JP3161092B2 - Dual gate MOS thyristor - Google Patents

Dual gate MOS thyristor

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JP3161092B2 JP29545292A JP29545292A JP3161092B2 JP 3161092 B2 JP3161092 B2 JP 3161092B2 JP 29545292 A JP29545292 A JP 29545292A JP 29545292 A JP29545292 A JP 29545292A JP 3161092 B2 JP3161092 B2 JP 3161092B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、通常動作時にはサイリ
スタとして動作させ、ターンオフ時にはIGBT (伝導
度変調型MOSFET) として動作させるデュアルゲー
トMOSサイリスタである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dual-gate MOS thyristor which operates as a thyristor during normal operation and operates as an IGBT (conductivity modulation type MOSFET) at turn-off.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまで、MOSゲート型の電力用半導
体素子として、MOSFETを始め、IGBTやMCT
(MOS制御サイリスタ) などが提案されて来ている。
この中で、比較的大きな電流容量のスイッチングでは、
低オン電圧のIGBTやMCTが主力である。特にIG
BTは最近になり、技術革新が著しく、より低オン電圧
化と低スイッチング損失化が進み製品として実用化され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, MOSFETs, IGBTs and MCTs have been used as MOS gate type power semiconductor elements.
(MOS control thyristors) have been proposed.
Among them, in switching of relatively large current capacity,
IGBTs and MCTs with low on-voltage are the mainstays. Especially IG
In recent years, BT has undergone remarkable technological innovation, and has been put into practical use as a product due to progress in lowering on-voltage and lowering switching loss.

【0003】IGBTは、電力用MOSFETと類似な
構造でありながら、伝導度変調を用いる素子であるた
め、オン電圧が低い特徴を有する。その代表的な構造を
図2に示す。図において、ドレイン領域となるp+ 層21
と、その一側に形成されたn+バッファ層22と、その上
側に形成されたn- 層23と、その表面上のシリコン酸化
膜26の上に形成された多結晶シリコンゲート電極27をマ
スクとして拡散形成されたp形チャネル領域24およびそ
の表面層のソース領域となるn+ 領域25とを有してい
る。この素子は、p領域24とn+ 領域25に共通に接触す
るソース電極11と、p+ 領域21に全面接触するドレイン
電極12の間に電圧を印加し、ゲート電極27にソース電極
11に対して正の電位を与えると、ゲート酸化膜26を介し
てゲート直下の領域28が反転しチャネルとして動作する
ため、ソース電極21からn+ ソース領域25、チャネル51
を通り、n- 層3へと電子が流れ込む。これに呼応して
ドレイン側p+ 層21より正孔が注入されるため、n-
23の領域では、電子と正孔が共に存在するいわゆる伝導
度変調を生じる。これによってGBTは低オン電圧を実
現できることとなる。
The IGBT has a structure similar to that of a power MOSFET, but has a characteristic of low on-voltage because it is an element using conductivity modulation. FIG. 2 shows a typical structure thereof. In the figure, ap + layer 21 serving as a drain region is shown.
And an n + buffer layer 22 formed on one side thereof, an n layer 23 formed on the upper side thereof, and a polycrystalline silicon gate electrode 27 formed on a silicon oxide film 26 on the surface thereof as a mask. A p-type channel region 24 diffused and formed, and an n + region 25 serving as a source region of the surface layer. In this element, a voltage is applied between the source electrode 11 that is in common contact with the p region 24 and the n + region 25 and the drain electrode 12 that is in contact with the entire p + region 21, and the source electrode
Given a positive potential with respect to 11, since the region 28 immediately below the gate through the gate oxide film 26 operates as an inverted channel, n + source region 25 from the source electrode 21, the channel 51
, Electrons flow into n layer 3. In response to this, holes are injected from the drain side p + layer 21, so that the n layer
In the region 23, so-called conductivity modulation in which both electrons and holes are present occurs. As a result, the GBT can realize a low on-voltage.

