JP2692366B2 - Gate turn-off thyristor and method of manufacturing the same - Google Patents

Gate turn-off thyristor and method of manufacturing the same

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JP2692366B2
JP2692366B2 JP2280124A JP28012490A JP2692366B2 JP 2692366 B2 JP2692366 B2 JP 2692366B2 JP 2280124 A JP2280124 A JP 2280124A JP 28012490 A JP28012490 A JP 28012490A JP 2692366 B2 JP2692366 B2 JP 2692366B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、pnpnの4層構造をもち、一方の主電極が隣
接ベース層より短冊状の上面形状に突出した部分の上に
接して形成されたエミッタ層に設けられ、ゲート電極が
隣接ベース層に設けられるゲートターンオフ(以下GTO
と記す)サイリスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention has a four-layer structure of pnpn, and one main electrode is formed in contact with a portion of a strip-shaped upper surface protruding from an adjacent base layer. Gate turn-off (hereinafter referred to as GTO) provided in the emitter layer and the gate electrode provided in the adjacent base layer.
Thyristor).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

GTOサイリスタとは、デートでオン,オフ出来る電力
用の半導体素子であり、特性面では、特に、最大ターン
オフ電流が大きいか否かがその素子の良し悪しに直接反
映される。それゆえ、従来より最大ターンオフ電流を向
上させるためにさまざまな方法が試みられて来た。その
うちの最も有効な手段が、ゲートインピーダンスを減少
させることと、そのゲートインピーダンスのばらつきを
小さくすることである。
A GTO thyristor is a semiconductor device for power that can be turned on and off with a date, and in terms of characteristics, whether or not the maximum turn-off current is large is directly reflected in the quality of the device. Therefore, various methods have been tried to improve the maximum turn-off current. The most effective method among them is to reduce the gate impedance and to reduce the variation in the gate impedance.

このため、一般に各種のGTOサイリスタでは、ゲート
の設けられるpベース層のシート抵抗を出来るだけ小さ
くしたり、ゲート部のエッチダウンを適正に制御してエ
ッチング深さのばらつきを小さくすることが試みられて
来た。
For this reason, in general, in various GTO thyristors, it has been attempted to reduce the sheet resistance of the p-base layer where the gate is provided as much as possible and to appropriately control the etchdown of the gate portion to reduce the variation in etching depth. Came.

第2図は、セグメント構造を有する従来の代表的なGT
Oサイリスタを示し、pエミッタ層1,nベース層2,pベー
ス層3およびnエミッタ層4からなる4層構造を有す
る。そしてnエミッタ層4の側からpベース層3に達す
るゲートエッチングを行って、短冊状のnエミッタ層領
域からなるカソードセグメントが形成されている。その
カソードセグメントの頂面にカソード電極5が、露出し
たpベース層3にゲート電極6が被着している。
Fig. 2 shows a typical conventional GT with a segment structure.
It shows an O thyristor and has a four-layer structure including a p-emitter layer 1, an n-base layer 2, a p-base layer 3 and an n-emitter layer 4. Then, gate etching is performed from the n emitter layer 4 side to the p base layer 3 to form a cathode segment composed of a strip-shaped n emitter layer region. The cathode electrode 5 is deposited on the top surface of the cathode segment, and the gate electrode 6 is deposited on the exposed p base layer 3.

GTOサイリスタのゲートインピーダンスZは、第2図
中に示されているZ1とZ2の和である。
The gate impedance Z of the GTO thyristor is the sum of Z 1 and Z 2 shown in FIG.

