JPS63216377A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63216377A JPS63216377A JP5082087A JP5082087A JPS63216377A JP S63216377 A JPS63216377 A JP S63216377A JP 5082087 A JP5082087 A JP 5082087A JP 5082087 A JP5082087 A JP 5082087A JP S63216377 A JPS63216377 A JP S63216377A
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- Japan
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- region
- type
- conductivity type
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置に関し、さらに詳しくは、電力
用スイッチング素子としてのGTOサイリスタ(Gat
e Turn−off Thyristor)の改良に
係るものである。
用スイッチング素子としてのGTOサイリスタ(Gat
e Turn−off Thyristor)の改良に
係るものである。
従来からこの種のGTOサイリスタについては、バイポ
ーラ拳トランジスタ(Bipolar Transis
tor)における場合と同様に自己消弧能力を有し、か
っこのバイポーラ会トランジスタに比較するとき、大電
流化、高耐圧化をなし易いことから、大電力のインバー
タ装置とかチョッパ装置などに適用する素子として注目
されている。しかし、一方、このGTOサイリスタの場
合には、可制御電流値を越える電流をターンオフさせよ
うとすると、その素子構成が破壊される惧れがあるため
に、当初からこの可制御電流容量を可及的に大きくする
ように設計している。
ーラ拳トランジスタ(Bipolar Transis
tor)における場合と同様に自己消弧能力を有し、か
っこのバイポーラ会トランジスタに比較するとき、大電
流化、高耐圧化をなし易いことから、大電力のインバー
タ装置とかチョッパ装置などに適用する素子として注目
されている。しかし、一方、このGTOサイリスタの場
合には、可制御電流値を越える電流をターンオフさせよ
うとすると、その素子構成が破壊される惧れがあるため
に、当初からこの可制御電流容量を可及的に大きくする
ように設計している。
第3図には、従来例によるGTOサイリスタの基本的な
概要構成を模式的に示しである。
概要構成を模式的に示しである。
すなわち、この第3図構成において、符号11はn型シ
リコン基板からなるn型ベース領域、12および13は
このn型ベース領域11の両面側にポロンとかGaなと
のp型の不純物を拡散して形成されたp型エミッタ領域
およびp型ベース領域、14はp型ベース領域13の主
表面側からn型の不純物を選択的に拡散して形成された
n型エミッタ領域であり、また、 15.IEIおよび
17はこれらのp型エミッタ領域12.p型ベース領域
13およびn型エミッタ領域14のそれぞれにオーミッ
ク接触させてなる陽電極、ゲート電極および陰電極であ
る。
リコン基板からなるn型ベース領域、12および13は
このn型ベース領域11の両面側にポロンとかGaなと
のp型の不純物を拡散して形成されたp型エミッタ領域
およびp型ベース領域、14はp型ベース領域13の主
表面側からn型の不純物を選択的に拡散して形成された
n型エミッタ領域であり、また、 15.IEIおよび
17はこれらのp型エミッタ領域12.p型ベース領域
13およびn型エミッタ領域14のそれぞれにオーミッ
ク接触させてなる陽電極、ゲート電極および陰電極であ
る。
しかして、この従来例構成によるGTOサイリスタの場
合、可制御電流容量を増加させる手段としては、 n型
エミッタ領域14の直下でのp型ベース領域13におけ
る領域部分13aの横方向抵抗を下げるのが最も有効で
あり、そしてこの領域部分13aの横方向抵抗を下げる
ためには、p型ベース領域13の不純物濃度を高くすれ
ば良いのであるが、一方、このp型ベース領域13の不
純物濃度を上げ過ぎてしまうと、 n型エミッタ領域1
4からの電子の注入効率が低下して、ゲートトリガ電流
が上昇すると云う好ましくない問題点を有するものであ
つた。
