JP2866174B2 - Gate turn-off thyristor - Google Patents

Gate turn-off thyristor

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JP2866174B2 JP24373890A JP24373890A JP2866174B2 JP 2866174 B2 JP2866174 B2 JP 2866174B2 JP 24373890 A JP24373890 A JP 24373890A JP 24373890 A JP24373890 A JP 24373890A JP 2866174 B2 JP2866174 B2 JP 2866174B2
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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、ゲートターンオフサイリスタ(以下GTOと
いう)に係り、特に、アノード短絡型GTOに用いて好適
なpnipn構造を持ったGTOに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate turn-off thyristor (hereinafter referred to as GTO), and more particularly to a GTO having a pnipn structure suitable for use in an anode short-circuit type GTO.

[従来の技術] 一般に、GTOは、少なくともpnpn4層の半導体層を備え
て構成されるが、素子で発生する電力損失を低減するこ
とのできる素子の構造として、nベース層とpエミッタ
層との間にn型でかつnベース層よりも抵抵抗のバッフ
ア層を設けることにより、バッフア層を設けない場合よ
りも厚みの小さなnベース層で所望の耐圧を得ることの
できる、いわゆるpnipn構造のものが知られている。
[Prior Art] Generally, a GTO is configured to include at least a pnpn4 semiconductor layer. As a device structure capable of reducing power loss generated in the device, a GTO including an n base layer and a p emitter layer is used. With a so-called pnipn structure, a desired breakdown voltage can be obtained with an n-base layer having a smaller thickness than when no buffer layer is provided by providing an n-type buffer layer having a resistance lower than that of the n-base layer. It has been known.

しかし、この構造をアノード短絡型のGTOに適用する
と、低抵抗のバッフア層により短絡抵抗が減少し、ゲー
トトリガ電流が増大するという問題点を生じる。
However, when this structure is applied to an anode short-circuit type GTO, there arises a problem that a short-circuit resistance is reduced by a low-resistance buffer layer, and a gate trigger current is increased.

このような問題点を解決する従来技術による方法とし
て、特開昭63−186473号公報に記載されているように、
バッフア層のシート抵抗を、トリガゲート電流を低減さ
せ、かつ、耐圧が劣化しない程度の所定の値に設定する
方法、あるいは、特開昭63−265465号公報、特開平1−
171272号公報、特開平1−225359号公報、特開平1−31
8264号公報等に記載されているように、アノード側に占
める短絡部の面積比率を減少させるようにパターンを工
夫する方法等が知られている。
As a method according to the prior art for solving such a problem, as described in JP-A-63-186473,
A method in which the sheet resistance of the buffer layer is set to a predetermined value such that the trigger gate current is reduced and the breakdown voltage is not deteriorated, or disclosed in JP-A-63-265465,
171272 JP, JP-A-1-225359, JP-A-1-31
As described in Japanese Patent No. 8264 or the like, there is known a method of devising a pattern so as to reduce the area ratio of the short-circuit portion occupying the anode side.

[発明が解決しようとする課題] 前記従来技術は、pnipn構造のGTOにおいて、高抵抗の
n型ベース層を理想的な厚さ(バッフア層が無い場合の
1/2)に近づけると、pnpトランジスタ部分のベース層が
薄くなるために、pエミッタ層から注入される正孔の輸
送効率が高くなり電流増幅率が大きくなるので、ターン
オフ損失が増大し、遮断耐量が低下するという問題点を
有している。
[Problem to be Solved by the Invention] In the conventional technology, in a p-npn-structured GTO, a high-resistance n-type base layer is formed to have an ideal thickness (without a buffer layer).
When it approaches (1/2), the base layer of the pnp transistor part becomes thinner, so that the efficiency of transporting holes injected from the p-emitter layer increases and the current amplification rate increases. There is a problem that the withstand capacity is reduced.

