JP2501236B2 - タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ - Google Patents

タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ

Info

Publication number
JP2501236B2
JP2501236B2 JP1193756A JP19375689A JP2501236B2 JP 2501236 B2 JP2501236 B2 JP 2501236B2 JP 1193756 A JP1193756 A JP 1193756A JP 19375689 A JP19375689 A JP 19375689A JP 2501236 B2 JP2501236 B2 JP 2501236B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
thyristor
gate
turn
type region
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1193756A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0358482A (ja
Inventor
トロンナムチャイ クライソン
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor 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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP1193756A priority Critical patent/JP2501236B2/ja
Publication of JPH0358482A publication Critical patent/JPH0358482A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2501236B2 publication Critical patent/JP2501236B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thyristors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、ゲート電極への電圧印加により大きな電
流駆動能力が得られるターンオフゲート付きサイリスタ
に関する。
《従来の技術》 従来のターンオフゲート付きサイリスタとしては、例
えば第2図に示すようなものがある。これは、IEDM‘8
7,29.3,pp.666〜669,1987に示されているターンオフゲ
ート付きサイリスタである。その構成を説明すると、第
1導電P形領域1、第2導電N形領域2、第1導電P形
領域3および第2導電N形領域4からなる多層膜によっ
てサイリスタが形成されている。そのうち第1導電P形
領域3上の所定領域には、酸化膜6を介してターンオフ
ゲート(以下ゲートという)7が形成されている。この
ゲート7を不純物導入拡散のためのマスクとして、二重
拡散法によって第2導電N形領域4が形成されていると
ともに、この領域4内に第1導電P+形領域5が自己整合
的に形成されている。そして、第1導電P+形領域5と第
2導電N形領域4とに接触するAl等の電極8が形成され
ている。
次に、この作用を説明すると、上記領域1〜4より構
成されたサイリスタがなんらかの原因でターンオンすれ
ば、サイリスタがラッチアップして大電流が流れる。こ
のラッチアップ状態を用いて電流を流すため、サイリス
タはトランジスタよりも大きな電流を流すことができ
る。ただし、サイリスタをターンオフさせるためには、
正帰環を形成しているPNPトランジスタまたはNPNトラン
ジスタのベース電流を引き抜く必要がある。
第2図に示す従来例の構造は、サイリスタをターンオ
フさせるために、NPNトランジスタのベース電流を引き
抜くようになっている。具体的には、ゲート7に電圧を
印加すると、オフ・チャネルの電界効果トランジスタが
ターンオンし、オフ・チャネルが形成される。このオフ
・チャネルによって、Pベースである第1導電P形領域
3の正孔の一部がN形領域4を通らずに、ソースである
P+形領域5を経て電極8へ流れ出す。その結果として、
上記3つの領域2,3,4によって構成されたNPNバイポーラ
トランジスタがターンオフする。すなわち、サイリスタ
がラッチアップ状態から解放されてターンオフする。
上記サイリスタをターンオンさせる方法として、例え
がターンオン用の電界効果トランジスタを用いる方法が
ある。その構成は、例えば第3図のようなものである。
この場合、三重拡散法を用いて、Pベースである第1導
電P形領域3をN形領域4やP+形領域5と自己整合的に
形成する。オフ・チャネルの電界効果トランジスタとオ
ン・チャネルの電界効果トランジスタの閾値電圧を制御
することによって、ゲート7に印加する電圧の大きさに
