JP2008541275A - 光起動ワイドバンドギャップバイポーラパワースイッチングデバイスおよび回路 - Google Patents

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Abstract

電子回路が、その制御端子に印加される制御信号に応答して負荷電流を供給するように構成される一次ワイドバンドギャップバイポーラパワースイッチングデバイスおよび制御信号を生成するように構成されるドライバデバイスを含む。一次スイッチングデバイスあるいはドライバデバイスのうち少なくとも１つが、光学的に起動するスイッチングデバイスを含むことができる。個別ワイドバンドギャップ半導体デバイスが、制御電流の印加で伝導状態と不伝導状態との間を切替えるように構成される一次バイポーラデバイス段、および制御電流を生成し、かつ一次バイポーラデバイス段に制御電流を供給するように構成されるバイポーラドライバ段を含む。一次バイポーラデバイス段およびバイポーラドライバ段のうち少なくとも１つが、光学的に起動するワイドバンドギャップスイッチングデバイスを含むことができる。

Description

本発明は、マイクロエレクトロニクスデバイスおよび回路に関し、より詳細には、特に炭化珪素パワースイッチングデバイス、例えば光起動炭化珪素トランジスタおよびサイリスタを含むデバイスおよび回路に関する。
炭化珪素サイリスタは、例えば特許文献２（’２１７特許）に、記載されており、その開示を、ここにて全体として記載されるように組み込む。’２１７特許に記載されているサイリスタは、ゲートと、デバイスの第１側部上にアノードあるいはカソードのうちの一方と、デバイスの反対側上にアノードおよびカソードのもう一方と、を有する３端子デバイスである。この種の炭化珪素サイリスタは、類似したシリコンサイリスタを超える向上した電力処理能力を呈することができる。
一体型の光源および炭化珪素活性層を有する光起動サイリスタが、特許文献３に記載された。この種のデバイスは、それ自体のアノードおよびカソード端子を有するサイリスタを起動させるように作用する発光ダイオードのためのアノードおよびカソード端子を含む４端子デバイスを含むことができる。
光起動シリコンサイリスタが、高出力用途において利用された。例えば、光学的に起動する平行ラテラル型サイリスタが、特許文献４に記載されている。
米国暫定特許出願Ｎｏ．６０／６８０，８８１ 米国特許第５，５３９，２１７号 米国特許第５，６６３，５８０号 米国特許第４，７７９，１２６号 米国特許第６，６６４，５６０号 米国特許第６，７７０，９１１号 米国特許第４，９４５，３９４号 「電子回路解析」（Ｗｉｌｅｙ社、１９８４）
炭化珪素サイリスタが匹敵する大きさを設定されたシリコンデバイスを超える向上した電力処理能力を提供することができるとはいえ、炭化珪素で大規模サイリスタを形成することは容易ではない。例えば、シリコンでは、サイリスタが実質的にウェーハと同じ寸法であるように、単一のサイリスタがウェーハ上に作られる。
しかし、欠陥のない炭化珪素ウェーハを製造することは、容易ではない。したがって、炭化珪素ウェーハ全体を消費するデバイスは、デバイスの中に組み込まれた欠陥を有する可能性があり、その性能が制限されることがある。
さらに、一様な光をデバイスの大きい表面領域に当てることが望ましいので、シリコンサイリスタの大きな寸法がこの種のデバイスのための光ドライバの設計を困難にする。
本発明の実施態様が、光起動ワイドバンドギャップバイポーラ電力スイッチング回路およびデバイスを提供する。光学ドライバ機構とバイポーラ電力処理回路との間のガルヴァニック絶縁が、高ノイズ余裕度、高速なスイッチターンオン、高温動作、高圧動作および光ファイバーケーブル、ライトパイプまたは空気あるいは別の媒体中の伝達を使用してスイッチを遠隔制御する能力を提供することができる。
本発明のいくつかの実施態様は、制御端子を含み、この制御端子に印加される制御信号に応答して負荷電流を出力するように構成されるワイドバンドギャップバイポーラパワースイッチングデバイスと、制御信号を発生し、かつスイッチングデバイスの制御端子に制御信号を供給するように構成されるドライバデバイスとを含む電子回路を提供する。スイッチングデバイスあるいはドライバデバイスのうち少なくとも１つが、それに対して当てられている光に応答して非伝導状態と伝導の状態との間で切り替えをするように構成される光学的に起動するデバイスを含むことができる。
この電子回路は、二次ドライバデバイスを更に含むことができる。ドライバデバイスによって生成される制御信号はこの二次ドライバデバイスの制御端子に供給されることができ、そして、二次ドライバデバイスは制御信号を増幅するように構成されることができる。
このドライバデバイスは、ベース、コレクタおよびエミッタを含むダーリントントランジスタ対を形成するように接続される少なくとも一対のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含むことができる。ダーリントントランジスタ対のエミッタは、スイッチングデバイスの制御端子に接続されることができる。
スイッチングデバイスあるいはドライバデバイスのうち少なくとも１つが、炭化珪素バイポーラ接合トランジスタを含むことができる。さらに、スイッチングデバイスあるいはドライバデバイスのうち少なくとも１つが、ラッチ型スイッチングデバイスを含むことができる。
このラッチ型スイッチングデバイスは制御端子を有するサイリスタを含むことができ、そして、この電子回路はサイリスタの制御端子に接続され、かつ光信号に応答してサイリスタを非伝導状態に切り替えるのに十分な電流を供給するように構成される逆バイアス整流フォトダイオードを更に含むことができる。
本発明の別の一実施態様に従う電子回路は、アノードおよびカソードを有する光学起動ワイドバンドギャップサイリスタを含むドライバデバイスと、ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む一次デバイスとを含む。このサイリスタのカソードは第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのベースに接続されることができ、そして、このサイリスタのアノードおよび第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのコレクタは電源電圧に接続される。
この電子回路は、ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む二次ドライバデバイスを更に含むことができる。サイリスタのカソードが第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを通して第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのベースに接続されるように、そして、サイリスタ中を通過する電流が第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのベースに供給されることができるように、サイリスタのカソードが第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのベースに接続されることができ、そして、第２のワイドバンドギャップトランジスタのエミッタは第１のワイドバンドギャップトランジスタのベースに接続されることができる。
第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのエミッタは、接地にあるいは負荷抵抗に接続されることができる。
第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタは、ＮＰＮトランジスタを含むことができる。
この電子回路は、第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのエミッタに接続される中間段抵抗を更に含むことができる。この電子回路は、第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのコレクタと電源電圧との間に接続されるバイアス抵抗を更に含むことができる。
本発明の更なる実施態様に従う電子回路は、アノードおよびカソードを有する光起動ワイドバンドギャップサイリスタを含むドライバデバイスと、ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む一次デバイスとを含む。サイリスタのアノードは第１のワイドバンドギャップトランジスタのベースに接続されることができ、そして、サイリスタのカソードおよび第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのコレクタは負電源電圧に接続される。
