JP2018133476A - Thyristor - Google Patents

Thyristor Download PDF

Info

Publication number
JP2018133476A
JP2018133476A JP2017026836A JP2017026836A JP2018133476A JP 2018133476 A JP2018133476 A JP 2018133476A JP 2017026836 A JP2017026836 A JP 2017026836A JP 2017026836 A JP2017026836 A JP 2017026836A JP 2018133476 A JP2018133476 A JP 2018133476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate trench
thyristor
trench portions
base layer
layer
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.)
Granted
Application number
JP2017026836A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6859735B2 (en
Inventor
伊倉 巧裕
Yoshihiro Ikura
巧裕 伊倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2017026836A priority Critical patent/JP6859735B2/en
Publication of JP2018133476A publication Critical patent/JP2018133476A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6859735B2 publication Critical patent/JP6859735B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Thyristors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thyristor.SOLUTION: A thyristor includes a cathode layer formed on a front surface side of a semiconductor substrate and having a first conductivity type, a first base layer provided on the back side of the cathode layer and having a second conductivity type different from the first conductivity type, a second base layer provided on the back side of the first base layer in the semiconductor substrate and having a first conductivity type, an anode layer provided on the back side of the second base layer in the semiconductor substrate and having a second conductivity type, and a control unit that controls on/off of the thyristor by controlling the withdrawal of holes from the first base layer.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、サイリスタに関する。   The present invention relates to a thyristor.

従来、ゲート電極に電圧を印加することによりチャネルを形成し、オンオフを制御するゲート制御型のサイリスタが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2000−311998号公報
Conventionally, a gate-controlled thyristor that forms a channel by applying a voltage to a gate electrode and controls on / off is known (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 JP 2000-311998 A

しかしながら、従来のサイリスタは、オン電圧の低下が十分ではなく、更なるオン電圧の低下が望まれている。   However, the conventional thyristor is not sufficiently reduced in on-voltage, and further reduction in on-voltage is desired.

本発明の第1の態様においては、半導体基板のおもて面側に形成され、第1導電型を有するカソード層と、半導体基板において、カソード層の裏面側に設けられ、第1導電型と異なる第2導電型を有する第1ベース層と、半導体基板において、第1ベース層の裏面側に設けられ、第1導電型を有する第2ベース層と、半導体基板において、第2ベース層の裏面側に設けられ、第2導電型を有するアノード層と、第1ベース層からの正孔の引き抜きを制御することにより、サイリスタのオンオフを制御する制御部とを備えるサイリスタを提供する。制御部は、半導体基板のおもて面側において、第1の方向に延伸して、第1の方向と垂直な第2の方向に配列された複数のゲートトレンチ部を備えてよい。また、制御部は、半導体基板のおもて面側であって、複数のゲートトレンチ部のうち第2の方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部の間に設けられた、第2導電型のコンタクト部を備えてよい。   In the first aspect of the present invention, the cathode layer formed on the front surface side of the semiconductor substrate and having the first conductivity type, and provided on the back surface side of the cathode layer in the semiconductor substrate, A first base layer having a different second conductivity type, and a semiconductor substrate, provided on the back side of the first base layer, and a second base layer having the first conductivity type and a back surface of the second base layer in the semiconductor substrate. Provided is a thyristor comprising an anode layer having a second conductivity type provided on the side, and a controller that controls on / off of the thyristor by controlling extraction of holes from the first base layer. The control unit may include a plurality of gate trenches extending in the first direction and arranged in a second direction perpendicular to the first direction on the front surface side of the semiconductor substrate. The control unit is provided on the front surface side of the semiconductor substrate, and is provided between a pair of gate trench portions provided adjacent to each other in the second direction among the plurality of gate trench portions. A contact portion of two conductivity types may be provided.

制御部は、第1ベース層から正孔を引き抜くことによりサイリスタをターンオフさせてよい。また、制御部は、第1ベース層から正孔を引き抜かず、第1ベース層に正孔を蓄積させることによりサイリスタをターンオンさせてよい。   The controller may turn off the thyristor by extracting holes from the first base layer. In addition, the control unit may turn on the thyristor by accumulating holes in the first base layer without extracting holes from the first base layer.

制御部は、サイリスタのターンオン時において、カソード層から第2ベース層を介してアノード層に電子を注入させ、アノード層から第1ベース層に正孔を蓄積させてよい。   The controller may inject electrons from the cathode layer to the anode layer through the second base layer and accumulate holes from the anode layer to the first base layer when the thyristor is turned on.

コンタクト部およびカソード層は、カソード電位に設定されてよい。   The contact portion and the cathode layer may be set to a cathode potential.

カソード層の厚さは、第1ベース層の厚さよりも薄くてよい。   The cathode layer may be thinner than the first base layer.

カソード層の第1の方向における長さは、複数のゲートトレンチ部における一つのゲートトレンチ部の第1の方向における長さよりも短くてよい。   The length in the first direction of the cathode layer may be shorter than the length in the first direction of one gate trench portion in the plurality of gate trench portions.

カソード層の第1の方向における長さは、複数のゲートトレンチ部における一つのゲートトレンチ部の第1の方向における長さよりも長くてよい。   The length in the first direction of the cathode layer may be longer than the length in the first direction of one gate trench portion in the plurality of gate trench portions.

複数のゲートトレンチ部は、第2の方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部と、第2の方向に隣接して設けられた他の組のゲートトレンチ部とを含んでよい。また、1組のゲートトレンチ部と、第2の方向に隣接する他の組のゲートトレンチ部とが、第2の方向に並んで設けられてよい。   The plurality of gate trench portions may include one set of gate trench portions provided adjacent to each other in the second direction and another set of gate trench portions provided adjacent to each other in the second direction. One set of gate trench portions and another set of gate trench portions adjacent in the second direction may be provided side by side in the second direction.

複数のゲートトレンチ部は、第2の方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部と、第2の方向に隣接して設けられた他の組のゲートトレンチ部とを含んでよい。1組のゲートトレンチ部と、第2の方向に隣接する他の組のゲートトレンチ部とが、第1の方向にずれて設けられてよい。   The plurality of gate trench portions may include one set of gate trench portions provided adjacent to each other in the second direction and another set of gate trench portions provided adjacent to each other in the second direction. One set of gate trenches and another set of gate trenches adjacent in the second direction may be provided shifted in the first direction.

複数のゲートトレンチ部は、第1の方向に加えて、第2の方向に延伸したL字型の構造を有してよい。   The plurality of gate trench portions may have an L-shaped structure extending in the second direction in addition to the first direction.