すなわち、pnipn構造を有するアノード短絡型GTOは、
前述した各従来技術のように、バッフア層のシート抵抗
を調整したり、短絡部の面積比率を減少したりすれば、
正孔の輸送効率及び注入効率を高くすることになるの
で、前述の問題をさらに顕著にするという問題点を有し
ている。
That is, an anode short-circuit type GTO having a pnipn structure is:
By adjusting the sheet resistance of the buffer layer or reducing the area ratio of the short-circuit portion as in each of the conventional techniques described above,
Since the hole transport efficiency and the injection efficiency are increased, there is a problem that the above-mentioned problem becomes more prominent.

本発明の目的は、前述従来技術の問題点を解決し、タ
ーンオフ損失が小さく、遮断耐量が大きく、かつ、トリ
ガゲート電流の小さいpnipn構造を備えたアノード短絡
型のGTOを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an anode short-circuit type GTO having a pnipn structure having a small turn-off loss, a large blocking capability, and a small trigger gate current.

[課題を解決するための手段] 本発明によれば前記目的は、pnipn構造のGTOにおい
て、バッフア層とpエミッタ層との間に、バッフア層よ
りも高抵抗のn型半導体層を形成することにより、ま
た、バッフア層の選択的なキャリアライフタイム制御及
びバッフア層に注入されるキャリアを引き抜くゲート電
極を設けることにより達成される。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the object is to form an n-type semiconductor layer having a higher resistance than a buffer layer between a buffer layer and a p-emitter layer in a GTO having a pnipn structure. This is achieved by selectively controlling carrier lifetime of the buffer layer and providing a gate electrode for extracting carriers injected into the buffer layer.

[作 用] 前述した本発明の目的を達成する手段は、バッフア層
のシート抵抗に依存せずにpnpトランジスタ部分の電流
増幅率を調整することが可能である。これにより、本発
明は、シート抵抗を大きくしてトリガゲート電流を低減
させても、ターンオフ損失の増大、遮断耐量の低下等を
招くことを防止することができる。
[Operation] The means for achieving the object of the present invention can adjust the current amplification factor of the pnp transistor portion without depending on the sheet resistance of the buffer layer. As a result, the present invention can prevent an increase in turn-off loss, a decrease in cut-off tolerance, and the like even when the trigger resistance is reduced by increasing the sheet resistance.

[実施例] 以下、本発明によるGTOの実施例を図面により詳細に
説明する。
[Example] Hereinafter, an example of a GTO according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例のカソード側平面図、
第2図は素子の構造を示すA−A′線断面図、第3図、
第4図は第2図における縦方向の不純物濃度分布の例を
説明する図である。第1図、第2図において、1は半導
体基体、2はnエミッタ層、3はpベース層、4はnベ
ース層、5はバッファ層、6はn-層、7はpエミッタ
層、8は短絡層、10はアノード電極、20はカソード電
極、30はカソード側ゲート電極である。
FIG. 1 is a cathode side plan view of a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA 'showing the structure of the element, FIG.
FIG. 4 is a view for explaining an example of the impurity concentration distribution in the vertical direction in FIG. 1 and 2, 1 is a semiconductor substrate, 2 is an n emitter layer, 3 is a p base layer, 4 is an n base layer, 5 is a buffer layer, 6 is an n layer, 7 is a p emitter layer, 8 Is a short-circuit layer, 10 is an anode electrode, 20 is a cathode electrode, and 30 is a cathode-side gate electrode.

第1図に示す本発明によるpnipn構造を有するアノー
ド短絡型GTOのカソード側平面図は、円形に形成されるG
TOの1/4を示したものである。
The cathode side plan view of the anode short-circuit type GTO having the pnipn structure according to the present invention shown in FIG.
This shows 1/4 of TO.

この本発明の第1の実施例は、円形半導体基体1に、
多数の細長いnエミッタ層2を3重リング放射状に配列
し、その周囲に露出するpベース層3上に、第1図には
図示されていないゲート電極を設けて構成される。
In the first embodiment of the present invention, a circular semiconductor substrate 1 is provided.
A large number of elongated n-emitter layers 2 are arranged in a triple ring radial pattern, and a gate electrode (not shown in FIG. 1) is provided on the p base layer 3 exposed therearound.

