DE4143346A1 - Integrierte leistungsschalterstruktur - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Lei
stungsschalterstruktur mit einem von einem lateralen MOS-
Gate gesteuerten lateralen Thyristor, bei der das laterale
MOS-Gate mit seiner Drain-Source-Strecke in Reihe zu der
Kathoden-Anoden-Strecke des Thyristors liegt, nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Allgemein befaßt sich die Erfindung mit der Verbesserung
einer Leistungsschalterstruktur, die sich zum Schalten
großer Lasten eignet.
Zum Schalten großer Lasten werden Leistungs-DMOS-Transi
storen für den Bereich niedriger Spannungen von weniger als
100 V auch bei hohen Strömen oberhalb von 10 A als ideale
Schaltelemente angesehen. Ein Leistungs-DMOS-Transistor hat
im eingeschalteten Zustand einen niedrigen Widerstand und
ermöglicht ein schnelles Einschalten bzw. Ausschalten. Bei
höheren Spannungen im Bereich zwischen 500 V und 1500 V wird
bei Leistungs-DMOS-Transistoren das Produkt aus dem Ein
schaltwiderstand und der Fläche, das ein wesentliches Maß
für die Güte des Bauelementes ist, immer größer und somit
immer nachteiliger.
Nachfolgend wird anhand der Darstellung eines bekannten Lei
stungs-DMOS-Transistors, der in Fig. 5 in seiner Gesamtheit
mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist, der Grund für die
mit höheren, zu schaltenden Spannungen nachlassende Bauele
mentegüte erläutert. Wie gezeigt ist, umfaßt ein derartiger
DMOS-Transistor 50 ein Gate 51, eine Sourceelektrode 52 und
eine Drainelektrode 53, welche an ein n⁺-Substrat 54 an
schließt. Bei den Source-Elektroden-Bereichen 52 weist der
bekannte Leistungs-DMOS-Transistor 50 jeweils einen n⁺-Be
reich 55 auf, der von einem p-Basisbereich 56 umschlossen
ist. Zwischen dem n⁺-Substrat 54 und den p-Basisbereichen 56
liegt ein n-Driftbereich 58, der durch eine niedrig dotier
te, epitaktisch auf das hochdotierte n⁺-Siliziumsubstrat 54
aufgewachsene Halbleiterschicht gebildet wird. Die Span
nungsfestigkeit des bekannten DMOS-Transistors 50 wird mit
der Raumladungszone eines pn-Überganges eingestellt, der
sich in die epitaktisch aufgewachsene Halbleiterschicht 58
erstreckt. Je weiter die Raumladungszone sich ausdehnen kann,
d. h. je größer die epitaktisch aufgewachsene Schicht 58 ist
und je niedriger ihre Dotierung ist, desto höher ist die
Spannungsfestigkeit des DMOS-Transistors 50. Andererseits
nimmt der Einschaltwiderstand mit größer werdender Drift
strecke und niedriger werdender Dotierung zu, da der Strom
die epitaktisch aufgewachsene Schicht 58 durchqueren muß.
Um den Epitaxiewiderstand zu vermindern, bedient man sich in
der Leistungselektronik auch eines sogenannten IGBT
(Insulatet Gate Bipolar Transistor) bzw. IGT, wie er in Fig.
