JP3198757B2 - Electrostatic induction thyristor - Google Patents

Electrostatic induction thyristor

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JP3198757B2
JP3198757B2 JP26601593A JP26601593A JP3198757B2 JP 3198757 B2 JP3198757 B2 JP 3198757B2 JP 26601593 A JP26601593 A JP 26601593A JP 26601593 A JP26601593 A JP 26601593A JP 3198757 B2 JP3198757 B2 JP 3198757B2
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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、静電誘導サイリスタの
構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a static induction thyristor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術としては、例えば、特開昭5
7−172765号公報に開示されたものがある。図5
は上記従来例の構造を示す断面図である。図5におい
て、1はp+型のアノード領域、2はn-型のベース領
域、3はn+型のカソード領域、4はp+型のゲート領域
である。5は絶縁膜であり、ベース領域2、カソード領
域3およびゲート領域4にそれぞれ接している。6はア
ノード電極、7はカソード電極であり、それぞれアノー
ド領域1、カソード領域3とオーミック接続している。
8はゲート電極であり、ゲート領域4と接合ゲートを形
成していると共に、絶縁膜5と接することで絶縁ゲート
を形成している。
2. Description of the Related Art The prior art is disclosed in, for example,
There is one disclosed in JP-A-7-172765. FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the above conventional example. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a p + -type anode region, 2 denotes an n − -type base region, 3 denotes an n + -type cathode region, and 4 denotes a p + -type gate region. Reference numeral 5 denotes an insulating film, which is in contact with the base region 2, the cathode region 3, and the gate region 4, respectively. Reference numeral 6 denotes an anode electrode, and 7 denotes a cathode electrode, which are ohmically connected to the anode region 1 and the cathode region 3, respectively.
Reference numeral 8 denotes a gate electrode, which forms a junction gate with the gate region 4 and forms an insulating gate by being in contact with the insulating film 5.

【0003】本例では、前述の構造を単位構造とし、こ
の単位構造が図面の左右方向に連続的に多数形成されて
いる構造をしている。ここで、ベース領域2のうち絶縁
膜5に挾まれた部分を「チャネル領域」と呼ぶことにす
る。
In this example, the above-mentioned structure is used as a unit structure, and a large number of such unit structures are continuously formed in the left-right direction of the drawing. Here, a portion of the base region 2 sandwiched between the insulating films 5 is referred to as a “channel region”.

