JPS61232671A - 逆導通ｇｔｏサイリスタ - Google Patents
逆導通ｇｔｏサイリスタInfo
- Publication number
- JPS61232671A JPS61232671A JP60073972A JP7397285A JPS61232671A JP S61232671 A JPS61232671 A JP S61232671A JP 60073972 A JP60073972 A JP 60073972A JP 7397285 A JP7397285 A JP 7397285A JP S61232671 A JPS61232671 A JP S61232671A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gto thyristor
- region
- junction
- base
- cathode
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D18/00—Thyristors
- H10D18/60—Gate-turn-off devices
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は逆導通ＧＴＯサイリスタの構造に関する。
一般的な逆導通サイリスタはよく知られている。
ところが通常の逆導通サイリスタは自己消弧機能をもた
ないので、ゲート・カソード間に逆電圧全印加してター
ンオフさせる使い方は行なわれない。
ないので、ゲート・カソード間に逆電圧全印加してター
ンオフさせる使い方は行なわれない。
従ってゲート・カソード間に逆電圧を印加することに基
づく問題は起きない。
づく問題は起きない。
逆導通ＧＴＯサイリスタではＧＴＯサイリスタ部をター
ンオフさせるためにゲート・カソード電極間に逆電圧を
印加することが必要でおる。ところがカソード電極と、
このＧＴＯサイリスタに逆並列接続となるように配設さ
れているダイオードのアノード電極とが共通の電極板で
導電接触されて同電位となっているため、ゲート・カソ
ード間に逆電１圧がほとんどかからなくなり、ＧＴＯサ
イリスタのターンオフ機能が著しく損なわれるという問
題点があった。
ンオフさせるためにゲート・カソード電極間に逆電圧を
印加することが必要でおる。ところがカソード電極と、
このＧＴＯサイリスタに逆並列接続となるように配設さ
れているダイオードのアノード電極とが共通の電極板で
導電接触されて同電位となっているため、ゲート・カソ
ード間に逆電１圧がほとんどかからなくなり、ＧＴＯサ
イリスタのターンオフ機能が著しく損なわれるという問
題点があった。
本発明はＧＴＯサイリスタのゲート・カソード間に十分
な逆電圧を印加できるようにして、ＧＴＯサイリスタの
ターンオフ機能を尚め、かつ高い順方向耐圧を可能にす
る逆導通ＧＴＯサイリスタを提供することを目的とする
。
な逆電圧を印加できるようにして、ＧＴＯサイリスタの
ターンオフ機能を尚め、かつ高い順方向耐圧を可能にす
る逆導通ＧＴＯサイリスタを提供することを目的とする
。
本発明は互いにオーＰＮ接合を介して隣接する二つのベ
ース層と、これらのベース層の外側にそれぞれ異なるオ
ニ、オニＰＮ接合を形成して接する二つのエミッタ層と
のＰＮＰＮ層からなり、一方のエミッタ層表面にゲート
電極が複数のカソード電極を取シ囲むように配設される
ＧＴＯサイリスタ部と、該ＧＴＯサイリスタとは前記二
つのベース層をそれぞれ共通にし、かつ両ベース層間の
オーＰＮ接合をも共通になっている構成のダイオード部
とが分離領域を介して同一半導体基板内に並設され、ダ
イオードのアノード電極と前記ＧＴＯサイリスタのカソ
ード電極とが共通のカソード電極板によって導電接触さ
れる本のにおいて、分離領域の半導体基板表面とオーＰ
Ｎ接合との間のベース層に該ベース層とは反対導電型で
所要の拡散深さを有する高濃度不純物領域が形成される
ことにより、逆導通ＧＴＯサイリスタのゲート・カソー
ド間に十分な逆電圧奮もたせてターンオフ機能音高くす
ることができるようにしたものである。
ース層と、これらのベース層の外側にそれぞれ異なるオ
ニ、オニＰＮ接合を形成して接する二つのエミッタ層と
のＰＮＰＮ層からなり、一方のエミッタ層表面にゲート
電極が複数のカソード電極を取シ囲むように配設される
ＧＴＯサイリスタ部と、該ＧＴＯサイリスタとは前記二