すなわち、 Z=Z1+Z2 ……(1) で表される。Z1はpベース層3のカソード電極5の中央
の真下からカソードセグメントの側面までのインピーダ
ンスであり、Z2はpベース層3とnエミッタ層4の間の
pn接合の下からゲート電極6の縁の下までのインピーダ
ンスである。
That is, Z = Z 1 + Z 2 (1) Z 1 is the impedance from directly below the center of the cathode electrode 5 of the p base layer 3 to the side surface of the cathode segment, and Z 2 is between the p base layer 3 and the n emitter layer 4.
It is the impedance from below the pn junction to below the edge of the gate electrode 6.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

(1)式において、Z1はカソードセグメントの幅と、
pベース層3とnエミッタ層4の間のpn接合真下の不純
物濃度で決定される量であり、カソードセグメントの寸
法が一定であれば一定と考えてよい。従って、ゲートイ
ンピーダンスの大小もしくはばらつきを左右するものは
Z2であり、このZ2の値はゲートエッチングで形成される
ゲート溝深さdおよびゲート電極6の寸法精度に大きく
依存する。それ故、Zを小さくするには、ゲートエッチ
ング深さdは出来るだけ浅い方がよいが、25μm以下に
なると、今度は、一般に加圧接触構造が採用される大電
流用のGTOサイリスタでゲート電極6とカソード電極5
の間に短絡が発生する危険性が出て来ることになり、通
常に、30μm〜35μm程度の溝深さが望ましいと言われ
ている。
In equation (1), Z 1 is the width of the cathode segment and
It is an amount determined by the impurity concentration directly under the pn junction between the p base layer 3 and the n emitter layer 4, and may be considered constant if the size of the cathode segment is constant. Therefore, what affects the magnitude or variation of the gate impedance is
Z is 2, the value of Z 2 is highly dependent on the gate groove depth d and dimensional accuracy of the gate electrode 6 is formed in the gate etching. Therefore, in order to reduce Z, it is better to make the gate etching depth d as shallow as possible. However, when it becomes 25 μm or less, this time, in the case of a large current GTO thyristor that generally adopts a pressure contact structure, the gate electrode 6 and cathode electrode 5
There is a risk that a short circuit will occur between the two, and it is generally said that a groove depth of about 30 μm to 35 μm is desirable.

しかしながら、このような30〜35μmのゲートエッチ
ングを、たとえばSi板直径75mm以上の大電流を扱うGTO
サイリスタに適用すると、直径方向で最低で5μm程度
のエッチング深さdのばらつきが発生することはやむを
えないことであった。GTOサイリスタにとっては、この
わずか5μm程度のばらつきのゲートインピーダンスに
およぼす影響は大きく、ばらつきの割合で40%以上にも
なることが実験的にわかっている。この40%のゲートイ
ンピーダンスのばらつきがGTOサイリスタの最大ターン
オフ電流を向上させるための障害になるので、ゲートイ
ンピーダンスのばらつきを少しでも押さえることが最も
重要な問題である。
However, such gate etching of 30 to 35 μm, for example, GTO that handles a large current of Si plate diameter of 75 mm or more
When applied to a thyristor, it was unavoidable that the etching depth d varied at least about 5 μm in the diameter direction. For GTO thyristors, it is experimentally known that the variation of only about 5 μm has a great influence on the gate impedance, and the variation rate is 40% or more. Since this 40% variation in gate impedance is an obstacle for improving the maximum turn-off current of the GTO thyristor, it is the most important issue to suppress the variation in gate impedance.