コンタクト部は、複数のゲートトレンチ部のうち隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部の間において、平面視で1組のゲートトレンチ部の第1の方向の端部に対して窪んで設けられてよい。   The contact portion is provided to be recessed with respect to an end portion in the first direction of the pair of gate trench portions in a plan view between the pair of gate trench portions provided adjacently among the plurality of gate trench portions. May be.

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

実施例1に係るサイリスタ100の斜視図の一例を示す。An example of the perspective view of the thyristor 100 which concerns on Example 1 is shown. 実施例1に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。An example of the top view of thyristor 100 concerning Example 1 is shown. ゲートオフ動作時のサイリスタ100の一例を示す。An example of the thyristor 100 during the gate-off operation is shown. ゲートオン動作時のサイリスタ100の一例を示す。An example of the thyristor 100 during the gate-on operation is shown. サイリスタ100の上面図の一例を示す。An example of a top view of the thyristor 100 is shown. 比較例1に係るサイリスタ500の構成を示す。The structure of the thyristor 500 which concerns on the comparative example 1 is shown. 実施例2に係るサイリスタ100の斜視図の一例を示す。An example of the perspective view of the thyristor 100 which concerns on Example 2 is shown. 実施例2に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。An example of the top view of the thyristor 100 which concerns on Example 2 is shown. 実施例3に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。An example of the top view of the thyristor 100 concerning Example 3 is shown. 実施例4に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。An example of the top view of the thyristor 100 which concerns on Example 4 is shown. サイリスタ100の動作の一例を示す。An example of the operation of the thyristor 100 is shown. サイリスタ100の動作の一例を示す。An example of the operation of the thyristor 100 is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

[実施例1]
図1Aは、実施例1に係るサイリスタ100の斜視図の一例を示す。図1Bは、実施例1に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。サイリスタ100は、半導体基板10に形成されたカソード層12、第2ベース層14、コンタクト部15、第1ベース層16、アノード層18およびゲートトレンチ部30を備える。サイリスタ100は、PNPN構造を有する。なお、本明細書において、第1導電型をn型として、第2導電型をp型として説明する。但し、これらの導電型は入れ替えられてもよい。
[Example 1]
FIG. 1A shows an example of a perspective view of a thyristor 100 according to the first embodiment. FIG. 1B illustrates an example of a top view of the thyristor 100 according to the first embodiment. The thyristor 100 includes a cathode layer 12, a second base layer 14, a contact portion 15, a first base layer 16, an anode layer 18, and a gate trench portion 30 formed on the semiconductor substrate 10. The thyristor 100 has a PNPN structure. In this specification, the first conductivity type is assumed to be n-type, and the second conductivity type is assumed to be p-type. However, these conductivity types may be interchanged.

ゲートトレンチ部30は、トレンチの内壁に沿って形成されたトレンチ絶縁膜と、トレンチ絶縁膜の内側に形成されたゲート導電部とを有する。例えば、ゲート導電部は、多結晶シリコンである。ゲート導電部は、ゲート電位に設定される。本例では、複数のゲートトレンチ部30が半導体基板10のおもて面側に設けられている。ゲートトレンチ部30は、半導体基板10のおもて面側からカソード層12および第1ベース層16を貫通して第2ベース層14に達する。   The gate trench portion 30 has a trench insulating film formed along the inner wall of the trench, and a gate conductive portion formed inside the trench insulating film. For example, the gate conductive portion is polycrystalline silicon. The gate conductive portion is set to the gate potential. In this example, a plurality of gate trench portions 30 are provided on the front surface side of the semiconductor substrate 10. The gate trench part 30 penetrates the cathode layer 12 and the first base layer 16 from the front surface side of the semiconductor substrate 10 and reaches the second base layer 14.

ゲートトレンチ部30は、予め定められた延伸方向(即ち、Y軸方向)に延伸して形成されている。本例では、複数のゲートトレンチ部30が延伸方向と垂直な配列方向(即ち、X軸方向)に配列されている。本明細書において延伸方向とは、半導体基板10のおもて面と平行な、ゲートトレンチ部30が延伸する方向である。配列方向は、半導体基板10のおもて面と平行な、ゲートトレンチ部30の延伸方向と直交する方向である。延伸方向は、第1の方向の一例である。また、配列方向は、第2の方向の一例である。   The gate trench portion 30 is formed by extending in a predetermined extending direction (that is, the Y-axis direction). In this example, the plurality of gate trench portions 30 are arranged in the arrangement direction (that is, the X-axis direction) perpendicular to the extending direction. In this specification, the extending direction is a direction in which the gate trench portion 30 extends in parallel with the front surface of the semiconductor substrate 10. The arrangement direction is a direction that is parallel to the front surface of the semiconductor substrate 10 and orthogonal to the extending direction of the gate trench portion 30. The stretching direction is an example of a first direction. The arrangement direction is an example of the second direction.

複数のゲートトレンチ部30は、配列方向に並んで設けられている。複数のゲートトレンチ部30は、トレンチの間隔の狭い領域と、トレンチの間隔の広い領域とを繰返して配列されている。複数のゲートトレンチ部30は、1組のゲートトレンチ部と他の組のゲートトレンチ部とを含む。1組のゲートトレンチ部30と配列方向に隣接する他の組のゲートトレンチ部30とが、配列方向に並んで設けられている。トレンチの間隔の狭い領域は、1組のゲートトレンチ部30のトレンチ同士に挟まれた領域である。トレンチの間隔の広い領域は、1組のゲートトレンチ部30と、他の組のゲートトレンチ部30との間に挟まれた領域である。   The plurality of gate trench portions 30 are provided side by side in the arrangement direction. The plurality of gate trench portions 30 are arranged by repeating a region having a narrow interval between trenches and a region having a wide interval between trenches. The plurality of gate trench portions 30 include one set of gate trench portions and another set of gate trench portions. One set of gate trench portions 30 and another set of gate trench portions 30 adjacent in the arrangement direction are provided side by side in the arrangement direction. The region where the interval between the trenches is narrow is a region sandwiched between the trenches of the pair of gate trench portions 30. A region having a wide interval between trenches is a region sandwiched between one set of gate trench portions 30 and another set of gate trench portions 30.