応じて、どちらか一方のトランジスタをターンオンさせ
ることができる。オン・チャネルの電界効果トランジス
タがターンオンすると、電子がN形領域4からオン・チ
ャネルを通って、Nベースである第1導電N形領域2に
流れ込み、ラッチアップを引き起こす。
以上説明してきたターンオフゲート付きサイリスタの
電流駆動能力は、ターンオフさせることのできる最大の
ラッチアップ電流によって決まる。すなわち、ラッチア
ップ電流が大き過ぎると、オフ・チャネルを通って流れ
る一部の電流成分を差し引いても、その残りの電流成分
によってNPNトランジスタをターンオン状態に十分保つ
ことができ、サイリスタがラッチアップ状態から抜け出
ることができない。ターンオフゲート付きサイリスタの
電流駆動能力を上げるには、オフ・チャネルの抵抗を下
げ、そこを通って流れる電流を大きくし、ラッチアップ
状態から抜け出せる最大のラッチアップ電流を大きくす
る必要がある。
《発明が解決しようとする問題点》 ところで、このような従来のターンオフゲート付きサ
イリスタにあっては、オフ・チャネルが第1導電形領域
(4)の表面上に二重拡散法または三重拡散法によって
形成されている。このため、オフ・チャネルを形成でき
る総面積は、第2導電形領域(4)の表面積によって決
まっており、オフ・チャネルの抵抗を微細化技術により
低下させようとしても、製品歩留りおよび製造コストの
面からそれには制限がある。したがって、最大のラッチ
アップ電流を大きくすることができず、サイリスタの電
流駆動能力を上げることができないという問題があっ
た。
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その
目的は、第2導電形領域(4)の所定領域に溝を形成す
るとともに、この溝の側面をオフ・チャネルとして用
い、溝の微細化によってオフ・チャネルの総面積を増大
させることにより、高い電流駆動能力が得られるターン
オフゲート付きサイリスタを提供することにある。
《問題点を解決するための手段》 この発明は、上記のような目的を達成するため、 第1導電形で形成された第1の領域、第2導電形で形
成された第2の領域、第1導電形で形成された第3の領
域および第2導電形で形成された第4の領域からなるエ
ピタキシャル多層膜より形成されたサイリスタであっ
て、 上記第4の領域の所定領域に上記第3の領域に達する
ように形成された溝と、 ターンオフゲート電圧印加時には、上記第4の領域の
上記溝の側面に反転層が形成されるように、上記溝内に
酸化膜を介して形成されたターンオフゲートと、 上記第4の領域の表面上にショットキ接合またはオー
ミック接合で接合され、かつ上記第4の領域、上記酸化
膜及び上記ゲートからなるMOS構造と接触するように形
成された電極と、 を有し、 上記第3の領域をドレイン領域とするとともに上記電
極をソース領域とする電界効果トランジスタを備えたこ
とを特徴とする。
《作用》 この発明によれば、第2導電形で形成された第4の領
域に溝を形成し、この溝の側面を反転層として用いてい
るため、溝の微細化によってその数を増やすことがで
き、また、第4の領域、酸化膜及びターンオフゲートか
らなるMOS構造と接触するように第4の領域上に形成し
た(換言すれば、電極をターンオフ時の反転層と接触す
るように形成した)ため、簡単な構造でターンオフが可
能となり、溝の数をより増大させることができる。
なお、第1の領域と第2の領域の接合、または第3の
領域と第4の領域の接合のいずれかが、逆バイアスされ
るため、電位関係が固定される構造であることから、ソ
ース側の耐圧を必要としない点に着目し、本発明では、
第4の領域の表面上にソース領域となる電極をオーミッ
ク接合またはショットキ接合で形成することができ、こ
れによって、第4の領域中の溝側面にソース領域を形成
することを不要にしたものである。
これにより、オフチャネル抵抗を減少させ、ターンオ
フできる最大のラッチアップ電流、すなわちサイリスタ
の電流駆動能力を従来に比べより向上させることができ
る。
《実施例》 以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第1図は、この発明の一実施例を示す断面図である。
まず構成を説明すると、下側より上側に向かって順次
積層された第1の領域である第1導電P形領域1、第2
の領域である第2導電N形領域2、第3の領域である第
1導電P形領域3および第4の領域である第2導電N形
領域4からなる多層膜によってサイリスタが形成されて
いる。そのうち、最上層である第2導電N形領域4内の
所定領域には溝10が形成され、その溝10の内側面は酸化
膜6によって覆われている。この溝は、第2導電N形領
域4を貫通し、ドレインである第1導電P形領域3に到
達している。さらに、溝10の内側には反転層が生成され
るように、酸化膜6を介してターンオフ用ゲート7が形
成されている。そして、電極8が第2導電N形領域4と
接触するように形成されている。この電極8は、酸化膜
6によってゲート7から絶縁されている。
次に、この実施例の作用を説明する。
いまゲート7に電圧を印加すると、溝10の側面にオフ