本発明の目的は、上述の問題を解決し、ゲートエッチ
ング深さがばらついてもゲートインピーダンスのばらつ
きが少なく、最大ターンオフ電流の向上したGTOサイリ
スタを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a GTO thyristor in which the variation of the gate impedance is small even if the gate etching depth varies and the maximum turn-off current is improved.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記の目的を達成すために、本発明は、第1導電形エ
ミッタ層,第2導電形ベース層,第1導電形ベース層お
よび第2導電形エミッタ層からなる4層構造を有し、一
方の主電極が前記第2導電形ベース層の突出した部分の
上に形成される前記第1導電形エミッタ層表面に接触
し、前記第2導電形ベース層は、前記第1導電形エミッ
タ層の周縁部で最高不純物濃度を有して前記第1導電形
ベース層に向かって不純物濃度が低下し、ゲート電極が
前記突出した前記第2導電形ベース層以外の前記第2導
電形ベース層表面に接触するものにおいて、前記第2導
電形ベース層と前記第1導電形エミッタ層はメサ構造を
有し、前記第1導電形エミッタ層と前記第2導電形ベー
ス層の接合面は他の接合面に平行な中央部と前記第1導
電形エミッタ層側に曲げられる曲面状の周縁部からな
り、この接合面と突出部分の側面の交差する接合表面と
間隔を有すると共に前記接合面の中央部よりも前記第1
導電形エミッタ側の側面位置からゲート電極の接触する
位置にかけて、前記第2導電形ベース層表面に第2導電
形の低抵抗層が形成されたものとする。また、製造方法
としては、第1導電形半導体基板の一方の表面に第2導
電形エミッタ層を拡散形成する工程と、前記半導体基板
の他方の表面に第2導電形ベース層を拡散形成する工程
と、該第2導電形ベース層の表面に選択的に複数の第1
導電形エミッタ層を拡散形成する工程と、前記第1導電
形エミッタ層上に選択的にマスクを形成し、前記第2導
電形ベース層と前記第1導電形エミッタ層がメサ型構造
を形成するように、かつ前記第1導電形エミッタ層の深
さより浅く前記第2導電形ベース層および前記第1導電
形エミッタ層をエッチングする工程と、前記第1導電形
エミッタ層表面およびその周囲の前記第2導電形ベース
層上にマスクを形成し、前記第1導電形エミッタ層の底
部より深く前記第2導電形ベース層をさらにエッチング
する工程と、このエッチングにより形成された前記第2
導電形ベース層の突出部の前記第1導電形エミッタ層の
底部よりエミッタ側の側面から凹部表面にかけて第2導
電形低抵抗層を拡散形成する工程と、前記凹部上にゲー
ト電極を形成する工程とを有するものとする。
In order to achieve the above object, the present invention has a four-layer structure including a first conductivity type emitter layer, a second conductivity type base layer, a first conductivity type base layer and a second conductivity type emitter layer. The main electrode of the second conductivity type is in contact with the surface of the first conductivity type emitter layer formed on the protruding portion of the second conductivity type base layer, and the second conductivity type base layer is of the first conductivity type emitter layer. The impurity concentration is highest toward the first conductivity type base layer with the highest impurity concentration at the peripheral edge, and the gate electrode is formed on the surface of the second conductivity type base layer other than the protruding second conductivity type base layer. In contact, the second conductivity type base layer and the first conductivity type emitter layer have a mesa structure, and the bonding surface of the first conductivity type emitter layer and the second conductivity type base layer is another bonding surface. To the central portion parallel to the first conductivity type emitter layer side It consists curved peripheral portion that is, the first than the central portion of the joint surface and having a bonding surface and spacing the intersection of the side surface of the projecting portion the joint surfaces
It is assumed that a low resistance layer of the second conductivity type is formed on the surface of the second conductivity type base layer from the side surface position on the conductivity type emitter side to the position where the gate electrode contacts. As a manufacturing method, a step of diffusing and forming a second conductivity type emitter layer on one surface of the first conductivity type semiconductor substrate and a step of diffusing and forming a second conductivity type base layer on the other surface of the semiconductor substrate. And a plurality of first electrodes selectively on the surface of the second conductivity type base layer.
Forming a conductive type emitter layer by diffusion, forming a mask selectively on the first conductive type emitter layer, and the second conductive type base layer and the first conductive type emitter layer forming a mesa structure. And etching the second conductivity type base layer and the first conductivity type emitter layer to a depth smaller than the depth of the first conductivity type emitter layer, and the first conductivity type emitter layer surface and the first conductivity type emitter layer on the periphery thereof. Forming a mask on the second conductivity type base layer and further etching the second conductivity type base layer deeper than the bottom of the first conductivity type emitter layer; and the second layer formed by this etching.
A step of diffusing and forming a second conductivity type low resistance layer from a side surface of the protruding portion of the conductivity type base layer on a side closer to the emitter than a bottom portion of the first conductivity type emitter layer to a surface of the recess; and a step of forming a gate electrode on the recess. Shall have.

