JP3234470B2 - Lateral switching element - Google Patents

Lateral switching element

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JP3234470B2
JP3234470B2 JP27898495A JP27898495A JP3234470B2 JP 3234470 B2 JP3234470 B2 JP 3234470B2 JP 27898495 A JP27898495 A JP 27898495A JP 27898495 A JP27898495 A JP 27898495A JP 3234470 B2 JP3234470 B2 JP 3234470B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はラテラル型のトライ
アックおよびサイリスタのようなスイッチング素子のh
FEの電圧依存性を抑えて、最小トリガ電流IFTあるいは
最小ゲートトリガ電流IGTの電圧依存性を小さくさせる
ものである。フォトトライアック,フォトサイリスタは
ラテラル型のものが多く、これらに対しては特に有効で
ある。また、使用電圧が高い場合にも特に有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching device such as a lateral type triac and thyristor.
The voltage dependence of the minimum trigger current I FT or the minimum gate trigger current I GT is reduced by suppressing the voltage dependence of FE . Many phototriacs and photothyristors are of the lateral type, which is particularly effective. It is also particularly effective when the working voltage is high.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来のラテラル型フォトトラ
イアックの平面図であり、図11は、そのB−B′線断
面図である。図面の煩雑化を防ぐため図10では図11
に示される金属配線を省略してある。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a plan view of a conventional lateral phototriac, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line BB 'of FIG. FIG. 10 shows FIG. 11 to prevent the drawing from becoming complicated.
Are omitted.

【0003】これらの図に示されるように、たとえばシ
リコンのN型基板1の表面にはP型のアノード領域2,
2−1、ゲート領域3,3−1、ゲート抵抗4,4−1
等が左右対称に、たとえばボロンを主とした不純物を拡
散して形成されている。さらに、リンを主とした不純物
を拡散する別の工程で、ゲート領域3,3−1の内部に
カソード領域5,5−1と、N型基板1の周辺のチャネ
ルストッパ6を形成する。
As shown in these figures, a P-type anode region 2 is formed on the surface of a silicon N-type substrate 1, for example.
2-1, gate region 3, 3-1; gate resistance 4, 4-1
Are formed symmetrically, for example, by diffusing impurities mainly containing boron. Further, in another step of diffusing impurities mainly containing phosphorus, the cathode regions 5, 5-1 and the channel stopper 6 around the N-type substrate 1 are formed inside the gate regions 3, 3-1.

【0004】N型基板1の表面にはパシベーション膜と
して、まずシリコン熱酸化膜7を形成し、その上にたと
えばポリシリコンによる初期耐圧調整およびリーク電流
低減のための酸素ドープ半絶縁膜8,耐湿性向上のため
のシリコン窒化膜9,絶縁性向上のためのノンドープC
VDシリコン酸化膜10等が積層されている。なお、こ
れはフォトトライアックであるから、ゲート領域3,3
−1の上方のシリコン熱酸化膜7の表面は、その上方の
パシベーション膜が開口され光が入射出来るようにされ
ている。パシベーション膜の表面には入出力用の金属配
線11,11−1が設けられ、これはパシベーション膜
を貫通してアノード領域およびカソード領域に接続され
ている。チャネルストッパ6は金属配線11−2と接続
されている。シリコン熱酸化膜7の表面の酸素ドープ半
絶縁膜8は金属配線11および11−1を介して端子T
1 ,T2 およびチャネルストッパ6の金属配線11−2
と接続されている。
A silicon thermal oxide film 7 is first formed on the surface of the N-type substrate 1 as a passivation film, and an oxygen-doped semi-insulating film 8 for adjusting initial withstand voltage and reducing leakage current is formed by, for example, polysilicon. Silicon nitride film 9 for improving the insulating property, non-doped C for improving the insulating property
A VD silicon oxide film 10 and the like are stacked. Since this is a photo triac, the gate regions 3, 3
On the surface of the silicon thermal oxide film 7 above -1, a passivation film above the surface is opened so that light can enter. Input / output metal wires 11, 11-1 are provided on the surface of the passivation film, and penetrate the passivation film and are connected to the anode region and the cathode region. The channel stopper 6 is connected to the metal wiring 11-2. The oxygen-doped semi-insulating film 8 on the surface of the silicon thermal oxide film 7 is connected to the terminal T via metal wirings 11 and 11-1.
1 , T 2 and metal wiring 11-2 of channel stopper 6
Is connected to