・チャネルが形成され、P形領域3内の正孔の一部がオ
フ・チャネルを通って電極8へ直接流れる。その結果と
して、N形領域4、P形領域3およびN形領域2からな
るNPNバイポーラトランジスタのベース電流が減少し、
ついにはターンオフし、サイリスタがラッチアップ状態
から抜け出る。
この場合のオフ・チャネル抵抗を決める要素は、N形
領域4の厚みと溝10の内側面の総面積である。さらにい
えば、N形領域4の厚みが薄ければ薄いほどオフ・チャ
ネル抵抗が減少するが、耐圧も減少してしまう。また、
溝10の内側面の総面積は、溝10の数に比例するために、
微細化すればするほど溝10の数を多くでき、その総面積
がそれに比例して限度なく大きくなる。そして、溝10の
内側面の総面積が増大すると、オフ・チャネル抵抗が反
比例して減少し、サイリスタの電流駆動能力が増大す
る。
また、本実施例では、図2や図3に示した従来例と異
なり、電極8とN形領域4の間のP+形領域5をなくして
いるが、P+形領域5をなくしても、電極8とN形領域4
の間の接合がショットキ接合を形成していれば、オフ・
チャネルの電界効果トランジスタができる。さらに、電
極8とN形領域4間の接合がオーミック接合になっても
よい。すなわち、ゲート電圧によってオフ・チャネルが
誘起され、このオフ・チャネルを通ってP形領域3内の
正孔が電極8へ直接流れ込むことができる。
ここでは、上記領域1〜4からなるサイリスタ構造PN
PNのうち、どらかのPN接合が必ず逆バイアスされるため
に、電位の関係が固定される。つまり、電極8の電位は
必ずP形領域3の電位よりも低くなる。したがって、こ
の場合は一般的なUMOSと異なり、ソースとなる電極8側
の耐圧を必要としない。そのために、ここではソース側
の接合として、ショットキ接合やオーミック接合を用い
てもよく、P+形領域5をなくすことができる。
また、この実施例のサイリスタは、P+形領域5をなく
したために、サイリスタの構造が簡単になって溝10の微
細化が容易になる。したがって、溝10の数を簡単に増や
すことができ、より高い電流駆動能力を得ることができ
る。
《発明の効果》 以上説明してきたように、この発明によれば、 (a)第2導電形で形成された第4の領域に溝を形成
し、この溝の側面を反転層として用いているため、溝の
微細化によってその数を増やすことができ、 (b)また、第4の領域、酸化膜及びターンオフゲート
からなるMOS構造と接触するように第4の領域上に形成
した(換言すれば、電極をターンオフ時の反転層と接触
するように形成した)ため、簡単な構造でターンオフが
可能となり、溝の数をより増大させることができる。
(c)なお、第1の領域と第2の領域の接合、または第
3の領域と第4の領域の接合のいずれかが、逆バイアス
されるため、電位関係が固定される構造であることか
ら、ソース側の耐圧を必要としない点に着目し、本願発
明では、第4の領域の表面上にソース領域となる電極を
オーミック接合またはショットキ接合で形成することが
でき、これによって、第4の領域中の溝側面にソース領
域を形成することを不要にしたものである。
これにより、オフチャネル抵抗を減少させ、ターンオ
フできる最大のラッチアップ電流、すなわちサイリスタ
の電流駆動能力を従来に比べより向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す断面図、第2図は
ターンオフゲート付きサイリスタの従来例を示す断面
図、第3図はターンオンおよびターンオフゲート付きサ
イリスタの従来例を示す断面図である。 1,3…第1導電P形領域 2,4…第2導電N形領域 6……酸化膜 7……ターンオフ用ゲート 8……電極 10……溝

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電形で形成された第1の領域、第2
    導電形で形成された第2の領域、第1導電形で形成され
    た第3の領域および第2導電形で形成された第4の領域
    からなるエピタキシャル多層膜より形成されたサイリス
    タであって、 上記第4の領域の所定領域に上記第3の領域に達するよ
    うに形成された溝と、 ターンオフゲート電圧印加時には、上記第4の領域の上
    記溝の側面に反転層が形成されるように、上記溝内に酸
    化膜を介して形成されたターンオフゲートと、 上記第4の領域の表面上にショットキ接合またはオーミ
    ック接合で接合され、かつ上記第4の領域、上記酸化膜
    及び上記ゲートからなるMOS構造と接触するように形成
    された電極と、 を有し、 上記第3の領域をドレイン領域とするとともに上記電極
    をソース領域とする電界効果トランジスタを備えたこと
    を特徴とするターンオフゲート付きサイリスタ。