第1図のA−A′線における断面図を示す第2図にお
いて、半導体基体1は、nエミッタ層2、pベース層
3、高抵抗のnベース層4、n型のバッフア層5、n型
でバッフア層5よりも高抵抗のn-層6、pエミッタ層
7、及び、nエミッタ層2の直下に設けられたn型の短
絡層8を備えて構成される。なお、短絡層8の位置は、
図示した位置に限られる必要はなく、他の位置にあって
もよい。
In FIG. 2 showing a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1, a semiconductor substrate 1 includes an n-emitter layer 2, a p-base layer 3, a high-resistance n-base layer 4, an n-type buffer layer 5, and n It comprises an n layer 6 having a higher resistance than the buffer layer 5, a p emitter layer 7, and an n-type short-circuit layer 8 provided immediately below the n emitter layer 2. The position of the short-circuit layer 8 is
The position is not limited to the illustrated position, and may be at another position.

さらに、pエミッタ層7、nエミッタ層2、pベース
層3の各露出面には、それぞれ、アノード電極10、カソ
ード電極20、ゲート電極30が設けられている。また、図
示されていないが、pn接合が露出する表面には、シリコ
ン酸化膜、ガラス膜、あるいは、シリコンゴム等のパッ
シベーション膜が施されている。
Further, an anode electrode 10, a cathode electrode 20, and a gate electrode 30 are provided on the exposed surfaces of the p emitter layer 7, the n emitter layer 2, and the p base layer 3, respectively. Although not shown, a passivation film such as a silicon oxide film, a glass film, or a silicon rubber is formed on a surface where the pn junction is exposed.

第2図に示すような断面構造を有する本発明の第1の
実施例における、縦方向の不純物濃度分布の一例が第3
図に示されている。
In the first embodiment of the present invention having a sectional structure as shown in FIG.
It is shown in the figure.

第3図において、図中に記したn+、p、i、n、n-
p+は、それぞれ、nエミッタ層2、pベース層3、nベ
ース層4、バッフア層5、n-層6、pエミッタ層7に相
当する。この中で、n-層(n-)は大略均一な濃度分布を
有する。
In FIG. 3, n + , p, i, n, n ,
p + corresponds to the n emitter layer 2, the p base layer 3, the n base layer 4, the buffer layer 5, the n layer 6, and the p emitter layer 7, respectively. Among them, the n layer (n ) has a substantially uniform concentration distribution.

第2図及び第3図におけるアノード側の構造は、例え
ば、リンをデポジションあるいはイオン注入した後、ド
ライブインによりn型のバッフア層5を形成し、n-層6
(n-)をエピタキシャル成長させることにより製作する
ことができる。また、n-層6(n-)の形成には、公知の
シリコンウエハを直接接着する方法を用いてもよい。
2 and 3, for example, an n-type buffer layer 5 is formed by drive-in after depositing or ion-implanting phosphorus, and an n layer 6 is formed.
It can be manufactured by epitaxially growing (n ). For forming the n layer 6 (n ), a known method of directly bonding a silicon wafer may be used.

第4図は第2図における不純物濃度分布の他の例であ
り、n型のバッフア層5の濃度分布を、大略均一とした
場合を示している。
FIG. 4 shows another example of the impurity concentration distribution in FIG. 2, showing a case where the concentration distribution of the n-type buffer layer 5 is substantially uniform.

このようなバッフア層5とn-層6とは、例えば、エピ
タキシャル成長方法を用い、ドーパントのガスの濃度を
適宜調整することにより連続的に形成することができ
る。
Such a buffer layer 5 and the n layer 6 can be continuously formed by appropriately adjusting the concentration of a dopant gas by using, for example, an epitaxial growth method.