【0004】IGBTでは、低オン電圧化が進んできて
はいるが、オン電圧をさらに低減するためには、限界が
見え始めている。それはIGBTの基本構造から容易に
わかることだが、IGBTは内蔵するnpnトランジス
タのベース電流をMOSFETで供給している形をとっ
ている。このため、IGBTではトランジスタのオン電
圧以下にはすることが出来ないばかりでなく、MOSF
ETで問題となるJFET効果によるオン電圧の上昇も
無視できない。このように、IGBTはMOSゲートに
よりターンオンおよびターンオフ出来ると言う大きなメ
リットはあるが、オン電圧の低減については、上記に示
す根本的な問題を含むため限界がある。
[0004] In the IGBT, although the on-state voltage has been reduced, the limit for further reducing the on-state voltage is beginning to be seen. As is easily understood from the basic structure of the IGBT, the IGBT takes a form in which the base current of the built-in npn transistor is supplied by the MOSFET. For this reason, the IGBT cannot not only reduce the ON voltage of the transistor but also the MOSF.
An increase in the on-state voltage due to the JFET effect, which is a problem in ET, cannot be ignored. As described above, the IGBT has a great merit that it can be turned on and off by the MOS gate, but there is a limit in reducing the on-voltage because it involves the above-described fundamental problem.

【0005】オン電圧の低減については、素子をサイリ
スタ構造にすることで、さらに低減が可能である。しか
し現状のサイリスタは電流駆動であり使い難い。またタ
ーンオフが容易でないことも使い難い。これらの問題を
全て解決して、低オン電圧を実現し、なおかつMOSゲ
ートで駆動できる素子として本発明者らが提案したDU
GMOT (デュアルゲートMOSサイリスタ) は、平成
4年電気学会全国大会講演論文集 (1992年3月) 5−7
により公知である。
The on-state voltage can be further reduced by forming the element in a thyristor structure. However, current thyristors are current driven and difficult to use. Also, it is difficult to use because turn-off is not easy. The DU proposed by the present inventors as an element which solves all these problems, realizes a low on-voltage, and can be driven by a MOS gate.
GMOT (Dual Gate MOS Thyristor) is a paper of the National Meeting of the Institute of Electrical Engineers of 1992 (March 1992) 5-7
Is known.

【0006】図3はその断面構造を示し、p+ 層1とそ
の上にn+ バッファ層2を介して積層されたn- 層3、
- 層3の表面層に選択的に形成されたp+ 領域4およ
びその表面層に選択的に形成されたn+ 領域5が、それ
ぞれサイリスタのpエミッタ、nベース、pベース、n
エミッタの4層構造を形成している。そして、p領域4
のn- 層3の露出部とn+ 領域5とにはさまれた部分51
にnチャネルを形成するため、表面上にゲート絶縁膜6
を介してゲート端子G1 に接続された第一ゲート電極7
が設けられている。n+ 領域5にはソース端子Sに接続
されたソース電極11が接触している。一方、n- 層3の
表面層には別にp領域31が選択的に形成されている。こ
のp領域31の表面層に選択的に形成されたn+ 領域32、
33をドレイン、ソースとし、その間にはさまれた部分52
をチャネル部とし、その上にゲート絶縁膜36を介してゲ
ート端子G2 に接続された第二ゲート電極37を設けるこ
とによってなるMOSFETが存在する。そして、n+
ドレイン領域32に接触する電極34がp領域4の表面層に
選択的に形成されたp+ コンタクト領域8に接触する電
極13と配線10により接続され、p領域31の表面層に形成
されたp+ 領域38とn+ ソース領域33とに共通に接触す
る電極35は配線20によってn+ 領域5に接触するソース
電極11と接続されている。なお、裏面側ではp+ 層1に
ドレイン電極12が接触している。
FIG. 3 shows a cross-sectional structure thereof, in which ap + layer 1 and an n layer 3 laminated thereon with an n + buffer layer 2 interposed therebetween.
The p + region 4 selectively formed on the surface layer of the n layer 3 and the n + region 5 selectively formed on the surface layer are respectively composed of the p emitter, n base, p base, and n base of the thyristor.
A four-layer structure of the emitter is formed. And the p region 4
Between the exposed portion of n layer 3 and n + region 5
A gate insulating film 6 on the surface to form an n-channel
Gate electrode 7 connected to gate terminal G 1 via
Is provided. The source electrode 11 connected to the source terminal S is in contact with the n + region 5. On the other hand, p region 31 is selectively formed separately on the surface layer of n layer 3. N + region 32 selectively formed on the surface layer of p region 31;
33 is the drain and source, and the part between them is 52
Was a channel portion, MOSFET made by providing the second gate electrode 37 connected to the gate terminal G 2 via the gate insulating film 36 is formed thereon exist. And n +
The electrode 34 in contact with the drain region 32 is connected to the electrode 13 in contact with the p + contact region 8 selectively formed in the surface layer of the p region 4 by the wiring 10, and the p in the surface layer of the p region 31 is formed. The electrode 35 that is in common contact with the + region 38 and the n + source region 33 is connected to the source electrode 11 that is in contact with the n + region 5 by the wiring 20. The drain electrode 12 is in contact with the p + layer 1 on the back side.