【0004】次に動作を説明する。まず、カソード電極
7を接地(0Vに)し、アノード電極6に正電位を与え
る。この状態でゲート電極8を接地してもオフ状態には
ならない。すなわち、この素子はノーマリ・オン特性の
素子である。次に、ゲート電極8に負電位を与えると、
ゲート領域4とベース領域2の間のpn接合が逆バイア
スされて、カソード領域3の前面のチャネル領域に空乏
層が形成され、電流通路が遮断されてオフ状態となる。
この素子をオン状態にするには、ゲート電極8に0Vも
しくは正電位を与える。するとカソード領域3の前面の
チャネル領域に形成された空乏層が消失し、遮断されて
いた電流通路が開く。その際、チャネル領域の絶縁膜5
近傍には電子が蓄積され、カソード領域3前面の電子に
対する障壁を速やかに低くする。そして電子がチャネル
領域を流れてアノード領域1前面まで進み、そこにある
ホールに対する障壁を消失させる。そしてホールがアノ
ード領域1からベース領域2に注入され、電子と再結合
する。このようにしてターン・オンする。この素子で
は、電流が一旦流れ始めると、ゲート電極8に印加して
いた正電位を取り除いて負電位にしてもオン状態が保た
れる。オン状態からターン・オフするにはゲート電極8
に大きな負電位を印加する。するとベース領域2にある
ホールがゲート領域4に掃き出され、ゲート領域4のゲ
ート電極8との境界で再結合して消失する。また絶縁膜
5近傍から空乏層が延びてチャネル領域がピンチオフさ
れ、電流通路が遮断されて、ターン・オフする。上述の
ように、この素子では通常の静電誘導サイリスタに、接
合ゲートと連動した絶縁ゲートが付加されていることに
より、スイッチング速度が速いという長所がある。すな
わち、ターン・オン時は絶縁ゲート界面に電子の蓄積層
が形成されるためターン・オンは速い。また、ターン・
オフ時は絶縁膜近傍に空乏層が形成されてピンチオフ状
態となりやすくなるため、ターン・オフも速い。
Next, the operation will be described. First, the cathode electrode 7 is grounded (to 0 V), and a positive potential is applied to the anode electrode 6. Even if the gate electrode 8 is grounded in this state, the gate electrode 8 is not turned off. That is, this element has a normally-on characteristic. Next, when a negative potential is applied to the gate electrode 8,
The pn junction between the gate region 4 and the base region 2 is reverse-biased, a depletion layer is formed in the channel region in front of the cathode region 3, and the current path is cut off to turn off.
To turn on this element, 0 V or a positive potential is applied to the gate electrode 8. Then, the depletion layer formed in the channel region in front of cathode region 3 disappears, and the interrupted current path opens. At this time, the insulating film 5 in the channel region
Electrons are accumulated in the vicinity, and the barrier against electrons on the front surface of the cathode region 3 is quickly lowered. Then, the electrons flow through the channel region and proceed to the front surface of the anode region 1 to eliminate the barrier against holes there. Then, holes are injected from the anode region 1 into the base region 2 and recombine with electrons. Turn on in this way. In this element, once the current starts flowing, the on state is maintained even if the positive potential applied to the gate electrode 8 is removed and the negative potential is applied. Gate electrode 8 to turn off from on state
A large negative potential. Then, holes in the base region 2 are swept out to the gate region 4 and recombine and disappear at the boundary between the gate region 4 and the gate electrode 8. Further, a depletion layer extends from the vicinity of the insulating film 5, the channel region is pinched off, the current path is cut off, and the device is turned off. As described above, this device has an advantage that the switching speed is high because the insulating gate in conjunction with the junction gate is added to the ordinary static induction thyristor. That is, at the time of turn-on, the turn-on is fast because an electron accumulation layer is formed at the insulated gate interface. Also, turn
At the time of off, a depletion layer is formed near the insulating film to easily enter a pinch-off state, so that turn-off is fast.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例においては次のような問題点がある。まず
第1に、この素子はノーマリ・オン特性であるというこ
とである。ノーマリ・オン特性の素子では、オフ状態を
保つためには、ゲートにカソードに対して負電位を印加
し続けなければならない。そのため、素子を使用する際
は安全性に特別な工夫・配慮が必要となる。第2に、こ
の素子の構造では溝の中にゲートコンタクトの穴を形成
するのは難しいということがある。図5に示した例で
は、表面から掘り込まれた溝の中に絶縁ゲートが形成さ
れ、さらにその溝の底部においてゲート電極8がゲート
領域4とつながっている、という構造をしている。この
ようなゲートコンタクトの穴は溝を掘った底の部分に形
成しなければならない。この素子の場合、充分なブロッ
キング・ゲインを持たせるためには、溝の深さは数μm
必要である。しかしながらこのような凹凸の底部にコン
タクト穴を形成するのは通常のプレーナ技術では困難で
ある。本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決す
るためになされたものであり、ノーマリ・オフ特性であ
り、かつ、製造が容易な構造の静電誘電サイリスタを提