〔作用〕[Action]

ベース層のゲート電極の接する位置からエミッタ層と
の界面の近くまで表面にベース層と同一導電形の低抵抗
層が形成されることにより、ゲートインピーダンスZの
うちのZ2はゲート溝深さに無関係となり、ゲート溝深さ
がばらついても、ゲートインピーダンスのばらつきがな
くなる。また、低抵抗層とエミッタ層・ベース層間pn接
合との間に残るベース層は、ベース層の不純物濃度の最
も高い部分であるため、Z2自体の絶対値も小さくなる。
低抵抗層に隣接してそのような不純物濃度の高い部分を
残すため、エミッタ層・ベース層間pn接合面は凹面とし
て形成されるが、サイリスタの特性はベース層の最も薄
い厚さを決める凹面の低い中央部に支配されるので、サ
イリスタ特性が影響を受けることはない。
By forming a low resistance layer having the same conductivity type as the base layer on the surface from the position where the gate electrode of the base layer contacts to the vicinity of the interface with the emitter layer, Z 2 of the gate impedance Z is set to the depth of the gate groove. It becomes irrelevant, and even if the gate groove depth varies, the variation in gate impedance is eliminated. Further, since the base layer left between the low resistance layer and the pn junction between the emitter layer and the base layer is the portion having the highest impurity concentration in the base layer, the absolute value of Z 2 itself also becomes small.
Since the pn junction surface between the emitter layer and the base layer is formed as a concave surface to leave such a portion having a high impurity concentration adjacent to the low resistance layer, the characteristics of the thyristor are that of the concave surface that determines the thinnest thickness of the base layer. Since it is dominated by the lower central part, the thyristor characteristics are not affected.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例のGTOサイリスタの一つの
セグメントの断面図で、第2図と共通の部分には同一の
符号が付されている。第2図の場合と異なる点は、第一
にカソードセグメントのpベース層3とnエミッタ層4
の間のpn接合面34が凹面として形成されていること、第
二にカソードセグメントの側面が2段となっているこ
と、第三にその上段面の周縁からゲート電極6の被着し
ている平坦面にかけて高不純物濃度のP++低抵抗層7が
形成されていることである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one segment of a GTO thyristor according to an embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The difference from the case of FIG. 2 is that first, the p base layer 3 and the n emitter layer 4 of the cathode segment are used.
The pn junction surface 34 between them is formed as a concave surface, secondly the side surface of the cathode segment has two steps, and thirdly, the gate electrode 6 is adhered from the peripheral edge of the upper step surface. That is, the P ++ low resistance layer 7 having a high impurity concentration is formed over the flat surface.

このようなGTOサイリスタは、第3図(a)〜(e)
に示すような工程で作られる。まず、n形シリコン基板
に不純物を拡散してpエミッタ層1,nベース層2,pベース
層3を形成する(図a)。pエミッタ層1,pベース層3
の表面不純物濃度は3×1017/cm3である。次に選択拡
散技術を用いnエミッタ領域4を分散して形成する(図
b)。このようにして設けられたnエミッタ領域4を段
差のあるカソードセグメントにするため、酸化膜を被着
し、フォトリソグラフィで酸化膜マスクのパターンを形
成後、20μm程度の深さの第一回目のゲートエッチング
を行う(図c)。さらに、再度、酸化膜被着とパターニ
ングで第一回目のマスクに比して片側で10μm大きいマ
スクを形成し、第二回目のゲートエッチングを第一回目
のエッチング深さと合わせて35〜40μm程度の深さにな
るまで行う(図d)。このあと、第二回目のゲートエッ
チングの際の酸化膜マスクを用いて不純物拡散を行い、
表面不純物濃度101920/cm3のP++層7を設ける(図
e)。この工程は、いわゆるセルフアライメント工程に
なっている。この場合、第一回目のゲートエッチングで
pベース層3に10μm以上の幅の肩部が生じているの
で、約5μmの深さのP++層7がpn接合面34に達するこ
とはない。
Such a GTO thyristor is shown in Fig. 3 (a) to (e).
It is made by a process as shown in FIG. First, impurities are diffused into an n-type silicon substrate to form a p-emitter layer 1, an n-base layer 2 and a p-base layer 3 (FIG. A). p emitter layer 1, p base layer 3
Has a surface impurity concentration of 3 × 10 17 / cm 3 . Next, the selective diffusion technique is used to disperse and form the n emitter regions 4 (FIG. B). In order to make the n-emitter region 4 thus formed into a stepped cathode segment, an oxide film is deposited, and a pattern of an oxide film mask is formed by photolithography. Gate etching is performed (Fig. C). Further, again, by forming an oxide film and patterning, a mask that is 10 μm larger on one side than the first mask is formed, and the second gate etching is combined with the first etching depth to a depth of 35 to 40 μm. Perform to the depth (Fig. D). After that, impurity diffusion is performed using the oxide film mask during the second gate etching,
A P ++ layer 7 having a surface impurity concentration of 10 19 to 20 / cm 3 is provided (Fig. E). This process is a so-called self-alignment process. In this case, since the shoulder portion having a width of 10 μm or more is formed in the p base layer 3 in the first gate etching, the P ++ layer 7 having a depth of about 5 μm does not reach the pn junction surface 34.