【0005】端子T1 およびT2 は金属配線11,11
−1に接続されている。図15はトライアックの等価回
路であって、端子T1 とT2 との間には、1対のPNP
N構造のサイリスタが逆方向に並列に接続されている。
アノード領域,カソード領域,ゲート領域等の符号は図
10または図11と同一である。端子T 1 はアノード領
域2およびカソード領域5−1に接続され、端子T2
アノード領域2−1およびカソード領域5に接続され、
ゲート領域3または3−1のいずれかに光が入射するこ
とにより、左方または右方のいずれかのサイリスタが導
通し電流は逆方向に切換えられる。
[0005] Terminal T1And TTwoAre metal wirings 11, 11
-1. Figure 15 shows the equivalent times of the triac
Road and terminal T1And TTwoBetween a pair of PNP
Thyristors of N structure are connected in parallel in the opposite direction.
Symbols for anode area, cathode area, gate area, etc.
10 or FIG. Terminal T 1Is the anode area
Region 2 and the cathode region 5-1.TwoIs
Connected to the anode region 2-1 and the cathode region 5,
Light is incident on either the gate region 3 or 3-1.
Causes either the left or right thyristor to
The through current is switched in the opposite direction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図12は図11のゲー
ト領域3からアノード領域2に至る部分の略断面図であ
る。端子T1 にはプラス、端子T2 にはマイナスの電圧
が印加されているものとする。そして、両電極は酸素ド
ープ半絶縁膜8に接続されている。このとき、逆バイア
スのかかるゲート領域3から空乏層が広がる。また、端
子T1 ,T2 に接続されている酸素ドープ半絶縁膜8は
大きな抵抗を有する膜であり、端子T1 およびT2 の両
端子間に電位分布が存在する。図13はその電位分布を
示すグラフであって、その分布はそれぞれの端子の金属
配線11,11−1の間に同図のような直線となる。こ
れに伴ってN型基板1に存在する電位との間には、図1
4に示されるような電位差が発生する。この電位差が存
在すると、逆バイアスのかかるゲート領域3から、シリ
コン熱酸化膜7とN型基板1の界面付近に、図12に示
されるようなP反転層12が形成され、ゲート領域3か
らアノード領域2へと広がっていく。
FIG. 12 is a schematic sectional view of a portion from the gate region 3 to the anode region 2 in FIG. The terminal T 1 plus, the terminal T 2 is assumed that the negative voltage is applied. The two electrodes are connected to the oxygen-doped semi-insulating film 8. At this time, the depletion layer spreads from the reversely biased gate region 3. The oxygen-doped semi-insulating film 8 that are connected to the terminals T 1, T 2 is a film having a large resistance, the potential distribution is present between both terminals of the terminals T 1 and T 2. FIG. 13 is a graph showing the potential distribution, and the distribution is a straight line between the metal wirings 11 and 11-1 of the respective terminals as shown in FIG. In connection with this, between the potential existing on the N-type substrate 1 and FIG.
A potential difference as shown in FIG. When this potential difference exists, a P inversion layer 12 as shown in FIG. 12 is formed near the interface between the silicon thermal oxide film 7 and the N-type substrate 1 from the gate region 3 to which reverse bias is applied. It spreads to area 2.