合、可制御電流容量を増加させる手段としては、 n型
エミッタ領域14の直下でのp型ベース領域13におけ
る領域部分13aの横方向抵抗を下げるのが最も有効で
あり、そしてこの領域部分13aの横方向抵抗を下げる
ためには、p型ベース領域13の不純物濃度を高くすれ
ば良いのであるが、一方、このp型ベース領域13の不
純物濃度を上げ過ぎてしまうと、 n型エミッタ領域1
4からの電子の注入効率が低下して、ゲートトリガ電流
が上昇すると云う好ましくない問題点を有するものであ
つた。
この発明は従来のこのような問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的とするところは、ゲート
トリガ電流を上昇させることなしにp型ベース領域13
での領域部分13aの横方向抵抗を下げ、これによって
大きな可制御電流値を有するこの種の半導体装置、ご覧
ではGTOサイリスタを提供することである。
されたものであって、その目的とするところは、ゲート
トリガ電流を上昇させることなしにp型ベース領域13
での領域部分13aの横方向抵抗を下げ、これによって
大きな可制御電流値を有するこの種の半導体装置、ご覧
ではGTOサイリスタを提供することである。
前記目的を達成するために、この発明に係る半導体装は
は、多数個のGTOユニットセルを並列接続させてなる
パワー〇TOサイリスタにおいて、各GTOユニットセ
ル内での第2導電型エミッタ領域の直下の第1導電型ベ
ース領域部分を、横方向抵抗を低減させるための高濃度
領域部分と、ゲートトリガ電流を低下させる低濃度領域
部分とで構成させたものである。
は、多数個のGTOユニットセルを並列接続させてなる
パワー〇TOサイリスタにおいて、各GTOユニットセ
ル内での第2導電型エミッタ領域の直下の第1導電型ベ
ース領域部分を、横方向抵抗を低減させるための高濃度
領域部分と、ゲートトリガ電流を低下させる低濃度領域
部分とで構成させたものである。
すなわち、この発明においては、第2導電型エミッタ領
域の直下での第1導電型ベース領域部分を、横方向に並
列される高濃度領域部分と低濃度領域部分とによって形
成したので、ターンオフ時にあっては、高濃度領域部分
を通して電流を引き抜くことができ、また1点弧時にあ
っては、低濃度領域部分への電子の注入効率を高く確保
できることになり、この結果として、ゲートトリガ電流
を大きくせずに、可制御電流値を大きくとり得るのであ
る。
域の直下での第1導電型ベース領域部分を、横方向に並
列される高濃度領域部分と低濃度領域部分とによって形
成したので、ターンオフ時にあっては、高濃度領域部分
を通して電流を引き抜くことができ、また1点弧時にあ
っては、低濃度領域部分への電子の注入効率を高く確保
できることになり、この結果として、ゲートトリガ電流
を大きくせずに、可制御電流値を大きくとり得るのであ
る。
以下、この発明を適用した半導体装置、こ−ではGTO
サイリスタの各別の実施例につき、第1図および第2図
を参照して詳細に説明する。
サイリスタの各別の実施例につき、第1図および第2図
を参照して詳細に説明する。
第1図(a)および(b)はこの発明の第1実施例を適
用したGTOユニットセルの全体構成を模式的に示す平
面図、および同上Ib−Ib線部の断面図である。
用したGTOユニットセルの全体構成を模式的に示す平
面図、および同上Ib−Ib線部の断面図である。
この第1図(a)、(b)の第1実施例においても、符
号21はn+型シリコン基板からなるn型(第2導電型
)ベース領域であり、また、22は同n型ベース領域2
1の下面側(裏面側)にp型の不純物を拡散して形成さ
れたp型(第1導電型)エミッタ領域、23は回n型ベ
ース領域21の上面側(表面側)にp型の不純物を拡散
して形成されたp型(第1 −導電型)ベース領域
であって、このp型ベース領域23での9次にn型(第
2導電型)エミッタ領域を形成する部分に対応した領域
部分には、この第1実施例構成の場合、特に、同領域部
分、つまり低濃度領域部分23bを横方向に交互に残す
ようにして、選択的にp型の不純物を高濃度に拡散して
高濃度領域部分23aを形成してあり、こ−では、この
p型ベース領域23.ひいては低濃度領域部分23bの
V/Iが、数10Ω程度であるのに対し、高濃度領域部
分23aのV/Iが、数Ω程度に小さくなるように設定
させである。
号21はn+型シリコン基板からなるn型(第2導電型
)ベース領域であり、また、22は同n型ベース領域2
1の下面側(裏面側)にp型の不純物を拡散して形成さ