カソード層12は、半導体基板10のおもて面側に設けられる。カソード層12は、第1導電型を有する。本例のカソード層12は、n+型の不純物濃度を有する。カソード層12のおもて面側には、カソード電極が形成されてよい。これにより、カソード層12は、カソード電位Kに設定される。本例のカソード層12の厚さは、第1ベース層16の厚さよりも薄い。   The cathode layer 12 is provided on the front surface side of the semiconductor substrate 10. The cathode layer 12 has the first conductivity type. The cathode layer 12 of this example has an n + type impurity concentration. A cathode electrode may be formed on the front surface side of the cathode layer 12. Thereby, the cathode layer 12 is set to the cathode potential K. The cathode layer 12 in this example is thinner than the first base layer 16.

カソード層12の面積は、サイリスタ100の要求される特性に応じて、任意に設定されてよい。一例において、カソード層12の延伸方向における長さが、サイリスタ100の要求される特性に応じて、任意に設定される。カソード層12の延伸方向における長さは、複数のゲートトレンチ部30における一つのゲートトレンチ部30の延伸方向における長さよりも短い。また、カソード層12の延伸方向における長さは、複数のゲートトレンチ部30の配列方向の長さよりも長くてもよい。   The area of the cathode layer 12 may be arbitrarily set according to the required characteristics of the thyristor 100. In one example, the length of the cathode layer 12 in the extending direction is arbitrarily set according to the required characteristics of the thyristor 100. The length in the extending direction of the cathode layer 12 is shorter than the length in the extending direction of one gate trench portion 30 in the plurality of gate trench portions 30. The length of the cathode layer 12 in the extending direction may be longer than the length of the plurality of gate trench portions 30 in the arrangement direction.

第1ベース層16は、半導体基板10のおもて面側に設けられる。一例において、第1ベース層16は、半導体基板10のおもて面側から不純物をイオン注入することにより形成される。第1ベース層16の少なくとも一部は、カソード層12の裏面側に設けられている。第1ベース層16は、第2導電型を有する。本例の第1ベース層16は、p型の不純物濃度を有する。   The first base layer 16 is provided on the front surface side of the semiconductor substrate 10. In one example, the first base layer 16 is formed by ion-implanting impurities from the front surface side of the semiconductor substrate 10. At least a part of the first base layer 16 is provided on the back side of the cathode layer 12. The first base layer 16 has a second conductivity type. The first base layer 16 of this example has a p-type impurity concentration.

第2ベース層14は、第1ベース層16の裏面側に設けられる。第2ベース層14は、第1導電型を有する。本例の第2ベース層14は、n−型の不純物濃度を有する。例えば、半導体基板10が第1導電型を有する場合、半導体基板10がそのまま第2ベース層14とされてよい。   The second base layer 14 is provided on the back side of the first base layer 16. The second base layer 14 has the first conductivity type. The second base layer 14 of this example has an n− type impurity concentration. For example, when the semiconductor substrate 10 has the first conductivity type, the semiconductor substrate 10 may be used as the second base layer 14 as it is.

コンタクト部15は、半導体基板10のおもて面側に設けられる。コンタクト部15は、複数のゲートトレンチ部30のうち配列方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部30の間に設けられている。一例において、コンタクト部15は、半導体基板10のおもて面側から不純物をイオン注入することにより形成される。コンタクト部15は、第2導電型を有する。本例のコンタクト部15は、p+型の不純物濃度を有する。コンタクト部15のおもて面側には、カソード電極が形成されてよい。これにより、コンタクト部15は、カソード電位Kに設定される。   The contact portion 15 is provided on the front surface side of the semiconductor substrate 10. The contact portion 15 is provided between a pair of gate trench portions 30 provided adjacent to each other in the arrangement direction among the plurality of gate trench portions 30. In one example, the contact portion 15 is formed by ion-implanting impurities from the front surface side of the semiconductor substrate 10. Contact portion 15 has the second conductivity type. The contact portion 15 of this example has a p + type impurity concentration. A cathode electrode may be formed on the front surface side of the contact portion 15. Thereby, the contact portion 15 is set to the cathode potential K.

アノード層18は、半導体基板10の裏面側に設けられる。本例のアノード層18は、第1ベース層16の裏面側に設けられている。アノード層18は、第2導電型を有する。本例のアノード層18は、p+型の不純物濃度を有する。アノード層18の裏面側には、アノード電極が形成されてよい。これにより、アノード層18は、アノード電位Aに設定される。   The anode layer 18 is provided on the back side of the semiconductor substrate 10. The anode layer 18 of this example is provided on the back side of the first base layer 16. The anode layer 18 has a second conductivity type. The anode layer 18 of this example has a p + type impurity concentration. An anode electrode may be formed on the back side of the anode layer 18. Thereby, the anode layer 18 is set to the anode potential A.

ここで、ゲートトレンチ部30およびコンタクト部15は、サイリスタ100のオンオフを制御する制御部の一例である。制御部は、第1ベース層16からの正孔の引き抜きを制御することにより、サイリスタ100のオンオフを制御する。例えば、制御部は、第1ベース層16から正孔を引き抜くことによりサイリスタ100をターンオフさせる。また、制御部は、第1ベース層16から正孔を引き抜かず、第1ベース層16に正孔を蓄積させることによりサイリスタ100をターンオンさせる。制御部は、サイリスタ100のターンオン時において、カソード層12から第2ベース層14を介してアノード層18に電子を注入させ、アノード層18から第1ベース層16に正孔を蓄積させる。   Here, the gate trench portion 30 and the contact portion 15 are an example of a control portion that controls on / off of the thyristor 100. The control unit controls on / off of the thyristor 100 by controlling extraction of holes from the first base layer 16. For example, the control unit turns off the thyristor 100 by extracting holes from the first base layer 16. Further, the controller turns on the thyristor 100 by accumulating holes in the first base layer 16 without extracting holes from the first base layer 16. When the thyristor 100 is turned on, the control unit causes the cathode layer 12 to inject electrons into the anode layer 18 through the second base layer 14 and accumulates holes from the anode layer 18 into the first base layer 16.

特に、コンタクト部15は、複数のゲートトレンチ部30のうち隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部30の間において、平面視でゲートトレンチ部30の延伸方向の端部に対して窪んで設けられている。これにより、コンタクト部15は、第1ベース層16に蓄積されたキャリアを引き抜くか否かを制御される。   In particular, the contact portion 15 is recessed with respect to an end portion in the extending direction of the gate trench portion 30 in a plan view between a pair of adjacent gate trench portions 30 among the plurality of gate trench portions 30. Is provided. Thereby, the contact part 15 is controlled whether or not the carriers accumulated in the first base layer 16 are extracted.