【0007】図4はこのDUGMOTの等価回路を示
し、pnpトランジスタ41はp+ 層1とn+ 層2および
- 層3とp領域4とによって構成されるものであり、
npnトランジスタ42は、n+ 層2およびn- 層3とp
領域4とn+ 領域5とによって構成され、トランジスタ
41のベースにトランジスタ42のコレクタが接続されてサ
イリスタを構成している。そして、n+ 領域5、p領域
4、n- 層3と領域51の上にゲート絶縁膜6を介して形
成される第一ゲート電極7とによって構成されるMOS
FET43は、第一ゲート電極7をソース電極6に対し、
例えば15V正にバイアスすることによってオンし、n+
ソース領域5から電子が領域51に形成されるチャネルを
経由してn- 層3に流れ込むとともに、正孔がp+ 層1
からn- 層3に注入され、p領域4を経由してn+ 領域
5へ流れこむことにより、前記サイリスタがオン状態に
なる。一方、上記のn+ ドレイン領域32、p領域31、n
+ ソース領域33および第二ゲート電極37によって構成さ
れるMOSFET44のドレインは、npnトランジスタ
42のベース、すなわち前記サイリスタのpベースに接続
され、ソースはS端子に接続される。このDUGMOT
はオン状態ではサイリスタ動作をしており、サイリスタ
のままではターンオフはできない。そこでターンオフす
る少し前に、例えば5μsec 前に一旦IGBT動作をさ
せる。サイリスタ動作からIGBT動作へ移行させるた
めに、第二ゲート端子G2 に正バイアスする。これによ
り、MOSFET44がオンし、それまでn+ ソース領域
5に流れこんでいた正孔電流は、このMOSFETを通
して電極35からS端子へ流れる。このため、前記サイリ
スタのベース電流が引き抜かれる形となり、サイリスタ
のエミッタ・ベース接合が回復する。この段階で本素子
はIGBTと同一の動作モードとなる。つまり、チャネ
ル部51より電子電流が流れ出し、ドレイン層1から入っ
た正孔はp領域4にのみ流れる。この段階で第一ゲート
端子G1 への電圧印加を止めると、素子全体がオフす
る。図5はG1 、G2 への印加電圧のタイムチャートを
示す。図5から明らかなようにG1 を正バイアスするこ
とで、サイリスタ動作を開始し、ターンオフの手前でG
2 を正バイアスさせて、サイリスタ動作からIGBT動
作へと移行させる。この後、G1 をオフすることによ
り、本素子をターンオフさせる。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of the DUGMOT. A pnp transistor 41 is composed of a p + layer 1 and an n + layer 2 and an n layer 3 and a p region 4.
The npn transistor 42 is composed of the n + layer 2 and the n layer 3 and the p +
A transistor composed of a region 4 and an n + region 5
The base of 41 is connected to the collector of transistor 42 to form a thyristor. A MOS composed of the n + region 5, the p region 4, the n layer 3 and the first gate electrode 7 formed on the region 51 via the gate insulating film 6
The FET 43 has the first gate electrode 7 with respect to the source electrode 6.
For example, it is turned on by biasing positively at 15 V, and n +
Electrons from the source region 5 flow into the n layer 3 via the channel formed in the region 51, and holes are formed in the p + layer 1.
Is injected into the n layer 3 and flows into the n + region 5 via the p region 4 to turn on the thyristor. On the other hand, the above n + drain region 32, p region 31, n
+ The drain of the MOSFET 44 constituted by the source region 33 and the second gate electrode 37 is an npn transistor
42 is connected to the base of the thyristor, that is, the p base of the thyristor, and the source is connected to the S terminal. This DUGMOT
Performs a thyristor operation in the on state, and cannot be turned off with the thyristor as it is. Therefore, shortly before the turn-off, for example, 5 μsec before, the IGBT operation is performed once. To transition from the thyristor operation to IGBT operation, forward bias to the second gate terminal G 2. As a result, the MOSFET 44 is turned on, and the hole current that has flowed into the n + source region 5 until then flows from the electrode 35 to the S terminal through this MOSFET. As a result, the base current of the thyristor is drawn, and the emitter-base junction of the thyristor recovers. At this stage, the device is in the same operation mode as the IGBT. That is, the electron current flows out of the channel portion 51, and the holes coming in from the drain layer 1 flow only in the p region 4. When stopping the voltage application at this stage to the first gate terminal G 1, the entire device is turned off. FIG. 5 shows a time chart of the voltages applied to G 1 and G 2 . The G 1 As is apparent from FIG. 5 by positive bias, it starts thyristor operation, G before the turn-off
2 is forward biased to shift from thyristor operation to IGBT operation. Thereafter, by turning off the G 1, the present device is turned off.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図3に示した
DUGMOTでは、サイリスタ部のほかに、領域31を形
成する必要があり、さらにその領域内にn+ 層32、33を
形成するため寄生サイリスタが生じ、このサイリスタが
オン状態になることによって本来のサイリスタ動作を妨
げるおそれがあった。
However, in the DUGMOT shown in FIG. 3, it is necessary to form a region 31 in addition to the thyristor portion, and furthermore, since n + layers 32 and 33 are formed in the region, a parasitic region is formed. A thyristor is generated, and when the thyristor is turned on, the original thyristor operation may be hindered.