れたp型(第1導電型)エミッタ領域、23は回n型ベ
ース領域21の上面側(表面側)にp型の不純物を拡散
して形成されたp型(第1 −導電型)ベース領域
であって、このp型ベース領域23での9次にn型(第
2導電型)エミッタ領域を形成する部分に対応した領域
部分には、この第1実施例構成の場合、特に、同領域部
分、つまり低濃度領域部分23bを横方向に交互に残す
ようにして、選択的にp型の不純物を高濃度に拡散して
高濃度領域部分23aを形成してあり、こ−では、この
p型ベース領域23.ひいては低濃度領域部分23bの
V/Iが、数10Ω程度であるのに対し、高濃度領域部
分23aのV/Iが、数Ω程度に小さくなるように設定
させである。
さらに、24は前記p型ベース領域23としての。
高濃度領域部分23aと低濃度領域部分23b上に主表
面側からn型の不純物を高濃度選択的に拡散して形成さ
れたn型(第2導電型)エミッタ領域であり、そしてま
た、25.28および27はこれらのP型エミッタ領域
22.p型ベース領域23およびn型工ミッタ領域24
のそれぞれにオーミック接触させたAQ、などの金属か
らなる陽電極、ゲート電極およびI12電極である。
面側からn型の不純物を高濃度選択的に拡散して形成さ
れたn型(第2導電型)エミッタ領域であり、そしてま
た、25.28および27はこれらのP型エミッタ領域
22.p型ベース領域23およびn型工ミッタ領域24
のそれぞれにオーミック接触させたAQ、などの金属か
らなる陽電極、ゲート電極およびI12電極である。
しかして、このGTOサイリスタの場合にあっては1通
常、p型ベース領域23の深さが、おへよそ50〜70
7go程度、また、 n型エミッタ領域24の深さが、
20gm程度に形成されることから、これらの高濃度領
域部分23aおよび低濃度領域部分23bについても、
これを約40pm以上の深さに設定するのが好ましい。
常、p型ベース領域23の深さが、おへよそ50〜70
7go程度、また、 n型エミッタ領域24の深さが、
20gm程度に形成されることから、これらの高濃度領
域部分23aおよび低濃度領域部分23bについても、
これを約40pm以上の深さに設定するのが好ましい。
さらに、これらの高濃度領域部分23aと低濃度領域部
分23bとの形成ピッチについては、高濃度p型不純物
拡散時での横方向への拡散性を考慮するとき、49gm
程度にするのが望ましいが、たとえ横方向への拡散によ
って、これが少々オーバラップされたとしても、中間部
での不純物濃度が低くされているために、同形成ピッチ
を1OpL11程度にすることで、後述する効果を十分
に期待できるのである。
分23bとの形成ピッチについては、高濃度p型不純物
拡散時での横方向への拡散性を考慮するとき、49gm
程度にするのが望ましいが、たとえ横方向への拡散によ
って、これが少々オーバラップされたとしても、中間部
での不純物濃度が低くされているために、同形成ピッチ
を1OpL11程度にすることで、後述する効果を十分
に期待できるのである。
従って、この第1実施例による(40サイリスタの構成
では、n型エミッタ領域24の直下のp型ベース領域2
3の部分に、高濃度領域部分23a と低濃度領域部分
23bとを、横方向に並列形成しであるために、ターン
オフ時には、p型不純物の高濃度拡散によって横方向抵
抗の低減された高濃度領域部分23aを通して、容易に
電流を引き抜くことができ、また、点弧時にあっては、
低濃度のま−とされた低濃度領域部分23bへのn型エ
ミッタ領域24からの電子の注入効率を高く確保できる
のである。
では、n型エミッタ領域24の直下のp型ベース領域2
3の部分に、高濃度領域部分23a と低濃度領域部分
23bとを、横方向に並列形成しであるために、ターン
オフ時には、p型不純物の高濃度拡散によって横方向抵
抗の低減された高濃度領域部分23aを通して、容易に
電流を引き抜くことができ、また、点弧時にあっては、
低濃度のま−とされた低濃度領域部分23bへのn型エ
ミッタ領域24からの電子の注入効率を高く確保できる
のである。
また、第2図(a)および(b)はこの発明の第2実施
例を適用したGTOユニットセルの全体構成を模式的に
示す平面図、および同上11b−11b線部の断面図で
ある。
例を適用したGTOユニットセルの全体構成を模式的に
示す平面図、および同上11b−11b線部の断面図で
ある。
すなわち、この第2実施例構成の場合には、前記第1実
施例MR成において、 p型エミッタ領域32に対して