前述したような構造を有する本発明の第1の実施例に
よれば、短絡抵抗の大きさを、バッファ層5のシート抵
抗により決めることができるので、n-層6を厚く形成す
れば、短絡抵抗とは独立に、pベース層3〜pエミッタ
層7により形成されるpnpトランジスタ部分の電流増幅
率を低減することができる。
According to the first embodiment of the present invention having the above-described structure, the magnitude of the short-circuit resistance can be determined by the sheet resistance of the buffer layer 5, so that if the n layer 6 is formed thick, The current amplification factor of the pnp transistor portion formed by the p base layer 3 to the p emitter layer 7 can be reduced independently of the resistance.

これにより、本発明の第1の実施例は、バッフア層5
のシート抵抗を、耐圧が確保できる範囲で高くすること
ができるので、短絡抵抗を大きく、ゲートトリガ電流を
小さくすることができ、さらに、ターンオフ損失の低減
と遮断耐量の向上とを図ることができる。
Thus, the first embodiment of the present invention is different from the buffer layer 5 according to the first embodiment.
Can be increased as long as the withstand voltage can be ensured, so that the short-circuit resistance can be increased, the gate trigger current can be reduced, and the turn-off loss can be reduced and the withstand voltage can be improved. .

第5図は本発明の第2の実施例の構造を示す断面図で
あり、図の符号は第2図の場合と同一である。この本発
明の第2の実施例は、図中斜線により示したバッフア層
5に選択的なキャリアライフタイム制御を施したもので
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the second embodiment of the present invention, and the reference numerals in FIG. 5 are the same as those in FIG. In the second embodiment of the present invention, selective carrier lifetime control is performed on the buffer layer 5 indicated by oblique lines in the drawing.

この本発明の第2の実施例における、キャリアライフ
タイム制御の構造は、陽子、ヘリウムイオン等をバッフ
ア層5まで侵入できるエネルギーに加速してアノード側
あるいはカソード側から照射することにより形成するこ
とができる。また、バッフア層5は、従来の熱拡散によ
る方法により製作することができる。
In the second embodiment of the present invention, the carrier lifetime control structure can be formed by accelerating protons, helium ions, etc. to an energy that can penetrate into the buffer layer 5 and irradiating it from the anode side or the cathode side. it can. The buffer layer 5 can be manufactured by a conventional method using thermal diffusion.

前述のような構造を有する本発明の第2の実施例によ
れば、バッフア層5のシート抵抗を大きくしても、pエ
ミッタ層7からバッフア層5に注入される正孔は、キャ
リアライフタイム制御が施されたバッファ層5の内部で
再結合消滅するので、pnpトランジスタ部分の電流増幅
率を小さくすることができ、これにより、GTOのターン
オフ損失の低減及び遮断耐量の向上を図ることができ
る。
According to the second embodiment of the present invention having the above structure, even if the sheet resistance of the buffer layer 5 is increased, the holes injected from the p emitter layer 7 into the buffer layer 5 have a carrier lifetime Since the recombination disappears inside the buffer layer 5 where the control is performed, the current amplification factor of the pnp transistor portion can be reduced, whereby the turn-off loss of the GTO can be reduced and the blocking resistance can be improved. .

なお、前述の本発明の第3の実施例では、キャリアラ
イフタイム制御を、陽子、ヘリウムイオン等の照射によ
り行うとしたが、この制御は、電子線照射、ガンマ線照
射、重金属ドープ等によるライフタイム制御方法を併用
して行うことも可能である。
In the above-described third embodiment of the present invention, the carrier lifetime control is performed by irradiation with protons, helium ions, or the like. However, this control is performed by electron beam irradiation, gamma ray irradiation, heavy metal doping, or the like. It is also possible to use the control method together.

第6図は本発明の第3の実施例のアノード側平面図、
第7図、第8図は第6図のB−B′線、C−C′線断面
図、第9図はこの実施例の駆動方法を説明する図であ
る。第6図〜第8図において、9はn型抵抗層、40はア
ノード側ゲート電極であり、他の符号は第1図、第2図
の場合と同一である。
FIG. 6 is an anode side plan view of a third embodiment of the present invention,
7 and 8 are sectional views taken along the line BB 'and CC' of FIG. 6, and FIG. 9 is a view for explaining the driving method of this embodiment. 6 to 8, reference numeral 9 denotes an n-type resistance layer, reference numeral 40 denotes an anode-side gate electrode, and other reference numerals are the same as those in FIGS.

