JP5654044B2 - 半導体装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1に係る半導体装置は、一対のゲート電極と一対のオーミック電極とを有する半導体素子と、一対のゲート電極に閾値電圧以上の電圧を印加することで、半導体素子を一対のオーミック電極間で導通状態にする制御部とを備える。そして、制御部は、半導体素子が導通状態である場合に、高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極に低電圧を印加し、低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極に高電圧を印加することを特徴とする。
実施の形態1の変型例1について、図面を参照しながら説明する。図4は、本発明の実施の形態1の変型例1に係る半導体装置10aの構成の一例を示す図である。実施の形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態1の変型例2について、図面を参照しながら説明する。図5は、本発明の実施の形態1の変型例2に係る半導体装置10bの構成の一例を示す図である。実施の形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明の実施の形態2に係る半導体装置は、一対のゲート電極と一対のオーミック電極とを有する半導体素子と、一対のゲート電極に閾値電圧以上の電圧となるような電流を供給することで、半導体素子を一対のオーミック電極間で導通状態にする制御部とを備える。そして、制御部は、半導体素子が導通状態である場合に、高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極に低電流を供給し、低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極に高電流を供給することを特徴とする。
実施の形態2の変型例について、図面を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施の形態2の変型例に係る半導体装置20aの構成の一例を示す図である。実施の形態2と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
以上、図面を用いて説明したように、本発明の実施の形態に係る半導体装置は、双方向に電流を流すことができる半導体素子を備える半導体装置であって、前記半導体素子は、基板と、前記基板上に形成され、チャネル領域を有する半導体層と、前記半導体層の上又は上方に、互いに離隔して形成された一対のオーミック電極と、前記半導体層の上又は上方に、前記一対のオーミック電極の間に形成された、前記一対のオーミック電極のそれぞれに対応する一対のゲート電極とを備え、前記半導体装置は、さらに、前記半導体素子を、前記一対のオーミック電極の間で前記チャネル領域を介して双方向に電流を流すことが可能な導通状態にする制御部を備え、前記制御部は、前記半導体素子が前記導通状態である場合、前記一対のオーミック電極のうち高電位側のオーミック電極を基準とした場合の電位であって、前記高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である高電位側ゲート電極の電位が、低電位側のオーミック電極を基準とした場合の電位であって、前記低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である低電位側ゲート電極の電位より低くなるように、前記高電位側ゲート電極に第1電気信号を供給し、かつ、前記低電位側ゲート電極に第2電気信号を供給する。
100、100a、100b、300 半導体素子
101、301 基板
102、302 半導体層積層体
103 チャネル領域
104a 第1オーミック電極
104b 第2オーミック電極
105a、304a 第1ゲート電極
105b、304b 第2ゲート電極
106a 第1オーミック端子
106b 第2オーミック端子
107a 第1ゲート端子
107b 第2ゲート端子
108a 第1コントロール層
108b 第2コントロール層
109a、109b、109c 抵抗
110a 第1絶縁膜
110b 第2絶縁膜
120、140、150 制御部
121a、121b、122a、122b 電圧源
123a、123b、143a、143b スイッチ
130 電源
141a、141b、142a、142b、151a、151b 電流源
303a 第1電極
303b 第2電極
Claims (10)
- 双方向に電流を流すことができる半導体素子を備える半導体装置であって、
前記半導体素子は、
基板と、
前記基板上に形成され、チャネル領域を有する半導体層と、
前記半導体層の上又は上方に、互いに離隔して形成された一対のオーミック電極と、
前記半導体層の上又は上方に、前記一対のオーミック電極の間に形成された、前記一対のオーミック電極のそれぞれに対応する一対のゲート電極とを備え、
前記半導体装置は、さらに、
前記半導体素子を、前記一対のオーミック電極の間で前記チャネル領域を介して双方向に電流を流すことが可能な導通状態にする制御部を備え、
前記制御部は、
前記一対のゲート電極の閾値電圧以上の電圧である第1電圧を生成する第1電圧源と、
前記第1電圧より高い第2電圧を生成する第2電圧源とを有し、
前記半導体素子が前記導通状態である場合、前記一対のオーミック電極のうち高電位側のオーミック電極を基準とした場合の電位であって、前記高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である高電位側ゲート電極の電位が、低電位側のオーミック電極を基準とした場合の電位であって、前記低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である低電位側ゲート電極の電位より低くなるように、前記高電位側ゲート電極に前記第1電圧を第1電気信号として供給し、かつ、前記低電位側ゲート電極に前記第2電圧を第2電気信号として供給する