供することを目的とする。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. First, the device has normally-on characteristics. In a normally-on element, in order to maintain the off state, a negative potential must be continuously applied to the gate with respect to the cathode. Therefore, when using the element, special measures and considerations are required for safety. Second, it is difficult to form a gate contact hole in the trench with this device structure. In the example shown in FIG. 5, an insulating gate is formed in a trench dug from the surface, and a gate electrode 8 is connected to the gate region 4 at the bottom of the trench. Such a gate contact hole must be formed at the bottom of the trench. In the case of this element, the groove depth is several μm in order to have a sufficient blocking gain.
is necessary. However, it is difficult to form a contact hole at the bottom of such irregularities by ordinary planar technology. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the related art, and has as its object to provide an electrostatic dielectric thyristor having a normally-off characteristic and a structure that is easy to manufacture.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するような
構成をとる。すなわち、請求項1に記載の発明において
は、半導体基板の底部から順に、アノード領域、ベース
領域、カソード領域が層を成している。またカソード領
域の表面からベース領域の途中までは溝が掘られてい
る。その溝の内部には絶縁膜によってカソード領域、ベ
ース領域と絶縁されていて、かつ、カソード領域と同電
位に保たれた絶縁電極がある。この絶縁電極と前記絶縁
膜とからなる部分を固定絶縁電極と呼ぶ。この絶縁電極
は絶縁膜を介して隣接するベース領域に空乏領域を形成
するような仕事関数の導電材料でできている。さらに、
前記絶縁膜とベース領域に接していて、カソード領域に
は接していないゲート領域が設けられている。また、ベ
ース領域のうち固定絶縁電極に挾まれた部分をチャネル
領域と呼ぶ。なお、前記アノード領域、ベース領域、カ
ソード領域、絶縁膜、絶縁電極、固定絶縁電極、ゲート
領域およびチャネル領域は、例えば、後記図1の実施例
におけるアノード領域51、ベース領域52、カソード
領域53、絶縁膜56、絶縁電極57、固定絶縁電極5
8、ゲート領域54およびチャネル領域62に、それぞ
れ相当する。また、請求項2に記載の発明においては、
請求項1に記載の発明において、固定絶縁電極の先端部
すなわち溝の底面近傍部分における絶縁膜とベース領域
との界面に、ゲート領域と同一導電型であり、かつゲー
ト領域に接続された領域を設けたものである。なお、上
記の領域は、例えば、後記図3の実施例におけるp+領
域59に相当する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a configuration as described in the claims. That is, in the first aspect of the present invention, the anode region, the base region, and the cathode region form layers in order from the bottom of the semiconductor substrate. Further, a groove is dug from the surface of the cathode region to the middle of the base region. Inside the groove, there is an insulating electrode which is insulated from the cathode region and the base region by an insulating film and kept at the same potential as the cathode region. The portion composed of the insulating electrode and the insulating film is called a fixed insulating electrode. This insulating electrode is made of a conductive material having a work function such that a depletion region is formed in an adjacent base region via an insulating film. further,
A gate region is provided in contact with the insulating film and the base region and not in contact with the cathode region. The portion of the base region sandwiched between the fixed insulating electrodes is called a channel region. The anode region, the base region, the cathode region, the insulating film, the insulating electrode, the fixed insulating electrode, the gate region and the channel region are, for example, an anode region 51, a base region 52, a cathode region 53 in the embodiment of FIG. Insulating film 56, insulating electrode 57, fixed insulating electrode 5
8, the gate region 54 and the channel region 62 respectively. In the invention according to claim 2,
According to the first aspect of the present invention, a region of the same conductivity type as the gate region and connected to the gate region is provided at the interface between the insulating film and the base region at the tip of the fixed insulating electrode, that is, in the vicinity of the bottom surface of the groove. It is provided. The above-mentioned region corresponds to, for example, ap + region 59 in the embodiment of FIG.