【0009】本発明の目的は、上記の問題を解決し、図
4に示した等価回路を半導体基板への寄生効果を排除し
て形成したデュアルゲートMOS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 dual-gate MOS thyristor in which the equivalent circuit shown in FIG. 4 is formed by eliminating a parasitic effect on a semiconductor substrate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第一導電形のエミッタ層、第二導電形のベース
層、第一導電形のベース層、第二導電形のエミッタ層か
らなるサイリスタ構造を有する半導体基板上の第一導電
形ベース層露出面上に第一ゲート絶縁膜を介して第一ゲ
ート電極が設けられ、その半導体基板と絶縁膜を介する
半導体層を用い、該半導体層上に第二ゲート絶縁膜を介
して第二ゲート電極を設けてなるMOS電界効果トラン
ジスタを備え、そのMOS電界効果トランジスタのドレ
イン領域が前記サイリスタ構造の第一導電形ベース層
と、ソース領域が前記サイリスタ構造の第二導電形エミ
ッタ層と電気的に低抵抗接続されたものとする。そし
て、MOSFETの半導体層が、チャネル形成領域とそ
の領域をはさみその領域と導電形を異にするソース領域
およびドレイン領域とからなることが効果的である。ま
たその半導体層が多結晶シリコンからなることが有効で
ある。さらに、MOSFETのドレイン領域にオーム性
接触する電極がサイリスタ構造の第一導電形ベース層に
オーム性接触する電極と配線を介して接続され、ソース
領域にオーム性接触する電極がサイリスタ構造の第二導
電形エミッタ層にオーム性接触する電極と配線を介して
接続されたことが有効である。
In order to achieve the above object, the first conductive type emitter layer, the second conductive type base layer, the first conductive type base layer, and the second conductive type emitter layer are provided. A first gate electrode is provided on a first conductivity type base layer exposed surface on a semiconductor substrate having a thyristor structure, with a first gate insulating film interposed therebetween, and the semiconductor layer is formed using the semiconductor layer with the semiconductor substrate and the insulating film interposed therebetween. A MOS field effect transistor having a second gate electrode provided on the layer with a second gate insulating film interposed therebetween, wherein the drain region of the MOS field effect transistor has a first conductivity type base layer of the thyristor structure and a source region. It is assumed that the thyristor structure is electrically connected to the second conductivity type emitter layer with low resistance. It is effective that the semiconductor layer of the MOSFET includes a channel forming region and a source region and a drain region which sandwich the region and have different conductivity types from the region. It is effective that the semiconductor layer is made of polycrystalline silicon. Further, an electrode that makes ohmic contact with the drain region of the MOSFET is connected to an electrode that makes ohmic contact with the first conductivity type base layer of the thyristor structure via a wiring, and an electrode that makes ohmic contact with the source region is the second electrode of the thyristor structure. It is effective that the conductive type emitter layer is connected to an electrode in ohmic contact via a wiring.