第4図は、このようにして作られたGTOサイリスタの
不純物濃度プロフィルを断面構造に対応して示す。この
図からわかるように、P++層7はpベース層3とnエミ
ッタ層4とのpn接合面よりも点線41で示すような不純物
濃度の高い部分に達している。従ってゲートインピーダ
ンスのうちの前述のZ2の絶対値が小さくなる。
FIG. 4 shows the impurity concentration profile of the GTO thyristor made in this way, corresponding to the cross-sectional structure. As can be seen from this figure, the P ++ layer 7 reaches a portion having a higher impurity concentration as indicated by the dotted line 41 than the pn junction surface between the p base layer 3 and the n emitter layer 4. Therefore, the absolute value of Z 2 in the gate impedance becomes small.

第5図は、第1,第3図に示したような2段にゲートエ
ッチングをしないでゲートエッチングを1回のみ行う実
施例のGTOタイリスタである。この実施例では、nエミ
ッタ層4はpベース層3の平坦面から突出して形成され
ている。従って、P++低抵抗層7の端はpベース層4の
平坦面で終わっている。この場合は、P++層7の拡散深
さt2が浅いと、pベース層3のそれより深い部分がゲー
トインピーダンスに影響するため、ゲートインピーダン
スがエッチング深さに強く依存してくる。それ故、ゲー
ト溝底面からpn接合面34までの深さt1よりt2を大きくす
ることが望ましい。
FIG. 5 is a GTO thyristor of an embodiment in which the gate etching is performed only once without performing the gate etching in two stages as shown in FIGS. In this embodiment, the n emitter layer 4 is formed so as to project from the flat surface of the p base layer 3. Therefore, the end of the P ++ low resistance layer 7 ends at the flat surface of the p base layer 4. In this case, if the diffusion depth t 2 of the P ++ layer 7 is shallow, a portion deeper than that of the p base layer 3 affects the gate impedance, so that the gate impedance strongly depends on the etching depth. Therefore, it is desirable to make t 2 larger than the depth t 1 from the bottom surface of the gate groove to the pn junction surface 34.