選択的にn+型アノード短絡領域28を形成させ、この
n+型アノード短絡領域28によってp型ベース領域2
3を陽電極25へ短絡させるようにしたもので、この構
成では、ターンオフ時にあって、n型ベース領域21内
の残留キャリアを迅速に回復させることができ、この場
合にも前例と同様な作用、効果が得られる。
施例MR成において、 p型エミッタ領域32に対して
選択的にn+型アノード短絡領域28を形成させ、この
n+型アノード短絡領域28によってp型ベース領域2
3を陽電極25へ短絡させるようにしたもので、この構
成では、ターンオフ時にあって、n型ベース領域21内
の残留キャリアを迅速に回復させることができ、この場
合にも前例と同様な作用、効果が得られる。
以上詳述したようにこの発明によれば、第1導電型エミ
ッタ領域、第2導電型ベース領域、第1導電型ベース領
域、および第2導電型エミッタ領域のそれぞれを、上下
方向へ直列に順次隣接させて構成したGTOサイリスタ
において、第2導電型エミッタ領域の直下の第1導電型
ベース領域を、横方向に並列される高濃度領域部分と低
濃度領域部分とによって形成したので、ターンオフ時に
あっては、横方向抵抗の低減された高濃度領域部分を通
して電流を良好かつ効果的に引き抜くことができ、また
、点弧時にあっては、低濃度領域部分への電子の注入効
率を十分に高く確保できるもので、この結果として、ゲ
ートトリガ電流を大きくしたすせずに、可制御電流値を
大きくし得る。つまり、ターンオフ時における素子自体
の破壊を可及的に防止して、その信頼性を格段に向上し
得るのであり、しかも構造的にも比較的簡単で容易に実
施できるなどの優れた種々の特長を有するものである。
ッタ領域、第2導電型ベース領域、第1導電型ベース領
域、および第2導電型エミッタ領域のそれぞれを、上下
方向へ直列に順次隣接させて構成したGTOサイリスタ
において、第2導電型エミッタ領域の直下の第1導電型
ベース領域を、横方向に並列される高濃度領域部分と低
濃度領域部分とによって形成したので、ターンオフ時に
あっては、横方向抵抗の低減された高濃度領域部分を通
して電流を良好かつ効果的に引き抜くことができ、また
、点弧時にあっては、低濃度領域部分への電子の注入効
率を十分に高く確保できるもので、この結果として、ゲ
ートトリガ電流を大きくしたすせずに、可制御電流値を
大きくし得る。つまり、ターンオフ時における素子自体
の破壊を可及的に防止して、その信頼性を格段に向上し
得るのであり、しかも構造的にも比較的簡単で容易に実
施できるなどの優れた種々の特長を有するものである。
第1図(a) 、 (b)および第2図(a)、(b)
はこの発明に係る半導体装鐙の各別の実施例を適用した
それぞれにGTOユニットセルの全体構成を模式的に示
す平面図、および同上Ib−Ib、■b−IIb線部の
断面図であり、また、第3図は従来例によるGTOサイ
リスタの基本的な概要構成を模式的に示す断面図である
。 21・・・・n型ベース領域、22・・・・p型エミッ
タ領域、23・・・・p型ベース領域、23a・・・・
p型ベース領域の高濃度領域部分、23b・・・・p型
ベース領域の低濃度領域部分、24・・・・n型エミッ
タ領域、25・・・・陽電極、26・・・・ゲート電極
、27・・・・陰電極、28・・・・n+型アノード短
絡領域。 代理人 大 岩 増 雄 (。) 第1図 25;陽宅黍 26、ヶ・・−レ乞嵐 27;険を石り 第2図 I[b 第3図
はこの発明に係る半導体装鐙の各別の実施例を適用した
それぞれにGTOユニットセルの全体構成を模式的に示
す平面図、および同上Ib−Ib、■b−IIb線部の
断面図であり、また、第3図は従来例によるGTOサイ
リスタの基本的な概要構成を模式的に示す断面図である
。 21・・・・n型ベース領域、22・・・・p型エミッ
タ領域、23・・・・p型ベース領域、23a・・・・
p型ベース領域の高濃度領域部分、23b・・・・p型
ベース領域の低濃度領域部分、24・・・・n型エミッ
タ領域、25・・・・陽電極、26・・・・ゲート電極
、27・・・・陰電極、28・・・・n+型アノード短
絡領域。 代理人 大 岩 増 雄 (。) 第1図 25;陽宅黍 26、ヶ・・−レ乞嵐 27;険を石り 第2図 I[b 第3図
Claims (2)
- (1)第1導電型エミッタ領域、第2導電型ベース領域
、第1導電型ベース領域、および第2導電型エミッタ領
域を、上下方向へ直列に順次隣接させて構成したGTO