6 dargestellt ist und in seiner Gesamtheit mit dem Bezugs
zeichen 60 bezeichnet ist. Mit Ausnahme der nachfolgend
erläuterten Unterschiede stimmt dieser strukturell mit dem
unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläuterten DMOS-Transistor 50
überein, wobei gleiche Teile und Bereiche mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dem IGBT 60 gemäß Fig. 6
ist das n⁺-Substrat 54 des DMOS-Transistors 50 nach Fig. 5
durch ein ebenso hoch dotiertes p⁺-Substrat 64 ersetzt. Der
sich ergebende pn-Übergang zwischen dem Substrat 64 und der
epitaktisch aufgewachsenen Schicht 58 liegt im eingeschalte
ten Zustand in Durchlaßrichtung gepolt in Reihe zu dem
eigentlichen Transistor und injiziert eine große Anzahl von
Minoritätsträgern, d. h. Löchern, in die epitaktisch aufge
wachsene Schicht 58. Hierdurch reduziert sich deren Wider
stand drastisch um ein bis zwei Größenordnungen verglichen
mit dem Epitaxiewiderstand des DMOS-Transistors 50 gemäß
Fig. 5. Jedoch ist es erforderlich, die Ladungsträgerinjek
tion zu begrenzen, da anderenfalls ein parasitärer
p⁺n ⁻pn⁺-Transistor zündet, so daß der Strom durch den IGBT
60 nicht mehr durch das MOS-Gate 51 gesteuert werden kann.
Diese Steuerung hat den Vorteil, daß sie kapazitiv über eine
Isolatorschicht 59 erfolgt und somit keine statische Ver
lustleistung erzeugt. Nur zum Umschalten des Transistors von
dem gesperrten Zustand in den leitenden Zustand oder umge
kehrt fließt ein Ladestrom.
Fig. 7 zeigt eine weitere, bekannte Leistungsschalterstruk
tur in Form eines Thyristors (GTO), der in seiner Gesamtheit
mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet ist. Der bekannte Thyri
stor 70 hat eine Kathode 71, eine Anode 72, sowie zwischen
der Kathode 71 und Anode 72 eine übliche n⁺pnp⁺-Vierschich
tenstruktur mit einer n⁺-Schicht 73, einer p-Basisschicht
74, einer n-Basisschicht 75 und einem p⁺-Substrat 76. Ferner
umfaßt dieser bekannte Thyristor ein Ansteuerungs-Gate 77,
das mit einer p⁺-Schicht 78 an die p-Basisschicht 74 an
grenzt, so daß es möglich ist, diesen Thyristor durch Anle
gen eines negativen Stromes an das Gate 77 auszuschalten.
Fig. 8 zeigt typische Abhängigkeiten der Durchlaßspannung
von der Stromdichte für folgende Leistungsschalterelemente:
einen FET mit 600 V Sperrspannung, einen FET mit 300 V
Sperrspannung, einen Bipolartransistor mit 600 V Sperrspan
nung, einen Darlingtontransistor mit 600 V Sperrspannung,
einen IGT mit 600 V Sperrspannung sowie einen Thyristor mit
derselben Sperrspannung. Wie aus der Gegenüberstellung von
Fig. 8 ohne weiteres erkennbar ist, hat der Thyristor bei
gleicher Durchlaßspannung den bei weitem höchsten Strom be
zogen auf die Chipfläche. Nachteilig ist es jedoch bei übli
chen ausschaltbaren Thyristoren, daß diese einen vergleichs
weise hohen Ausschaltstrom erfordern, der mehr als 1/10 des
Laststromes betragen muß.
Es wurden daher bereits Untersuchungen angestellt, die über
ein MOS-Gate ein- und ausschaltbare Thyristoren betreffen,
um die Nachteile der oben erläuterten Leistungsschalter
strukturen nach dem Stand der Technik auszuräumen.
So ist aus der Fachveröffentlichung W. Seifert und A. A.
Jaecklin: An FET-Driven Power Thyristor, IEEE Trans. Elec.
Dev., Band ED-34, Nr. 5, 1987, Seiten 1170 bis 1176 eine
integrierte Leistungsschalterstruktur mit einem von einem
lateralen MOS-Gate gesteuerten vertikalen Thyristor bekannt.
