JPS6223165A - ゲ−トタ−ンオフサイリスタ - Google Patents
ゲ−トタ−ンオフサイリスタInfo
- Publication number
- JPS6223165A JPS6223165A JP60161931A JP16193185A JPS6223165A JP S6223165 A JPS6223165 A JP S6223165A JP 60161931 A JP60161931 A JP 60161931A JP 16193185 A JP16193185 A JP 16193185A JP S6223165 A JPS6223165 A JP S6223165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- cathode
- side emitter
- electrode plates
- collecting electrode
- 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
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions
- H10D64/27—Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
- H10D64/291—Gate electrodes for 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】
〔発明の利用分野〕
本発明はゲートターンオフサイリスタ（以下（）ＴＯと
略記）に係シ、特にその遮ｔｒ′ｉＩｔ流を大きくでき
るゲート構造に関するものである。
略記）に係シ、特にその遮ｔｒ′ｉＩｔ流を大きくでき
るゲート構造に関するものである。
ＧＴＯは、半導体基体が隣接相互で導ｌｔ型がノ―次異
なるアノード側エミッタ層、′ｓ１ベースノー、第２ベ
ース層そしてカソード側エミッタ層を備え、ゲート信号
によってターンオンとターンオフ性能共にできるサイリ
スタでアシ、トランジスタに比べ大電力を制御できる半
導体スイッチング素子である。ターンオフ性能をもたせ
るために、カソード側エミッタ層の幅を狭くしてこの層
に隣接する第２ベース層の横方向抵抗を小さくし、ゲー
ト信号がカソード側エミッタ層の中央部まで及ぶように
しである。従ってＧＴＯは通常、半導体基体に電流容量
に応じて細長い短冊状のカソード側エミッタ層を複数個
並べる構造が彩られる。高耐圧かつ大電流ＧＴＯでは円
形の半導体基体が用いられる。
なるアノード側エミッタ層、′ｓ１ベースノー、第２ベ
ース層そしてカソード側エミッタ層を備え、ゲート信号
によってターンオンとターンオフ性能共にできるサイリ
スタでアシ、トランジスタに比べ大電力を制御できる半
導体スイッチング素子である。ターンオフ性能をもたせ
るために、カソード側エミッタ層の幅を狭くしてこの層
に隣接する第２ベース層の横方向抵抗を小さくし、ゲー
ト信号がカソード側エミッタ層の中央部まで及ぶように
しである。従ってＧＴＯは通常、半導体基体に電流容量
に応じて細長い短冊状のカソード側エミッタ層を複数個
並べる構造が彩られる。高耐圧かつ大電流ＧＴＯでは円
形の半導体基体が用いられる。
この理由は、角形にすると角部に電界が集中するため高
耐圧化が難しいばかシでなく、半導体基体に設けられた
電極と半導体基体との熱膨張差による熱ストレスも角部
に集中するからである。また。
耐圧化が難しいばかシでなく、半導体基体に設けられた
電極と半導体基体との熱膨張差による熱ストレスも角部
に集中するからである。また。
カソード側エミッタ層は熱ストレスを等方的にするため
に円形の半導体基体の中心から放射状かつ多重リング状
に並べられる。カソード側エミッタ層をとシ囲むように
ゲート電極が設けられ、その一部分であるゲート来電電
極に外部ゲート端子が等 加工接触だよって接続される。従来、ゲート渠鑞電極は
半導体基体の中央部に設けられていた。しかし、この構
造では遮断電流は最大１０００Ａ程度でｓｂ、これ以上
の大電流化が難しかった。これは、外側のエミッタリン
グになるほどゲート集電電極板とリングとの距離が増し
ゲート電極に生じる電位差が大きくなるためゲート駆動
が小さくなシ、従ってエミッタリング間でゲート駆動に
不均一が生じターンオフ時に電流集中が起こり易くなる
からである。
に円形の半導体基体の中心から放射状かつ多重リング状
に並べられる。カソード側エミッタ層をとシ囲むように
ゲート電極が設けられ、その一部分であるゲート来電電