【0007】このP反転層が広がっていくと、アノード
領域2,N型基板1,ゲート領域3により形成されるP
NPトランジスタの実効的なベース幅が短くなり、hFE
が増大し、それに伴い最小トリガ電流IFTあるいは最小
ゲートトリガ電流IGTが小さくなるという問題があっ
た。
As the P inversion layer spreads, the P region formed by the anode region 2, the N-type substrate 1, and the gate region 3
The effective base width of the NP transistor becomes shorter, and h FE
And the minimum trigger current I FT or the minimum gate trigger current I GT decreases accordingly.

【0008】端子T2 にプラス、T1 にマイナスの電圧
が印加されているとすると、ゲート領域3−1とアノー
ド領域2−1との間で同じ問題が発生する。また、シリ
コン基板がP型の場合には、基板の表面にN反転層が形
成されることになり、hFEが問題となるトランジスタは
NPNトランジスタとなる。
[0008] plus terminal T 2, when a negative voltage to T 1 is applied, the same problems with the gate region 31 and anode region 2-1 is generated. Further, when the silicon substrate is a P-type, an N inversion layer is formed on the surface of the substrate, and an NPN transistor is a transistor in which h FE becomes a problem.

【0009】端子T1 およびT2 は金属配線11および
11−1を介して表面の半絶縁および絶縁層を含む高抵
抗層に接触している。絶縁層であっても無限大の抵抗値
を有するものではなく、前述の問題は電圧が高くなれば
必ず発生する。
The terminals T 1 and T 2 are in contact with a high resistance layer including a semi-insulating and insulating layer on the surface via metal wirings 11 and 11-1. Even an insulating layer does not have an infinite resistance value, and the above-described problem always occurs when the voltage increases.

【0010】本発明の目的は、このような高抵抗のパシ
ベーション膜を有するラテラル型スイッチング素子にお
いて、高電圧時における基板表面の反転層の形成を防止
し、スイッチング素子の安定化を図ることにある。
An object of the present invention is to prevent the formation of an inversion layer on the substrate surface at a high voltage and stabilize the switching element in a lateral switching element having such a high-resistance passivation film. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の一のラテラル型
スイッチング素子は、基板の表面に、アノード領域、カ
ソード領域およびゲート領域を備えてPNPN構造が形
成され、アノード領域とカソード領域には電極が設けら
れており、基板の表面の上方には複数の高抵抗層よりな
るパシベーション膜を設けたものであって、両電極間の
高抵抗層の表面に反転防止領域を設け、反転防止領域は
酸素ドープ半絶縁膜に接続している。 本発明の他のラテ
ラル型スイッチング素子は、基板の表面に、アノード領
域、カソード領域およびゲート領域を備えてPNPN構
造が形成され、アノード領域とカソード領域には電極が
設けられており、基板の表面の上方には複数の高抵抗層
よりなるパシベーション膜を設けたものであって、両電
極間の高抵抗層の表面に反転防止領域を設け、反転防止
領域は基板と同一電位である。 本発明のさらに他のラテ
ラル型スイッチング素子は、基板の表面に、アノード領
域、カソード領域およびゲート領域を備えてPNPN構
造が形成され、アノード領域とカソード領域には電極が
設けられており、基板の表面の上方には複数の高抵抗層
よりなるパシベーション膜を設けたものであって、両電
極間の高抵抗層の表面に反転防止領域を設け、MOSF
ETのソースとドレインをPゲートとカソードに接続
し、MOSFETのゲートをN型基板に接続し、ゼロク
ロス機能を付加している。
According to one aspect of the present invention, a lateral switching element has a PNPN structure including an anode region, a cathode region, and a gate region on a surface of a substrate. is provided, above the surface of the base plate be those having a passivation film made of a plurality of high-resistance layer, the anti-inversion regions formed on the surface of the high resistance layer between the electrodes, inversion preventing regions Is
Connected to oxygen-doped semi-insulating film. Other lattes of the present invention
The Ral-type switching element is placed on the surface of the substrate
Region, a cathode region, and a gate region.
Electrodes are formed in the anode and cathode regions.
A plurality of high resistance layers are provided above the surface of the substrate.
With a passivation film consisting of
An inversion prevention area is provided on the surface of the high resistance layer between the poles to prevent inversion
The region is at the same potential as the substrate. Still another latte of the present invention
The Ral-type switching element is placed on the surface of the substrate
Region, a cathode region, and a gate region.
Electrodes are formed in the anode and cathode regions.
A plurality of high resistance layers are provided above the surface of the substrate.
With a passivation film consisting of
An inversion prevention area is provided on the surface of the high resistance layer between
Connect ET source and drain to P gate and cathode
And connect the gate of the MOSFET to the N-type substrate
Loss function is added.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】反転防止領域は基板と同一電位にする。P
ゲートとカソード間の導通をMOSFETにより制御す
る。
The inversion prevention area is set to the same potential as the substrate. P
The conduction between the gate and the cathode is controlled by the MOSFET.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の一例
の平面図であり、図2はそのA−A′線断面図である。
図10および11の従来例と同一の部分は同一の符号で
表示している。図面の煩雑になることを防止するため、
図1では図2の金属配線を省略してある。
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA 'of FIG.
10 and 11 are denoted by the same reference numerals. To prevent the drawing from becoming complicated,
1, the metal wiring of FIG. 2 is omitted.