Diese bekannte Leistungsschalterstruktur ist in Fig. 9 ge
zeigt. Die Struktur umfaßt drei Bereiche, nämlich in Fig. 9
linksseitig ein erstes Gate G1, rechtsseitig das laterale
MOS-Gate G3 sowie im Mittenbereich der Thyristor, der mit
dem Bezugszeichen 91 bezeichnet ist. Der Thyristor umfaßt
eine Kathode 92, eine Anode 98 und eine sich zwischen diesen
erstreckende n⁺pnp⁺-Vierschichtenfolge bestehend aus der
n⁺-Schicht 93, der p-Basisschicht 94, der n-Basisschicht 95
und dem p⁺-Substratbereich 96. An dem Anodenanschluß 98
liegt eine positive Spannung, während an dem Kathodenan
schluß 92 eine negative Spannung angelegt ist. Der Katho
denanschluß 92 ist ferner mit einem p-dotierten Bereich 97
des lateralen MOS-FET G3, 94, 95, 97 verbunden, welcher
dessen Sourceelektrode bildet. Die Drainelektrode dieses
lateralen MOS-FET steht mit der p-Basisschicht 94 in Ver
bindung bzw. wird durch diese definiert.
Über das erste Gate G1 können bei positiver Gatespannung
Elektronen von der Kathode 92 in die epitaktisch aufgewach
sene Schicht 95 injiziert werden. Die Epi-Schicht ist, wie
in Fig. 10 gezeigt ist, die Basis eines pnp-Transistors T1,
der diesen Strom verstärkt und Löcher in die p-Schicht 94
sendet. Diese p-Schicht 94 bildet die Basis eines npn-Tran
sistors T2, der den Strom weiterverstärkt und noch mehr
Elektronen in die Epi-Schicht 95 schickt. Die rückgekoppel
ten Transistoren T1, T2 bewirken ein Ansteigen des Stromes,
so daß der Thyristor 91 durchschaltet und niederohmig wird.
Erst bei Anlegen einer stark negativen Spannung an das MOS-
Gate G3 sperrt der Thyristor 91 wieder, da über den durch
das MOS-Gate G3 aufgesteuerten lateralen PMOS-Transistor 94,
95, 97 ein Teil des npn-Basisstromes zu der Thyristor
kathode 92 kurzgeschlossen wird.
Diese Abschaltmöglichkeit ist jedoch begrenzt. Übersteigt
der Strom im Thyristor einen bestimmten Wert, so kann über
den PMOS-Transistor 94, 95, 97 nicht mehr genügend Strom ab
geführt werden, so daß der Thyristor eingeschaltet bleibt.
Die Ausschaltmöglichkeit ist also arbeitspunktabhängig und
stellt einen nicht zulässigen Unsicherheitsfaktor dar.
Aus der Fachveröffentlichung B. J. Baliga: The MOS-Gated
Emitter Switched Thyristor, IEEE Elec. Dev. Lett., Band
EDL-11, Nr. 2, 1990, Seiten 75 bis 77 ist eine integrierte
Leistungsschalterstruktur der eingangs genannten Art mit
einem von einem lateralen MOS-Gate gesteuerten vertikalen
Thyristor bekannt, bei der das laterale MOS-Gate mit seiner
Drain-Source-Strecke in Reihe zu der Kathoden-Anoden-Strecke
des Thyristors liegt. Diese bekannte Leistungsschalterstruk
tur, welche in Fig. 11 gezeigt ist, ist dort in ihrer Ge
samtheit mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet und umfaßt in
ihrem linksseitigen Teil einen von einer gestrichelten Linie
umfaßten Hauptthyristor 101 mit einer n⁺-Schicht 102, einer
p-Basisschicht 103, einer n-Driftschicht 104, eine n-Puffer
schicht 105, eine p⁺-Anodenschicht 106, an die eine Anode
107 anschließt. Die n⁺-Schicht 102 des vertikalen Thyristors
oder Hauptthyristors 101 bildet gleichzeitig die Drainelek
trode eines MOSFET 108, der lateral angeordnet ist. Die Ka
thode der Gesamtanordnung, die mit dem Bezugszeichen 109 be
zeichnet ist, steht mit einem weiteren n⁺-Bereich 110 in
Verbindung, der von dem n⁺-Bereich 102 durch einen dazwi
schenliegenden Bereich der p-Basisschicht 103 getrennt ist.