図2Aは、ゲートオフ動作時のサイリスタ100の一例を示す。ゲートオフの場合、半導体基板10のキャリアは、コンタクト部15によってカソード電極に排出される。一例において、ゲートオフの場合とは、ゲートトレンチ部30のゲート電圧がローの場合である。また、ゲートオフの場合とは、キャリアがコンタクト部15によってカソード電極に排出可能な程度に低い電圧がゲートトレンチ部30に印加される場合を含んでよい。即ち、ゲートオフの場合とは、ゲート電圧がローの場合のみならず、ゲート電圧に基づく電圧が実質的にローの場合を含んでよい。ここで、コンタクト部15によってカソード電極にキャリアが排出されるゲート電圧は、複数のゲートトレンチ部30の間隔やコンタクト部15の濃度等に応じて異なる。図2Aの矢印は、キャリアがゲートトレンチ部30を回り込んでコンタクト部15に排出される経路を示す。   FIG. 2A shows an example of the thyristor 100 during the gate-off operation. In the case of gate-off, the carrier of the semiconductor substrate 10 is discharged to the cathode electrode by the contact portion 15. In one example, the case of gate-off is a case where the gate voltage of the gate trench portion 30 is low. The case of gate-off may include a case where a voltage low enough to allow carriers to be discharged to the cathode electrode by the contact portion 15 is applied to the gate trench portion 30. That is, the case of gate off may include not only the case where the gate voltage is low, but also the case where the voltage based on the gate voltage is substantially low. Here, the gate voltage at which carriers are discharged to the cathode electrode by the contact portion 15 varies depending on the interval between the plurality of gate trench portions 30, the concentration of the contact portion 15, and the like. An arrow in FIG. 2A indicates a path through which the carrier goes around the gate trench portion 30 and is discharged to the contact portion 15.

図2Bは、ゲートオン動作時のサイリスタ100の一例を示す。ゲートオンの場合、ゲートトレンチ部30の周囲にゲート電位による電位障壁が生じる。一例において、ゲートオンの場合とは、ゲートトレンチ部30のゲート電圧がハイの場合である。また、ゲートオンの場合とは、ゲートトレンチ部30の周囲にゲート電位による電位障壁が生じ、キャリアがコンタクト部15に排出されない程度に高い電圧がゲートトレンチ部30に印加される場合を含んでよい。例えば、ゲート電位による電位障壁が生じると、半導体基板10における正孔がコンタクト部15に排出されるのが抑制される。これにより、第1ベース層16の電位が持ち上がり、カソード層12と第1ベース層16とのPN接合が順バイアスとなる。第1ベース層16とカソード層12からなるPN接合が順バイアスとなるとサイリスタ100がオンする。ここで、キャリアがコンタクト部15に排出されない程度に高い電圧は、複数のゲートトレンチ部30の間隔やコンタクト部15の濃度等に応じて異なる。   FIG. 2B shows an example of the thyristor 100 during the gate-on operation. When the gate is on, a potential barrier due to the gate potential is generated around the gate trench portion 30. In one example, the case where the gate is on is a case where the gate voltage of the gate trench portion 30 is high. The case of gate-on may include a case where a potential barrier due to the gate potential is generated around the gate trench portion 30 and a voltage high enough to prevent carriers from being discharged to the contact portion 15 is applied to the gate trench portion 30. For example, when a potential barrier due to the gate potential occurs, the holes in the semiconductor substrate 10 are suppressed from being discharged to the contact portion 15. As a result, the potential of the first base layer 16 rises, and the PN junction between the cathode layer 12 and the first base layer 16 becomes a forward bias. When the PN junction composed of the first base layer 16 and the cathode layer 12 is forward biased, the thyristor 100 is turned on. Here, the voltage that is so high that carriers are not discharged to the contact portion 15 differs depending on the interval between the plurality of gate trench portions 30, the concentration of the contact portion 15, and the like.

また、ゲートトレンチ部30のゲート電圧がローとなると、第1ベース層16に蓄積されたキャリアが排出されるので、サイリスタ100がオフする。以上の通り、第1ベース層16は、ゲートオフ動作時にはカソード電位となり、ゲートオン動作時にフローティング電位となる。なお、ゲートトレンチ部30のトレンチの間隔の広い領域では、第1ベース層16とゲートトレンチ部30の界面に反転層が形成される。形成された反転層は、第2ベース層14を介してアノード層18に電子を注入し、それに応じてアノード層18から第1ベース層16に正孔が注入される。   Further, when the gate voltage of the gate trench portion 30 becomes low, carriers accumulated in the first base layer 16 are discharged, so that the thyristor 100 is turned off. As described above, the first base layer 16 has a cathode potential during the gate-off operation and a floating potential during the gate-on operation. Note that an inversion layer is formed at the interface between the first base layer 16 and the gate trench portion 30 in a region where the trench interval of the gate trench portion 30 is wide. The formed inversion layer injects electrons into the anode layer 18 through the second base layer 14, and holes are injected from the anode layer 18 into the first base layer 16 accordingly.

以上の通り、本例のサイリスタ100は、第1ベース層16におけるキャリアの蓄積を制御することにより、オンオフ動作を制御する。即ち、サイリスタ100は、第1ベース層16に正孔が蓄積され、カソード層12と第1ベース層16とのPN接合が順バイアスされることによりオンする。一方、サイリスタ100は、第1ベース層16に蓄積された正孔がカソード層12からカソード電極に排出され、第1ベース層16の電位が下がることによりオフする。   As described above, the thyristor 100 of this example controls the on / off operation by controlling the accumulation of carriers in the first base layer 16. That is, the thyristor 100 is turned on when holes are accumulated in the first base layer 16 and the PN junction between the cathode layer 12 and the first base layer 16 is forward biased. On the other hand, the thyristor 100 is turned off when holes accumulated in the first base layer 16 are discharged from the cathode layer 12 to the cathode electrode and the potential of the first base layer 16 is lowered.

図3は、サイリスタ100の上面図の一例を示す。本例では、サイリスタ100の設計方法の一例を説明する。長さDa〜Dgは、サイリスタ100の構造の代表的な寸法を示す。本例では、実施例1に係るサイリスタ100において、隣接する1組のゲートトレンチ部30a,30bと、隣接する他の組のゲートトレンチ部30c,30dを用いて説明する。本例のゲートトレンチ部30a,30bおよびゲートトレンチ部30c,30dは、同一の構造およびサイズを有する。   FIG. 3 shows an example of a top view of the thyristor 100. In this example, an example of a method for designing the thyristor 100 will be described. The lengths Da to Dg represent typical dimensions of the thyristor 100 structure. In this example, the thyristor 100 according to the first embodiment will be described using one adjacent set of gate trench portions 30a and 30b and another adjacent set of gate trench portions 30c and 30d. The gate trench portions 30a and 30b and the gate trench portions 30c and 30d in this example have the same structure and size.