【0007】[0007]

【作用】オフ状態の時は、固定絶縁電極周辺の空乏層に
より、チャネル領域には多数キャリアに対するポテンシ
ャル障壁が形成され、カソード領域、ベース領域間を電
気的に遮断する。オン状態は、ゲート領域に所定電位を
印加することにより、ゲート領域から、これに接する固
定絶縁電極の絶縁膜界面に少数キャリアが供給されて、
反転層を形成し、固定絶縁電極からチャネル領域への電
界を遮蔽し、チャネル領域内に中性領域を復活させるこ
とでカソード領域とベース領域を電気的に導通させる。
このような構成とすることにより、ゲート電圧を0Vと
した場合、チャネル領域にまで空乏層が広がり、電流通
路を遮断するため、ノーマリ・オフ特性を示す静電誘導
サイリスタを実現できる。また、ゲート電極が表面の平
坦な部分に形成されているため、コンタクト穴が形成し
やすいので、製造が容易な構造である。また、請求項2
に記載の発明においては、固定絶縁電極の下にゲート領
域と接続された領域を設けたものであり、このような構
造にすることによって、カソード領域とゲート領域と
を、必ずしも固定絶縁電極を挾んで隣接させる必要がな
くなるので、設計に柔軟性を持たせることができる。そ
のため、例えば後記図4に示すような格子状の平面配置
も可能となる。
In the off state, a potential barrier for majority carriers is formed in the channel region by the depletion layer around the fixed insulating electrode, and electrically disconnects the cathode region and the base region. In the ON state, by applying a predetermined potential to the gate region, minority carriers are supplied from the gate region to the insulating film interface of the fixed insulating electrode in contact with the gate region,
An inversion layer is formed, an electric field from the fixed insulating electrode to the channel region is shielded, and a neutral region is restored in the channel region, thereby electrically connecting the cathode region and the base region.
With such a configuration, when the gate voltage is set to 0 V, the depletion layer extends to the channel region and cuts off the current path, so that an electrostatic induction thyristor exhibiting normally-off characteristics can be realized. In addition, since the gate electrode is formed on a flat portion of the surface, a contact hole is easily formed, so that the structure is easy to manufacture. Claim 2
In the invention described in (1), a region connected to the gate region is provided below the fixed insulating electrode. With such a structure, the cathode region and the gate region are not necessarily sandwiched by the fixed insulating electrode. Therefore, there is no need to make them adjacent to each other, so that the design can be made flexible. Therefore, for example, a lattice-shaped planar arrangement as shown in FIG. 4 described later is also possible.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳細に説明す
る。図1および図2は本発明の第1の実施例図であり、
図1は静電誘導サイリスタの断面図、図2は表面電極を
除いた平面図を示す。図1および図2において、51は
p型のアノード領域、52はn-型のベース領域、53
はn+型のカソード領域、54はp型のゲート領域であ
る。カソード領域53とゲート領域54の間には溝が掘
られている。絶縁膜56は、前記溝の側面および底面に
接している。57はp+型の絶縁電極であり、絶縁膜5
6を介して前記溝の内部を埋めている。この絶縁膜56
と絶縁電極57とで固定絶縁電極58を形成している。
なお、絶縁電極57は、絶縁膜を介して隣接するベース
領域に空乏領域を形成するような仕事関数の導電材料か
ら出来ている。また、61はアノード電極、63はカソ
ード電極、64はゲート電極である。アノード電極61
はアノード領域51とオーミック接続している。また、
ゲート電極64はゲート領域54とオーミック接続して
いる。また、カソード電極63はカソード領域53とオ
ーミック接続していると共に前記絶縁電極57ともオー
ミック接続している。すなわち絶縁電極57の電位はカ
ソード電極63と同じ値に固定される。そしてベース領
域52のうち二つの固定絶縁電極58に挾まれた部分を
チャネル領域62と呼ぶことにする。チャネル領域62
の厚み(二つの固定絶縁電極の間隔)をH、チャネル領
域62の長さ、すなわちカソード領域53の底面から固
定絶縁電極58の底面までの深さ方向の長さをLとす
る。本実施例では、前述の構造を単位構造として、この
単位構造が図面の左右方向に連続的に多数形成されてい
る構造をしている。図2はこの単位構造がストライプ状
に構成された場合の平面図(表面の電極63、64を除
いて表示)であり、2単位分を表示している。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. 1 and 2 are diagrams showing a first embodiment of the present invention,
FIG. 1 is a sectional view of an electrostatic induction thyristor, and FIG. 2 is a plan view excluding a surface electrode. 1 and 2, reference numeral 51 denotes a p-type anode region; 52, an n-type base region;
Is an n + -type cathode region, and 54 is a p-type gate region. A groove is dug between the cathode region 53 and the gate region 54. The insulating film 56 is in contact with the side and bottom surfaces of the groove. Reference numeral 57 denotes ap + -type insulating electrode, and the insulating film 5
6, the inside of the groove is filled. This insulating film 56
And the insulating electrode 57 form a fixed insulating electrode 58.
The insulating electrode 57 is made of a conductive material having a work function that forms a depletion region in an adjacent base region via an insulating film. Reference numeral 61 denotes an anode electrode, 63 denotes a cathode electrode, and 64 denotes a gate electrode. Anode electrode 61
Is in ohmic connection with the anode region 51. Also,
Gate electrode 64 is in ohmic contact with gate region 54. The cathode electrode 63 is in ohmic connection with the cathode region 53 and is also in ohmic connection with the insulating electrode 57. That is, the potential of the insulating electrode 57 is fixed to the same value as that of the cathode electrode 63. The portion of the base region 52 sandwiched between the two fixed insulating electrodes 58 is called a channel region 62. Channel region 62
Is H (interval between two fixed insulating electrodes), and the length of the channel region 62, that is, the length in the depth direction from the bottom surface of the cathode region 53 to the bottom surface of the fixed insulating electrode 58 is L. In the present embodiment, the above-described structure is used as a unit structure, and a large number of such unit structures are continuously formed in the left-right direction of the drawing. FIG. 2 is a plan view (displayed excluding the electrodes 63 and 64 on the surface) when the unit structure is formed in a stripe shape, and shows two units.