第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのエミッタは、接地にあるいは負荷抵抗に接続されることができる。
この電子回路は、ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む二次ドライバデバイスを更に含むことができる。サイリスタのアノードが第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを通して第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのベースに接続されるように、サイリスタ中を通過する電流が第２の炭化珪素バイポーラトランジスタのベースから引き抜かれることができるように、サイリスタのアノードは第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタのベースに接続されることができる。
第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタは、ＰＮＰトランジスタを含むことができる。
本発明のなお更なる実施態様に従う電子回路が、アノード、カソードおよびゲートを有するワイドバンドギャップサイリスタを含む一次デバイスと、ベース、コレクタおよびエミッタを有するダーリントントランジスタ対を形成するように接続される第１の対のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含むドライバデバイスとを含む。ダーリントントランジスタ対によって放出される電流がサイリスタの伝導状態を制御するためにサイリスタのゲートに与えられることができるように、このサイリスタのゲートはダーリントントランジスタ対のエミッタに接続されることができる。ダーリントントランジスタ対を形成するバイポーラトランジスタの対のうち少なくとも１つが、光起動フォトトランジスタを含むことができる。
ダーリントントランジスタ対のトランジスタの各々はＰＮＰトランジスタを含むことができ、そして、サイリスタのカソードおよびダーリントントランジスタのコレクタは負電源電圧に接続されることができる。
いくつかの実施態様において、ダーリントントランジスタ対のトランジスタの各々はＮＰＮトランジスタを含むことができ、そして、サイリスタのアノードおよびダーリントントランジスタのコレクタは正の電源電圧に接続されることができる。
本発明のいくつかの実施態様が、制御電流の印加で伝導状態と非伝導状態との間を切替えるように構成される一次バイポーラデバイス段と、制御電流を生成し、かつ一次バイポーラデバイス段に制御電流を供給するように構成されるバイポーラドライバ段とを含む個別ワイドバンドギャップ半導体デバイスを提供する。一次バイポーラデバイス段およびバイポーラドライバ段のうち少なくとも１つが、光起動ワイドバンドギャップスイッチングデバイスを含むことができる。
一次バイポーラデバイス段およびバイポーラドライバ段のうち少なくとも１つは、ラッチ型スイッチングデバイス、例えばサイリスタを含むことができる。
一次バイポーラデバイス段は、バイポーラドライバ段より大きな電流処理能力を有することができる。
バイポーラドライバ段は、一次バイポーラデバイス段の制御領域に制御電流を供給するように構成される光起動ドライバデバイスを含むことができる。この光起動ドライバデバイスは、一次バイポーラデバイス段の制御領域の側面によって規定される領域の中に形成されることができる。
このデバイスは、ドライバ段と一次バイポーラデバイス段との間に設けられ、かつ一次バイポーラデバイス段の制御領域に電流を供給するように構成される二次ドライバ段を更に含むことができる。
この光起動ドライバデバイスは二次ドライバデバイスの制御領域に電流を供給するように構成されることができ、そして、この光起動ドライバデバイスは二次ドライバデバイスの制御領域の側面によって少なくとも部分的に規定される領域の周辺内に形成されることができる。光起動ドライバデバイスおよび二次ドライバデバイスの双方が、一次バイポーラデバイス段の制御領域の側面によって少なくとも部分的に規定される領域の周辺内に形成されることができる。
バイポーラドライバ段、二次ドライバ段および一次バイポーラデバイス段は、共通コレクタ領域をドライバ段、二次ドライバ段および一次バイポーラデバイス段に形成する炭化珪素基板上に製造されるバイポーラ接合トランジスタを含むことができる。
この炭化珪素基板は第１の導電型を有することができ、そして、このデバイスは第１の導電型の反対側の第２の導電型を有する基板上のエピタキシャル層を更に含むことができる。分離された領域の各々がドライバ段、二次ドライバ段あるいは一次バイポーラデバイス段のうちの１つの制御領域を形成するように、エピタキシャル層は分離された領域の中にパターニングされることができる。
このデバイスは、ドライバ段、二次ドライバ段および一次バイポーラデバイス段のそれぞれの制御領域上にエミッタ領域を更に含むことができ、このエミッタ領域は第１の導電型を有する。ドライバ段、二次ドライバ段および一次バイポーラデバイス段の制御領域は、メサおよび／または注入分離によって分離されることができる。
本発明は、本発明の実施態様が示される添付の図面を参照して以下により完全に記載される。本発明はしかし多くの異なる形式において実施されることができ、および本願明細書において記載される実施態様に限定されるように解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施態様は、この開示が詳細で完全であり、かつ当業者に本発明の目的を十分に伝達するように、提供される。図面において、層および領域の寸法および相対的寸法は、明確にするため誇張されることがありえる。要素あるいは層が別の要素あるいは層「の上にある」「に接続されている」あるいは「に接続されている」と称される場合、それは他の要素あるいは層、の上に直接ある、それらに接続されている、あるいは接続されている、または、介在要素あるいは層が存在することができ、対照的に、要素あるいは層が別の要素あるいは層「の上に直接ある」「に直接接続されている」あるいは「に直接接続されている」と称される場合、何の介在要素あるいは層もない、ことは理解されよう。ここで使用しているように、用語「および／または」は、関連のリストされた項目の一つ以上のありとあらゆる組合せを含む。同じ数は、全体にわたって同じ要素を表す。
用語第１および第２がさまざまな領域、層および／または部分を記載するために本願明細書において使用されるとはいえ、これらの領域、層および／または部分がこれらの用語によって限定されるべきでないことは理解されよう。これらの用語は、１つの領域、層あるいは部分を別の領域、層あるいは部分から区別するために使用されるだけである。したがって、後述する第１の領域、層あるいは部分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の領域、層あるいは部分と呼ばれることができ、そして、同様に、第２の領域、層あるいは部分は、第１の領域、層あるいは部分と呼ばれることができる。
さらに、相対的用語、例えば「下部」「底部」および「上部」「最上部」は、図にて図示したように、１つの要素の別の要素に対する関係を記載するために本願明細書において使用されることができる。相対的用語は、図に描かれる方位に加えてデバイスの異なる方位を包含することを目的とする、ことは理解されよう。例えば、図のデバイスがひっくり返される場合、他の要素の「下部の」側面にあると記載される要素は、その時他の要素の「上部の」側面に位置を定められるだろう。例示的な用語「下部」は、したがって、図の特定の方位に従って「下部」および「上部」の双方の方位を包含する。同様に図のうちの１つのデバイスがひっくり返される場合、他の要素「より下に」あるいは「の下に」として記載されている要素は、その時他の要素「より上に」位置を定められるだろう。例示的な用語「より下に」あるいは「の下に」はしたがって、上および下の両方の方位を包含することができる。
本願明細書において用いられる用語は、具体例だけを記載するためにあって、本発明の限定を目的としない。ここで使用しているように、単数形「一つの」、「一つの」および「その」は、文脈が別の方法で明らかに示さない限り、同様に複数形を含むことを目的とする。更に、用語「含む」および／または「含む」は、この明細書において使用される場合、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素および／または構成要素の存在を指定するが、一つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素および／またはその群の存在あるいは追加を排除しない、と理解されよう。