Ein isoliertes Gate 111 des MOSFET 108 sperrt den Strom
durch den MOS-Transistor, wenn es mit 0 V beaufschlagt wird.
Die Sperrspannung dieser bekannten Leistungsschalterstruktur
fällt über die Raumladungszone in der EP-Schicht 101, 105
ab.
Diese bekannte Leistungsschalterstruktur hat jedoch einen
parasitären Thyristor 112, der durch die Vierschichtenfolge
aus dem n-Bereich 110, der p-Basisschicht 103, der n-Drift
schicht 104 sowie der n-Pufferschicht 105 und der p⁺-Anoden
schicht 106 gebildet wird.
Das Ersatzschaltbild der Leistungsschalterstruktur gemäß
Fig. 11 ist in Fig. 12 wiedergegeben. Mit Fig. 11 überein
stimmende Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile bzw. glei
che Bereiche. Der Hauptthyristor 101 gemäß Fig. 11 ist in
dem Ersatzschaltbild von Fig. 12 durch die beiden Transi
storen T1, T2 in Rückkopplungsschaltung wiedergegeben. Dem
entsprechend ist der parasitäre Thyristor 112 gemäß Fig. 11
in dem Ersatzschaltbild von Fig. 12 durch die beiden rückge
koppelt geschalteten Transistoren T3, T4 wiedergegeben. Wie
man aus dem Ersatzschaltbild gemäß Fig. 12 erkennt, hat die
se bekannte Thyristorstruktur bzw. Leistungsschalterstruktur
den Nachteil, daß der parasitäre Thyristor 112 einen Strom
fluß über die n⁺-Sourceelektrode des lateralen MOS-Transi
stors 108 ermöglicht. Dieser Strom ist nicht über das
MOS-Gate 111 steuerbar und verhindert ein Abschalten des
Thyristors, sobald dessen Strom einen bestimmten Wert
übersteigt.
Daher zeigen die bekannten Leistungsschalterstrukturen nach
den Fig. 9 bis 12, die als MOS-Gate steuerbare Thyristoren
bezeichnet werden können, kein zufriedenstellendes Abschalt
verhalten. Aus diesem Grunde sind diese bislang nur in der
Literatur vorgeschlagenen Leistungsschalterstrukturen über
ein Laborstadium bislang nicht hinausgekommen.
Aus DE 39 05 149 A1 ist bereits eine Leistungsschaltung mit
einer integrierten CMOS- oder Bipolar-Schaltung bekannt, bei
der die CMOS- oder Bipolar-Schaltung auf einer Halbleiter
materialinsel angeordnet ist, die gegenüber dem angrenzenden
Halbleitermaterial durch eine vergrabene Isolationsschicht
sowie eine Dotierungsschicht, die entgegengesetzt zur
EPI-Schicht dotiert ist, abgeschirmt ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen
den Erfindung die Aufgabe, zugrunde, eine integrierte Lei
stungsschalterstruktur mit einem von einem lateralen MOS-Ga
te gesteuerten lateralen Thyristor der eingangs genannten
Art so weiterzubilden, daß ein sicheres Ein- und Ausschalten
der Leistungsschalterstruktur mit niedrigen Steuerströmen
erreicht wird, wobei die Leistungsschalterstruktur eine hohe
Spannungsfestigkeit bei niedrigem Einschaltwiderstand
aufweisen soll.