【0009】次に、実施例の動作を説明する。まず、カ
ソード電極63を接地(0Vに)し、アノード電極61
に正電位を与える。この状態でゲート電極64の電位が
0Vのときには、チャネル領域62は固定絶縁電極58
からのビルドイン電界により、空乏層が形成されてい
て、オフ状態となっている。すなわち、この素子はノー
マリ・オフ特性を持つ。通常の静電誘導サイリスタで
は、アノード電界が強まるとチャネルのポテンシャル障
壁が引き下げられて電流を流しうる状態となるが、本実
施例では、これを防ぐために、図1中に示すチャネル長
Lを、チャネル厚みHの3倍程度に形成してある。たと
えば、チャネル厚みHは2μmであり、チャネル長Lは
約6μmである。さらに付け加えれば、固定絶縁電極5
8の埋められている溝の幅も2μm程度である。このよ
うな設計とすることにより、アノード電界が強まっても
チャネルが開かないことが、数値計算によって確かめら
れている。また、このような微細な構造は、たとえばメ
モリで使われているトレンチ・キャパシタを製造する技
術で容易に形成することができる。また、p+型の絶縁
電極57も厚さ1μm程度のポリシリコンをCVD法に
よってブランケット条件で堆積させ、平坦化することで
実現することができる。このようにセル構造を微細にす
ることにより、電流密度の向上が図れる。
Next, the operation of the embodiment will be described. First, the cathode electrode 63 is grounded (to 0 V), and the anode electrode 61
To a positive potential. In this state, when the potential of the gate electrode 64 is 0 V, the channel region 62 is
A depletion layer is formed due to the build-in electric field from the transistor and the transistor is in an off state. That is, this element has normally-off characteristics. In a normal electrostatic induction thyristor, when the anode electric field is strengthened, the potential barrier of the channel is lowered so that a current can flow. In this embodiment, in order to prevent this, the channel length L shown in FIG. It is formed to be about three times the channel thickness H. For example, the channel thickness H is 2 μm, and the channel length L is about 6 μm. In addition, the fixed insulating electrode 5
The width of the buried groove 8 is also about 2 μm. With such a design, it has been confirmed by numerical calculation that the channel does not open even if the anode electric field increases. Such a fine structure can be easily formed by, for example, a technique for manufacturing a trench capacitor used in a memory. Further, the p + -type insulating electrode 57 can also be realized by depositing polysilicon having a thickness of about 1 μm under blanket conditions by a CVD method and flattening it. By making the cell structure finer, the current density can be improved.

【0010】次に、この素子をターン・オンするために
は、ゲート電極64に正電位を印加する。すると、p型
のゲート領域54が接する絶縁膜56界面に正孔が供給
されて反転層を形成し、チャネル領域62に空乏層を形
成している固定絶縁電極58からの電界を遮蔽する。こ
れにより、チャネル領域62の空乏層は後退し、カソー
ド領域53前面の電子に対するポテンシャルは低下し、
ベース領域52へ電子が流れる。流れ出た電子はアノー
ド領域51前面に到達し、そこのポテンシャルを上げ、
ベース領域52とアノード領域51とで形成する接合を
順バイアスするため、アノード領域51からも正孔が注
入され、ベース領域52およびチャネル領域62は高注
入水準状態となり、素子はオン状態となる。一旦、ター
ン・オンしてしまえばゲート電極64に印加していた正
電位を解除しても主電流は流れ続ける。
Next, to turn on the device, a positive potential is applied to the gate electrode 64. Then, holes are supplied to the interface of the insulating film 56 in contact with the p-type gate region 54 to form an inversion layer, and the electric field from the fixed insulating electrode 58 forming the depletion layer in the channel region 62 is shielded. As a result, the depletion layer of channel region 62 recedes, and the potential for electrons in front of cathode region 53 decreases,
The electrons flow to the base region 52. The electrons that have flowed reach the front surface of the anode region 51 and increase the potential there,
Since the junction formed between the base region 52 and the anode region 51 is forward-biased, holes are also injected from the anode region 51, the base region 52 and the channel region 62 enter a high injection level state, and the element is turned on. Once turned on, the main current continues to flow even if the positive potential applied to the gate electrode 64 is released.