第6図に示すGTOのアノード側平面図は、第1図の場
合と同様に円形GTOの1/4である。
The anode side plan view of the GTO shown in FIG. 6 is 1/4 of the circular GTO as in the case of FIG.

この本発明の第3の実施例は、円形の半導体基体1
に、複数に分割されたpエミッタ層7が同心円状に配列
され、その周囲にn型の低抵抗層9が露出し、図示され
ていないゲート電極が設けられて構成されている。カソ
ード側のパターンは、第1図と同一であり、第6図に
は、nエミッタ層2の配列の一部分に破線により記し
た。
The third embodiment of the present invention is directed to a semiconductor substrate 1 having a circular shape.
A plurality of p-emitter layers 7 are arranged concentrically, an n-type low-resistance layer 9 is exposed therearound, and a gate electrode (not shown) is provided. The pattern on the cathode side is the same as in FIG. 1, and in FIG. 6, a part of the arrangement of the n-emitter layers 2 is indicated by broken lines.

すなわち、本発明の第3の実施例は、第6図に示すよ
うに、pエミッタ層7の大きさが、複数本のnエミッタ
層2が含まれる程度に設定されている。従って、この実
施例におけるpエミッタ層7の面積利用率は、nエミッ
タ層2のそれよりも充分に大きいものとなる。
That is, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the size of the p emitter layer 7 is set to such an extent that a plurality of n emitter layers 2 are included. Therefore, the area utilization factor of the p emitter layer 7 in this embodiment is sufficiently larger than that of the n emitter layer 2.

第7図、第8図に示す第6図のB−B′線及びC−
C′線断面図は、カソード面を上にして図示されてい
る。
BB 'line and C- line in FIG. 6 shown in FIG. 7 and FIG.
The sectional view taken along the line C ′ is illustrated with the cathode surface facing up.

本発明の第3の実施例は、第7図、第8図に示すよう
に、nエミッタ層2の間のカソード側のゲート電極30が
設けられる領域をアノード側へ投影した領域にn型の低
抵抗層9が形成され、その露出部分にアノード側のゲー
ト電極40を設けて構成されている。
In the third embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 7 and 8, the region where the gate electrode 30 on the cathode side between the n-emitter layers 2 is provided is projected to the region on the anode side. A low resistance layer 9 is formed, and an anode side gate electrode 40 is provided on an exposed portion thereof.

次に、前述のように構成される本発明の第3の実施例
の駆動方法を第9図を参照して説明する。
Next, a driving method according to a third embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.

本発明の第3の実施例によるGTOは、カソード側ゲー
ト信号SKとアノード側ゲート信号SAとにより、ゲート信
号SKによってスイッチングされ、ゲート信号SAによって
トリガ電流を小さくし、かつ、ターンオフ損失の低減を
図るように制御される。
GTO according to a third embodiment of the present invention, by a cathode-side gate signal S K and the anode-side gate signal S A, are switched by the gate signal S K, to reduce the trigger current by the gate signals S A, and the turn-off Control is performed to reduce the loss.

すなわち、ターンオフ期間Bにおいて、アノード側ゲ
ート電極40とアノード電極10との間(以下GA−A間とい
う)を開放しておくことにより、アノード短絡無しの状
態、すなわち、アノード短絡のない素子と同等とするこ
とができ、ゲートトリガ電流を小さくすることができ
る。そして、期間C、Dでは、アノード短絡型の素子と
して動作する。また、テール時間内Eにおいて、GA−A
間を逆バイアスすることにより、pエミッタ層7からバ
ッファ層5に注入される正孔が、アノード側ゲート電極
40に引き抜かれるので、pnpトランジスタ部分の電流増
幅率を実質的に低下させることができる。
That is, in the turn-off period B, by opening the space between the anode-side gate electrode 40 and the anode electrode 10 (hereinafter referred to as G A -A), a state without anode short-circuit, that is, a device without anode short-circuit Therefore, the gate trigger current can be reduced. In periods C and D, the device operates as an anode short-circuited device. In the tail time E, G A -A
By reverse biasing between the holes, holes injected from the p emitter layer 7 into the buffer layer 5 become
Since it is extracted by 40, the current amplification factor of the pnp transistor portion can be substantially reduced.