特に、規定されない限り、一般に、本発明が帰属する技術の当業者によって理解されるように、本願明細書において用いられる（技術的および科学的用語を含む）全ての用語は同じ意味を有する。更に、例えば共通して使う辞書で規定されるもののような用語は、この開示および関連する技術の文脈においてそれらの意味と整合している意味を有するように解釈されるべきであり、そして、本願明細書において明示的にそのように規定されない限り、理想とされるかあまりに形式的意味において解釈されない、ことは理解されよう。
本明細書で用いられる用語「第ＩＩＩ族窒化物」は、窒素と周期律表第ＩＩＩ族の元素、通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）および／またはインジウム（Ｉｎ）との間で形成されるそのような半導性化合物を意味する。この用語はまた、例えばＡｌＧａＮおよびＡｌＩｎＧａＮなどの三元および四元化合物をも意味する。
図面を参照すると、図１から７および１０は、本発明に従う光起動パワースイッチング回路のさまざまな実施態様を例示している回路図である。本発明の実施態様に従うサイリスタを含むトランジスタは、３Ｃ、２Ｈ、４Ｈ、６Ｈおよび１５Ｒのポリタイプを有する炭化珪素から、あるいは電子デバイスを製造するために有用なさまざまなＩＩＩ属−窒素化合物材料のいずれかから形成されることができる。例示の実施態様において、ｎ＋およびｎ−領域、同じくｐ＋およびｐ−領域は、当業者によく理解される方法で同じ導電型材料のそれぞれ異なるドーピング濃度レベルを象徴するために「＋」および「−」を示されている。ここで使用しているように、「＋」および「−」指示が必ずしも、材料が一方では縮退しているか、あるいは他方では半絶縁である、ことを意味するというわけではない。ｐ型炭化珪素は、例えばアルミニウムあるいは硼素によってドープされることができ、そして、ｎ型炭化珪素は、例えば窒素あるいは燐によっておそらくドープされる。Ｐ型窒素化合物は、例えばマグネシウムによってドープされることができ、一方ｎ−型窒素化合物は、例えばシリコンによってドープされることができる。
図１は、本発明の実施態様に従う多段式光起動パワースイッチング回路１０の模式図である。回路１０は、ドライバトランジスタ１２および一次トランジスタ１４を含む。加えて、一つ以上の任意選択の二次ドライバトランジスタ１６が回路内に設けられることができる。図１に例示される実施態様において、ドライバトランジスタ１２はコレクタ、エミッタおよびドライバトランジスタ１２から直流電気的に絶縁される外部かあるいは一体化された紫外線源２０からの、紫外線の侵入を可能にするように構成される露出したベース領域を有するＮＰＮ−型フォトトランジスタである。ドライバトランジスタ１２のエミッタは、ドライバトランジスタ１２および二次ドライバトランジスタ１６がダーリントントランジスタ対１８を形成するように、任意選択の二次ドライバトランジスタ１６のベースに接続される。ダーリントントランジスタ動作は、公知技術であり、例えばＲ．Ｃｏｌｃｌａｓｅｒ著、非特許文献１の第１３章に記載されている。
ドライバトランジスタ１２から流れるエミッタ電流は、任意選択の二次ドライバトランジスタ１６によって増幅される。任意選択の二次ドライバトランジスタ１６から流れるエミッタ電流は、一次トランジスタ１４のベースに接続される。一次トランジスタ１４に印加されるベース電流は一次トランジスタ１４をオンさせ、電流がそのコレクタとエミッタ端子との間で一次トランジスタの中を流れることができる。
図１で示したように、追加された任意選択の二次ドライバトランジスタ１６はベースドライブ電流の更なる電流増幅のために含まれることができる。任意選択の二次ドライバトランジスタ１６を含まない実施態様において、ドライバトランジスタ１２から流れるエミッタ電流が一次トランジスタ１４のベースコンタクトに直接印加されることができることは理解されよう。
図１に例示される実施態様において、ドライバトランジスタ１２、一次トランジスタ１４および任意選択の二次ドライバトランジスタ１６のコレクタは、電源電圧（図示せず）に共通に接続されることができ、一方一次トランジスタ１４のエミッタは、接地あるいは負荷抵抗（図示せず）に接続されることができる。
ＵＶ源２０は、ドライバトランジスタ１２を導通させるのに充分なエネルギーを有する光を供給する。いくつかの実施態様において、ドライバトランジスタ１２の活性半導体層は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）あるいは別のＩＩＩ属−窒素化合物材料などのワイドバンドギャップ材料を含む。ワイドバンドギャップ材料内に電子正孔対の形成を誘発するために、材料バンドギャップを超えるエネルギーを有する光、例えば紫外（ＵＶ）光が材料にあてられることができる。炭化珪素に対して、３．２５ｅＶ以上のエネルギー（すなわち約３８０ｎｍ以下の波長）を有する光が、使用されることができる。ＳｉＣより小さいバンドギャップを有する窒化ガリウムに対して、対応してより大きい波長の光が使用されることができる。紫外線は、紫外線発光ダイオードあるいはレーザダイオードあるいは他の適切な光源によって発生されることができる。紫外線発光ダイオードは、例えば本出願の譲受人に譲渡された「紫外線発光ダイオード」という名称の特許文献５に記載される。特許文献５は、ここにて全体として記載されるように組み込む。
紫外線源２０は、特許文献３にて説明したように、ドライバトランジスタ１２に一体化されて形成され、ハイブリッドの部品としてドライバトランジスタ１２と共に実装されるかあるいは別々の要素として設けられることができる。
ドライバトランジスタ１２が「オフ状態」（すなわち、電流がデバイスのコレクタとエミッタの間で流れない）にある場合、ベース電流は一次トランジスタ１４に供給されず、そして、一次トランジスタは「オフ状態」のままであり、コレクタ電圧を遮断する。
十分に強力な光がドライバトランジスタ１２に当てられる場合、電子正孔対がコレクタ／ベース接合に存在する空乏領域内に発生する。充分なキャリアがコレクタ−ベース接合の中で発生する場合、接合のエネルギーバリアは低下し、接合を順バイアスになるようにさせ、それがこのデバイスをオンにして、デバイスのコレクタとエミッタ間の電流の流れを可能にする。一旦ドライバトランジスタ１２がこの方法でオンにされると、ベース電流が一次トランジスタ１４に供給され、そのデバイスをオンにして、出力電流が流れるのを可能にする。
図２は、ドライバトランジスタ１２および任意選択の増幅トランジスタ１６がそれぞれそのエミッタに接続される抵抗性負荷１５Ａ、１５Ｂを含む本発明の実施態様を例示する。この種の中間段電気抵抗負荷は、ミラーキャパシタンスの高利得負荷の効果を減少させおよび／またはターンオフ時間を縮小することができる。図３は、ドライバトランジスタ１２および任意選択の二次ドライバトランジスタ１６が出力特性のベース接合オフセットを減少させるために抵抗１７Ａ、１７Ｂによってバイアスされる抵抗バイアスＢＪＴ構成を例示する。中間段抵抗１５Ａ、１５Ｂおよびバイアス抵抗１７Ａ、１７Ｂに対する適切な抵抗値の選択は、当業者にとって公知である。
図１に例示される実施態様の一態様は、充分なレベルの紫外線がデバイスに照射する間だけ、ドライバトランジスタ１２が「オン」状態にとどまり、デバイス中の導伝性を維持するために使用される電子正孔対を生成することができる。一旦光源がスイッチを切られると、ドライバトランジスタ１２はオフ状態に戻り、それは一次トランジスタ１４のスイッチを切らせて再び印加コレクタ電圧を遮断する。
用途によっては、光源がスイッチを切られた後でさえ、「オン」状態にとどまることが一次トランジスタ１４にとって望ましい場合がある。その場合、ドライバトランジスタ１２、二次ドライバトランジスタ１６および／または一次トランジスタ１４のうち少なくとも１つがラッチ型デバイス、例えばサイリスタを含むことが、望ましいであろう。
当業者に公知であるように、サイリスタは電流の流れのためのアノードとカソードおよびブロッキング状態から伝導状態に、そして、その逆に、デバイスを切替えるためのゲートを有する４−層ラッチ型スイッチングデバイスである。ゲートに印加される制御信号は、このデバイスを、電流がデバイスのアノードとカソードの間で自由に流れることができる伝導状態に「ラッチ」させる。制御信号が除去された後でさえ、デバイスは伝導状態にとどまる。