【0011】[0011]

【作用】4層構造のエミッタ層、ベース層短絡のための
MOSFETを、基板内でなく、基板と絶縁膜を介して
形成された半導体層に形成することにより、素子本来の
サイリスタ動作を妨げる寄生効果がなくなる。
By forming a MOSFET for short-circuiting the emitter layer and the base layer having a four-layer structure not in the substrate but in the semiconductor layer formed via the substrate and the insulating film, a parasitic element which hinders the thyristor operation inherent to the element is formed. No effect.

【0012】[0012]

【実施例】本発明によるデュアルゲートMOSサイリス
タの一実施例を、図2、図3と共通の部分に同一の符号
を付した図1に示す。この素子も等価回路図は図4と同
じで、図4のMOSFET44はp+ 層1、n+ 層2、n
- 層3、p領域4、n+ 領域5からなるpnpn構造の
形成されたシリコン基板上のSOIにより形成される。
すなわちn- 層3の上に酸化膜9を介して堆積した多結
晶シリコン層に不純物をドープして、0.1Ωcm程度の抵
抗率のp形のチャネル形成領域14をはさんで数Ωcm程度
の抵抗率のp+ ドレイン領域15およびp+ ソース領域16
を形成したものである。そして、p領域14の表面上には
ゲート酸化膜17を介して数Ωcm程度の抵抗率の多結晶シ
リコンからなる第二ゲート電極18が設けられることによ
り、図4のMOSFET44ができ上がる。さらに、図3
の場合と同様に、ドレイン領域上のドレイン電極34が電
極13と、配線10によりソース領域上のソース電極35が電
極11と配線20により接続される。この素子の駆動は、従
来のDUGMOT同様、図5のタイムチャートに従って
行われ、第二ゲート電極18へ電圧を印加して図4のMO
SFET44をオンさせることにより、n+ 領域5とp+
領域8とを電気的に短絡し、サイリスタ動作からIGB
T動作に移行させることができる。
FIG. 1 shows an embodiment of a dual gate MOS thyristor according to the present invention, in which parts common to those in FIGS. This element is also the equivalent circuit diagram is the same as FIG. 4, MOSFET 44 in Fig. 4 p + layer 1, n + layer 2, n
- is formed by a layer 3, p region 4, n + SOI on a silicon substrate formed of a pnpn structure consisting region 5.
That is, the polycrystalline silicon layer deposited on the n layer 3 via the oxide film 9 is doped with impurities, and the polycrystalline silicon layer having a resistivity of about 0.1 Ωcm is sandwiched by a p-type channel formation region 14 of about several Ωcm. Resistive p + drain region 15 and p + source region 16
Is formed. Then, the second gate electrode 18 made of polycrystalline silicon having a resistivity of about several Ωcm is provided on the surface of the p region 14 via the gate oxide film 17, whereby the MOSFET 44 of FIG. 4 is completed. Further, FIG.
Similarly to the above case, the drain electrode 34 on the drain region is connected to the electrode 13 and the wiring 10 connects the source electrode 35 on the source region to the electrode 11 and the wiring 20. The driving of this element is performed according to the time chart of FIG. 5 similarly to the conventional DUGMOT, and a voltage is applied to the second gate electrode 18 to drive the MO of FIG.