これにより、前述した本発明の第3の実施例は、ター
ンオフ損失を低減させ、遮断耐量を向上させることがで
きる。
As a result, the third embodiment of the present invention described above can reduce the turn-off loss and improve the blocking resistance.

なお、前述した期間以外の他の期間、すなわち、阻止
状態の期間A、オン状態期間C及び蓄積時間内Dにおい
ては、GA−A間を短絡するように制御し、等価的にアノ
ード短絡構造となるようにされる。
In other periods other than the above-mentioned period, that is, in the blocking state period A, the on-state period C, and the accumulation time period D, control is performed so that G A -A is short-circuited. Is to be.

前述で3種類の実施例について説明したが、本発明
は、これらの実施例を併用して構成することもできる。
Although the three embodiments have been described above, the present invention can also be configured by using these embodiments in combination.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、pnipn構造を有
するアノード短絡型GTOのゲートトリガ電流を増大させ
ることなく、ターンオフ損失の低減、遮断耐量の向上を
図ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the turn-off loss and improve the withstand voltage without increasing the gate trigger current of the anode short-circuit type GTO having the pnipn structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例のカソード側平面図、第
2図は素子の構造を示すA−A′線断面図、第3図、第
4図は第2図における縦方向の不純物濃度分布の例を説
明する図、第5図は本発明の第2の実施例の構造を示す
断面図、第6図は本発明の第3の実施例のアノード側平
面図、第7図、第8図は第6図のB−B′線、C−C′
線断面図、第9図はこの実施例の駆動方法を説明する図
である。 1……半導体基体、2……nエミッタ層、3……pベー
ス層、4……nベース層、5……バッフア層、6……n
層、7……pエミッタ層、8……短絡層、9……n型抵
抵抗層、10……アノード電極、20……カソード電極、30
……カソード側ゲート電極、40……アノード側ゲート電
極。
FIG. 1 is a plan view of a cathode side according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA 'showing the structure of the device, and FIGS. FIG. 5 is a view for explaining an example of impurity concentration distribution, FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an anode side plan view of a third embodiment of the present invention, FIG. FIG. 8 is a sectional view taken along the line BB 'of FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining a driving method of this embodiment. 1 ... semiconductor substrate, 2 ... n emitter layer, 3 ... p base layer, 4 ... n base layer, 5 ... buffer layer, 6 ... n
Layer 7 P emitter layer 8 Short circuit layer 9 N-type resistance layer 10 Anode electrode 20 Cathode electrode 30
…… Cathode side gate electrode, 40 …… Anode side gate electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 秀男 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 三瓶 勇 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 柳下 健児 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−235782(JP,A) 特開 平3−171777(JP,A) 特開 平4−32263(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/332 H01L 29/74 - 29/749──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Hideo Honma 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory Co., Ltd. In-house (72) Inventor Kenji Yanagishita 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-62-235782 (JP, A) JP-A-3-171777 (JP, A) JP-A-4-32263 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/332 H01L 29/74-29/749