極に外部ゲート端子が等 加工接触だよって接続される。従来、ゲート渠鑞電極は
半導体基体の中央部に設けられていた。しかし、この構
造では遮断電流は最大１０００Ａ程度でｓｂ、これ以上
の大電流化が難しかった。これは、外側のエミッタリン
グになるほどゲート集電電極板とリングとの距離が増し
ゲート電極に生じる電位差が大きくなるためゲート駆動
が小さくなシ、従ってエミッタリング間でゲート駆動に
不均一が生じターンオフ時に電流集中が起こり易くなる
からである。
上記の問題を解決する方法として、特開昭５９−８６２
６０号公報のようなゲート構造が考案されている。これ
は、ゲート集電電極板がカソード側エミッタ層の多重の
エミッタリングの中間にリング状に設けられたものであ
る。このゲート構造を用いると、円形の半導体基体の中
央部にゲート集電電極板を設ける構造に比べてゲート集
電電極板から最も遠方のエミッタリングまでの距離が低
減できる。このだめゲート電極内に生じる電位差がほぼ
平衡し各エミッタリングへのゲート駆動が比較的均一に
なシミ＠電流が２０００Ａ程度まで増大する。しかしこ
のゲート構造を適用できるのは直径７０ＩＩＩＩＩ程度
のＧＴＯまでであシ、さらに大口径化し遮断電流を２０
００Ａ以上に増大させようとすると、このゲート構造で
もゲート電極内に生じる電位差がゲート集電電極板から
遠いエミッタリングにおいて大きくなるのでゲート駆動
が不均一になシ遮断電流の増大が困難であった。
６０号公報のようなゲート構造が考案されている。これ
は、ゲート集電電極板がカソード側エミッタ層の多重の
エミッタリングの中間にリング状に設けられたものであ
る。このゲート構造を用いると、円形の半導体基体の中
央部にゲート集電電極板を設ける構造に比べてゲート集
電電極板から最も遠方のエミッタリングまでの距離が低
減できる。このだめゲート電極内に生じる電位差がほぼ
平衡し各エミッタリングへのゲート駆動が比較的均一に
なシミ＠電流が２０００Ａ程度まで増大する。しかしこ
のゲート構造を適用できるのは直径７０ＩＩＩＩＩ程度
のＧＴＯまでであシ、さらに大口径化し遮断電流を２０
００Ａ以上に増大させようとすると、このゲート構造で
もゲート電極内に生じる電位差がゲート集電電極板から
遠いエミッタリングにおいて大きくなるのでゲート駆動
が不均一になシ遮断電流の増大が困難であった。
この発明の目的は、遮断電流の大きなＧＴＯを提供する
ことにある。
ことにある。
本発明の特徴は、円形の半導体基体に配置されたカソー
ド側エミッタ層の多重リングの各々がゲート集ｔｌ！極
板に隣接するように複数のゲート集電電極板をリング状
に設けることによシ、この電極板とカソード側エミッタ
層の間のゲート電極に生じる電位差を低減しかつ均一に
したことにある。
ド側エミッタ層の多重リングの各々がゲート集ｔｌ！極
板に隣接するように複数のゲート集電電極板をリング状
に設けることによシ、この電極板とカソード側エミッタ
層の間のゲート電極に生じる電位差を低減しかつ均一に
したことにある。
以下、本発明の実施例を第１図を用いて説明する。
第１図は本発明を実施したＧＴＯのカソード側平面パタ
ーンの一部分である。円形半導体基体１の中心から細長
い短冊状のカソード側エミッタ層２を四重リング放射状
に配置し、中心から数えて第−及び第二リングの間と第
三及び第四リングの間にリング状のゲート集電電極板３
を設けた例で、円形半導体基体１の四分の−を示す。図
示してはいないがカソード側エミッタ層２をと９囲むよ
うにしてゲート電極が設けられ、その一部分がゲート集
電電極板３となっている。ゲート集ａｔ極板３は外部ゲ
ート端子と接続される。
ーンの一部分である。円形半導体基体１の中心から細長
い短冊状のカソード側エミッタ層２を四重リング放射状
に配置し、中心から数えて第−及び第二リングの間と第
三及び第四リングの間にリング状のゲート集電電極板３
を設けた例で、円形半導体基体１の四分の−を示す。図
示してはいないがカソード側エミッタ層２をと９囲むよ
うにしてゲート電極が設けられ、その一部分がゲート集
電電極板３となっている。ゲート集ａｔ極板３は外部ゲ
ート端子と接続される。
本実施例では、カソード側エミッタ層２のすべてがゲー
ト集電電極板３の近くにこれと等距離に配置されるので
、カソード側エミッタ層２とゲート果′域電極板３との
間のゲート電極に生じる電位差が低減されかつ均一にな
る。このためゲート駆動が均一になシ一本のカソード側
エミッタ層からなるを中心とし、アノードエミッタ層ま
での間で構成される単位ＧＴＯの並列動作が良好になる
ので電流集中が起こシにくくなる。従って遮断電流が増
