JPS6185865A - バイポーラ・パワー・トランジスタ - Google Patents

バイポーラ・パワー・トランジスタ

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JPS6185865A
JPS6185865A JP60213609A JP21360985A JPS6185865A JP S6185865 A JPS6185865 A JP S6185865A JP 60213609 A JP60213609 A JP 60213609A JP 21360985 A JP21360985 A JP 21360985A JP S6185865 A JPS6185865 A JP S6185865A
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JP
Japan
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emitter
region
contact
bipolar power
base
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Pending
Application number
JP60213609A
Other languages
English (en)
Inventor
ミヒアエル、シユトイジーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPS6185865A publication Critical patent/JPS6185865A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/101Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
    • H10D84/121BJTs having built-in components
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/124Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
    • H10D62/126Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ベース・エミッタ区間に並列に1晧情況に
影響を及ぼす回路部分が接続されているバイポーラ・パ
ワー・トラ/)ツタに関するものである。
〔従来の技術〕
この檀のパワー・トラ/ジッタはSえばトムソン(Th
omson −CS F )社の[スイッチフグトラノ
ンスタ便覧J1979年28−29頁に記載され公知で
あるが、その欠点はトランジスタを遮蘭するためKは負
電流をベース接触を通して流すか低抵抗のエミッタ・ベ
ース間短絡部を接続することが必要であるように回路部
分が構成さnていることである。このような構成Kt1
大きな技術上の苦心が要求される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明の目的は、上記のパワー・トランジスタを改良
して著しく簡単な構成にも拘らず急速遮断つ:可能とな
るようにすることである。
〔問題点の解決手段〕
この目的は特許請求の範囲第1項に特徴として挙げた構
成とすることによって達成される。
〔発明の効果〕
Oの発明によって得られる利点は、パワー・トランジス
タの急速遮断が大きな回路技術上の苦心を必要とするこ
となく同一基板に集積された電界効果トランジスタの単
なる電圧制御によって達成さ几ることである、この場合
電界効果トラ/ジッタを導通I&続すると通電状帽から
11t流遮所状、δに移る。
この発明の櫨々の実施態様と展開は特許請求の範囲・g
2項乃至第6項に示されている。
〔実施刈〕
図面についてこの発明を(に詳細に説明する。
遍1図にはドープされた半導体材料列えi/リコ/から
成る板状体1の一部が示されている。この板状半導体に
はドーピング密度闘えば10”cm−3の第1部分層1
bとドーピング密度列えば1017−−3の第2部分層
2があり、これらの部分層1bと2は共にn型であり1
つの垂直形バイポーラ・トランジスタのコレクタとなっ
ている。このトラ/ジッタのペースは半導体板1内に作
られたドーピング密度例えば1016crR−3のp型
領域6である。
この領域は境界面1aまで拡がり、そこにベース接触4
が設けられペース接続端Bに結ばれる。領域3内pcは
n型エミッタ領域5が作られ、境界面1a上のエミツタ
接触6全通して工とツタ接続4Eに結ばれる。第2部分
i12 Kはコレクタ凄触層7があり、コレクタ接続端
KK結ばれる。
エミッタ接続端Eとベース接続端Bの1115には半導
体板上に集積されたエンハ/スメント型FETT1が置
かれる。T1は境界面1aでベース接触4に接触するn
+型にドーグされたノー2項48、エミッタ領域5の縁
端部分で構成されるドレン領域および領域5と8の間に
ある領域5J′)1ル分からj1成される。この領域3
0部分はゲート絶縁分離+i 9 Kよって境界面1a
から分離されたゲート電極10によ゛りて覆J)れる。
ゲート電極10は制御入力端11に結ばれている。Tl
i接続端11を通して制−さ、れるエミッタ・ベース短
絡構造となっている。接続端11に正のntll H電
圧U1が印、h口さnると、ゲート電極100丁で1a
lC接する領域50部分に反転チャネル12が形成され
、領域5と8従って接続端EとBを低い抵抗をもって相
テ結合(短絡ンする。1ffl制御入力端11に電圧が
印加されていないときは、反転チャネル12も存在せず
短絡は生じない。