長さDaは、1組のゲートトレンチ部30の間隔(メサ幅)を示す。本例の長さDaは、ゲートトレンチ部30aとゲートトレンチ部30bとの間隔を示している。長さDaは、ゲートトレンチ部30にゲート電圧が印加されることにより、コンタクト部15への正孔の引き抜きを制御できる長さに設定される。即ち、長さDaは、ゲートトレンチ部30をゲートオンした場合に、電位障壁が生じ、コンタクト部15への正孔の注入を抑制できる程度の長さに設定される。なお、1組のゲートトレンチ部30の間隔は、例えば0.01μm〜3μm、より好ましくは0.1μm〜0.5μmとするとよい。   The length Da indicates an interval (mesa width) between the pair of gate trench portions 30. The length Da in this example indicates the interval between the gate trench portion 30a and the gate trench portion 30b. The length Da is set to a length capable of controlling the extraction of holes to the contact portion 15 by applying a gate voltage to the gate trench portion 30. That is, the length Da is set to such a length that a potential barrier is generated when the gate trench portion 30 is turned on, and injection of holes into the contact portion 15 can be suppressed. The interval between the pair of gate trench portions 30 is, for example, 0.01 μm to 3 μm, more preferably 0.1 μm to 0.5 μm.

長さDbは、ゲートトレンチ部30の配列方向の幅を示す。本例の長さDbは、ゲートトレンチ部30bの配列方向の幅を示している。本例では、ゲートトレンチ部30a,30b,30c,30dのそれぞれの配列方向の幅が等しい。長さDbは、半導体の製造プロセス等に応じて決定されてよい。   The length Db indicates the width in the arrangement direction of the gate trench portions 30. The length Db in this example indicates the width in the arrangement direction of the gate trench portions 30b. In this example, the widths in the arrangement direction of the gate trench portions 30a, 30b, 30c, and 30d are equal. The length Db may be determined according to a semiconductor manufacturing process or the like.

長さDcは、隣接する1組のゲートトレンチ部30と他の組のゲートトレンチ部30との間隔を示す。本例では、1組のゲートトレンチ部30a,30bと、他の組のゲートトレンチ部30c,30dとの間隔を示している。より具体的には、ゲートトレンチ部30bと、ゲートトレンチ部30cとの間隔を示す。   The length Dc indicates a distance between one set of adjacent gate trench portions 30 and another set of gate trench portions 30. In this example, an interval between one set of gate trench portions 30a and 30b and another set of gate trench portions 30c and 30d is shown. More specifically, the interval between the gate trench portion 30b and the gate trench portion 30c is shown.

長さDdは、ゲートトレンチ部30aの延伸方向の端部と、コンタクト部15の延伸方向の端部との距離を示す。即ち、長さDdは、平面視における、コンタクト部15の1組のゲートトレンチ部30a,30bに対する窪み量を示している。長さDdを調整することにより、第1ベース層16に蓄積されたキャリアの引き抜きを制御する。   The length Dd indicates the distance between the end portion of the gate trench portion 30a in the extending direction and the end portion of the contact portion 15 in the extending direction. That is, the length Dd indicates the amount of depression with respect to the pair of gate trench portions 30a and 30b of the contact portion 15 in plan view. By adjusting the length Dd, the extraction of carriers accumulated in the first base layer 16 is controlled.

長さDeは、コンタクト部15の延伸方向における長さを示す。長さDeは、ゲートトレンチ部30の延伸方向における長さとの関係に応じて決定されてよい。長さDeに応じてコンタクト部15の面積が変更され、サイリスタ100の特性が調整されてよい。   The length De indicates the length of the contact portion 15 in the extending direction. The length De may be determined according to the relationship with the length of the gate trench portion 30 in the extending direction. The area of the contact portion 15 may be changed according to the length De, and the characteristics of the thyristor 100 may be adjusted.

長さDfは、ゲートトレンチ部30bの延伸方向の端部と、カソード層12の延伸方向の端部との距離を示す。本例の長さDfは、ゲートトレンチ部30bのY軸方向の正側の端部と、カソード層12のY軸方向の正側の端部との間隔を示している。長さDfは、第1ベース層16に蓄積されるキャリアの蓄積容易性および排出容易性に寄与する。例えば、長さDfを長くすることにより、第1ベース層16に正孔を蓄積し易くなるが排出しにくくなる。一方、長さDfを短くすることにより、第1ベース層16に正孔を蓄積しにくくなるが排出し易くなる。   The length Df indicates the distance between the end portion of the gate trench portion 30b in the extending direction and the end portion of the cathode layer 12 in the extending direction. The length Df in this example indicates the distance between the positive end of the gate trench part 30b in the Y-axis direction and the positive end of the cathode layer 12 in the Y-axis direction. The length Df contributes to the ease of accumulation and discharge of carriers accumulated in the first base layer 16. For example, by increasing the length Df, holes can be easily accumulated in the first base layer 16 but are difficult to be discharged. On the other hand, by shortening the length Df, it becomes difficult to accumulate holes in the first base layer 16, but it is easy to discharge.

長さDgは、カソード層12の延伸方向における長さを示す。長さDgの大きさに応じて、平面視における第1ベース層16とカソード層12との面積比が変化する。第1ベース層16とカソード層12との面積比によって、サイリスタ100のオン電圧が調整されてよい。例えば、第1ベース層16に対するカソード層12の面積比を大きくすることにより、サイリスタ100のオン電圧が低減される。   The length Dg indicates the length of the cathode layer 12 in the extending direction. The area ratio between the first base layer 16 and the cathode layer 12 in plan view changes according to the size of the length Dg. The on-voltage of the thyristor 100 may be adjusted according to the area ratio between the first base layer 16 and the cathode layer 12. For example, by increasing the area ratio of the cathode layer 12 to the first base layer 16, the on-voltage of the thyristor 100 is reduced.

