JPS5961178A - 電力用半導体装置 - Google Patents
電力用半導体装置Info
- Publication number
- JPS5961178A JPS5961178A JP57171656A JP17165682A JPS5961178A JP S5961178 A JPS5961178 A JP S5961178A JP 57171656 A JP57171656 A JP 57171656A JP 17165682 A JP17165682 A JP 17165682A JP S5961178 A JPS5961178 A JP S5961178A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitter
- pattern
- base
- patterns
- polygons
- 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
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/32—Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H10D48/34—Bipolar devices
- H10D48/345—Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions
Landscapes
- Bipolar Transistors (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】
（技 術 分 甲ｆ 〕
この発明は、バイポーラパワートランジスタ構造を備え
た電力用半導体装置の高速スイッチング特性向上に関す
るものである。
た電力用半導体装置の高速スイッチング特性向上に関す
るものである。
電力用゛１′＊悴装置ｍ、 ｖｃおいては、バイポーラ
パワートランジスタは、一般にＭＯＳ ＦＥＴノぐワー
トランジスタと比較すれば、周知の通り高速スイッチン
グ特性が劣るにもかかわらず製造技術的に先行しており
、量産性が優れ低価格である。よって、バイポーラパワ
ートランジスタ構造の電力用半導体装置は、スイッチン
グ式電源等に依然として賞用されている。しかし、上記
スイッチング式電源等は、現在も益々小型化、軽量化の
必要から、半導体装置のスイッチング速度を数百ＫＨｚ
もの超高速化させることが要求されている。ところが、
従来より周知の通り、高速スイッチング性と高耐圧性と
は相反の関係にあり、したがって、高速化を図れば耐圧
を犠牲にせさ゛るを得ない事情があった。
パワートランジスタは、一般にＭＯＳ ＦＥＴノぐワー
トランジスタと比較すれば、周知の通り高速スイッチン
グ特性が劣るにもかかわらず製造技術的に先行しており
、量産性が優れ低価格である。よって、バイポーラパワ
ートランジスタ構造の電力用半導体装置は、スイッチン
グ式電源等に依然として賞用されている。しかし、上記
スイッチング式電源等は、現在も益々小型化、軽量化の
必要から、半導体装置のスイッチング速度を数百ＫＨｚ
もの超高速化させることが要求されている。ところが、
従来より周知の通り、高速スイッチング性と高耐圧性と
は相反の関係にあり、したがって、高速化を図れば耐圧
を犠牲にせさ゛るを得ない事情があった。
が、現在では、その相反もエミッタパターンの設計によ
りかなり改善されるに至っている。すなわチ、エミッタ
パターンを櫛形状に設定することにより、ベース領域中
のエミッタ直下部分の横方向抵抗の影響で、エミッタ直
下部分とその他の部分で、パワートランジスタ動作中に
電位差が生じて、特にスイッチングＯＦＦ時に、エミッ
タ中央Ｗｌｔ ＆ｃ電Ｍｒ、が集中してしまい、エミッ
タ有効ｍ１偵か減少し、結局スイッチング降Ｆ時間を速
められなかった点が改＠をれ又きた。また櫛形エミッタ
とするエミツク周囲長とエミッタ面積の比 Ｅ／Ａ、が
人となり、いわゆる安全動作領域も増し、二次１伶伏ｑ
盲慴も良好となり耐圧向上が図れる点でも好都合である
。
りかなり改善されるに至っている。すなわチ、エミッタ
パターンを櫛形状に設定することにより、ベース領域中
のエミッタ直下部分の横方向抵抗の影響で、エミッタ直
下部分とその他の部分で、パワートランジスタ動作中に
電位差が生じて、特にスイッチングＯＦＦ時に、エミッ
タ中央Ｗｌｔ ＆ｃ電Ｍｒ、が集中してしまい、エミッ
タ有効ｍ１偵か減少し、結局スイッチング降Ｆ時間を速
められなかった点が改＠をれ又きた。また櫛形エミッタ
とするエミツク周囲長とエミッタ面積の比 Ｅ／Ａ、が
人となり、いわゆる安全動作領域も増し、二次１伶伏ｑ
盲慴も良好となり耐圧向上が図れる点でも好都合である
。
しかし先ホした通り、超晶速化を図る一１ニーＡは、補
形エミッタでは、エミッタよりベースへのキャリアの注
入が困難きなり、限界が生している。その原因としては
、ｉｆ！ＩＩ杉エミッタの歯部の幅寸法か十分に選定で
きないことなとが考えられているが、有効な解決手段が
採られていない。
形エミッタでは、エミッタよりベースへのキャリアの注