【0016】図1および2に示される実施の形態と図1
0および11に示される従来例との異なるところは、高
電圧の印加されるアノード領域2とゲート領域3(カソ
ード領域5はゲート領域3の内部に設けられている)と
の間、またはアノード領域2−1とゲート領域3−1
(カソード領域5−1はゲート領域3−1の内部に設け
られている)との間の表面のパシベーション膜である高
抵抗層に反転防止領域13が設けられていることであ
る。
The embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and FIG.
The difference from the conventional example shown in FIGS. 0 and 11 is that the high voltage is applied between the anode region 2 and the gate region 3 (the cathode region 5 is provided inside the gate region 3), or the anode region 2 2-1 and gate region 3-1
(The cathode region 5-1 is provided inside the gate region 3-1.) The inversion prevention region 13 is provided in a high-resistance layer which is a passivation film on the surface between them.

【0017】図1および図2の例では、端子T1 および
2 の電極間の酸素ドープ半絶縁膜8の上方のシリコン
窒化膜9およびノンドープCVDシリコン酸化膜10に
開口部14,14−1を設け、その内部に金属配線を施
し反転防止領域13,13を設ける。この実施の形態は
トライアックであるから反転防止領域は2本必要であ
り、基板周辺で両者を結合してリング状にすることもで
きる。反転防止領域13はN型基板1上の適宜の場所た
とえば周辺部でN型基板1と接触させこれと同一電位に
する。反転防止領域13を酸素ドープ半絶縁膜8と接触
させるとき、その接触部と端子T1 およびT2 の金属配
線の接続部との距離dは、少なくとも目標とする耐圧を
得るだけの距離とする。
[0017] In the example of FIG. 1 and FIG. 2, open at the top silicon nitride film 9 and the non-doped CVD silicon oxide film 10 of oxygen-doped semi-insulating film 8 between the electrode terminals T 1 and T 2 unit 14,14-1 , And metal wiring is provided therein to provide inversion prevention regions 13, 13. Since this embodiment is a triac, two inversion prevention regions are required, and the two can be joined to form a ring around the substrate. The inversion prevention region 13 is brought into contact with the N-type substrate 1 at an appropriate place on the N-type substrate 1, for example, at a peripheral portion thereof, and is set to the same potential as the N-type substrate 1. When the inversion prevention region 13 is brought into contact with the oxygen-doped semi-insulating film 8, the distance d between the contact portion and the connection portion of the metal wiring of the terminals T 1 and T 2 is at least a distance for obtaining a target breakdown voltage. .