[比較例1]
図4は、比較例1に係るサイリスタ500の構成を示す。サイリスタ500は、半導体基板510、バッファ層512、ベース層516、ゲート電極520、エミッタ電極522およびコレクタ電極524を備える。本例のサイリスタ500は、エミッタ電極522とコレクタ電極524との間にPNPNの四重構造を有している。ゲート電極520にゲート電圧が印加されることにより、ゲート電極520と絶縁膜を挟んだ領域にチャネルが形成される。これにより、サイリスタ500のサイリスタがオンする。比較例1に係るサイリスタ500では、チャネルが抵抗となるのでオン電圧を十分低減できない場合がある。
[Comparative Example 1]
FIG. 4 shows a configuration of a thyristor 500 according to the first comparative example. The thyristor 500 includes a semiconductor substrate 510, a buffer layer 512, a base layer 516, a gate electrode 520, an emitter electrode 522, and a collector electrode 524. The thyristor 500 of this example has a PNPN quadruple structure between the emitter electrode 522 and the collector electrode 524. When a gate voltage is applied to the gate electrode 520, a channel is formed in a region between the gate electrode 520 and the insulating film. Thereby, the thyristor of the thyristor 500 is turned on. In the thyristor 500 according to the comparative example 1, since the channel becomes a resistance, the on-voltage may not be sufficiently reduced.

[実施例2]
図5Aは、実施例2に係るサイリスタ100の斜視図の一例を示す。図5Bは、実施例2に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。本例のサイリスタ100では、カソード層12が形成される領域が、実施例1に係るサイリスタ100と異なる。本例では、実施例1と相違する点について特に説明する。
[Example 2]
FIG. 5A illustrates an example of a perspective view of the thyristor 100 according to the second embodiment. FIG. 5B illustrates an example of a top view of the thyristor 100 according to the second embodiment. In the thyristor 100 of this example, the region where the cathode layer 12 is formed is different from that of the thyristor 100 according to the first embodiment. In this example, points different from the first example will be particularly described.

サイリスタ100は、実施例1に係るサイリスタ100よりもカソード層12の形成される領域が広い。言い換えると、半導体基板10のおもて面において、p領域である第1ベース層16が形成された領域よりも、n+領域であるカソード層12が形成された領域の方が広い。例えば、カソード層12の延伸方向における長さは、複数のゲートトレンチ部30における一つのゲートトレンチ部30の延伸方向における長さよりも長い。本例のカソード層12は、ゲートトレンチ部30の延伸方向にストライプ状に形成されている。本例のサイリスタ100は、実施例1よりも単位面積当たりのn+領域が広いので、オン電圧を低減できる。   The thyristor 100 has a wider area where the cathode layer 12 is formed than the thyristor 100 according to the first embodiment. In other words, on the front surface of the semiconductor substrate 10, the region where the cathode layer 12 which is the n + region is formed is wider than the region where the first base layer 16 which is the p region is formed. For example, the length in the extending direction of the cathode layer 12 is longer than the length in the extending direction of one gate trench portion 30 in the plurality of gate trench portions 30. The cathode layer 12 of this example is formed in a stripe shape in the extending direction of the gate trench portion 30. Since the thyristor 100 of this example has a larger n + region per unit area than that of the first embodiment, the on-voltage can be reduced.

以上の通り、サイリスタ100は、カソード層12と第1ベース層16が形成される領域の割合を任意に設定してよい。例えば、サイリスタ100は、要求されるオン電圧の値に応じて、カソード層12と第1ベース層16との割合を調整する。即ち、カソード層12の具体的な形状は、本例に限られない。   As described above, the thyristor 100 may arbitrarily set the ratio of the region where the cathode layer 12 and the first base layer 16 are formed. For example, the thyristor 100 adjusts the ratio of the cathode layer 12 and the first base layer 16 according to the required on-voltage value. That is, the specific shape of the cathode layer 12 is not limited to this example.

[実施例3]
図6は、実施例3に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。本例のサイリスタ100は、ゲートトレンチ部30の配列が実施例1および2に係るサイリスタ100と異なる。本例のサイリスタ100では、1組のゲートトレンチ部30の配置が、実施例2に係るサイリスタ100と異なる。本例では、実施例2と相違する点について特に説明する。
[Example 3]
FIG. 6 illustrates an example of a top view of the thyristor 100 according to the third embodiment. The thyristor 100 of this example is different from the thyristor 100 according to the first and second embodiments in the arrangement of the gate trench portions 30. In the thyristor 100 of this example, the arrangement of one set of gate trench portions 30 is different from that of the thyristor 100 according to the second embodiment. In the present example, differences from the second embodiment will be particularly described.

1組のゲートトレンチ部30の配置は、ゲートトレンチ部30の構造や、サイリスタ100のオンオフの制御性を考慮して任意に決定される。本例の複数のゲートトレンチ部30では、1組のゲートトレンチ部30と配列方向に隣接する他の組のゲートトレンチ部30とが、延伸方向にずれて設けられている。これにより、本例の複数のゲートトレンチ部30は、半導体基板10のおもて面において、実施例1および2の場合よりも均等に配置されている。よって、本例のサイリスタ100は、第1ベース層16に蓄積されたキャリアを容易に引き抜ける。よって、サイリスタ100がターンオフしやすくなる。   The arrangement of the pair of gate trench portions 30 is arbitrarily determined in consideration of the structure of the gate trench portion 30 and the on / off controllability of the thyristor 100. In the plurality of gate trench portions 30 of this example, one set of gate trench portions 30 and another set of gate trench portions 30 adjacent in the arrangement direction are provided shifted in the extending direction. As a result, the plurality of gate trench portions 30 of this example are arranged more evenly on the front surface of the semiconductor substrate 10 than in the case of the first and second embodiments. Therefore, the thyristor 100 of this example easily pulls out the carriers accumulated in the first base layer 16. Therefore, the thyristor 100 is easily turned off.

[実施例4]
図7は、実施例4に係るサイリスタ100の上面図の一例を示す。本例のサイリスタ100では、ゲートトレンチ部30の形状が、実施例2に係るサイリスタ100と異なる。本例では、実施例2と相違する点について特に説明する。
[Example 4]
FIG. 7 illustrates an example of a top view of the thyristor 100 according to the fourth embodiment. In the thyristor 100 of this example, the shape of the gate trench portion 30 is different from that of the thyristor 100 according to the second embodiment. In the present example, differences from the second embodiment will be particularly described.