入が困難きなり、限界が生している。その原因としては
、ｉｆ！ＩＩ杉エミッタの歯部の幅寸法か十分に選定で
きないことなとが考えられているが、有効な解決手段が
採られていない。
この発明は、上記の問題に鑑み提唱されたもので、パワ
ートランジスタ構造におけるエミッタパターン及びベー
スパターンヲ櫛形とぜず、エミッタパターンを多角形に
区画形成して、ベースパターンもエミッタパターンとほ
ぼ相似形の多角影ＶＣ設足し、エミッタパターン」二に
規則的に格子点状４Ｃ設けることを特徴としている。し
たがって、この発明は、スイッチング動作の高速化は勿
繻、耐圧特性を含めた安全動作領域の点でも従来の櫛形
エミッタのものよりも一段と優れており、製造上の股甜
変更も容易となる長所がある。
ートランジスタ構造におけるエミッタパターン及びベー
スパターンヲ櫛形とぜず、エミッタパターンを多角形に
区画形成して、ベースパターンもエミッタパターンとほ
ぼ相似形の多角影ＶＣ設足し、エミッタパターン」二に
規則的に格子点状４Ｃ設けることを特徴としている。し
たがって、この発明は、スイッチング動作の高速化は勿
繻、耐圧特性を含めた安全動作領域の点でも従来の櫛形
エミッタのものよりも一段と優れており、製造上の股甜
変更も容易となる長所がある。
第１図は、この発明の一実施例を示すバイポーラパワー
トランジスタのエミッタパターン及びベースパターンを
概念的に示Ｌ７こ平面視概略構成図である。尚この実施
例の説明に当っては、元来、スイッチング時にベース領
域中に蓄積した多数キャリアをより速く外部へ流出させ
ることが出来る型のもの、すなわちベース領域をＰ型と
して注入される多数キャリアを電子に設定したｎｐｒＩ
型トラノンスタを前提として行うが、この発明は、ｊ京
理的に他のｐｎｐ型に適用してもよく、以下の説明から
明らかとなる。
トランジスタのエミッタパターン及びベースパターンを
概念的に示Ｌ７こ平面視概略構成図である。尚この実施
例の説明に当っては、元来、スイッチング時にベース領
域中に蓄積した多数キャリアをより速く外部へ流出させ
ることが出来る型のもの、すなわちベース領域をＰ型と
して注入される多数キャリアを電子に設定したｎｐｒＩ
型トラノンスタを前提として行うが、この発明は、ｊ京
理的に他のｐｎｐ型に適用してもよく、以下の説明から
明らかとなる。
さて、第１図において、ｌ、１． は、正六角形状に
均一区画されたエミッタノぐターンで、いわば網目状の
エミッタ領域２を形作っていて、その直＃ｉ１線分境界
は多結晶化ンリコン３，３．・・ によって安定化分散
抵抗が設定されたものである。さら［４，４，・ は、
エミッタパターン１，１．・・・よりは夫々小さい相似
形のベースパターンで、規則的な格子点状に離隔され、
かつ各々のエミッタパターン中に埋め込み配設、すなわ
ち、一つ置きのエミッタパターン１中に一個一個囲繞配
置されたものである。以上のパターン概念に基いて、バ
イポーラパワートランジスタの断ｍｉ構造を示したもの
が第２図で、第１図におけるＡ−Ａ線部分で切断した断
面について設計したものである。第２図において、５は
Ｎ−形コレクタ領域、６＆″ｉＰ形ヘース領域、７は１
形エミッタ領域で、第１図のＡ−Ａ線１７Ｊ断箇所に相
当する正六角形区画Ｂは破線８．８間で示されている。
均一区画されたエミッタノぐターンで、いわば網目状の
エミッタ領域２を形作っていて、その直＃ｉ１線分境界
は多結晶化ンリコン３，３．・・ によって安定化分散
抵抗が設定されたものである。さら［４，４，・ は、
エミッタパターン１，１．・・・よりは夫々小さい相似
形のベースパターンで、規則的な格子点状に離隔され、
かつ各々のエミッタパターン中に埋め込み配設、すなわ
ち、一つ置きのエミッタパターン１中に一個一個囲繞配
置されたものである。以上のパターン概念に基いて、バ
イポーラパワートランジスタの断ｍｉ構造を示したもの
が第２図で、第１図におけるＡ−Ａ線部分で切断した断
面について設計したものである。第２図において、５は
Ｎ−形コレクタ領域、６＆″ｉＰ形ヘース領域、７は１
形エミッタ領域で、第１図のＡ−Ａ線１７Ｊ断箇所に相
当する正六角形区画Ｂは破線８．８間で示されている。
さらに９はエミッタ及びベース領域形成表１ｆＩを保論
する５１０２膜、１０はＳ ｉ 、１１１．等の絶縁膜
である。ざて、１１は正六角形区画Ｂの中央部に位１１
するベースパターン４々Ｐ″−形のへ一スコンタクト１
２を介して接続したＡ見のベース電極、そして１３は、
正六角形区画Ｂ内の周辺部上に、多結晶化シリコンを介
在させて設けたＡ見のエミッタ面積である。
する５１０２膜、１０はＳ ｉ 、１１１．等の絶縁膜
である。ざて、１１は正六角形区画Ｂの中央部に位１１
するベースパターン４々Ｐ″−形のへ一スコンタクト１
２を介して接続したＡ見のベース電極、そして１３は、
正六角形区画Ｂ内の周辺部上に、多結晶化シリコンを介
在させて設けたＡ見のエミッタ面積である。
上記構成としたバイポーラパワートランジスタのスイッ
チング動作においては、従来のＯＦ Ｆ 時に生してい
たエミッタ有効面積の減少は、次の通り完全に駆逐でき
る。すなわち、第３図に示すようにベース電極１１とエ
ミッタ電４傘１３とを零又は遊バイアスとした時には、