Diese Aufgabe wird durch eine integrierte Leistungsschalter
struktur gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Leistungs
schalterstruktur sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfin
dungsgemäßen Leistungsschalterstruktur näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer integrierten
Leistungsschalterstruktur;
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 gezeigten
Leistungsschalterstruktur;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der integrierten
Leistungsschalterstruktur;
Fig. 4 ein Ersatzschaltbild der Leistungsschalter
struktur;
Fig. 5 einen Leistungs-DMOS-Transistor nach dem Stand
der Technik;
Fig. 6 einen mit einem MOS-Gate gesteuerten Bipolar
transistor nach dem Stand der Technik;
Fig. 7 einen Thyristor mit einem Abschalt-Gate nach
dem Stand der Technik;
Fig. 8 die Abhängigkeit von Stromdichte und Durchlaß
spannung bei verschiedenen Leistungsschalter
typen;
Fig. 9 einen über ein MOS-Gate einschaltbaren bekann
ten Thyristor;
Fig. 10 ein Ersatzschaltbild des Thyristors gemäß Fig.
9;
Fig. 11 einen weiteren, über ein MOS-Gate steuerbaren
Thyristor nach dem Stand der Technik; und
Fig. 12 ein Ersatzschaltbild des Thyristors gemäß Fig.
11.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die dort gezeigte Ausfüh
rungsform einer integrierten Leistungsschalterstruktur, die
in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist,
im wesentlichen einen vertikalen Thyristor 2 sowie ein
lateraler NMOS-FET mit seinem Gate G3. Der Thyristor 2 hat
eine n⁺pnp⁺-Vierschichtstruktur mit einer n⁺-Schicht 4, einer
p-Basisschicht 5, einer n-Basisschicht bzw. n-Epi-Schicht 6
und einem p⁺-Substrat 7. Die n⁺-Schicht 4 bildet die Kathode
des Thyristors 2, während das p⁺-Substrat 7 dessen Anode
darstellt. Durch eine vergrabene, im wesentlichen
wannenförmige Oxidschicht 8 ist der laterale MOS-Transistor
3 von der übrigen Leistungsschalterstruktur 4 bis 7
isoliert. Unter der vergrabenen Oxidschicht 8 liegt eine
Dotierungsschicht 9, die entgegengesetzt zu der
darunterliegenden n-Epi-Schicht 6 dotiert ist und die in die
p-Basisschicht 5 des vertikalen Thyristors 2 übergeht.
Die vergrabene Oxidschicht 8 kann durch lokale Hochdosis
implantation von Sauerstoff in das Silizium erzeugt werden.
Ein hochqualitatives vergrabenes Oxid wird durch darauffol
gende Temperung erhalten. In die darüberliegende Silizium
schicht bzw. Siliziuminsel 10 kann der laterale MOS-Tran
sistor 3 direkt integriert werden. Dieser umfaßt einen
n⁺-Bereich 11, der die Drainelektrode bildet. Einen p-Be
reich 12, der den Kanal festlegt, sowie einen n⁺-Bereich 13,
welcher die Sourceelektrode des NMOS-Transistors 3 darstellt
und gleichzeitig die Kathode der aus dem Thyristor 2 sowie
MOS-Transistor 3 gebildeten Leistungsschalterstruktur fest
legt. Die sich an die Sourceelektrode 13 anschließende Kon
taktierung 14 steht ferner mit einem p⁺-Bereich 15 in Ver
bindung, der an die p-Dotierungsschicht 9 anschließt.