【0018】図3は、従来例の図12に対応する断面図
である。本発明は以上のような構造であるから、端子T
1 にプラス、端子T2 にマイナスの高バイアスが印加さ
れたとき、逆バイアスのかかるゲート領域3から空乏層
(図示されない)およびP反転層12が広がっていく。
このとき酸素ドープ半絶縁膜8と接続してN型基板1と
同じ電位の反転防止領域13があるため、P反転層12
の広がりが反転防止領域13の所で阻止される。そのた
めPNPトランジスタの実効的なベース幅が短くなるこ
とを阻止し、hFEの増大を防ぐ。
FIG. 3 is a sectional view corresponding to FIG. 12 of the conventional example. Since the present invention has the above structure, the terminal T
Plus 1, when a high bias of minus terminal T 2 is applied, a depletion layer from the gate area 3 with reverse bias (not shown) and P inversion layer 12 spreads.
At this time, since there is an inversion prevention region 13 connected to the oxygen-doped semi-insulating film 8 and having the same potential as the N-type substrate 1, the P inversion layer 12
Is prevented at the inversion prevention region 13. Therefore, the effective base width of the PNP transistor is prevented from being shortened, and hFE is prevented from increasing.

【0019】図4および図5は、それぞれ図12および
図13に対応するものである。図4に示されるように、
酸素ドープ半絶縁膜8内の電位は反転防止領域13の左
方では端子T1 と同電位になる。また、図5に示される
ように酸素ドープ半絶縁膜8と基板の電位差は反転防止
領域13の右方では0となる。
FIGS. 4 and 5 correspond to FIGS. 12 and 13, respectively. As shown in FIG.
The potential in the oxygen-doped semi-insulating film 8 becomes the same potential as the terminal T 1 on the left side of the inversion prevention region 13. Further, as shown in FIG. 5, the potential difference between the oxygen-doped semi-insulating film 8 and the substrate becomes 0 on the right side of the inversion prevention region 13.

【0020】図6は、端子T1 またはT2 から反転防止
領域13までの距離dとhFE(PNP)の関係を示すグ
ラフである。アノード2、N型基板1およびゲート領域
3からなるPNPトランジスタに対するもので、このト
ランジスタのIB =50μA、端子T1 の電圧が280
Vとする。dが増加するに従って、hFEは増加するが、
dが一定であればhFEもそれに対応する値に固定され、
FEは変動しない。したがって最小トリガ電流IFTある
いは最小ゲートトリガ電流IGTの変動を小さくすること
ができる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance d from the terminal T 1 or T 2 to the inversion prevention area 13 and h FE (PNP). For a PNP transistor comprising an anode 2, an N-type substrate 1 and a gate region 3, the transistor has an I B = 50 μA and a terminal T 1 voltage of 280
V. As d increases, h FE increases,
If d is constant, h FE is also fixed to the corresponding value,
h FE does not fluctuate. Therefore it is possible to reduce variation of the minimum trigger current I FT or the minimum gate trigger current I GT.

【0021】図7はhFE(PNP)のバイアス依存性を
示すグラフである。図6と同様にPNPトランジスタの
B =50μAとしバイアス電圧を変化させた。○印の
曲線は本発明によるものであり、d=47.5μmとさ
れている。△印の曲線は、従来例によるものであって、
反転防止領域はなく、端子T1 とT2 の距離が395μ
mの場合である。従来例の場合は電圧20V付近で急激
に変化するが、本発明によれば、ほぼ一定の割合で変化
する。
FIG. 7 is a graph showing the bias dependence of h FE (PNP). Changing the bias voltage and I B = 50 .mu.A similarly PNP transistor and FIG. The curve marked with a circle is according to the present invention, and d = 47.5 μm. The curve marked with a triangle is based on the conventional example,
There is no inversion prevention area, and the distance between terminals T 1 and T 2 is 395 μ
m. In the case of the conventional example, the voltage changes sharply around the voltage of 20 V, but according to the present invention, the voltage changes at a substantially constant rate.