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】二つの主面を有し少なくともpnpn4層から
成る半導体基体の、アノード側ベース層のアノード側エ
ミッタ層に隣接した部分に、他の部分よりも高不純物濃
度のバッフアが形成され、該バッフア層あるいは該バッ
フア層と連結する半導体層が一方の主面において部分的
に露出しているゲートターンオフサイリスタにおいて、
前記バッフア層がpnpトランジスタ部分の電流増幅率を
低下させる手段を有していることを特徴とするゲートタ
ーンオフサイリスタ。
1. A semiconductor substrate having at least two pnpn4 layers having two main surfaces, wherein a buffer having a higher impurity concentration than other portions is formed in a portion of an anode-side base layer adjacent to an anode-side emitter layer, In a gate turn-off thyristor in which the buffer layer or a semiconductor layer connected to the buffer layer is partially exposed on one main surface,
A gate turn-off thyristor, wherein the buffer layer has means for reducing a current amplification factor of a pnp transistor portion.
【請求項2】前記バッフア層あるいは該バッフア層と連
結する半導体層の一方の主面における露出部分が、アノ
ード電極と電気的に接続されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のゲートターンオフサイリス
タ。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an exposed portion on one main surface of said buffer layer or a semiconductor layer connected to said buffer layer is electrically connected to an anode electrode. Gate turn-off thyristor.
【請求項3】前記電流増幅率を低下させる手段は、バッ
フア層とアノード側エミッタ層とに挾まれる領域に設け
られた、バッフア層と同一導電型でかつ不純物濃度が大
略均一な、前記バッフア層よりも不純物濃度の低い半導
体層であることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項記載のゲートターンオフサイリスタ。
3. The means for lowering the current amplification factor is provided in a region provided between the buffer layer and the anode-side emitter layer, wherein the buffer has the same conductivity type as the buffer layer and has a substantially uniform impurity concentration. 3. The gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein the gate turn-off thyristor is a semiconductor layer having a lower impurity concentration than the layer.
【請求項4】前記電流増幅率を低下させる手段は、前記
バッフア層に選択的にドープされたキャリアライフタイ
ムキラーであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項記載のゲートターンオフサイリスタ。
4. The gate according to claim 1, wherein said means for lowering the current amplification factor is a carrier lifetime killer selectively doped in said buffer layer. Turn-off thyristor.
【請求項5】二つの主面を有し少なくともpnpn4層から
成る半導体基体の、アノード側ベース層のアノード側エ
ミッタ層に隣接した部分に、他の部分よりも高不純物濃
度のバッフアが形成され、該バッフア層あるいは該バッ
フア層と連結する半導体層が一方の主面において部分的
に露出しているゲートターンオフサイリスタにおいて、
アノード側エミッタ層をカソード側へ投影した領域に、
短冊状に分割された複数のカソード側エミッタ層が形成
され、カソード、エミッタ層間の領域をアノード側へ投
影した領域に、前記バッフア層に連結する低抵抗層が形
成され、かつ、pnpトランジスタ部分の電流増幅率を低
下させるために、前記低抵抗層の一方の主面の露出部分
にゲート電極が設けられていることを特徴とするゲート
ターンオフサイリスタ。
5. A semiconductor substrate having two main surfaces and comprising at least a pnpn4 layer, a buffer having a higher impurity concentration than other portions is formed in a portion of the anode-side base layer adjacent to the anode-side emitter layer, In a gate turn-off thyristor in which the buffer layer or a semiconductor layer connected to the buffer layer is partially exposed on one main surface,
In the area where the anode side emitter layer is projected to the cathode side,
A plurality of cathode-side emitter layers divided into strips are formed, a low-resistance layer connected to the buffer layer is formed in a region where a region between the cathode and the emitter layer is projected to the anode side, and a pnp transistor portion is formed. A gate turn-off thyristor, wherein a gate electrode is provided on an exposed portion of one main surface of the low-resistance layer to reduce a current amplification factor.
【請求項6】前記ゲート電極とアノード電極との間を、
トリガー時には開放、阻止状態、オン状態及びターンオ
フ蓄積時間内には短絡、テール時間には逆バイアスする
ように駆動することを特徴とする特許請求の範囲第5項
記載のゲートターンオフサイリスタ。
6. The method according to claim 1, wherein a gap between the gate electrode and the anode electrode is
6. The gate turn-off thyristor according to claim 5, wherein the gate turn-off thyristor is driven so as to be short-circuited during an opening, blocking state, on-state and turn-off accumulation time upon trigger, and reverse-biased during a tail time.
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