電力トランジスタの導通状態では端子Bを通して矢印の
方向に流れるペース電流IBIc!4係して喰荷篭流が
KとEの間に流れる。このJll会外部負′ffシ流回
路にはコレクタ這圧啄があって、端子KをEK灯して正
電位に置く。
正の11iI田1圧+Uaがrv制御入力端1・1に加
えられると、部分4. 8. 12. 5および6で構
成される極めて低抵抗の通路を通して負荷it流がエミ
ッタ接続端EK導かれ、ベース電流IBが引Piき供給
されている場合にも電力トランジスタを急速遮断する。
第2図にこの発明の第2の実施例を示す。これは制御人
力411が導線14によってコレクタ接続端にに結ばれ
ている点だけで第1図の実施列と異っているものである
。その他の部分は第1図のものに対応し、同じ番号で示
されている。
第2図の環カトランジスタの動作中接続端Kに加えられ
たコレクタ電圧がT1のしきい値電圧以下にとどまって
いると、トランジスタは通常のコレクタ電流とコレクタ
電圧およびベースtaとの関係を保持する。しかしコレ
クタ電圧がT1のしきい値電圧を超えると、反転チャネ
ル12が形成され接続端EとBが低抵抗結合されてトラ
ンジスタは遮断される。T1のしきい値電圧以上のコレ
クタ電圧においてのトランジスタの動作はこのようにし
て不可能となる。Tl7)Lきい値電圧′I′i、5と
8の間にある領域30部分のドーピング一度とゲート絶
縁+49の厚さの選定によって所望の値にI!lllす
ることができる。この場合しきい値tlEはドーピング
濃度とゲート絶縁層の厚さの上昇と共に上昇する6 第2図に示すように+1lJrn入力端11とベース接
続?lB又はベース接触40間にツェナーダイオードZ
Dを接続し、を流制限抵抗Rを導線14に挿入すると有
利である。RとZDKよりKに印加された逆’i[Eが
分割され、ゲート絶縁層9に加えられる部分′1圧がZ
Dの#1111電圧を超えないと層9にブレークダウン
電圧値以上の電圧が加えられることはない。
、J3図は4g1図のパワー・トランジスタの制量入力
端が無電圧のときのコレクタ電流1cとコレクタ・エミ
ッタ1圧UCZの関係を示す。図から分る【うにベース
電流IBが約+20mAのときICは1v以上のUCC
の値において約200:oAに上昇する。Uc、=7V
でIcWi約220 mAである。しかし制御入力端1
1がKと結ばれていると同じ条件の下で第4図に示した
Ia/Ucg曲禰となる。ベースに供給される電流1B
が+20mAで一定であっても、コレクタ電流Iari
約5vのしきい値電圧ンこUc、が違したときトランジ
スタのa向により急激に低下する。しきい値電圧を適当
に選定することによりトランジスタの動作上例えばBZ
で限定されたIo/Ucgダイヤグラムの区域内に限定
し、それによって電力トランジスタの熱破壊を確実に阻
止することができる。
第5図は第1図のパワー・トランジスタの有利な実施形
態の平面図である。エミッタ領域はこCでは多数の垂直
方向に延びるストライプ形部分領Ij!5′、  5′
、  5″″から成る。エミッタ接触6はくし形の輪郭
を示し、その上方に突き出した指状笑起が部分領域に接
触する。41図#′i、[5図のI−X線に沿う趙面で
ある、ソース領域8はエミッタ贋触6の上方の境界に沿
って蛇行する。これに応じてゲート′lIc極10もノ
アンダー形となる、ベース接触4もくし形に作られ、F
に向って突き出した指状突起がエミッタ接触の上に回っ
て突き出した突起の間に1かれている。
第6図は電力トランジスタの別の有利な実施形暢の平面
図を示す。エミッタ領域5はこの場合矩形又はストライ
プ形の輪郭を示す。ベース接触4には矩形の孔15があ
給、ソース領域8の外縁部に僅かに重なって論る。5g
1図は第6図の1’−I’罐に沿う曲面と見られる。第
2の同様な構成の島形エミッタ構造が上記のものに並べ
て設けられている。接続211F、と11はそれぞれ両
構造の対応部分6と10に接続される。ペース接触4は
両エミッタ構造を堰囲み、それぞれのエミッタ構造に対
する孔を備えている。
45図に示したくし形のエミッタ接触6と工iツノ部分
領#R5′、  5′、  5−を多数設け、それに対
応して第6図rc示した鳥形のエミッタ構造を多数半導
体板の境界面1a上に一様に分布させると特に有利であ
る。この4造の部分4.6および10はそれぞれ共通の
接f44’:、Bおよび11に接続される。その際′4
5図(lζ示したエミッタ′tA破5′は幅すが50μ
m、長さは約1amのものとすることができる。くし形
のエミッタ接触構造6045図Vctとして示されてい
る長さは―え、15m+とする、領域3へのエミッタ領
域5又は5′の進入深さ1α5乃至2μmとすると効果
的である。領M5/)厚さは3乃至5μmとするのに対
して部分層1bの厚さは10乃至50μm′/c選ぶ。
部分層1bと2riJ+図と異り一様にドープされたn
型層で置き換えることができる。
上記の実施列の外に各半導体領域を反対伝導型のものと
し、動咋に必要な電流、 14CIEtj1!極性のも
のとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
講1図と第2図はこの発明の41と第2の実施列を示し
、第5図と5g4図は1g21の実施メjの説明用のダ
イヤグラムであり、第5図はこの発明によるパワー・ト
ランジスタの平面図、46園は・35図のパワー・トラ
ンジスタを変形したものの平面図である。第1図、第2
図において1b・・・第1部分層、2・・・第2部分層
、5・・・ペース領域、4・・・ベース接触、5・・・
エミッタ領域、6・・・エミッタ接触、7・・コレクタ
接触、8・・・ソース領域、10・・・ゲート電極、T
1・・・エミッタ・ペース間短f8嘴造。 tril18) rU1人フ「埋士冨村 落   、r
〜。 IGI