【0022】図8は最小トリガ電流IFTのバイアス依存
性を示すグラフである。図7と同様に○印の曲線はd=
47.5μmのときの本発明によるものであり、△印の
曲線は従来例によるものである。従来例の場合は、バイ
アス電圧が50Vを超えるとIGTが急激に減少するが、
本発明によれば400V付近まではほぼ一定の割合で減
少する。500Vを超えた付近でも、従来例と比較する
と変動は少ない。
FIG. 8 is a graph showing the bias dependence of the minimum trigger current IFT . As in FIG. 7, the curve marked with a circle is d =
This is according to the present invention at 47.5 μm, and the curve marked with Δ is according to the conventional example. In the case of the conventional example, when the bias voltage exceeds 50 V, the I GT sharply decreases.
According to the present invention, it decreases at a substantially constant rate up to around 400V. Even in the vicinity of over 500 V, the fluctuation is small as compared with the conventional example.

【0023】以上の説明は、ラテラル型フォトトライア
ックの場合について行なったがフォトサイリスタまたは
光によりトリガされない単なるラテラル型トライアック
またはサイリスタにも応用可能である。また、基板がP
型の場合には反転防止領域を設けることにより、N反転
を防止することになる。
The above description has been made in the case of a lateral phototriac, but is also applicable to a photothyristor or a simple lateral triac or thyristor that is not triggered by light. Also, if the substrate is P
In the case of a mold, N inversion is prevented by providing an inversion prevention area.

【0024】図9は、図1および2に示されるような本
発明の1実施の形態にゼロクロス機能を付加させたもの
の等価回路図である。概ね図15に示されたものと同一
であるが、図9においては、それぞれのPNPN構造の
Pゲート3または3−1とカソード領域5または5−1
との間のゲート抵抗4または4−1を跨ぐように、MO
SFET20または20−1のソース21または21−
1、およびドレイン22または22−1を接続する。各
MOSFETのゲートG1 またはG2 は、N型基板1に
接続されている。以上のような構造であるから、端子T
1 ,T2 間に交流電圧が印加された場合、端子T1 の電
圧が端子T2 の電圧より高いとすると、N型基板1のゲ
ートG1 の接続部23の電位はカソード領域5の電位よ
り高く、ゲートG1 にはプラスの電圧が印加され、所定
のスレショルド電圧VTH以上の交流電圧の場合はMOS
FET20が動作し、左側のサイリスタのPゲート3と
カソード5との間は短絡され、この状態で光が入射して
もフォトトライアックは動作しない。端子T2 の電圧が
端子T1 の電圧よりも高いときは、右側のサイリスタに
関して同様の動作が生じる。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the embodiment of the present invention as shown in FIGS. 1 and 2 in which a zero-cross function is added. It is almost the same as that shown in FIG. 15, but in FIG. 9, the P gate 3 or 3-1 of each PNPN structure and the cathode region 5 or 5-1 are shown.
So as to straddle the gate resistance 4 or 4-1 between
Source 21 or 21- of SFET 20 or 20-1
1 and the drain 22 or 22-1. The gate G 1 or G 2 of each MOSFET is connected to the N-type substrate 1. With the above structure, the terminal T
When an AC voltage is applied between 1 and T 2 , assuming that the voltage of the terminal T 1 is higher than the voltage of the terminal T 2 , the potential of the connection portion 23 of the gate G 1 of the N-type substrate 1 is the potential of the cathode region 5. Higher, a positive voltage is applied to the gate G 1 , and when the AC voltage is higher than a predetermined threshold voltage V TH,
The FET 20 operates, and the P gate 3 and the cathode 5 of the left thyristor are short-circuited. In this state, even if light enters, the phototriac does not operate. When the voltage of the terminal T 2 is higher than the voltage of the terminal T 1 occurs the same operation with respect to the right of the thyristor.