複数のゲートトレンチ部30は、平面視で、L字型の構造を有する。本例の複数のゲートトレンチ部30は、延伸方向に加えて、配列方向に延伸したL字型の構造を有する。また、4つのL字型のゲートトレンチ部30は、L字の角部が4つのゲートトレンチ部30の中心を向くように配置されている。本例のサイリスタ100は、実施例2の場合よりも、ゲートトレンチ部30が均等に配置されているので、ターンオフしやすい。なお、本例のゲートトレンチ部30は、X軸方向の長さとY軸方向の長さが等しくなるように設けられている。但し、ゲートトレンチ部30は、X軸方向の長さとY軸方向の長さとが異なるように設けられてもよい。   The plurality of gate trench portions 30 have an L-shaped structure in plan view. The plurality of gate trench portions 30 of this example have an L-shaped structure extending in the arrangement direction in addition to the extending direction. The four L-shaped gate trench portions 30 are arranged so that the L-shaped corners face the center of the four gate trench portions 30. The thyristor 100 of this example is easier to turn off because the gate trench portions 30 are arranged more evenly than in the case of the second embodiment. The gate trench portion 30 of this example is provided so that the length in the X-axis direction is equal to the length in the Y-axis direction. However, the gate trench portion 30 may be provided so that the length in the X-axis direction is different from the length in the Y-axis direction.

図8Aは、サイリスタ100の動作の一例を示す。図8Bは、サイリスタ100の動作の一例を示す。縦軸はゲート電圧Vg、コレクタ電圧Vc、コレクタ電流Icのいずれかを示し、横軸は時間tを示す。ゲート電圧Vg、コレクタ電圧Vcおよびコレクタ電流Icは、実線、1点鎖線、点線でそれぞれ示されている。図8Aおよび図8Bは、サイリスタ100のシミュレーション結果を示している。図8A、図8Bでは、1組のゲートトレンチ部30の間隔(メサ幅)を0.2μmとした。   FIG. 8A shows an example of the operation of the thyristor 100. FIG. 8B shows an example of the operation of the thyristor 100. The vertical axis represents any one of the gate voltage Vg, the collector voltage Vc, and the collector current Ic, and the horizontal axis represents the time t. The gate voltage Vg, the collector voltage Vc, and the collector current Ic are indicated by a solid line, a chain line, and a dotted line, respectively. 8A and 8B show simulation results of the thyristor 100. FIG. 8A and 8B, the interval (mesa width) between the pair of gate trench portions 30 is 0.2 μm.

ゲート電圧Vgをオンすると、コレクタ電圧Vcが低下し、コレクタ電流Icが流れる。一方、ゲート電圧Vgをオフすると、コレクタ電圧Vcが上昇し、コレクタ電流Icが遮断されている。即ち、サイリスタ100は、ゲート電圧Vgのオンオフの制御により、ターンオンおよびターンオフすることが確認された。   When the gate voltage Vg is turned on, the collector voltage Vc decreases and the collector current Ic flows. On the other hand, when the gate voltage Vg is turned off, the collector voltage Vc increases and the collector current Ic is cut off. That is, it has been confirmed that the thyristor 100 is turned on and off by the on / off control of the gate voltage Vg.

以上の通り、サイリスタ100は、第1ベース層16に蓄積された正孔の引き抜きを制御することにより、オンオフを制御する。これにより、本例のサイリスタ100は、ゲート制御により生じた反転層をチャネルとした場合と比べて、オン電圧を低減できる。本例のサイリスタ100は、電力変換装置に用いられるパワー半導体装置に適用されてよい。   As described above, the thyristor 100 controls on / off by controlling extraction of holes accumulated in the first base layer 16. As a result, the thyristor 100 of this example can reduce the on-voltage compared to the case where the inversion layer generated by the gate control is used as a channel. The thyristor 100 of this example may be applied to a power semiconductor device used for a power conversion device.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発*明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10・・・半導体基板、12・・・カソード層、14・・・第2ベース層、15・・・コンタクト部、16・・・第1ベース層、18・・・アノード層、30・・・ゲートトレンチ部、100・・・サイリスタ、500・・・サイリスタ、512・・・バッファ層、510・・・半導体基板、516・・・ベース層、520・・・ゲート電極、522・・・エミッタ電極、524・・・コレクタ電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor substrate, 12 ... Cathode layer, 14 ... 2nd base layer, 15 ... Contact part, 16 ... 1st base layer, 18 ... Anode layer, 30 ... Gate trench part, 100 ... Thyristor, 500 ... Thyristor, 512 ... Buffer layer, 510 ... Semiconductor substrate, 516 ... Base layer, 520 ... Gate electrode, 522 ... Emitter electrode 524 ... Collector electrode

Claims (11)