電源１４はエミッタパターン１の中央部直下へ集中しよ
うとするが、中央部はベースパターン４が仕りエミッタ
領域は形成されていないので、結局電流１４はベースパ
ターン４の小六角形周縁に環状に流れ、集中電流密度が
減しられ、第１図におけるエミッタ領域２に関しては、
はぼ電流均一分散と見すことができ、エミッタ有効面積
が損われないのである。しかもこのパワートランジスタ
は、ベース領域６での電流集中緩和とともに、−一−ス
パターン４と接するエミッタパターン１は多角杉状に設
定されるから、エミッタ周囲長が大きく、安全動作領域
が犬になるばかりか、ベースパターン４が規則的格子点
状で、従来の櫛形パターンよりも著しく電流均一分散が
行え、二次降伏現象を招く危険性が減少する。
チング動作においては、従来のＯＦ Ｆ 時に生してい
たエミッタ有効面積の減少は、次の通り完全に駆逐でき
る。すなわち、第３図に示すようにベース電極１１とエ
ミッタ電４傘１３とを零又は遊バイアスとした時には、
電源１４はエミッタパターン１の中央部直下へ集中しよ
うとするが、中央部はベースパターン４が仕りエミッタ
領域は形成されていないので、結局電流１４はベースパ
ターン４の小六角形周縁に環状に流れ、集中電流密度が
減しられ、第１図におけるエミッタ領域２に関しては、
はぼ電流均一分散と見すことができ、エミッタ有効面積
が損われないのである。しかもこのパワートランジスタ
は、ベース領域６での電流集中緩和とともに、−一−ス
パターン４と接するエミッタパターン１は多角杉状に設
定されるから、エミッタ周囲長が大きく、安全動作領域
が犬になるばかりか、ベースパターン４が規則的格子点
状で、従来の櫛形パターンよりも著しく電流均一分散が
行え、二次降伏現象を招く危険性が減少する。
第１図は、この発明の一実施例を示す電力用半導体装置
のエミッタパターン及びベースパターンの構成を示す平
面視概念図、第２図は、そのＡ−Ａ線で切断したと想定
した電力用半導体装置の要部断面図、第３図はその逆バ
イアススイッチング時の同様な断面図である。 １・ エミッタパターン、 ４・・・ ベースパターン、 ６・・・・ ベース領域、 ７・・−・ エミッタ領域。
のエミッタパターン及びベースパターンの構成を示す平
面視概念図、第２図は、そのＡ−Ａ線で切断したと想定
した電力用半導体装置の要部断面図、第３図はその逆バ
イアススイッチング時の同様な断面図である。 １・ エミッタパターン、 ４・・・ ベースパターン、 ６・・・・ ベース領域、 ７・・−・ エミッタ領域。
Claims (1)
- 少くともエミッタ領域とベース領域とを同一面より形成
する半導体装置において、多角形に区画形成したエミッ
タパターンと、上記エミッタパターンとほぼ相似形の多
角形状ベースパターンを規則的格子点状に設けたことを
特徴上する電力用半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171656A JPS5961178A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 電力用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171656A JPS5961178A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 電力用半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961178A true JPS5961178A (ja) | 1984-04-07 |
| JPH0460339B2 JPH0460339B2 (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=15927255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57171656A Granted JPS5961178A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 電力用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262665A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
| DE102005046738A1 (de) * | 2005-09-29 | 2007-03-22 | Infineon Technologies Ag | Bipolartransistor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5043885A (ja) * | 1973-08-20 | 1975-04-19 | ||
| JPS53103668U (ja) * | 1977-01-24 | 1978-08-21 | ||