Es ist offensichtlich, daß bei der Leistungsschalterstruktur
die Drain-Source-Strecke 10, 13 des lateralen MOS-Transi
stors 3 in Serie zu der Kathoden-Anoden-Strecke 4, 5, 6, 7
des Thyristors 2 liegt. Somit wird der Strom direkt geschal
tet und nicht nicht indirekt dadurch, daß ein möglichst
großer Anteil des Basisstromes des npn-Bipolartransistors T2
kurzgeschlossen wird. Wie insbesondere aus dem Ersatzschalt
bild gemäß Fig. 2 zu sehen ist, in dem gleiche Bezugszeichen
gleiche Bereiche wie in Fig. 1 bezeichnen, kann bei der
integrierten Leistungsschalterstruktur auch kein parasitärer
Thyristor auftreten. Der Sourceanschluß 13 ist dielektrisch
vom Substrat isoliert und nicht mehr Bestandteil einer
npnp-Vierschichtstruktur 4, 5, 6, 7, die bei einem Zünden
ein sicheres Abschalten großer Ströme unmöglich macht. Der
Gesamtstrom der Leistungsschalterstruktur muß über den Kanal
12 des lateralen MOS-Transistors 3 fließen und kann von
dessen Gate 16 gesteuert werden. Es ist offensichtlich, daß
bei der Leistungsschalterstruktur die Sperrspannung an der
Raumladungszone innerhalb der Vierschichtstruktur des
Thyristors 2 abfällt, so daß der MOS-Transistor 3 keine hohe
Spannungsfestigkeit benötigt. Damit kann der MOS-Transistor
mit einem relativ niedrigen Kanalwiderstand ausgeführt
werden. Der Einschaltwiderstand der gesamten
Leistungsschalterstruktur liegt zwischen demjenigen eines
Thyristors und demjenigen eines IGBT. Der Widerstand der
Epitaxieschicht ist vernachlässigbar, so daß der Ein
schaltwiderstand hauptsächlich durch den Kanalwiderstand des
MOS-Transistors 3 bestimmt wird, der aus den dargelegten
Gründen relativ niedrig sein kann. Da die Spannungsfestig
keit durch die Dotierung und Ausdehnung der Epitaxieschicht
6 festgelegt wird, kann man Leistungsschalter herstellen,
die bei 500 V Sperrspannung einen kleineren Einschaltwider
stand als ein IGBT besitzen. Dies trägt bei vorgegebenen
Randbedingungen, wie beispielsweise der Einschaltwiderstand
oder der zulässigen Verlustleistung, zur Reduktion der Bau
elementefläche bei.
Eine abgewandelte Ausführungsform der Leistungsschalter
struktur 1 ist in Fig. 3 wiedergegeben. Die Ausführungsform
der Leistungsschalterstruktur gemäß Fig. 3 stimmt mit
Ausnahme der nachfolgend erläuterten Abweichung mit der
derjenigen von Fig. 1 überein, so daß auf eine nochmalige
Erläuterung übereinstimmender und mit den jeweils gleichen
Bezugszeichen bezeichneter Bereiche verzichtet werden kann.
Dementsprechend stimmt auch das Ersatzschaltbild gemäß Fig.
4 mit Ausnahme der nachfolgend erläuterten Abweichung mit
demjenigen gemäß Fig. 2 identisch überein.
Bei der Leistungsschalterstruktur gemäß Fig. 3 ist zusätz
lich ein weiteres MOS-Gate bzw. ein weiterer MOS-Transistor
17 vorgesehen, dessen Sourceelektrode 18 durch einen n⁺-Be
reich innerhalb der p-Basisschicht 5 gebildet wird und des
sen Drain 19 in die n-Basisschicht 6 übergeht. Der Kanal des
MOS-Transistors 17 wird durch die p-Schicht 5 festgelegt,
oberhalb der das Gate 20 des MOS-Transistors 17 liegt. Wie
dem Ersatzschaltbild gemäß Fig. 4 zu entnehmen ist, ist vor
zugsweise das Gate des lateralen MOS-Transistors 3 mit dem
jenigen des weiteren MOS-Transistors 17 verbunden.
Das weitere MOS-Gate 17 dient zum Einschalten des Thyristors
2 der Leistungsschalterstruktur 1. Bei positiver Spannung an
dem Gate 20 wird ein Kanal aufgesteuert, der ähnlich einem
IGBT einen Strom in die n-dotierte Epitaxieschicht 6 inji
ziert. Wenn, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
3 der Fall ist, das Gate 20 des weiteren MOS-Transistors 17
mit demjenigen 16 des lateralen MOS-Transistors 3 verbunden
ist, so kann mit einer einzigen Steuerelektrode der zu steu
ernde Strom eingeschaltet werden, soweit die Gate-Source-
Spannung oberhalb der Schwellenspannung der Transistoren 3
und 17 ist, oder ausgeschaltet werden, wenn diese kleiner
als die Schwellenspannung ist.