【0011】次に、この素子をターン・オフさせるため
には、ゲート電極64に負電位を印加する。するとチャ
ネル領域62を満たしていた正孔は直接にゲート領域5
4に流れ込むか、もしくは絶縁膜56界面の反転層を流
れてゲート領域54に流れ込み、チャネル領域62には
再び電子に対するポテンシャル障壁が形成され、カソー
ド領域53からの電子電流が止む。すると再びアノード
領域51前面の接合はオフ状態となり、ベース領域52
内の過剰少数キャリアはゲート領域54に流れ去り、素
子はオフ状態となる。なお、この素子においては、ター
ン・オンおよびターン・オフが速いという点は、従来素
子と同様である。
Next, to turn off the device, a negative potential is applied to the gate electrode 64. Then, the holes filling channel region 62 are directly transferred to gate region 5.
4 or through the inversion layer at the interface of the insulating film 56 to flow into the gate region 54, the potential barrier against electrons is formed again in the channel region 62, and the electron current from the cathode region 53 stops. Then, the junction on the front surface of the anode region 51 is again turned off, and the base region 52
Excess minority carriers in the element flow off to the gate region 54, and the device is turned off. Note that this element is similar to the conventional element in that turn-on and turn-off are fast.

【0012】次に、図3および図4は、本発明の第2の
実施例図であり、図3は静電誘導サイリスタの断面図、
図4は表面電極を除いた平面図を示す。なお、図4は単
位素子が格子状に配置されている場合を示している。こ
の実施例において、図1の実施例と異なる点は、固定絶
縁電極58の下にp+領域59が設けられている点であ
る。このp+領域59はゲート電極54に接続されてい
る。このような構造にすることによって、カソード領域
53とゲート領域54とを、必ずしも固定絶縁電極58
を挾んで隣接させる必要がなくなるので、設計に柔軟性
を持たせることができる。そのため図4に示すような格
子状の配置も可能となる。その他、素子の動作について
は前記図1、図2の実施例と同様である。なお、第1お
よび第2の実施例において、各領域を構成する半導体の
p型とn型とを前記と逆にした場合でも同様に動作す
る。
FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of an electrostatic induction thyristor.
FIG. 4 shows a plan view excluding the surface electrode. FIG. 4 shows a case where the unit elements are arranged in a lattice. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that ap + region 59 is provided below a fixed insulating electrode 58. The p + region 59 is connected to the gate electrode 54. With such a structure, the cathode region 53 and the gate region 54 are not necessarily connected to the fixed insulating electrode 58.
This eliminates the necessity of adjoining each other so that the design can be made flexible. Therefore, a grid-like arrangement as shown in FIG. 4 is also possible. Other than that, the operation of the element is the same as that of the embodiment shown in FIGS. In the first and second embodiments, the same operation is performed even when the p-type and the n-type of the semiconductor constituting each region are reversed.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、次のような効果が得られる。 (1)ノーマリ・オフ特性のため、ノーマリ・オン素子
のような使用時の安全性に対する特別な工夫・配慮が不
必要となるので、応用範囲が広くなると共に周辺回路が
簡単になる。 (2)従来の技術では、ブロッキング・ゲインを稼ぐた
めに、溝の底部にp型領域とのコンタクト穴を形成しな
ければならず、通常のプレーナ型製造技術では困難であ
った。しかし、本発明では、電流のブロックを固定絶縁
電極によって実現し、ゲート領域とのコンタクトを表面
で取ることができるので、製造工程が容易になる。 (3)前記の理由によってセルサイズを小さくできるの
で、電流密度が大きくなり、集積度を上げることができ
る。 (4)ターン・オンが速い。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the normally-off characteristics do not require special measures and considerations for safety during use as in normally-on devices, the range of application is widened and peripheral circuits are simplified. (2) In the conventional technique, a contact hole with the p-type region must be formed at the bottom of the groove in order to obtain a blocking gain, which is difficult with a normal planar manufacturing technique. However, according to the present invention, since the current block is realized by the fixed insulating electrodes and the contact with the gate region can be made on the surface, the manufacturing process is simplified. (3) The cell size can be reduced for the above reasons, so that the current density increases and the degree of integration can be increased. (4) Turn-on is fast.