【0025】以上のように図9の回路を設けた本発明の
実施の形態によれば、所定の値の交流電圧を超えるとき
は、光が入射しても各サイリスタが動作しないので、ス
イッチング素子の動作をさらに安定化することができ
る。
As described above, according to the embodiment of the present invention provided with the circuit of FIG. 9, when the AC voltage exceeds a predetermined value, each thyristor does not operate even if light enters, so that the switching element Can be further stabilized.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高バイア
ス印加時のパシベーション膜に発生する電位差に起因す
る反転層の広がりを小さくすることができ、最小トリガ
電流I FTの変動を小さくし、動作を安定化することがで
きる。ゼロクロス機能を付加することにより、フォトサ
イリスタまたはフォトトライアックの動作をさらに安定
化できる。
As described above, according to the present invention, a high via
Due to the potential difference generated in the passivation film when applying
The inversion layer can be reduced, and the minimum trigger
Current I FTFluctuations and stabilize operation.
Wear. By adding a zero-cross function, the
More stable operation of Irista or Phototriac
Can be

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

【図1】本発明の一実施の形態の略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A′線略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1;

【図3】本発明の反転層の広がりを示す略断面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the spread of an inversion layer according to the present invention.

【図4】本発明の構造の酸素ドープ半絶縁膜内の電位分
布を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a potential distribution in an oxygen-doped semi-insulating film having a structure according to the present invention.

【図5】本発明の構造の酸素ドープ半絶縁膜と基板との
電位差分布を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a potential difference distribution between an oxygen-doped semi-insulating film having a structure of the present invention and a substrate.

【図6】端子T1 またはT2 から反転防止領域までの距
離dとhFEの関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a distance d from a terminal T 1 or T 2 to an inversion prevention area and h FE .

【図7】hFEとバイアスとの関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between h FE and bias.

【図8】最小トリガ電流IFTとバイアスとの関係を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a minimum trigger current IFT and a bias.

【図9】ゼロクロス機能を付加した本発明の一実施形態
の等価回路図である。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the present invention to which a zero cross function is added.

【図10】従来のスイッチング素子の一例の略平面図で
ある。
FIG. 10 is a schematic plan view of an example of a conventional switching element.

【図11】図10のB−B′線略断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 10;

【図12】従来例の反転層の広がりを示すグラフであ
る。
FIG. 12 is a graph showing the spread of an inversion layer according to a conventional example.

【図13】従来例の酸素ドープ半絶縁膜内の電位分布を
示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a potential distribution in a conventional oxygen-doped semi-insulating film.

【図14】従来例の酸素ドープ半絶縁膜と基板との電位
差分布を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing a potential difference distribution between a conventional oxygen-doped semi-insulating film and a substrate.

【図15】トライアックの等価回路図である。FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of a triac.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N型基板 2,2−1 アノード拡散領域 3,3−1 ゲート拡散領域 4,4−1 ゲート抵抗 5,5−1 カソード領域 6 チャネルストッパ 7 シリコン熱酸化膜 8 酸素ドープ半絶縁膜 9 シリコン窒化膜 10 ノンドープCVDシリコン酸化膜 11,11−1,11−2 金属配線 12 P反転層 13 反転防止領域 14 開口部 T1 ,T2 端子 d 端子T1 ,T2 と反転防止領域の距離DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N-type substrate 2, 2-1 Anode diffusion region 3, 3-1 Gate diffusion region 4, 4-1 Gate resistance 5, 5-1 Cathode region 6 Channel stopper 7 Silicon thermal oxide film 8 Oxygen-doped semi-insulating film 9 Silicon nitride film 10 doped CVD silicon oxide film 11,11-1,11-2 metal wiring 12 P inversion layer 13 anti-inversion regions 14 opening T 1, T 2 terminal d terminals T 1, T 2 and a distance of the inversion prevention region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−162570(JP,A) 特開 平3−136248(JP,A) 特開 平4−304675(JP,A) 特開 平6−350077(JP,A) 特公 平3−18355(JP,B2) 特公 平1−16023(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/74 H01L 29/749 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-162570 (JP, A) JP-A-3-136248 (JP, A) JP-A-4-304675 (JP, A) JP-A-6-106 350077 (JP, A) JP 3-18355 (JP, B2) JP 1 16023 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/74 H01L 29 / 749