半導体基板のおもて面側に形成され、第1導電型を有するカソード層と、
前記半導体基板において、前記カソード層の裏面側に設けられ、前記第1導電型と異なる第2導電型を有する第1ベース層と、
前記半導体基板において、前記第1ベース層の裏面側に設けられ、前記第1導電型を有する第2ベース層と、
前記半導体基板において、前記第2ベース層の裏面側に設けられ、前記第2導電型を有するアノード層と、
前記第1ベース層からの正孔の引き抜きを制御することにより、サイリスタのオンオフを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記半導体基板のおもて面側において、第1の方向に延伸して、前記第1の方向と垂直な第2の方向に配列された複数のゲートトレンチ部と、
前記半導体基板のおもて面側であって、前記複数のゲートトレンチ部のうち前記第2の方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部の間に設けられた、前記第2導電型のコンタクト部と
を備えるサイリスタ。
A cathode layer formed on the front surface side of the semiconductor substrate and having a first conductivity type;
A first base layer provided on a back side of the cathode layer and having a second conductivity type different from the first conductivity type in the semiconductor substrate;
In the semiconductor substrate, a second base layer provided on the back side of the first base layer and having the first conductivity type;
An anode layer having the second conductivity type provided on a back surface side of the second base layer in the semiconductor substrate;
A control unit for controlling on / off of the thyristor by controlling extraction of holes from the first base layer, and
The controller is
A plurality of gate trench portions extending in a first direction and arranged in a second direction perpendicular to the first direction on the front surface side of the semiconductor substrate;
The second conductive material provided between a pair of gate trench portions provided on the front surface side of the semiconductor substrate and adjacent to the second direction among the plurality of gate trench portions. A thyristor comprising a contact portion of a mold.
前記制御部は、
前記第1ベース層から正孔を引き抜くことにより前記サイリスタをターンオフさせ、
前記第1ベース層から正孔を引き抜かず、前記第1ベース層に正孔を蓄積させることにより前記サイリスタをターンオンさせる
請求項1に記載のサイリスタ。
The controller is
Turning off the thyristor by extracting holes from the first base layer;
The thyristor according to claim 1, wherein the thyristor is turned on by accumulating holes in the first base layer without extracting holes from the first base layer.
前記制御部は、
前記サイリスタのターンオン時において、前記カソード層から前記第2ベース層を介して前記アノード層に電子を注入させ、前記アノード層から前記第1ベース層に正孔を蓄積させる
請求項1又は2に記載のサイリスタ。
The controller is
The electron is injected from the cathode layer to the anode layer through the second base layer and the holes are accumulated from the anode layer to the first base layer when the thyristor is turned on. Thyristor.
前記コンタクト部および前記カソード層は、カソード電位に設定されている
請求項1から3のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The thyristor according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact portion and the cathode layer are set to a cathode potential.
前記カソード層の厚さは、前記第1ベース層の厚さよりも薄い
請求項1から4のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The thyristor according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the cathode layer is thinner than a thickness of the first base layer.
前記カソード層の前記第1の方向における長さは、前記複数のゲートトレンチ部における一つのゲートトレンチ部の前記第1の方向における長さよりも短い
請求項1から5のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The length in the said 1st direction of the said cathode layer is shorter than the length in the said 1st direction of the one gate trench part in these gate trench parts. Thyristor.
前記カソード層の前記第1の方向における長さは、前記複数のゲートトレンチ部における一つのゲートトレンチ部の前記第1の方向における長さよりも長い
請求項1から6のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The length in the said 1st direction of the said cathode layer is longer than the length in the said 1st direction of the one gate trench part in these gate trench parts. Thyristor.
前記複数のゲートトレンチ部は、前記第2の方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部と、前記第2の方向に隣接して設けられた他の組のゲートトレンチ部とを含み、
前記1組のゲートトレンチ部と、前記第2の方向に隣接する前記他の組のゲートトレンチ部とが、前記第2の方向に並んで設けられている
請求項1から7のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The plurality of gate trench portions include one set of gate trench portions provided adjacent to the second direction and another set of gate trench portions provided adjacent to the second direction. ,
The one set of gate trench portions and the other set of gate trench portions adjacent to each other in the second direction are provided side by side in the second direction. The thyristor described in 1.
前記複数のゲートトレンチ部は、前記第2の方向に隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部と、前記第2の方向に隣接して設けられた他の組のゲートトレンチ部とを含み、
前記1組のゲートトレンチ部と、前記第2の方向に隣接する前記他の組のゲートトレンチ部とが、前記第1の方向にずれて設けられている
請求項1から8のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The plurality of gate trench portions include one set of gate trench portions provided adjacent to the second direction and another set of gate trench portions provided adjacent to the second direction. ,
The one set of gate trench portions and the other set of gate trench portions adjacent to each other in the second direction are provided so as to be shifted in the first direction. The thyristor described in 1.
前記複数のゲートトレンチ部は、前記第1の方向に加えて、前記第2の方向に延伸したL字型の構造を有する
請求項1から7のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The thyristor according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of gate trench portions have an L-shaped structure extending in the second direction in addition to the first direction.
前記コンタクト部は、前記複数のゲートトレンチ部のうち隣接して設けられた1組のゲートトレンチ部の間において、平面視で前記1組のゲートトレンチ部の前記第1の方向の端部に対して窪んで設けられている
請求項1から10のいずれか一項に記載のサイリスタ。
The contact portion is between the pair of gate trench portions provided adjacent to each other among the plurality of gate trench portions, with respect to an end portion in the first direction of the pair of gate trench portions in a plan view. The thyristor according to claim 1, wherein the thyristor is provided so as to be recessed.
JP2017026836A 2017-02-16 2017-02-16 Thyristor Active JP6859735B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017026836A JP6859735B2 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Thyristor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017026836A JP6859735B2 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Thyristor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018133476A true JP2018133476A (en) 2018-08-23
JP6859735B2 JP6859735B2 (en) 2021-04-14

Family

ID=63248648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017026836A Active JP6859735B2 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Thyristor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6859735B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3594658A1 (en) 2018-07-13 2020-01-15 Ricoh Company, Ltd. Evaluator, measurement apparatus, evaluating method, and evaluating program

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000307116A (en) * 1999-02-17 2000-11-02 Hitachi Ltd Semiconductor device and power conversion device
JP2000311998A (en) * 1999-04-08 2000-11-07 Rockwell Sci Center Llc Insulated gate turn-off thyristor
JP2003051593A (en) * 2001-05-31 2003-02-21 Fuji Electric Co Ltd Mos gate thyristor and control method therefor
JP2007258513A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Fuji Film Microdevices Co Ltd Insulated gate thyristor
JP2008288459A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Toyota Industries Corp Semiconductor device
WO2015022989A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 富士電機株式会社 Semiconductor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000307116A (en) * 1999-02-17 2000-11-02 Hitachi Ltd Semiconductor device and power conversion device
JP2000311998A (en) * 1999-04-08 2000-11-07 Rockwell Sci Center Llc Insulated gate turn-off thyristor
JP2003051593A (en) * 2001-05-31 2003-02-21 Fuji Electric Co Ltd Mos gate thyristor and control method therefor
JP2007258513A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Fuji Film Microdevices Co Ltd Insulated gate thyristor
JP2008288459A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Toyota Industries Corp Semiconductor device
WO2015022989A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 富士電機株式会社 Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3594658A1 (en) 2018-07-13 2020-01-15 Ricoh Company, Ltd. Evaluator, measurement apparatus, evaluating method, and evaluating program

Also Published As

Publication number Publication date
JP6859735B2 (en) 2021-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6562066B2 (en) Semiconductor device
JP6181597B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
US9559171B2 (en) Semiconductor device
US8809911B2 (en) Semiconductor device
US9379224B2 (en) Semiconductor device
JP6645594B2 (en) Semiconductor device
JP2023160970A (en) Semiconductor device
JP5865618B2 (en) Semiconductor device
JP6139312B2 (en) Semiconductor device
JP2016040820A (en) Semiconductor device
KR101763167B1 (en) Semiconductor device
JP2016139761A (en) Semiconductor device
JP2015201615A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP7414047B2 (en) semiconductor equipment
US20150144989A1 (en) Power semiconductor device and method of manufacturing the same
JP7115000B2 (en) semiconductor equipment
JP2016225583A (en) Semiconductor device
KR102406116B1 (en) Semiconductor device and method manufacturing the same
JP6859735B2 (en) Thyristor
JP2015115452A (en) Semiconductor device
US9245986B2 (en) Power semiconductor device and method of manufacturing the same
TW201403810A (en) Semiconductor device
KR102042834B1 (en) Power semiconductor device and method of fabricating the same
JP5292157B2 (en) Horizontal insulated gate bipolar transistor and method of manufacturing the same
JP2019192932A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201027

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201030

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6859735

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150