第１の制御信号に対して極性で反対側の第２の制御信号が、デバイスを「オフ」あるいはブロッキング状態に切替えて戻す。特定のワイドバンドギャップサイリスタ設計が下で更に詳細に論じられるとはいえ、光起動ワイドバンドギャップサイリスタの設計は従来技術において一般に公知である。例えば、本出願の譲受人に譲渡された「大面積炭化珪素デバイス」という名称の特許文献６が、光起動炭化珪素サイリスタの設計および製造を記載する。特許文献６は、ここにて全体として記載されるように組み込む。
図４は、一次スイッチングデバイスがワイドバンドギャップサイリスタを含む本発明の実施態様を例示する。図４にて図示したように、電子回路１１０はアノード、カソードおよびゲートを有するワイドバンドギャップサイリスタ１１４を含む。ワイドバンドギャップバイポーラＰＮＰフォトトランジスタ１１２は、ドライバトランジスタとして機能し、一方任意選択のＰＮＰ増幅トランジスタ１１６は、ベース、コレクタおよびエミッタを有するダーリントントランジスタ１１８を形成するようにドライバトランジスタ１１２に接続される。ダーリントントランジスタ対１１８が図４に例示されるが、ドライバトランジスタ１１２および／または任意選択の二次ドライバトランジスタ１１６が電気抵抗負荷および／またはバイアスネットワークを含むことができることは、上の図２および３の実施態様の記述を考慮して理解されよう。したがって、トランジスタ１１２、１１６は厳密な意味でダーリントン対として接続されないかもしれない。
ダーリントントランジスタ１１８のエミッタは、ダーリントントランジスタによって放出される電流がサイリスタ１１４の伝導状態を制御するためにサイリスタ１１４のゲートＧに供給されるように、サイリスタ１１４のゲートＧに接続される。サイリスタ１１４のカソードＫとダーリントントランジスタのコレクタは負電源電圧−Ｖに接続され、そして、サイリスタ１１４のアノードＡは接地にあるいは負荷抵抗（図示せず）に接続される。ドライバトランジスタ１１２は、光起動フォトトランジスタとすることができる。任意選択で、サイリスタ１１４は光起動することができ、この場合、トランジスタ１１２のゲートはまた、電源電圧−Ｖに接続されるであろう。
図４の実施態様において、ドライバフォトトランジスタ１１２に当てられる紫外線は、サイリスタ１１４に「オン」あるいは伝導状態への切り替えを生じさせる。例えば整流フォトダイオード１３０からの信号を用いて、適切な信号がサイリスタ１１４の端子に印加されるまで、サイリスタ１１４は「オン」状態にとどまる。この種の実施態様によって製造される回路は、光学手段によって完全に制御されることができる。例えば、それらは光起動トランジスタ１１２のゲートに印加される十分に強力な光パルスによって「オン」位置に切り替えられることができ、そして、逆バイアス整流フォトダイオード１３０に印加される十分に強力な光パルスによって「オフ状態」に切り替えられ、それは、サイリスタ１１４の自動的に継続するキャリア注入プロセスを中断し、それによって、サイリスタ１１４に、電流を導通することを中止させる。
図５は、図５に例示される回路２１０がＮＰＮドライバトランジスタ２１２および任意選択のＮＰＮ二次ドライバトランジスタ２１６を含むことを除いては、図４に関して記載される回路１１０に類似した電子回路２１０を例示する。本実施態様において、ドライバトランジスタ２１２と任意選択のＮＰＮ増幅トランジスタ２１６のコレクタ、同じくサイリスタ２１４のアノードＡは、正の電圧源＋Ｖに接続される。
図６は、本発明の更なる実施態様に従う電子回路３１０を例示する。電子回路３１０は、ドライバデバイスとして機能する光起動ワイドバンドギャップサイリスタ３１２を含む。サイリスタ３１２は、アノードＡおよびカソードＫを有し、カソードＫが負電源電圧−Ｖに接続され、そして、サイリスタ３１２中を通過する電流が増幅トランジスタ３１６のベースから引き抜かれるように、アノードＡが、任意選択のワイドバンドギャップＰＮＰバイポーラ形二次ドライバトランジスタ３１６のゲートに接続される。二次ドライバトランジスタ３１６のエミッタは、一次トランジスタ３１４のベースに接続されて、一次トランジスタ３１４のオン／オフ動作の状態を制御する制御信号を供給する。サイリスタ３１２のカソード、二次ドライバトランジスタ３１６のコレクタおよび一次トランジスタのコレクタは負電源電圧−Ｖに接続され、そして、一次トランジスタのエミッタは接地にあるいは負荷抵抗（図示せず）に接続される。
同様に、図７は二次ドライバトランジスタ４１６および一次トランジスタ４１４がＮＰＮトランジスタを含むことを除いては、図６の電子回路３１０に類似している電子回路４１０を例示する。図７に例示される実施態様において、サイリスタ４１２のアノードＡおよび二次ドライバトランジスタ４１６と一次トランジスタ４１４のコレクタは、正の電源＋Ｖに接続され、一方一次トランジスタ４１４のエミッタは接地あるいは負荷抵抗に接続される。
本発明の更なる実施態様が、図８に例示され、それは、その少なくとも１つの段が光起動トランジスタデバイスである、複数の相互に連結したトランジスタ段を有する製造された個別ワイドバンドギャップ半導体デバイス５０の平面図である。いくつかの実施態様において、個別半導体デバイス５０の少なくとも１つの段は、例えばサイリスタなどのラッチ型デバイスである。
いくつかの実施態様において、トランジスタ段のうちの少なくとも１つはトランジスタ段の別のものと比較してより大きな電流処理能力を有する。例えば、「オン」状態のデバイスの中を流れる電流の大部分が一次トランジスタを通過するので、一次トランジスタはドライバトランジスタより高い電流伝導能力を有することができる。
図８にて図示したように、個別半導体デバイス５０はドライバデバイスとして、任意選択の二次ドライバデバイスである第２のトランジスタデバイス５０Ｂの制御領域に電流を供給するように構成される第１の光起動トランジスタ５０Ａを含む。第１の光起動トランジスタ５０Ａの制御領域は、第２のトランジスタデバイス５０Ｂの制御領域の側面によって規定される領域内に形成される。いくつかの実施態様において、第２のトランジスタデバイス５０Ｂは一次トランジスタデバイス５０Ｃの制御領域に電流を供給するように構成される。ドライバおよび二次ドライバデバイス５０Ａ、５０Ｂの両方が、一次デバイス５０Ｃの制御領域の側面によって規定される領域内に形成される。デバイスの追加のあるいは更なるネスティングまたは配置が、達成されることができる。
図９は、図８の線Ａ−Ａに沿ってのデバイス５０の断面模式図であり、トランジスタデバイス５０Ａ、５０Ｂおよび５０Ｃ間の物理的な関係を示す。
いくつかの実施態様において、ドライバデバイス５０Ａ、二次ドライバデバイス５０Ｂおよび一次デバイス５０Ｃは、単一のｎ型４Ｈ炭化珪素基板５２上に製造されるバイポーラ接合トランジスタを含む。炭化珪素のバイポーラ接合トランジスタの設計・製造は、公知技術である。ＳｉＣバイポーラトランジスタは、例えば特許文献７に記載され、その開示は、ここにて全体として記載されるように組み込む。
図９にて図示したように、いくつかの実施態様に従うデバイスはドライバデバイス５０Ａ、二次ドライバデバイス５０Ｂおよび一次デバイス５０Ｃに対する共通コレクタ領域として作用するｎ型基板５２を含む。高度にドープされたｎ＋領域５３が、コレクタコンタクト領域として基板５２の片側の上に形成される。基板５２の上に形成されるｐ型エピタキシャル層５４は、各々の分離した領域がドライバデバイス５０Ａ、二次ドライバデバイス５０Ｂあるいは一次デバイス５０Ｃのうちの１つのベースあるいは制御領域を形成するように、分離領域５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの中にパターニングされる。ドライバデバイス５０Ａのベース領域５４Ａは、二次ドライバデバイス５０Ｂのベース領域５４Ｂの側面によって少なくとも部分的に規定される領域内に形成される。同様に、二次ドライバデバイス５０Ｂのベース領域５４Ｂは一次デバイス５０Ｃのベース領域５４Ｃの側面によって少なくとも部分的に規定される領域内に形成される。Ｎ型のエピタキシャルエミッタ領域５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃが、それぞれｐ型領域５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの上に形成される。ｐ型ベース領域５４Ａ−５４Ｃの分離は、図示するようにメサエッチングおよび／または注入分離によって達成されることができる。オーミックコンタクト５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが、デバイスのエミッタ領域の上に形成される。共通コレクタオーミックコンタクト５６が、コレクタコンタクト領域５３上に設けられる。ベース領域５４Ｂ、５４Ｃは、それへのオーミックコンタクト５９Ｂ、５９Ｃの形成を容易にするために任意選択でｐ＋ベースコンタクト領域５８Ｂ、５８Ｃを含むことができる。デバイス５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、一体型のパワースイッチングデバイス５０を形成するために図９にて図示したように、相互接続されることができる。したがって、例えば、ドライバトランジスタ５０Ａのエミッタコンタクト５７Ａは二次ドライバトランジスタ５０Ｂのゲートコンタクト５９Ｂに接続される。同様に、二次ドライバトランジスタ５０Ｂのエミッタコンタクト５７Ｂは一次トランジスタデバイスの５０Ｃゲートコンタクト５９Ｂに接続される。