JP1193756A 1989-07-26 1989-07-26 タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ Expired - Lifetime JP2501236B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1193756A JP2501236B2 (ja) 1989-07-26 1989-07-26 タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1193756A JP2501236B2 (ja) 1989-07-26 1989-07-26 タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0358482A JPH0358482A (ja) 1991-03-13
JP2501236B2 true JP2501236B2 (ja) 1996-05-29

Family

ID=16313291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1193756A Expired - Lifetime JP2501236B2 (ja) 1989-07-26 1989-07-26 タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2501236B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0527600B1 (en) * 1991-08-08 2003-06-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulated trench gate bipolar transistor
JP5618430B2 (ja) * 2010-10-07 2014-11-05 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS509156A (ja) * 1973-05-29 1975-01-30
JPS568197A (en) * 1979-07-02 1981-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Volume controller for electronic musical instrument
DE2945324A1 (de) * 1979-11-09 1981-05-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Thyristor mit verbessertem schaltverhalten
JP2524370B2 (ja) * 1986-12-05 1996-08-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 半導体デバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0358482A (ja) 1991-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6713794B2 (en) Lateral semiconductor device
JP2574267B2 (ja) 絶縁ゲートトランジスタアレイ
JP3469967B2 (ja) 電力装置集積化構造体
JPH05160407A (ja) 縦型絶縁ゲート型半導体装置およびその製造方法
JPH037149B2 (ja)
JPH0612828B2 (ja) 半導体装置
EP0476815A2 (en) Thyristor and method of manufacturing the same
JPH0575110A (ja) 半導体装置
JPH02275675A (ja) Mos型半導体装置
US5346838A (en) Method for fabricating an insulated gate control thyristor
US5728593A (en) Power insulated-gate transistor having three terminals and a manufacturing method thereof
JP3243792B2 (ja) 横方向エミッタ切替サイリスタ素子及び縦方向エミッタ切替サイリスタ素子
JPH0624244B2 (ja) 複合半導体装置
JPH05283675A (ja) サイリスタ
JP2501236B2 (ja) タ―ンオフゲ―ト付きサイリスタ
JPS622461B2 (ja)
JPH0620141B2 (ja) 導電変調型mosfet
JP3063278B2 (ja) 縦型電界効果トランジスタ
US5350935A (en) Semiconductor device with improved turn-off capability
JPH01146366A (ja) 導電変調型mosfet
IE56341B1 (en) Multicellular thyristor
JPH05283622A (ja) 半導体装置
JP2615667B2 (ja) Mos電界効果トランジスタの製造方法
JPH03145163A (ja) サイリスタ
JPS6241427B2 (ja)