以上の実施例は、pベース層にゲート電極が設けられ
るGTOサイリスタについて述べたが、nベース層にゲー
ト電極を設け、アノードセグメントを形成するGTOサイ
リスタにおいても実施することができる。
Although the above embodiments describe the GTO thyristor in which the gate electrode is provided in the p base layer, the present invention can also be implemented in a GTO thyristor in which the gate electrode is provided in the n base layer and the anode segment is formed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、ゲート電極の設けられるベース層の
隣接エミッタ層の周縁部に高不純物濃度の部分を残し、
ゲート電極の接する部分からその部分に達する低抵抗層
をベース層表面に形成することにより、ゲートエッチン
グ深さのばらつきあったとしてもゲートインピーダンス
のばらつきがその構造上から全くなくなるので、多数の
GTOセグメントを並列に動作させるGTOサイリスタにとっ
てターンオフ時の電流集中が少なくなる。そして、ゲー
トインピーダンスの絶対値も小さくなるので、最大ター
ンオフ電流は飛躍的に向上する。この結果、最大ターン
オフ電流で従来構造素子の約1.5倍が得られるようにな
った。
According to the present invention, a high impurity concentration portion is left in the peripheral portion of the emitter layer adjacent to the base layer provided with the gate electrode,
By forming a low resistance layer reaching the portion from the contacting portion of the gate electrode on the surface of the base layer, even if there is a variation in the gate etching depth, the variation in the gate impedance is completely eliminated from the structure.
For GTO thyristors that operate GTO segments in parallel, current concentration at turn-off is reduced. Then, since the absolute value of the gate impedance also becomes small, the maximum turn-off current is dramatically improved. As a result, the maximum turn-off current is about 1.5 times that of the conventional structural device.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例のGTOサイリスタのセグメン
トの断面図、第2図は従来のGTOサイリスタのセグメン
トの断面図、第3図は第1図のGTOサイリスタの製造工
程を(a)〜(e)の順に示す断面図、第4図は第1図
のGTOサイリスタの不純物濃度プロフィルと断面構造と
の対比図、第5図は本発明の別の実施例のGTOサイリス
タのセグメントの断面図である。 1……pエミッタ層、2……nベース層、3……pベー
ス層、4……nエミッタ層、5……カソード電極、6…
…ゲート電極、7……P++低抵抗層。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a segment of a GTO thyristor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a segment of a conventional GTO thyristor, and FIG. 3 is a GTO thyristor of FIG. 4A to 4E are sectional views showing the manufacturing steps in the order of (a) to (e), FIG. 4 is a comparison diagram of the impurity concentration profile and the sectional structure of the GTO thyristor of FIG. 1, and FIG. 5 is another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of a segment of the GTO thyristor. 1 ... p emitter layer, 2 ... n base layer, 3 ... p base layer, 4 ... n emitter layer, 5 ... cathode electrode, 6 ...
… Gate electrode, 7… P ++ Low resistance layer.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1導電形エミッタ層,第2導電形ベース
層,第1導電形ベース層および第2導電形エミッタ層か
らなる4層構造を有し、一方の主電極が前記第2導電形
ベース層の突出した部分の上に形成される前記第1導電
形エミッタ層表面に接触し、前記第2導電形ベース層
は、前記第1導電形エミッタ層の周縁部で最高不純物濃
度を有して前記第1導電形ベース層に向かって不純物濃
度が低下し、ゲート電極が前記突出した前記第2導電形
ベース層以外の前記第2導電形ベース層表面に接触する
ものにおいて、前記第2導電形ベース層と前記第1導電
形エミッタ層はメサ構造を有し、前記第1導電形エミッ
タ層と前記第2導電形ベース層の接合面は他の接合面に
平行な中央部と前記第1導電形エミッタ層側に曲げられ
る曲面状の周縁部からなり、この接合面と突出部分の側
面の交差する接合表面と間隔を有すると共に前記接合面
の中央部よりも前記第1導電形エミッタ側の側面位置か
らゲート電極の接触する位置にかけて、前記第2導電形
ベース層表面に第2導電形の低抵抗層が形成されたこと
を特徴とするゲートターンオフサイリスタ。
1. A four-layer structure comprising a first conductivity type emitter layer, a second conductivity type base layer, a first conductivity type base layer and a second conductivity type emitter layer, one main electrode of which is the second conductivity type. Contacting the surface of the first conductivity type emitter layer formed on the protruding portion of the second conductivity type base layer, the second conductivity type base layer having the highest impurity concentration at the peripheral portion of the first conductivity type emitter layer. Then, the impurity concentration decreases toward the first-conductivity-type base layer, and the gate electrode contacts the surface of the second-conductivity-type base layer other than the protruding second-conductivity-type base layer. The conductivity type base layer and the first conductivity type emitter layer have a mesa structure, and the bonding surface between the first conductivity type emitter layer and the second conductivity type base layer is the central portion parallel to another bonding surface and the first bonding surface. 