By turning on the SFET 44, the n + region 5 and the p +
Area 8 is electrically short-circuited, and
The operation can be shifted to the T operation.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、オン状態はサイリスタ
動作させて低オン電圧化を図り、ターンオフのためには
直前にIGBT動作に変換することにより高速でスイッ
チングするDUGMOTの、短絡用の横型MOSFET
をSOI構造で形成することにより、半導体基板内部へ
形成する場合のような寄生効果がなく、素子設計に対す
る自由度も増加した。さらにこのSOI構造のMOSF
ETは、サイリスタ部形成のために用いる多結晶シリコ
ン層作成技術を流用して作ることができるため、製造技
術上も問題がないという利点も存在する。
According to the present invention, in the ON state, the thyristor operation is performed to reduce the ON voltage, and for the turn-off, the DUGMOT that switches at a high speed by converting to the IGBT operation immediately before is used. MOSFET
Is formed in an SOI structure, there is no parasitic effect as in the case where it is formed inside a semiconductor substrate, and the degree of freedom for element design is increased. Furthermore, this SOI structure MOSF
Since the ET can be made by using the polycrystalline silicon layer forming technology used for forming the thyristor portion, there is also an advantage that there is no problem in the manufacturing technology.

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

【図1】本発明の一実施例のデュアルゲートMOSサイ
リスタの断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a dual-gate MOS thyristor according to one embodiment of the present invention.

【図2】IGBTの断面図FIG. 2 is a sectional view of an IGBT.

【図3】従来のデュアルゲートMOSサイリスタの断面
FIG. 3 is a sectional view of a conventional dual-gate MOS thyristor;

【図4】図1、図3の素子の等価回路図FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the device shown in FIGS. 1 and 3;

【図5】図1、図3の素子のゲート電圧のタイムチャー
ト図
FIG. 5 is a time chart of a gate voltage of the device shown in FIGS. 1 and 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p+ 層(pエミッタ層) 2 n+ バッファ層 (nベース層) 3 n- 層(nベース層) 4 p領域(pベース層) 5 n+ 領域(nエミッタ層) 6 ゲート絶縁膜 7 第一ゲート電極 8 p+ コンタクト領域 9 酸化膜 10 配線 11 ソース電極 12 ドレイン電極 14 チャネル形成領域 15 n+ ドレイン領域 16 n+ ソース領域 17 ゲート酸化膜 18 第二ゲート電極 20 配線Reference Signs List 1 p + layer (p emitter layer) 2 n + buffer layer (n base layer) 3 n layer (n base layer) 4 p region (p base layer) 5 n + region (n emitter layer) 6 gate insulating film 7 First gate electrode 8 p + contact region 9 oxide film 10 wiring 11 source electrode 12 drain electrode 14 channel formation region 15 n + drain region 16 n + source region 17 gate oxide film 18 second gate electrode 20 wiring