つのベース層をそれぞれ共通にし、かつ両ベース層間の
オーＰＮ接合をも共通になっている構成のダイオード部
とが分離領域を介して同一半導体基板内に並設され、ダ
イオードのアノード電極と前記ＧＴＯサイリスタのカソ
ード電極とが共通のカソード電極板によって導電接触さ
れる本のにおいて、分離領域の半導体基板表面とオーＰ
Ｎ接合との間のベース層に該ベース層とは反対導電型で
所要の拡散深さを有する高濃度不純物領域が形成される
ことにより、逆導通ＧＴＯサイリスタのゲート・カソー
ド間に十分な逆電圧奮もたせてターンオフ機能音高くす
ることができるようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例である逆導通ＧＴＯサイリス
タの要部断面図である。
タの要部断面図である。
第２図において、 ＧＴＯサイリスタ部ｌとダイオード
部２が点線で区分けされる分離領域３を介して、同一半
導体基板内に並設されている。
部２が点線で区分けされる分離領域３を介して、同一半
導体基板内に並設されている。
ＧＴＯサイリスタ部ｌのカソード電極４とゲート電極５
との間には、ターンオフさせるために逆電圧が印加され
る。前述のように、このカソード電極益と、ＧＴＯサイ
リスタ部１に分離領域３を介して接するダイオード２の
アノード電極６とは、共通の圧接電極板７（第１図では
斜線ケ付して示す）により接触されて同電位となってい
るため、従来のものでは分離領域に最も近いゲート電極
５からアノード電極６に電流が流れ易く、その間の抵抗
による電圧降下分の逆電圧がかかるだけであって、充分
高いターンオフ機能をもつとは言えなかった。
との間には、ターンオフさせるために逆電圧が印加され
る。前述のように、このカソード電極益と、ＧＴＯサイ
リスタ部１に分離領域３を介して接するダイオード２の
アノード電極６とは、共通の圧接電極板７（第１図では
斜線ケ付して示す）により接触されて同電位となってい
るため、従来のものでは分離領域に最も近いゲート電極
５からアノード電極６に電流が流れ易く、その間の抵抗
による電圧降下分の逆電圧がかかるだけであって、充分
高いターンオフ機能をもつとは言えなかった。
本願発明では第１図の実施例に示すように分離領域３の
、ダイオード部°２と点線に示す境を接する近辺に、半
導体基板表面９からＰイー２層１０の深さＤ中に高濃Ｍ
Ｎ領域８が拡散によって、このＰベース１＠１０とＮベ
ースＪ＠ １１間のオーＰＮ接合１２に達つしないよう
に形成されている。この高濃度Ｎ＋領領域と第一ＰＮ接
合との間隔は、このＮ＋領域８の深さｄを大にして狭く
なるほど抵抗が高くなり、さらにこのＮ＋領域８の幅ｔ
にも関係して抵抗値が変わる。このＧＴＯサイリスタの
ゲート・カソード電極間に逆電圧が印加されたとき、充
分な大きさの逆耐圧が得られ、ターンオフさせることが
できるようになる。
、ダイオード部°２と点線に示す境を接する近辺に、半
導体基板表面９からＰイー２層１０の深さＤ中に高濃Ｍ
Ｎ領域８が拡散によって、このＰベース１＠１０とＮベ
ースＪ＠ １１間のオーＰＮ接合１２に達つしないよう
に形成されている。この高濃度Ｎ＋領領域と第一ＰＮ接
合との間隔は、このＮ＋領域８の深さｄを大にして狭く
なるほど抵抗が高くなり、さらにこのＮ＋領域８の幅ｔ
にも関係して抵抗値が変わる。このＧＴＯサイリスタの
ゲート・カソード電極間に逆電圧が印加されたとき、充
分な大きさの逆耐圧が得られ、ターンオフさせることが
できるようになる。
しかし、この高濃度Ｎ＋領領域とオーＰＮ接合１２間の
間隔が狭すぎると、その狭い間隔を隔てた高濃 ５一 度Ｎ＋領域８によって、オーＰＮ接合の両側に拡がる空
乏層の延びが抑えられることに基づいて、 ＧＴＯサイ
リスタの順方向耐圧が低減する。従って、この間隔はＧ
ＴＯサイリスタのゲート・カソード間逆電圧と順方向耐
圧との関係から最適な値に決められる必要がある。
間隔が狭すぎると、その狭い間隔を隔てた高濃 ５一 度Ｎ＋領域８によって、オーＰＮ接合の両側に拡がる空
乏層の延びが抑えられることに基づいて、 ＧＴＯサイ
リスタの順方向耐圧が低減する。従って、この間隔はＧ
ＴＯサイリスタのゲート・カソード間逆電圧と順方向耐
圧との関係から最適な値に決められる必要がある。
次にこの間隔と順阻止耐圧およびゲート・カソード間逆
耐圧の関係を説明する。
耐圧の関係を説明する。
第２図は順方向耐圧と高濃度Ｎ＋領域直下のＰベース層