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の表面に、アノード領域、カソード
領域およびゲート領域を備えてPNPN構造が形成さ
れ、アノード領域とカソード領域には電極が設けられて
おり、基板の表面の上方には複数の高抵抗層よりなるパ
シベーション膜を設けたラテラル型スイッチング素子に
おいて、 両電極間の高抵抗層の表面に反転防止領域を設け 反転防止領域は酸素ドープ半絶縁膜に接続している こと
を特徴とする、ラテラル型スイッチング素子。
1. A PNPN structure is formed on a surface of a substrate, comprising an anode region, a cathode region and a gate region, electrodes are provided on the anode region and the cathode region, and a plurality of electrodes are provided above the surface of the substrate. In a lateral switching element provided with a passivation film made of a high resistance layer, an inversion prevention region is provided on the surface of the high resistance layer between both electrodes , and the inversion prevention region is connected to an oxygen-doped semi-insulating film. A lateral type switching element.
【請求項2】 基板の表面に、アノード領域、カソード
領域およびゲート領域を備えてPNPN構造が形成さ
れ、アノード領域とカソード領域には電極が設けられて
おり、基板の表面の上方には複数の高抵抗層よりなるパ
シベーション膜を設けたラテラル型スイッチング素子に
おいて、 両電極間の高抵抗層の表面に反転防止領域を設け、 反転防止領域は基板と同一電位であることを特徴とす
る、 ラテラル型スイッチング素子。
2. An anode region and a cathode on a surface of a substrate.
A PNPN structure is formed comprising a region and a gate region.
Electrodes are provided in the anode region and the cathode region.
Above the substrate surface.
Lateral switching element with a passivation film
Wherein an inversion prevention region is provided on the surface of the high resistance layer between the two electrodes, and the inversion prevention region has the same potential as the substrate.
A lateral switching element.
【請求項3】 基板の表面に、アノード領域、カソード
領域およびゲート領域を備えてPNPN構造が形成さ
れ、アノード領域とカソード領域には電極が設けられて
おり、基板の表面の上方には複数の高抵抗層よりなるパ
シベーション膜を設けたラテラル型スイッチング素子に
おいて、 両電極間の高抵抗層の表面に反転防止領域を設け、 MOSFETのソースとドレインをPゲートとカソード
に接続し、MOSFETのゲートをN型基板に接続し、
ゼロクロス機能を付加したことを特徴とする、 ラテラル
型スイッチング素子。
3. An anode region and a cathode on a surface of a substrate.
A PNPN structure is formed comprising a region and a gate region.
Electrodes are provided in the anode region and the cathode region.
Above the substrate surface.
Lateral switching element with a passivation film
In addition , an inversion prevention region is provided on the surface of the high resistance layer between both electrodes, and the source and drain of the MOSFET are connected to the P gate and the cathode.
And the gate of the MOSFET to the N-type substrate,
A lateral switching element characterized by adding a zero-cross function .
【請求項4】 反転防止領域は基板と同一電位であるこ
とを特徴とする、請求項記載のラテラル型スイッチン
グ素子。
4. The reversal prevention area has the same potential as the substrate.
2. The lateral switching element according to claim 1, wherein:
【請求項5】 MOSFETのソースとドレインをPゲ
ートとカソードに接続し、MOSFETのゲートをN型
基板に接続し、ゼロクロス機能を付加したことを特徴と
する、請求項1、2または4に記載のラテラル型スイッ
チング素子。
5. A P-type source and a drain of a MOSFET.
Connected to the gate and cathode, and the gate of the MOSFET is N-type
It is connected to the board and features a zero cross function.
To, lateral type switching element according to claim 1, 2 or 4.
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