1 Conduction type Is it a curved peripheral edge that is bent toward the emitter layer side? The second contact surface has a space between the second contact surface and the contact surface where the projecting portion crosses, and the second surface extends from the side surface position closer to the first conductivity type emitter than the central portion of the second contact surface to the contact position of the gate electrode. A gate turn-off thyristor having a low-resistance layer of a second conductivity type formed on the surface of a conductivity type base layer.
【請求項2】第1導電形半導体基板の一方の表面に第2
導電形エミッタ層を拡散形成する工程と、前記半導体基
板の他方の表面に第2導電形ベース層を拡散形成する工
程と、該第2導電形ベース層の表面に選択的に複数の第
1導電形エミッタ層を拡散形成する工程と、前記第1導
電形エミッタ層上に選択的にマスクを形成し、前記第2
導電形ベース層と前記第1導電形エミッタ層がメサ型構
造を形成するように、かつ前記第1導電形エミッタ層の
深さより浅く前記第2導電形ベース層および前記第1導
電形エミッタ層をエッチングする工程と、前記第1導電
形エミッタ層表面およびその周囲の前記第2導電形ベー
ス層上にマスクを形成し、前記第1導電形エミッタ層の
底部より深く前記第2導電形ベース層をさらにエッチン
グする工程と、このエッチングにより形成された前記第
2導電形ベース層の突出部の前記第1導電形エミッタ層
の底部よりエミッタ側の側面から凹部表面にかけて第2
導電形低抵抗層を拡散形成する工程と、前記凹部上にゲ
ート電極を形成する工程とを有することを特徴とするゲ
ートターンオフサイリスタの製造方法。
2. A second conductivity type semiconductor substrate having a second surface on one surface thereof.
Diffusing and forming a conductivity type emitter layer, diffusing and forming a second conductivity type base layer on the other surface of the semiconductor substrate, and selectively forming a plurality of first conductivity on the surface of the second conductivity type base layer. Forming a diffusion type emitter layer, forming a mask selectively on the first conductivity type emitter layer, and forming a second mask
The second conductivity type base layer and the first conductivity type emitter layer are formed so that the conductivity type base layer and the first conductivity type emitter layer form a mesa structure and are shallower than the depth of the first conductivity type emitter layer. A step of etching, forming a mask on the surface of the first conductivity type emitter layer and on the second conductivity type base layer around the emitter layer, and forming the second conductivity type base layer deeper than the bottom of the first conductivity type emitter layer; A step of further etching, and a second step from the side surface on the emitter side of the bottom portion of the first conductivity type emitter layer of the protruding portion of the second conductivity type base layer formed by this etching to the recess surface.
A method of manufacturing a gate turn-off thyristor, comprising: forming a conductive low resistance layer by diffusion; and forming a gate electrode on the recess.
【請求項3】第1導電形半導体基板の一方の表面に第2
導電形エミッタ層を拡散形成する工程と、前記半導体基
板の他方の表面に第2導電形ベース層を拡散形成する工
程と、該第2導電形ベース層の表面に選択的に複数の第
1導電形エミッタ層を拡散形成する工程と、エミッタ層
上に選択的にマスクを形成し、前記第2導電形ベース層
と前記第1エミッタ層がメサ型構造を形成するように、
かつ前記第1導電形エミッタ層の深さより浅くエッチン
グする工程と、該エッチングされたベース層の表面から
前記エミッタ層と間隔を有し、前記エミッタ層の深さよ
りも深く第2導電形の低抵抗層を拡散形成する工程と、
該低抵抗層上にゲート電極を形成する工程とを有するこ
とを特徴とするゲートターンオフサイリスタの製造方
法。
3. A second conductivity type is provided on one surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type.
Diffusing and forming a conductivity type emitter layer, diffusing and forming a second conductivity type base layer on the other surface of the semiconductor substrate, and selectively forming a plurality of first conductivity on the surface of the second conductivity type base layer. Forming a diffused emitter layer, and selectively forming a mask on the emitter layer so that the second conductivity type base layer and the first emitter layer form a mesa structure.
And a step of etching shallower than the depth of the first conductivity type emitter layer, and a second resistance type low resistance having a distance from the surface of the etched base layer to the emitter layer and deeper than the depth of the emitter layer. A step of forming a diffusion layer,
A step of forming a gate electrode on the low resistance layer, the method of manufacturing a gate turn-off thyristor.
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