サイリスタにおいて、前記第2導電型エミッタ領域の直
下の第1導電型ベース領域を、横方向に並列される高濃
度領域部分と低濃度領域部分とによつて形成したことを
特徴とする半導体装置。 - (2)第1導電型ベース領域の高濃度領域部分と低濃度
領域部分とを、横方向へ交互に並列させて形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082087A JPS63216377A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082087A JPS63216377A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216377A true JPS63216377A (ja) | 1988-09-08 |
Family
ID=12869398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082087A Pending JPS63216377A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63216377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104663A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4977585A (ja) * | 1972-11-29 | 1974-07-26 | ||
| JPS5038475A (ja) * | 1973-08-08 | 1975-04-09 | ||
| JPS5111578A (ja) * | 1974-07-19 | 1976-01-29 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Handotaisochi |
| JPS57121276A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Gate turn-off thyristor |
| JPS57138175A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-26 | Hitachi Ltd | Controlled rectifier for semiconductor |
| JPS63209166A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Toshiba Corp | サイリスタ |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP5082087A patent/JPS63216377A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4977585A (ja) * | 1972-11-29 | 1974-07-26 | ||
| JPS5038475A (ja) * | 1973-08-08 | 1975-04-09 | ||
| JPS5111578A (ja) * | 1974-07-19 | 1976-01-29 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Handotaisochi |
| JPS57121276A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Gate turn-off thyristor |
| JPS57138175A (en) * | 1981-02-20 | 1982-08-26 | Hitachi Ltd | Controlled rectifier for semiconductor |
| JPS63209166A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Toshiba Corp | サイリスタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104663A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
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