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)コレクタ接触を備える第1伝導型の半導体物体内に
    ベース領域となる第2伝導型領域があり、この領域に少
    くとも1つの第1伝導型エミッタ領域が形成されている
    遮断情況に影響を及ぼす回路部分がベース・エミッタ間
    区間に並列接続されたバイポーラ・パワー・トランジス
    タにおいて、第1伝導型の半導体物体に集積形成された
    電界効果トランジスタ(T1)から成るエミッタ・ベー
    ス間短絡構造を備えること、この電界効果トランジスタ
    が第2伝導型領域(3)内でエミッタ領域(5)の傍ら
    に形成されベース接触(4)に導電結合された第1伝導
    型ソース領域(8)を含むこと、エミッタ領域(5)の
    縁端区域が電界効果トランジスタ(T1)のドレン領域
    となつていること、エミッタ領域(5)とソース領域(
    8)の間にある領域(3)の部分を覆い薄い電気絶縁層
    (9)によつて半導体基板(1)から分離されたゲート
    電極(10)が設けられ、この電極が遮断用の制御電圧
    を導く制御入力端(11)を備えていることを特徴とす
    るバイポーラ・パワー・トランジスタ。 2)制御入力端(11)が導線(14)を通してコレク
    タ接触(7)の接続端Kに結ばれていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ・パワー・ト
    ランジスタ。 3)制御入力端(11)とベース接触(4)の間にツェ
    ナーダイオード(ZD)が接続され、導線(14)に電
    流制限抵抗(R)が挿入されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載のバイポーラ・パワー・トラン
    ジスタ。 4)エミッタ接触(6)が多数の指状突起とそれを結合
    するブリツジを備えるくし形構造であること、多数のエ
    ミッタ部分区域(5′、5″、5′″)がそれぞれ指状
    突起の下側に置かれていること、ベース接触(4)も同
    じくくし形構造として作られ、その突起がそれぞれエミ
    ッタ接触(6)の突起の間に突き出していることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項乃至第3項の1つに記載の
    バイポーラ・パワー・トランジスタ。 5)エミッタ領域(5)とエミッタ接触(6)がほぼ矩
    形の境界を持ち、ベース接触(4)にはほぼ矩形の孔(
    15)があつて、この孔の境界を決めるソース領域(8
    )の縁端が電界効果トランジスタのソース領域(8)に
    僅かに重なり合つていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項乃至第3項の1つに記載のバイポーラ・パワー
    ・トランジスタ。 6)多数のエミッタ領域が半導体物体(1)の境界面(
    1a)に並べて配置されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項乃至第5項の1つに記載のバイポーラ・
    パワー・トランジスタ。
JP60213609A 1984-09-28 1985-09-26 バイポーラ・パワー・トランジスタ Pending JPS6185865A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3435828.5 1984-09-28
DE3435828 1984-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6185865A true JPS6185865A (ja) 1986-05-01

Family

ID=6246710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60213609A Pending JPS6185865A (ja) 1984-09-28 1985-09-26 バイポーラ・パワー・トランジスタ

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0180003A3 (ja)
JP (1) JPS6185865A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244758A (ja) * 1988-08-05 1990-02-14 Koudenshi Kogyo Kenkyusho:Kk ベース変調形バイポーラ・トランジスタ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0176771A3 (de) * 1984-09-28 1988-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Bipolarer Leistungstransistor mit veränderbarer Durchbruchspannung

Family Cites Families (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL293292A (ja) * 1962-06-11
US3271640A (en) * 1962-10-11 1966-09-06 Fairchild Camera Instr Co Semiconductor tetrode
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EP0180003A3 (de) 1988-01-13
EP0180003A2 (de) 1986-05-07

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