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−335554(JP,A) 特開 平5−326936(JP,A) 特開 平5−315619(JP,A) 特開 平5−235363(JP,A) 特開 平4−18763(JP,A) 特開 平3−148872(JP,A) 特開 平3−145163(JP,A) 特開 平3−136371(JP,A) 特開 平1−181571(JP,A) 特開 昭63−288064(JP,A) 特開 昭57−78225(JP,A) 平成4年電気学会全国大会講演論文 集,No.5,p.5.7(1992)[デ ュアルゲートMOSゲートサイリスタ [DUGMOT]」 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/749 Continuation of front page (56) References JP-A-5-335554 (JP, A) JP-A-5-326936 (JP, A) JP-A-5-315619 (JP, A) JP-A-5-235363 (JP) JP-A-4-18763 (JP, A) JP-A-3-148872 (JP, A) JP-A-3-145163 (JP, A) JP-A-3-136371 (JP, A) 1-181571 (JP, A) JP-A-63-288064 (JP, A) JP-A-57-78225 (JP, A) Proceedings of the National Meeting of the Institute of Electrical Engineers of Japan in 1992. 5, p. 5.7 (1992) [Dual gate MOS gate thyristor [DUGMOT]] (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/749

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第一導電形のエミッタ層、第二導電形のベ
ース層、第一導電形のベース層、第二導電形のエミッタ
層からなるサイリスタ構造を有する半導体基板上の第一
導電形ベース層露出面上に第一ゲート絶縁膜を介して第
一ゲート電極が設けられ、その半導体基板と絶縁膜を介
する半導体層を用い、該半導体層上に第二ゲート絶縁膜
を介して第二ゲート電極を設けてなるMOS電界効果ト
ランジスタを備え、そのMOS電界効果トランジスタの
ドレイン領域が前記サイリスタ構造の第一導電形ベース
層と、ソース領域が前記サイリスタ構造の第二導電形エ
ミッタ層と電気的に低抵抗接続されたことを特徴とする
デュアルゲートMOSサイリスタ。
1. A first conductivity type on a semiconductor substrate having a thyristor 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. is first gate electrode provided via a first gate insulating film on the base layer exposed surface, a semiconductor layer over the semiconductor substrate and the insulating film, the second through the second gate insulating film on said semiconductor layer A MOS field effect transistor provided with a gate electrode, wherein a drain region of the MOS field effect transistor is electrically connected to the first conductive type base layer of the thyristor structure, and a source region is electrically connected to the second conductive type emitter layer of the thyristor structure. A dual-gate MOS thyristor, characterized in that the thyristor is connected to a low resistance.
【請求項2】MOS電界効果トランジスタの半導体層
が、チャネル形成領域とその領域をはさみその領域と導
電形を異にするソース領域およびドレイン領域とからな
る請求項1記載のデュアルゲートMOSサイリスタ。
2. The dual gate MOS thyristor according to claim 1, wherein the semiconductor layer of the MOS field effect transistor comprises a channel forming region, and a source region and a drain region sandwiching the region and having different conductivity types from the region.
【請求項3】半導体層が多結晶シリコンからなる請求項
2記載のデュアルゲートMOSサイリスタ。
3. The dual gate MOS thyristor according to claim 2, wherein the semiconductor layer is made of polycrystalline silicon.
【請求項4】MOS電界効果トランジスタのドレイン領
域にオーム性接触する電極がサイリスタ構造の第一導電
形ベース層にオーム性接触する電極と配線を介して接続
され、ソース領域にオーム性接触する電極がサイリスタ
構造の第二導電形エミッタ層にオーム性接触する電極と
配線を介して接続された請求項1ないし3のいずれかに
記載のデュアルゲートMOSサイリスタ。
4. An electrode in ohmic contact with a drain region of a MOS field effect transistor is connected to an electrode in ohmic contact with a first conductivity type base layer of a thyristor structure via a wiring, and an electrode in ohmic contact with a source region. 4. The dual-gate MOS thyristor according to claim 1, wherein said transistor is connected via an interconnect to an electrode in ohmic contact with the emitter layer of the second conductivity type having a thyristor structure.
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