In Abweichung zu der gezeigten Struktur können auch jeweils
inverse Dotierungen verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird anstelle des gezeigten vertikalen
Thyristors ein lateraler Thyristor verwendet.
Claims (6)
1. Integrierte Leistungsschalterstruktur mit einem von
einem lateralen MOS-Transistor (3) gesteuerten lateralen
Thyristor (2), bei der der laterale MOS-Transistor (3)
mit seiner Drain-Source-Strecke (11, 12, 13) in Reihe zu
der Kathoden-Anoden-Strecke (4, 5, 6, 7) des Thyristors
(2) liegt,
gekennzeichnet durch
eine zumindest die Source-Elektrode (13) des lateralen
MOS-Transistors (3) gegenüber dem Substrat (7) und der
EPZ-Schicht (6) isolierende vergrabene Oxidschicht (8).
2. Integrierte Leistungsschalterstruktur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vergrabene Oxidschicht (8) den lateralen MOS-
Transistor (3) wannenartig umschließt.
3. Integrierte Leistungsschalterstruktur nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Thyristor (2) eine laterale npnp-Vierschicht struktur (4, 5, 6, 7) aufweist und
daß der laterale MOS-Transistor ein NMOS-Transistor (3) ist, dessen Drainelektrode (10) mit der Kathode (4) des Thyristors (2) verbunden ist und dessen Sourceelektrode (13) zusammen mit der Anode (7) des Thyristors die Lei stungsstrecke der Leistungsschalterstruktur (1) fest legt.
daß der Thyristor (2) eine laterale npnp-Vierschicht struktur (4, 5, 6, 7) aufweist und
daß der laterale MOS-Transistor ein NMOS-Transistor (3) ist, dessen Drainelektrode (10) mit der Kathode (4) des Thyristors (2) verbunden ist und dessen Sourceelektrode (13) zusammen mit der Anode (7) des Thyristors die Lei stungsstrecke der Leistungsschalterstruktur (1) fest legt.
4. Integrierte Leistungsschalterstruktur nach einem der An
sprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch
einen weiteren MOS-Transistor (17), der derart angeord
net ist, daß bei einer entsprechenden Eingangsspannung
an seiner Gate-Elektrode (20) Ladungsträger in die an
das Substrat (7) angrenzende Epitaxieschicht (6) der
npnp-Vierschichtstruktur des Thyristors (2) injiziert
werden.
5. Integrierte Leistungsschalterstruktur nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gateelektrode (20) des weiteren MOS-Transistors
(17) mit der Gateelektrode (16) des lateralen MOS-Tran
sistors (3) verbunden ist.
6. Integrierte Leistungsschalterstruktur nach Anspruch 4
oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der weitere MOS-Transistor ein NMOS-Transistor (17)
ist, dessen Sourceelektrode (18) mit der n⁺-Kathoden
schicht (4) des Thyristors (2) verbunden ist und dessen
Drainelektrode (19) durch die dem Substrat (7) benach
barte Epitaxieschicht (6) gebildet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4143346A DE4143346A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Integrierte leistungsschalterstruktur |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4100444A DE4100444A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Integrierte leistungsschalterstruktur |
DE4143346A DE4143346A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Integrierte leistungsschalterstruktur |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4143346A1 true DE4143346A1 (de) | 1992-11-19 |
Family
ID=25900151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4143346A Withdrawn DE4143346A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Integrierte leistungsschalterstruktur |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4143346A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19538090A1 (de) * | 1995-10-13 | 1997-04-17 | Asea Brown Boveri | Leistungshalbleiterelement |
WO2017029020A1 (de) * | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Phasenmodul für einen stromrichter |
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- 1991-01-09 DE DE4143346A patent/DE4143346A1/de not_active Withdrawn
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