JPS63301563A - ゲ−ト・タ−ン・オフ・サイリスタ - Google Patents

ゲ−ト・タ−ン・オフ・サイリスタ

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JPS63301563A
JPS63301563A JP62196911A JP19691187A JPS63301563A JP S63301563 A JPS63301563 A JP S63301563A JP 62196911 A JP62196911 A JP 62196911A JP 19691187 A JP19691187 A JP 19691187A JP S63301563 A JPS63301563 A JP S63301563A
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JP
Japan
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layer
emitter
layers
electrode
thyristor
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JP62196911A
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Hiroshi Haruki
春木　弘
Osamu Hashimoto
理 橋本
Fumiaki Kirihata
桐畑　文明
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • 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
    • H10D84/133—Thyristors having built-in components the built-in components being capacitors or resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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    • H10D18/60—Gate-turn-off devices 

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ｐｎｐｎ４層よりなり、一方のベース層に設
けられたゲート電極からの電流引き抜き作用により自己
消弧可能なゲート・ターン・オフ・（以下ＧＴＯと記す
）サイリスクに関する。
〔従来の技術〕
第３図は、従来のＧＴＯサイリスクの要部断面図であり
、ｐエミッタｌ、ｎベース２．　　ｐベース３及びｎエ
ミッタ４の４層構造からなり、ｐエミッタ層にアノード
電極５．　　ｐベース層にゲート電極６．ｎエミッタ層
にカソードを極７がそれぞれ被着しており、ｎエミッタ
４は短冊状になっている単位ＧＴＯサイリスク　（以下
セグメントと略す）を示す、第４図に、セグメントが４
個配置されたＧＴＯサイリスタ素体のカソード電極側か
ら見た平面図を示す、ＧＴＯサイリスタの主要な特性の
一つである可制御電流は、ゲート電極６からゲート電流
を引き抜く作用により実現される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
多数セグメントが配置された実際のＧＴＯサイリスタに
おいては、セグメントの電気的特性、例えば、オン電圧
やゲートインピーダンスにばらつきが存在するため、タ
ーン・オフ時のゲート電流引き抜き作用が各セグメント
において均等にならず、ターン・オフ時の最終段階にお
いである特定のセグメント、例えば、オン電圧が低いも
しくはゲートインピーダンスが高いセグメントへの電流
集中が起こり、ターン・オフ破壊にいたる、この特定の
セグメントへの電流集中の効果は、ＧＴＯサイリスタの
可制御電流の向上をさまたげている。
従来の拡散方法やライフタイムキラー注入方法による各
層の形成では、セグメントの電気的特性の均等化をはか
るのに限度があり、飛躍的な可制御電流の向上はあまり
期待できない。
本発明の目的は、ターン・オフ時にある特定のセグメン
トへの電流の集中を低減させ、大きな回訓ｍ電流能力を
持つＧＴＯサイリスクを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明はゲート電極の被
着するベース層に隣接して設けられる短冊状のエミッタ
層とそれに接続される主電極の間に抵抗層が介在するも
のとする。
〔作用〕
本発明によってエミッタ層と主電極の間に設けられる抵
抗層とは、ターン・オフ時の電流集中を分散させると同
時に、そのエミッタ層とゲート電極の被着するベース層
との間の接合の回復を速める作用をもたらし、可制御電
流の向上を図ることができる。
〔実施例〕
第１．第２図に、本発明の実施例を示し、第３゜第４図
と共通の部分には同一の符号が付されている。第１図の
実施例では、多数配置されたセグメントのｎエミッタ層
４の表面に、例えば多結晶シリコン等からなる抵抗層８
を被着し、この抵抗層８の地表面にカソード電極７が取
付けられている。
第２図に他の実施例を示す、この場合、抵抗層８は、ｎ
エミッタ層４とは接しておらず、ｎエミッタ層４に被着
