的なエピタキシヤル成長法
によつても容易に達成できることは明らかである。この
場合の不純物濃Σ度はν層３で１０１３〜１４Ａｔ０ｍ
ｓ／Ｃｄ程度、ｎ層４の中心部で１０１６Ａｔ０ｍＳ／
Ｃｄ程度、その周辺部の高不純物濃度ｎ層１２ではそれ
よりも約１桁大きい１０１７Ａｔ０ｍｓ／Ｃｄ程度が好
適であつた。第３図に示すように、ｎ層４の外周部に高
不純３物濃度ｎ層１２を設けたことにより、空乏層はｎ
層４よりも高濃度ｎ層１２の方が伸びなくなり、サイリ
スタの端面形状や、表面状態に影響されたとしても、ｎ
層４の空乏層の伸びと大差ないくらいの空乏層の伸びに
抑えることが可能となり、サ３イリスタ周辺部における
パンチスルー現象が防止でき、順方向阻止電圧の低下が
防止できる。本発明者らの実験によれば、ｎベース層の
周辺に高濃度層１２をもたない従来のサイリスタが約２
４００Ｖでパンチスルーを生じていたのに対し、高濃度
層１２を備えたものは約２７００Ｖまでパンチスルー現
象が認められなかつた。
イリスタの通電方向に対して逆方向からみてｎ＋Ｐｖｎ
ｐ＋構造を有し、ｎ層４の外周部に、ｎ層４の不純物濃
度よりも不純物濃度が高い高濃度ｎ層１２を設けたこと
である。第４図は本発明の一実施例のサイリスタ部にお
ける不純物プロフイールを示す図で、１３はｎ二層４の
、１４は高濃度ｎ層１２の不純物濃度分布をそれぞれ示
している。このような分布は不純物の熱拡散によつて容
易に達成できるが、更に部分的なエピタキシヤル成長法
によつても容易に達成できることは明らかである。この
場合の不純物濃Σ度はν層３で１０１３〜１４Ａｔ０ｍ
ｓ／Ｃｄ程度、ｎ層４の中心部で１０１６Ａｔ０ｍＳ／
Ｃｄ程度、その周辺部の高不純物濃度ｎ層１２ではそれ
よりも約１桁大きい１０１７Ａｔ０ｍｓ／Ｃｄ程度が好
適であつた。第３図に示すように、ｎ層４の外周部に高
不純３物濃度ｎ層１２を設けたことにより、空乏層はｎ
層４よりも高濃度ｎ層１２の方が伸びなくなり、サイリ
スタの端面形状や、表面状態に影響されたとしても、ｎ
層４の空乏層の伸びと大差ないくらいの空乏層の伸びに
抑えることが可能となり、サ３イリスタ周辺部における
パンチスルー現象が防止でき、順方向阻止電圧の低下が
防止できる。本発明者らの実験によれば、ｎベース層の
周辺に高濃度層１２をもたない従来のサイリスタが約２
４００Ｖでパンチスルーを生じていたのに対し、高濃度
層１２を備えたものは約２７００Ｖまでパンチスルー現
象が認められなかつた。
更に順方向オン電圧については、サイリスタ部、つまり
ｎ＋層１の積層方向の部分では、ほとんどがν層３、ｎ
層４とｐ＋層５によるものであり、サイリスタが導通状
態にある時、ｐ＋層５からｎ層４に対する小数キヤリア
の注入はｎ層４の濃度を前記した理由により余り高くす
る必要がないので支障なく行なわれ、高濃度ｎ層１２の
影響はなく、順方向オン電圧を増大させることはない。
ｎ＋層１の積層方向の部分では、ほとんどがν層３、ｎ
層４とｐ＋層５によるものであり、サイリスタが導通状
態にある時、ｐ＋層５からｎ層４に対する小数キヤリア
の注入はｎ層４の濃度を前記した理由により余り高くす
る必要がないので支障なく行なわれ、高濃度ｎ層１２の
影響はなく、順方向オン電圧を増大させることはない。
以上、本発明の効果をｐ＋Ｎｖｐｎ＋構造を有する逆導
通型サイリスタについて説明したが、このｐ＋Ｎｖｐｎ
＋構造そのものは、第２図、第４図に示した熱拡散法に
特有な不純物濃度分布を有するものにのみ適用されるも
のではなく、ｐ＋Ｎｖｐｎ十構造のうちの少なくとも１
層をエピタキシヤル成長法等により形成された逆導通サ
イリスタにも適用できることは明らかである。前述した
ように、高濃度ｎ層１２の形成には、選択拡散法や、選
択エピタキシヤル成長法、更にはイオン打込み法によつ
ても容易に達成することが可能であり、本発明の目的を
達成できることは、明らかである。
通型サイリスタについて説明したが、このｐ＋Ｎｖｐｎ
＋構造そのものは、第２図、第４図に示した熱拡散法に
特有な不純物濃度分布を有するものにのみ適用されるも
のではなく、ｐ＋Ｎｖｐｎ十構造のうちの少なくとも１
層をエピタキシヤル成長法等により形成された逆導通サ
イリスタにも適用できることは明らかである。前述した
ように、高濃度ｎ層１２の形成には、選択拡散法や、選
択エピタキシヤル成長法、更にはイオン打込み法によつ
ても容易に達成することが可能であり、本発明の目的を
達成できることは、明らかである。
さらに、以上に図示説明した各層の導電型を逆にしても
全く同様であり、逆導通部分をもたないサイリスタに関
しても本発明は適用できる。
全く同様であり、逆導通部分をもたないサイリスタに関
しても本発明は適用できる。
第１図は、従来技術による逆導通サイリスタの断面図、
第２図はその周辺サイリスタ部における不純物プロフイ
ール、第３図は本発明の一実施例の断面図、第４図はそ
の周辺サイリスタ部における不純物プロフイールである
。 １・・・ｎ＋層、２・・・ｐベース層、３・・・ν層、
４・・・ｎ層、５・・・ｐ＋層、６・・・空乏層の伸張
部、１２・・・高濃度ｎ層。
第２図はその周辺サイリスタ部における不純物プロフイ
ール、第３図は本発明の一実施例の断面図、第４図はそ
の周辺サイリスタ部における不純物プロフイールである
。 １・・・ｎ＋層、２・・・ｐベース層、３・・・ν層、
４・・・ｎ層、５・・・ｐ＋層、６・・・空乏層の伸張
部、１２・・・高濃度ｎ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対向する一対の主表面を有する半導体基体内にサイ
リスタ構造を含み、このサイリスタ構造はサイリスタの
通電方向とは逆方向に一方の主表面に露出する１導電型
エミッタ層、他導電型ベース層、１導電型低不純物層、
１導電型ベース層および他方の主表面に露出する他導電
型エミッタ層が互いに隣接して積層されており、更に前
記１導電型ベース層の前記一対の主表面間を連絡する側
面近傍部の不純物濃度を前記１導電型ベース層中央部の
それよりも大としたことを特徴とする半導体装置。 ２ 半導体基体が少なくとも１導電型ベース層の部分で
正ベベル構成とされたことを特徴とする第１項記載の半
導体装置。 ３ 半導体装置が、その半導体基体内にサイリスタ部と
、上記サイリスタ部と逆並列に配置されたダイオード部
とを有する逆導通型サイリスタであることを特徴とする
第１または２項記載の半導体装置。 ４ 半導体基体の中央部がダイオード部であり、周辺部
がサイリスタ部であることを特徴とする第３項記載の半
導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53073179A JPS5933272B2 (ja) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | 半導体装置 |