図１０は、本発明の実施態様に従って構成され、かつ個別デバイスを使用して作られる４段ダーリントンＢＪＴ回路５１０の接続品質を評価するために使用される試験構成を示す。回路５１０は、ドライバトランジスタとして働く光起動するフォトトランジスタ５１２を含む。ダーリントン構成で接続される一対の二次ドライバトランジスタ５１６Ａおよび５１６Ｂは、ドライバトランジスタ５１２からの電流出力を増幅して、一次トランジスタ５１４のベースに増幅された電流を供給する。４０オームの負荷抵抗Ｒおよび４０Ｖの電源Ｖが、テスト回路を完成させる。トランジスタ５１２、５１６Ａ、５１６Ｂおよび５１４は、炭化珪素で製造された。パルス駆動２６６ｎｍレーザーが、ＵＶ源５２０として使用された。
図１１は、図１０の４段ダーリントンＢＪＴ回路のＤＣ特性のグラフである。デバイスは、４００，０００を超えるピークＤＣ電流利得を呈した。
図１２は、図１０の４段ダーリントンＢＪＴ回路のターンオンスイッチング特性のグラフである。６ｎｓ未満のターンオン時間が、測定された。
図面および明細書において、本発明の典型的な実施態様が開示され、および、特定の用語が使用されているにもかかわらず、それらは、一般的で記述的な意味においてだけ使用され、かつ、限定のために使用されるものではなく、本発明の目的は以下の請求項に記載されている。
本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明のいくつかの実施態様に従う電子デバイスの概略平面図である。 図８の電子デバイスの概略断面図である。 本発明の実施態様に従うデバイスおよび／または回路を例示する回路図である。 本発明のいくつかの実施態様によって構成される回路のＤＣ特性のグラフである。 本発明のいくつかの実施態様に従って構成される回路のターンオンスイッチング特性のグラフである。

Claims (32)

  1. 電子回路であって、
    制御端子を含み、かつ前記制御端子に印加される制御信号に応答して負荷電流を供給するように構成されるワイドバンドギャップバイポーラパワースイッチングデバイスと、
    前記制御信号を生成し、かつ前記スイッチングデバイスの前記制御端子に前記制御信号を供給するように構成されるドライバデバイスと、を備え、
    前記スイッチングデバイスあるいは前記ドライバデバイスのうち少なくとも１つが、それに当てられる光に応答して非伝導状態と伝導状態との間で切り替えをするように構成される光起動デバイスを備える、ことを特徴とする電子回路。
  2. 請求項１の電子回路であって、さらに、二次ドライバデバイスを備え、前記ドライバデバイスによって発生する前記制御信号が、前記二次ドライバデバイスの制御端子に供給され、そして、前記二次ドライバデバイスが前記制御信号を増幅するように構成される、ことを特徴とする電子回路。
  3. 請求項１の電子回路であって、前記ドライバデバイスが、ベース、コレクタおよびエミッタを含むダーリントントランジスタ対を形成するように接続される少なくとも一対のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含み、そして、前記ダーリントントランジスタ対の前記エミッタが前記スイッチングデバイスの前記制御端子に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  4. 請求項１の電子回路であって、前記スイッチングデバイスあるいは前記ドライバデバイスのうち少なくとも１つが、炭化珪素バイポーラ接合トランジスタを備える、ことを特徴とする電子回路。
  5. 請求項１の電子回路であって、前記スイッチングデバイスあるいは前記ドライバデバイスのうち少なくとも１つが、ラッチ型スイッチングデバイスを備える、ことを特徴とする電子回路。
  6. 請求項５の電子回路であって、前記ラッチ型スイッチングデバイスが、制御端子を有するサイリスタを備え、前記電子回路が更に、前記サイリスタの前記制御端子に接続され、かつ光信号に応答して前記サイリスタを非伝導状態に切り替えるのに十分な電流を供給するように構成される逆バイアス整流フォトダイオードを備える、ことを特徴とする電子回路。
  7. 電子回路であって、
    アノードおよびカソードを有する光起動ワイドバンドギャップサイリスタを含むドライバデバイスと、
    ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む一次デバイスと、を備え、
    前記サイリスタの前記カソードが、前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記ベースに接続され、そして、
    前記サイリスタの前記アノードおよび前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記コレクタが、電源電圧に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  8. 請求項７の電子回路であって、さらに、
    ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む二次ドライバデバイスを備え、前記サイリスタの前記カソードが前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを通して前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記ベースに接続されるように、かつ、前記サイリスタを通過する電流が前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記ベースに供給されるように、前記サイリスタの前記カソードが、前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記ベースに接続され、そして前記第２のワイドバンドギャップトランジスタの前記エミッタが前記第１のワイドバンドギャップトランジスタの前記ベースに接続される、ことを特徴とする電子回路。
  9. 請求項７の電子回路であって、前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記エミッタが、接地にあるいは負荷抵抗に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  10. 請求項７の電子回路であって、前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタがＮＰＮトランジスタを備える、ことを特徴とする電子回路。
  11. 請求項８の電子回路であって、さらに、前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記エミッタに接続される中間段抵抗を備える、電子回路。
  12. 請求項８の電子回路であって、さらに、前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記コレクタと前記電源電圧との間に接続されるバイアス抵抗を備える、電子回路。
  13. 電子回路であって、
    アノードおよびカソードを有する光起動ワイドバンドギャップサイリスタを含むドライバデバイスと、
    ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む一次デバイスと、を備え、