大する効果がある。
ト集電電極板３の近くにこれと等距離に配置されるので
、カソード側エミッタ層２とゲート果′域電極板３との
間のゲート電極に生じる電位差が低減されかつ均一にな
る。このためゲート駆動が均一になシ一本のカソード側
エミッタ層からなるを中心とし、アノードエミッタ層ま
での間で構成される単位ＧＴＯの並列動作が良好になる
ので電流集中が起こシにくくなる。従って遮断電流が増
大する効果がある。
カソード側エミッタ層のリング数はｔ流容量によって決
まるが、リング数にかかわらず本発明は実施可能であシ
同じ効果を有する。また、円形半導体基体の中央部また
は外周部に設けられたゲート集電電極板を併用してもよ
い。
まるが、リング数にかかわらず本発明は実施可能であシ
同じ効果を有する。また、円形半導体基体の中央部また
は外周部に設けられたゲート集電電極板を併用してもよ
い。
尚、各カソード側エミッタ層にはカソード電極が設けら
れている。アノード側エミッタ層は、アノード側主表面
に全面的に露出し、ここにアノード電極が設けられてい
るもの、あるいは、アノード側エミッタ層と第１ベース
層が共にアノード側主表面に露出し１両層にアノード電
極が設けられるアノードエミッタ短絡構造であってもよ
い。
れている。アノード側エミッタ層は、アノード側主表面
に全面的に露出し、ここにアノード電極が設けられてい
るもの、あるいは、アノード側エミッタ層と第１ベース
層が共にアノード側主表面に露出し１両層にアノード電
極が設けられるアノードエミッタ短絡構造であってもよ
い。
カソード側主表面は、カソード側エミッタ層部分が凸部
にあり、第２ベース層部分が凹部にあるような凹凸面に
なっていてもよい。更に、ゲート集′Ｉ！電極板は半導
体基体の中心と周辺に設けてあってもよい。
にあり、第２ベース層部分が凹部にあるような凹凸面に
なっていてもよい。更に、ゲート集′Ｉ！電極板は半導
体基体の中心と周辺に設けてあってもよい。
本発明によれば、ＧＴＯのゲート電極に生じる電位差を
低減しかつ均一にしてゲート駆動を均一にできるので、
遮断電流を増大する効果がある。
低減しかつ均一にしてゲート駆動を均一にできるので、
遮断電流を増大する効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、隣接相互間でｐｎ接合を形成するように導電型が互
いに異なるアノード側エミッタ層、第１ベース層、第２
ベース層、およびカソード側エミッタ層を有する円形半
導体基体を備え、複数の短冊状のカソード側エミッタ層
は一方の主表面において上記半導体基板の中心から周辺
に向うように放射状かつ多重リング状に配置され、各カ
ソード側エミッタ層にはカソード電極が設けられ、該一
方の主表面に露出した第２ベース層に各カソード側エミ
ッタ層を取り囲んでゲート電極が設けられ、他方の主表
面にアノード電極が設けられ、外部端子であるゲート端
子と上記ゲート電極を接続するゲート集電電極板がゲー
ト電極に部分的に設けられているゲートターンオフサイ
リスタにおいて、ゲート集電電極板が、上記カソード側
エミッタ層の多重リングの各々がゲート集電電極板に隣
接するように複数個設けられていることを特徴とするゲ
ートターンオフサイリスタ。 ２、特許請求の範囲第１項においてゲート集電電極はリ
ング状であるゲートターンオフサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161931A JPS6223165A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161931A JPS6223165A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223165A true JPS6223165A (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=15744755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60161931A Pending JPS6223165A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223165A (ja) |
-
1985
- 1985-07-24 JP JP60161931A patent/JPS6223165A/ja active Pending
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