| US06/049,889 US4236169A (en) | 1978-06-19 | 1979-06-19 | Thyristor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53073179A JPS5933272B2 (ja) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS551111A JPS551111A (en) | 1980-01-07 |
| JPS5933272B2 true JPS5933272B2 (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=13510648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53073179A Expired JPS5933272B2 (ja) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | 半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4236169A (ja) |
| JP (1) | JPS5933272B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2486875A1 (fr) * | 1980-07-17 | 1982-01-22 | Dassault Avions | Procede pour metalliser au moins partiellement la surface d'une piece stratifiee |
| GB2135118B (en) * | 1983-02-09 | 1986-10-08 | Westinghouse Brake & Signal | Thyristors |
| DE3469830D1 (en) * | 1983-12-07 | 1988-04-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Semiconductor device |
| FR2565409B1 (fr) * | 1984-05-30 | 1986-08-22 | Silicium Semiconducteur Ssc | Thyristor blocable a gachette d'anode |
| ATE32483T1 (de) * | 1984-07-12 | 1988-02-15 | Siemens Ag | Halbleiter-leistungsschalter mit thyristor. |
| DE3628857A1 (de) * | 1985-08-27 | 1987-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleitereinrichtung |
| JPH07109882B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1995-11-22 | 三菱電機株式会社 | バイポーラ型半導体スイッチング装置 |
| JPH0642542B2 (ja) * | 1988-04-08 | 1994-06-01 | 株式会社東芝 | 高耐圧半導体装置の製造方法 |
| JPH01318263A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Meidensha Corp | 半導体素子 |
| JP3211604B2 (ja) * | 1995-02-03 | 2001-09-25 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
| SE9702220D0 (sv) * | 1997-06-11 | 1997-06-11 | Abb Research Ltd | A semiconductor device with a junction termination and a method for production thereof |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE316538B (ja) * | 1966-10-20 | 1969-10-27 | Asea Ab | |
| US3538401A (en) * | 1968-04-11 | 1970-11-03 | Westinghouse Electric Corp | Drift field thyristor |
| US3978514A (en) * | 1969-07-18 | 1976-08-31 | Hitachi, Ltd. | Diode-integrated high speed thyristor |
| US3727116A (en) * | 1970-05-05 | 1973-04-10 | Rca Corp | Integral thyristor-rectifier device |
| GB1303337A (ja) * | 1970-10-06 | 1973-01-17 | ||
| DE2214187C3 (de) * | 1972-03-23 | 1978-05-03 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Thyristor |
| CH546485A (de) * | 1972-06-09 | 1974-02-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Thyristor. |
| JPS4974486A (ja) * | 1972-11-17 | 1974-07-18 | ||
| JPS5342234B2 (ja) * | 1973-02-12 | 1978-11-09 | ||
| JPS5297684A (en) * | 1976-02-12 | 1977-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor element |
-
1978
- 1978-06-19 JP JP53073179A patent/JPS5933272B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-06-19 US US06/049,889 patent/US4236169A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4236169A (en) | 1980-11-25 |
| JPS551111A (en) | 1980-01-07 |
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