    前記サイリスタの前記アノードが、前記第１のワイドバンドギャップトランジスタの前記ベースに接続され、そして、前記サイリスタの前記カソードおよび前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記コレクタが、負電源電圧に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  14. 請求項１３の電子回路であって、前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記エミッタが、接地にあるいは負荷抵抗に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  15. 請求項１３の電子回路であって、さらに、
    ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含む二次ドライバデバイスを備え、前記サイリスタの前記アノードが前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを通して前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記ベースに接続されるように、かつ前記サイリスタを通過する電流が前記第２の炭化珪素バイポーラトランジスタの前記ベースから引き抜かれるように、前記サイリスタの前記アノードが、前記第２のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタの前記ベースに接続される、ことを特徴とする電子回路。
  16. 請求項１３の電子回路であって、前記第１のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタが、ＰＮＰトランジスタを備える、ことを特徴とする電子回路。
  17. 電子回路であって、
    アノード、カソードおよびゲートを有するワイドバンドギャップサイリスタを含む一次デバイスと、
    ベース、コレクタおよびエミッタを有するダーリントントランジスタ対を形成するように接続される第１の一対のワイドバンドギャップバイポーラトランジスタを含むドライバデバイスと、を備え、
    前記ダーリントントランジスタ対によって放出される電流が、前記サイリスタの前記伝導状態を制御するために前記サイリスタの前記ゲートに供給されるように、前記サイリスタの前記ゲートが、前記ダーリントントランジスタ対の前記エミッタに接続され、
    そして、
    前記ダーリントントランジスタ対を形成するバイポーラトランジスタの前記対の少なくとも１つが、光起動フォトトランジスタを備える、ことを特徴とする電子回路。
  18. 請求項１７の電子回路であって、前記ダーリントントランジスタ対の前記トランジスタの各々がＰＮＰトランジスタを備え、そして、前記サイリスタの前記カソードおよび前記ダーリントントランジスタの前記コレクタが負電源電圧に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  19. 請求項１７の電子回路であって、前記ダーリントントランジスタ対の前記トランジスタの各々がＮＰＮトランジスタを備え、そして、前記サイリスタの前記アノードおよび前記ダーリントントランジスタの前記コレクタが正の電源電圧に接続される、ことを特徴とする電子回路。
  20. 個別ワイドバンドギャップ半導体デバイスであって、
    制御電流の印加で伝導状態と非伝導状態との間の切り替えをするように構成される一次バイポーラデバイス段と、
    前記制御電流を生成し、かつ前記一次バイポーラデバイス段に前記制御電流を供給するように構成されるバイポーラドライバ段と、を備え、
    前記一次バイポーラデバイス段および前記バイポーラドライバ段のうち少なくとも１つが、光起動ワイドバンドギャップスイッチングデバイスを備える、ことを特徴とするデバイス。
  21. 請求項２０のデバイスであって、前記一次バイポーラデバイス段および前記バイポーラドライバ段のうち少なくとも１つが、ラッチ型スイッチングデバイスを備える、ことを特徴とするデバイス。
  22. 請求項２１のデバイスであって、前記ラッチ型スイッチングデバイスが、サイリスタを備える、ことを特徴とするデバイス。
  23. 請求項２０のデバイスであって、前記一次バイポーラデバイス段が、前記バイポーラドライバ段より大きな電流処理能力を有する、ことを特徴とするデバイス。
  24. 請求項２０のデバイスであって、前記バイポーラドライバ段が、前記一次バイポーラデバイス段の制御領域に制御電流を供給するように構成される光起動ドライバデバイスを備える、ことを特徴とするデバイス。
  25. 請求項２４のデバイスであって、前記光起動ドライバデバイスが、前記一次バイポーラデバイス段の前記制御領域の側面によって規定される領域内に形成される、ことを特徴とするデバイス。
  26. 請求項２０のデバイスであって、さらに、前記ドライバ段と前記一次バイポーラデバイス段との間に設けられ、かつ前記一次バイポーラデバイス段の制御領域に電流を供給するように構成される二次ドライバ段を備える、デバイス。
  27. 請求項２６のデバイスであって、前記光起動ドライバデバイスが、前記二次ドライバデバイスの制御領域に電流を供給するように構成され、そして、前記光起動ドライバデバイスが前記二次ドライバデバイスの前記制御領域の側面によって少なくとも部分的に規定される領域の周辺内に形成される、ことを特徴とするデバイス。
  28. 請求項２７のデバイスであって、前記光起動ドライバデバイスおよび前記二次ドライバデバイスの両方が、前記一次バイポーラデバイス段の前記制御領域の側面によって少なくとも部分的に規定される領域の周辺内に形成される、ことを特徴とするデバイス。
  29. 請求項２６のデバイスであって、前記バイポーラドライバ段、前記二次ドライバ段および前記一次バイポーラデバイス段が、前記ドライバ段、前記二次ドライバ段および一次バイポーラデバイス段の間の共通コレクタ領域を設ける炭化珪素基板上に製造されるバイポーラ接合トランジスタを備える、ことを特徴とするデバイス。
  30. 請求項２９のデバイスであって、前記炭化珪素基板が第１の導電型を有し、前記デバイスが、前記第１の導電型に対して反対側の第２の導電型を有する前記基板上にエピタキシャル層を更に備え、前記エピタキシャル層が、分離領域の各々が前記ドライバ段、前記二次ドライバ段あるいは前記一次バイポーラデバイス段のうちの１つの制御領域を形成するように分離領域の中にパターニングされる、ことを特徴とするデバイス。
  31. 請求項３０のデバイスであって、さらに、前記ドライバ段、前記二次ドライバ段および前記一次バイポーラデバイス段のそれぞれの制御領域上にエミッタ領域を備え、前記エミッタ領域が前記第１の導電型を有する、デバイス。
  32. 請求項３０のデバイスであって、前記ドライバ段、前記二次ドライバ段および前記一次バイポーラデバイス段の前記制御領域が、メサおよび／または注入分離によって分離される、ことを特徴とするデバイス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533889A (ja) * 2009-07-15 2012-12-27 クリー インコーポレイテッド 高利得ワイドバンドギャップ・ダーリントン・トランジスタ及び関連する製造方法

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8013359B2 (en) * 2003-12-31 2011-09-06 John W. Pettit Optically controlled electrical switching device based on wide bandgap semiconductors
US7373817B2 (en) 2004-07-09 2008-05-20 Touchsensor Technologies, Llc Solid state fluid level sensor
EP1933386B1 (en) * 2005-09-14 2012-11-07 Central Research Institute of Electric Power Industry Process for producing silicon carbide semiconductor device
US7728402B2 (en) 2006-08-01 2010-06-01 Cree, Inc. Semiconductor devices including schottky diodes with controlled breakdown
US8432012B2 (en) 2006-08-01 2013-04-30 Cree, Inc. Semiconductor devices including schottky diodes having overlapping doped regions and methods of fabricating same