の厚さとその抵抗との関係を示す図である。
の厚さとその抵抗との関係を示す図である。
白丸印をつなぐ曲線Ａは横軸にとった高濃度Ｎ＋領域直
下のＰベース層厚さく：０−ａ）と左側縦軸にとったＧ
ＴＯサイリスタの順方向耐圧との関係を示す。黒丸印を
つなぐ曲線Ｂは高濃度Ｎ領域直下のＰベース層厚さくＤ
−ａ）と右側縦軸にとった高濃度Ｎ＋領域直下のＰベー
ス層抵抗との関係を示す。
下のＰベース層厚さく：０−ａ）と左側縦軸にとったＧ
ＴＯサイリスタの順方向耐圧との関係を示す。黒丸印を
つなぐ曲線Ｂは高濃度Ｎ領域直下のＰベース層厚さくＤ
−ａ）と右側縦軸にとった高濃度Ｎ＋領域直下のＰベー
ス層抵抗との関係を示す。
さらに詳細に言うと、右側縦軸に示す高濃度Ｎ領域直下
のＰベース層抵抗は高濃度Ｎ＋領領域幅ｔを１ｍとし、
このＮ＋領領域平面の長さく即ち図面に垂直な方向の長
さ）を１５０−としたときの高濃度信領域直下のＰベー
ス層厚さくＤ−、ｉ）”を牙２図の横軸に示す値とした
ときの抵抗値である。牙２図かうＧＴＯザイリスタをタ
ーンオフするために必要なゲート・カソード電極間逆耐
圧、即ち高濃度Ｎ領域直下のＰベース層の商い抵抗値お
よびできるだけ高い順方向耐圧を得るには、第２図にお
いて符号Ｘ、Ｙの線で示す範囲の高濃度Ｎ領域直下のＰ
ベース１−厚さくＤ−ａ）が最適であった。即ち最適な
高濃度Ｎ領域直下のＰベース層厚さＤ−ｄの範囲は４０
μｍ≦Ｄ−ｄ≦７０μｍであり、通常、半導体基板表面
からのＰベース層の深さＤは１００μｍであるので、こ
の場合、高濃度Ｎ領域８の深さｄは３０μｍ≦ｄ≦６０
μｍとなる。
のＰベース層抵抗は高濃度Ｎ＋領領域幅ｔを１ｍとし、
このＮ＋領領域平面の長さく即ち図面に垂直な方向の長
さ）を１５０−としたときの高濃度信領域直下のＰベー
ス層厚さくＤ−、ｉ）”を牙２図の横軸に示す値とした
ときの抵抗値である。牙２図かうＧＴＯザイリスタをタ
ーンオフするために必要なゲート・カソード電極間逆耐
圧、即ち高濃度Ｎ領域直下のＰベース層の商い抵抗値お
よびできるだけ高い順方向耐圧を得るには、第２図にお
いて符号Ｘ、Ｙの線で示す範囲の高濃度Ｎ領域直下のＰ
ベース１−厚さくＤ−ａ）が最適であった。即ち最適な
高濃度Ｎ領域直下のＰベース層厚さＤ−ｄの範囲は４０
μｍ≦Ｄ−ｄ≦７０μｍであり、通常、半導体基板表面
からのＰベース層の深さＤは１００μｍであるので、こ
の場合、高濃度Ｎ領域８の深さｄは３０μｍ≦ｄ≦６０
μｍとなる。
本発明は逆導通ＧＴＯサイリスタにおいて、ＧＴＯサイ
リスタとダイオードとの間の分離領域における半導体基
板表面から、該表面とオーＰＮ接合との間の層に、この
層と反対導電型で所要の拡散深さを有する高濃度不純物
領域を形成することによりＧＴＯザイリスタをターンオ
フ機能を高め、かつ高い順方向耐圧を可能にすることが
できる。
リスタとダイオードとの間の分離領域における半導体基
板表面から、該表面とオーＰＮ接合との間の層に、この
層と反対導電型で所要の拡散深さを有する高濃度不純物
領域を形成することによりＧＴＯザイリスタをターンオ
フ機能を高め、かつ高い順方向耐圧を可能にすることが
できる。
１１図は本発明の一実施例でおる逆導通ＧＴＯサイリス
タの要部断面図、牙２図は本発明の逆導通ＧＴＯサイリ
スタの順方向耐圧と高濃度Ｎ＋領域直下のＰイー２層抵
抗およびその厚さとの関係を示す図でおる。 ｌ・・・ＧＴＯサイリスタ部、２・・・ダイオード部、
３・・・分離領域、４・・・カソード電極、５・・・ゲ
ート電極、６・・・アノード電極、７・・・圧接電極板
、８・・・高濃度不純物領域、９・・・半導体基板表面
、１０・・・Ｐベース層、１１・・・Ｎベース層、１２
・・・オーＰＮ接合。
タの要部断面図、牙２図は本発明の逆導通ＧＴＯサイリ
スタの順方向耐圧と高濃度Ｎ＋領域直下のＰイー２層抵
抗およびその厚さとの関係を示す図でおる。 ｌ・・・ＧＴＯサイリスタ部、２・・・ダイオード部、
３・・・分離領域、４・・・カソード電極、５・・・ゲ
ート電極、６・・・アノード電極、７・・・圧接電極板
、８・・・高濃度不純物領域、９・・・半導体基板表面
、１０・・・Ｐベース層、１１・・・Ｎベース層、１２
・・・オーＰＮ接合。
Claims (1)
- 互いに第一ＰＮ接合を介して隣接する二つのベース層と
、これらのベース層の外側にそれぞれ異なる第二、第三
ＰＮ接合を形成して接する二つのエミッタ層とのＰＮＰ