| JPS5691468A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-24 | Nec Corp | Semiconductor |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57171656A patent/JPS5961178A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5043885A (ja) * | 1973-08-20 | 1975-04-19 | ||
| JPS53103668U (ja) * | 1977-01-24 | 1978-08-21 | ||
| JPS5691468A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-24 | Nec Corp | Semiconductor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262665A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
| DE102005046738A1 (de) * | 2005-09-29 | 2007-03-22 | Infineon Technologies Ag | Bipolartransistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0460339B2 (ja) | 1992-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4646117A (en) | Power semiconductor devices with increased turn-off current ratings and limited current density in peripheral portions | |
| US3740621A (en) | Transistor employing variable resistance ballasting means dependent on the magnitude of the emitter current | |
| US4786959A (en) | Gate turn-off thyristor | |
| JPH0358187B2 (ja) | ||
| GB2144267A (en) | Improvements in or relating to semiconductor overvoltage suppressors | |
| EP0008535B1 (en) | A gate controlled semiconductor device | |
| JPH0138381B2 (ja) | ||
| JPH0156531B2 (ja) | ||
| US4151541A (en) | Power transistor | |
| US4288807A (en) | Darlington circuit having an improved diode drain | |
| US4760439A (en) | Bi-directional overvoltage protection device | |
| US3906545A (en) | Thyristor structure | |
| US4352118A (en) | Thyristor with segmented turn-on line for directing turn-on current | |
| US4746967A (en) | Semiconductor device | |
| JPS62140463A (ja) | 切換可能なエミツタ短絡を有するサイリスタ | |
| US4253105A (en) | Semiconductor power device incorporating a schottky barrier diode between base and emitter of a PNP device | |
| US2988677A (en) | Negative resistance semiconductor device structure | |
| US4035825A (en) | Thyristor with branched base | |
| US4176371A (en) | Thyristor fired by overvoltage | |
| GB1573234A (en) | Thyristors | |
| US4609933A (en) | Gate turn-off thyristor having P+ gate and emitter | |
| US5005065A (en) | High current gate turn-off thyristor | |
| JPH0133951B2 (ja) | ||
| JPS5934147Y2 (ja) | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ | |
| JPS5927108B2 (ja) | 半導体制御整流装置 |