WO2008020911A2 (en) 2006-08-17 2008-02-21 Cree, Inc. High power insulated gate bipolar transistors
US8835987B2 (en) 2007-02-27 2014-09-16 Cree, Inc. Insulated gate bipolar transistors including current suppressing layers
US8232558B2 (en) 2008-05-21 2012-07-31 Cree, Inc. Junction barrier Schottky diodes with current surge capability
US8294507B2 (en) 2009-05-08 2012-10-23 Cree, Inc. Wide bandgap bipolar turn-off thyristor having non-negative temperature coefficient and related control circuits
US8629509B2 (en) 2009-06-02 2014-01-14 Cree, Inc. High voltage insulated gate bipolar transistors with minority carrier diverter
US8193848B2 (en) 2009-06-02 2012-06-05 Cree, Inc. Power switching devices having controllable surge current capabilities
US8541787B2 (en) 2009-07-15 2013-09-24 Cree, Inc. High breakdown voltage wide band-gap MOS-gated bipolar junction transistors with avalanche capability
US8354690B2 (en) 2009-08-31 2013-01-15 Cree, Inc. Solid-state pinch off thyristor circuits
WO2011074987A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Universitetssenteret På Kjeller Field effect transistor structure
US9117739B2 (en) 2010-03-08 2015-08-25 Cree, Inc. Semiconductor devices with heterojunction barrier regions and methods of fabricating same
US8415671B2 (en) 2010-04-16 2013-04-09 Cree, Inc. Wide band-gap MOSFETs having a heterojunction under gate trenches thereof and related methods of forming such devices
US9142662B2 (en) 2011-05-06 2015-09-22 Cree, Inc. Field effect transistor devices with low source resistance
US9029945B2 (en) 2011-05-06 2015-05-12 Cree, Inc. Field effect transistor devices with low source resistance
US9673283B2 (en) 2011-05-06 2017-06-06 Cree, Inc. Power module for supporting high current densities
US9171977B2 (en) 2011-06-17 2015-10-27 Cree, Inc. Optically assist-triggered wide bandgap thyristors having positive temperature coefficients
JP5932269B2 (ja) * 2011-09-08 2016-06-08 株式会社東芝 パワー半導体モジュール及びパワー半導体モジュールの駆動方法
US8680587B2 (en) 2011-09-11 2014-03-25 Cree, Inc. Schottky diode
US8618582B2 (en) 2011-09-11 2013-12-31 Cree, Inc. Edge termination structure employing recesses for edge termination elements
US8664665B2 (en) 2011-09-11 2014-03-04 Cree, Inc. Schottky diode employing recesses for elements of junction barrier array
US9640617B2 (en) 2011-09-11 2017-05-02 Cree, Inc. High performance power module
US9373617B2 (en) 2011-09-11 2016-06-21 Cree, Inc. High current, low switching loss SiC power module
JP5967406B2 (ja) * 2012-01-19 2016-08-10 国立研究開発法人産業技術総合研究所 センス回路とその動作方法および光電変換アレイ
CN104901413B (zh) * 2015-05-22 2018-05-04 成都前锋电子仪器有限责任公司 一种用于智能燃气表的电源控制系统
US11031513B1 (en) 2016-05-16 2021-06-08 James A. Holmes Integrated silicon carbide ultraviolet sensors and methods
GB2561388B (en) 2017-04-13 2019-11-06 Raytheon Systems Ltd Silicon carbide integrated circuit
GB2561390B (en) 2017-04-13 2020-03-11 Raytheon Systems Ltd Silicon carbide transistor
GB2561391B (en) * 2017-04-13 2020-03-11 Raytheon Systems Ltd Silicon carbide transistor with UV Sensitivity
RU174898U1 (ru) * 2017-07-06 2017-11-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Независимый полупроводниковый коммутатор на транзисторе n-p-n типа
CN108039363A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 电子科技大学 光驱动SiC/GaN基半导体器件及其制作工艺
US10497780B2 (en) * 2018-04-27 2019-12-03 Semiconductor Components Industries, Llc Circuit and an electronic device including a transistor and a component and a process of forming the same
CN110211546A (zh) * 2019-05-30 2019-09-06 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 薄膜晶体管电路及显示装置
US11398870B2 (en) * 2020-03-13 2022-07-26 General Electric Company Systems and methods for optical data communication using wide bandgap semiconductor detectors