した金属Ｎ９とカソード電極７の間にはさまれている。
この構造により抵抗層８の材料の選択範囲を広げること
ができる。
このように、セグメントのｎエミッタＮ４とカソード電
極７の間に抵抗１１８を設けることにより、大幅な可制
御電流の向上が見られる。第５図は、抵抗層８の抵抗値
と可制御電流およびオン電圧の関係を示し、ｎエミッタ
層上の抵抗層８の抵抗を１ｍｍ”当たり１５−Ω以上に
することで、可制御電流の有意な増加が観測される。一
方、オン電圧も抵抗層８の抵抗値を増すに従って上昇し
、抵抗値が１　ｍｌｌ”当たり５００＋ａΩを超えると
１．５　Ｖ以上の増加となり、通電による素子の電力発
生損失が増えて実用上素子の冷却に関してコストアップ
になる。
従って、本発明に基づく抵抗層８によってオン電圧の大
幅な上昇をもたらさないで効果的に可制御電流を向上さ
せるには、その抵抗値が１ｍｍ”当たり１５　ｒａΩか
ら５００−Ωの範囲にあることが望ましい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、短冊状のｎエミッタと主電極の間に抵
抗層を設けることにより、この抵抗層での電圧降下が、
とりわけターン・オフの最終段階におけるある特定のセ
グメントへの電流集中を緩和し、各セグメント間の電流
バランスを良好にするとともに、この電圧降下はちょう
どアノード電流をゲートに分流させる作用を行うので、
各セグメントの電流分担のみならずターン・オフ時間を
均等化しようとする結果、再割Ｗｉｔの大幅な向上をも
たらしたものと考えられる。特に、抵抗層の抵抗値が１
　ｍｍ”当たり１５　ｍΩ以上でその効果が顕著となり
、５００−Ωを超えないようにすることで素子のオン電
圧の上昇を適当な範囲に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２図は別の
実施例の要部断面図、第３図は従来のＧＴｏサイリスク
の要部断面図、第４図はＧＴＯすイリスタ素体全体の平
面図、第５図は本発明による抵抗層の抵抗値と可制御電
流およびオン電圧との関係線図である。 ｌａｐミルエミッタ：ｎベース、３：ｐベース、４：ｎ
エミッタ、６：ゲート？ｆ極、７：カソード電極、８：
抵抗層、９：金属電極。 、メー゛− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）交互に異なる導電形を有する隣接した４層よりなり
    、内側のベース層の一つにゲート電極が被着され、該ベ
    ース層に隣接する外側に複数の短冊状のエミッタ層が設
    けられるものにおいて、該短冊状のエミッタ層と該エミ
    ッタ層に接続される主電極の間に抵抗層が介在すること
    を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項記載のサイリスタにおいて、
    抵抗層がエミッタ層に接触することを特徴とするゲート
    ・ターン・オフ・サイリスタ。 ３）特許請求の範囲第１項記載のサイリスタにおいて、
    抵抗層がエミッタ層に被着された金属電極に接触するこ
    とを特徴とするゲート・ターン・オフ・サイリスタ。 ４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに
    記載のサイリスタにおいて、抵抗層の抵抗値が面積１ｍ
    ｍ＾２当たり１５ｍΩないし５００ｍΩの範囲にあるこ
    とを特徴とするゲート・ターン・オフ・サイリスタ。
JP62196911A 1987-01-29 1987-08-06 ゲ−ト・タ−ン・オフ・サイリスタ Expired - Lifetime JPH0658959B2 (ja)

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DE3802050A DE3802050C2 (de) 1987-01-29 1988-01-25 Abschaltthyristor
FR888800844A FR2610452B1 (fr) 1987-01-29 1988-01-26 Thyristor a gain de commande a l'ouverture
US07/383,263 US5010384A (en) 1987-01-29 1989-07-20 Gate turn-off thyristor with resistance layers

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JP62-18963 1987-01-29
JP1896387 1987-01-29
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JPS63301563A true JPS63301563A (ja) 1988-12-08
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DE3802050A1 (de) 1988-08-11
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JPH0658959B2 (ja) 1994-08-03

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