Ｎ層からなり、一方のエミッタ層表面にゲート電極が複
数のカソード電極を取り囲むように配設されるＧＴＯサ
イリスタ部と、該ＧＴＯサイリスタとは前記二つのベー
ス層をそれぞれ共通にし、かつ両ベース層間の第一ＰＮ
接合をも共通になつている構成のダイオード部とが分離
領域を介して同一半導体基板内に並設され、ダイオード
のアノード電極と前記ＧＴＯサイリスタのカソード電極
とが共通のカソード電極板によつて導電接触されるもの
において、分離領域の半導体基板表面と第一ＰＮ接合と
の間のベース層に該ベース層とは反対導電型で所要の拡
散深さを有する高濃度不純物領域が形成されたことを特
徴とする逆導通ＧＴＯサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073972A JPS61232671A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073972A JPS61232671A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232671A true JPS61232671A (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=13533509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073972A Pending JPS61232671A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5393995A (en) * | 1992-06-04 | 1995-02-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor thyristor device with recess |
| EP0643424A1 (en) * | 1993-09-14 | 1995-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reverse conducting gate turn off thyristor |
| JP2016009871A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | アーベーベー・テクノロジー・アーゲー | 逆導通パワー半導体デバイス |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933871A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Toshiba Corp | 逆導通型半導体装置 |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP60073972A patent/JPS61232671A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933871A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Toshiba Corp | 逆導通型半導体装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5393995A (en) * | 1992-06-04 | 1995-02-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor thyristor device with recess |
| EP0643424A1 (en) * | 1993-09-14 | 1995-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reverse conducting gate turn off thyristor |
| JP2016009871A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | アーベーベー・テクノロジー・アーゲー | 逆導通パワー半導体デバイス |
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