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

【図1】本発明の第1の実施例の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の平面図。FIG. 2 is a plan view of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の平面図。FIG. 4 is a plan view of a second embodiment of the present invention.

【図5】従来例の静電誘導サイリスタの一例を示す断面
図。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional electrostatic induction thyristor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アノード領域 5…絶縁膜 2…ベース領域 6…アノード電極 3…カソード領域 7…カソード電極 4…ゲート領域 8…ゲート電極 51…アノード領域 58…固定絶縁電極 52…ベース領域 59…p+領域 53…カソード領域 61…アノード電極 54…ゲート領域 62…チャネル領域 56…絶縁膜 63…カソード電極 57…絶縁電極 64…ゲート電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anode region 5 ... Insulating film 2 ... Base region 6 ... Anode electrode 3 ... Cathode region 7 ... Cathode electrode 4 ... Gate region 8 ... Gate electrode 51 ... Anode region 58 ... Fixed insulating electrode 52 ... Base region 59 ... P + region 53: cathode region 61: anode electrode 54: gate region 62: channel region 56: insulating film 63: cathode electrode 57: insulating electrode 64: gate electrode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−75140(JP,A) 特開 平7−78964(JP,A) 特開 平4−127474(JP,A) 特開 昭57−172765(JP,A) 特開 平3−289141(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/74 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-75140 (JP, A) JP-A-7-78964 (JP, A) JP-A-4-127474 (JP, A) JP-A-57-172765 (JP) , A) JP-A-3-289141 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/74

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アノード領域となる第1導電型の半導体基
板の一主面上に、第2導電型のベース領域を有し、 前記ベース領域の一主面上にベース領域よりも高不純物
濃度の第2導電型のカソード領域を有し、 前記カソード領域を挾んで、前記カソード領域の主面か
ら前記ベース領域方向へ掘られた溝を複数個有し、 前記溝の内部には絶縁膜によって前記カソード領域およ
びベース領域と絶縁され、かつ、前記カソード領域と同
電位に保たれた絶縁電極を有し、 前記絶縁電極は、前記絶縁膜と共に固定絶縁電極を形成
し、かつ、前記絶縁膜を介して隣接する前記ベース領域
に空乏領域を形成するような仕事関数の導電性材料から
成り、 前記カソード領域に隣接する前記ベース領域の一部であ
って、前記固定絶縁電極によって挾み込まれたチャネル
領域を有し、 さらに、前記固定絶縁電極の周辺の前記絶縁膜および前
記ベース領域に接し、前記カソード領域には接しない、
第1導電型のゲート領域を有する、 ことを特徴とする静電誘導サイリスタ。
A first conductivity type semiconductor substrate serving as an anode region having a second conductivity type base region on one main surface thereof; and a higher impurity concentration than the base region on one main surface of the base region. A plurality of grooves dug from the main surface of the cathode region toward the base region with the cathode region interposed therebetween, and an insulating film is formed inside the groove. An insulating electrode insulated from the cathode region and the base region, and having an insulating electrode kept at the same potential as the cathode region, wherein the insulating electrode forms a fixed insulating electrode together with the insulating film, and A portion of the base region adjacent to the cathode region, the portion being sandwiched by the fixed insulating electrode. Cha It has Le region, further contact with the insulating film and the base region of the periphery of the fixed insulating electrode, not in contact with the cathode region,
An electrostatic induction thyristor having a gate region of a first conductivity type.
【請求項2】請求項1に記載の静電誘導サイリスタにお
いて、 前記固定絶縁電極の先端部すなわち前記溝の底面近傍部
分における絶縁膜と前記ベース領域との界面に、前記ゲ
ート領域と同一導電型であり、かつ前記ゲート領域に接
続された領域を設けたことを特徴とする静電誘導サイリ
スタ。
2. The static induction thyristor according to claim 1, wherein the same conductivity type as that of the gate region is provided at an interface between the insulating film and the base region at a tip portion of the fixed insulating electrode, that is, a portion near a bottom surface of the groove. And a region connected to the gate region is provided.
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