US20230402532A1 (en) * 2022-06-13 2023-12-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Cascaded bipolar junction transistor and methods of forming the same

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106327A (en) * 1980-10-27 1982-07-02 Cables De Lyon Geoffroy Delore Submarine telephone cable and repeated waterproof connecting device
JPH0467766A (ja) * 1990-07-05 1992-03-03 Yazaki Corp 光静電誘導サイリスタの駆動回路
JPH05122040A (ja) * 1991-10-29 1993-05-18 Fuji Electric Co Ltd 無接点開閉器
JPH08186285A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Sharp Corp 光結合素子
JPH08288500A (ja) * 1995-04-20 1996-11-01 Hitachi Ltd 炭化珪素半導体素子とその製造法及び用途
JPH09213986A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Sharp Corp 受光素子及びその製造方法
JPH09319327A (ja) * 1996-03-28 1997-12-12 Canon Inc 電子線発生装置、それを備える画像表示装置、およびそれらの駆動方法
JP2001112265A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Hitachi Ltd インバータ装置及び電動機駆動装置
JP2005503024A (ja) * 2001-09-12 2005-01-27 クリー　インコーポレイテッド 大型炭化ケイ素デバイスおよびその製造方法
JP2005101925A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Sharp Corp 光センス機能付きスイッチおよびそれを用いた照明機器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3766409A (en) * 1971-08-04 1973-10-16 Westinghouse Electric Corp Ac power control apparatus with improved switch driver means
US4217618A (en) * 1977-10-25 1980-08-12 Boney George R Thyristor firing circuit module with integral optical isolation, dv/dt limitation, and bidirectional voltage transient suppression
US4295058A (en) * 1979-06-07 1981-10-13 Eaton Corporation Radiant energy activated semiconductor switch
US4361798A (en) * 1980-10-27 1982-11-30 Pitney Bowes Inc. System for extending the voltage range of a phase-fired triac controller
JPH0115239Y2 (ja) * 1980-12-20 1989-05-08
US4779126A (en) * 1983-11-25 1988-10-18 International Rectifier Corporation Optically triggered lateral thyristor with auxiliary region
JPS6110318A (ja) * 1984-06-25 1986-01-17 Matsushita Electric Works Ltd 半導体リレ−
JP2812874B2 (ja) * 1994-04-25 1998-10-22 シャープ株式会社 光結合素子
JP3495847B2 (ja) * 1995-09-11 2004-02-09 シャープ株式会社 サイリスタを備える半導体集積回路
US5663580A (en) * 1996-03-15 1997-09-02 Abb Research Ltd. Optically triggered semiconductor device
JP3352349B2 (ja) * 1997-02-24 2002-12-03 シャープ株式会社 双方向サイリスタ素子
WO2002103814A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-27 Cree, Inc. Gan based led formed on a sic substrate
JP4228761B2 (ja) * 2003-04-18 2009-02-25 三菱電機株式会社 ソリッドステートコンタクタ
US7354780B2 (en) * 2003-08-22 2008-04-08 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Semiconductor light emitting devices and methods

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106327A (en) * 1980-10-27 1982-07-02 Cables De Lyon Geoffroy Delore Submarine telephone cable and repeated waterproof connecting device
JPH0467766A (ja) * 1990-07-05 1992-03-03 Yazaki Corp 光静電誘導サイリスタの駆動回路
JPH05122040A (ja) * 1991-10-29 1993-05-18 Fuji Electric Co Ltd 無接点開閉器
JPH08186285A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Sharp Corp 光結合素子
JPH08288500A (ja) * 1995-04-20 1996-11-01 Hitachi Ltd 炭化珪素半導体素子とその製造法及び用途
JPH09213986A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Sharp Corp 受光素子及びその製造方法
JPH09319327A (ja) * 1996-03-28 1997-12-12 Canon Inc 電子線発生装置、それを備える画像表示装置、およびそれらの駆動方法
JP2001112265A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Hitachi Ltd インバータ装置及び電動機駆動装置
JP2005503024A (ja) * 2001-09-12 2005-01-27 クリー　インコーポレイテッド 大型炭化ケイ素デバイスおよびその製造方法
JP2005101925A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Sharp Corp 光センス機能付きスイッチおよびそれを用いた照明機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533889A (ja) * 2009-07-15 2012-12-27 クリー インコーポレイテッド 高利得ワイドバンドギャップ・ダーリントン・トランジスタ及び関連する製造方法
US9478537B2 (en) 2009-07-15 2016-10-25 Cree, Inc. High-gain wide bandgap darlington transistors and related methods of fabrication

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