半導体装置。 - 双方向に電流を流すことができる半導体素子を備える半導体装置であって、
前記半導体素子は、
基板と、
前記基板上に形成され、チャネル領域を有する半導体層と、
前記半導体層の上又は上方に、互いに離隔して形成された一対のオーミック電極と、
前記半導体層の上又は上方に、前記一対のオーミック電極の間に形成された、前記一対のオーミック電極のそれぞれに対応する一対のゲート電極とを備え、
前記半導体装置は、さらに、
前記半導体素子を、前記一対のオーミック電極の間で前記チャネル領域を介して双方向に電流を流すことが可能な導通状態にする制御部を備え、
前記制御部は、
前記一対のゲート電極の閾値電圧以上の電圧を印加するための第1電流を生成する第1電流源と、
前記第1電流より大きい第2電流を生成する第2電流源とを有し、
前記半導体素子が前記導通状態である場合、前記一対のオーミック電極のうち高電位側のオーミック電極を基準とした場合の電位であって、前記高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である高電位側ゲート電極の電位が、低電位側のオーミック電極を基準とした場合の電位であって、前記低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である低電位側ゲート電極の電位より低くなるように、前記高電位側ゲート電極に前記第1電流を前記第1電気信号として供給し、前記低電位側ゲート電極に前記第2電流を前記第2電気信号として供給する
半導体装置。 - 前記制御部は、前記一対のゲート電極の閾値電圧以上の電圧を印加するための電流を、前記第1電気信号及び前記第2電気信号として前記一対のゲート電極に供給する
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記一対のゲート電極の閾値電圧は、正である
請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記半導体素子は、さらに、前記一対のゲート電極と前記半導体層との間に形成された、P型の導電性を有する一対のコントロール層を備える
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記一対のゲート電極は、前記半導体層とショットキー接合している
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記半導体素子は、さらに、前記一対のゲート電極と前記半導体層との間に形成された絶縁膜を備える
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記基板は、シリコン基板、サファイア基板、又は、炭化珪素基板である
請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 双方向に電流を流すことができる半導体装置の制御方法であって、
前記半導体装置は、
基板と、
前記基板上に形成され、チャネル領域を有する半導体層と、
前記半導体層の上又は上方に、互いに離隔して形成された一対のオーミック電極と、
前記半導体層の上又は上方に、前記一対のオーミック電極の間に形成された、前記一対のオーミック電極のそれぞれに対応する一対のゲート電極とを備え、
前記半導体装置の制御方法は、
前記一対のオーミック電極のうち高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である高電位側ゲート電極に第1電気信号を供給し、
前記一対のオーミック電極のうち低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である低電位側ゲート電極に第2電気信号を供給し、
前記第1電気信号及び前記第2電気信号の供給では、
前記高電位側のオーミック電極を基準とした場合の前記高電位側ゲート電極の電位が、前記低電位側のオーミック電極を基準とした場合の前記低電位側ゲート電極の電位より低くなるように、第1電圧源で生成された前記一対のゲート電極の閾値電圧以上の電圧である第1電圧を前記第1電気信号として供給し、第2電圧源で生成された前記第1電圧より高い第2電圧を前記第2電気信号として供給する
半導体装置の制御方法。 - 双方向に電流を流すことができる半導体装置の制御方法であって、
前記半導体装置は、
基板と、
前記基板上に形成され、チャネル領域を有する半導体層と、
前記半導体層の上又は上方に、互いに離隔して形成された一対のオーミック電極と、
前記半導体層の上又は上方に、前記一対のオーミック電極の間に形成された、前記一対のオーミック電極のそれぞれに対応する一対のゲート電極とを備え、
前記半導体装置の制御方法は、
前記一対のオーミック電極のうち高電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である高電位側ゲート電極に第1電気信号を供給し、
前記一対のオーミック電極のうち低電位側のオーミック電極に対応するゲート電極である低電位側ゲート電極に第2電気信号を供給し、
前記第1電気信号及び前記第2電気信号の供給では、
前記高電位側のオーミック電極を基準とした場合の前記高電位側ゲート電極の電位が、前記低電位側のオーミック電極を基準とした場合の前記低電位側ゲート電極の電位より低くなるように、第1電流源で生成された前記一対のゲート電極の閾値電圧以上の電圧を印加するための第1電流を前記第1電気信号として供給し、第2電流源で生成された前記第1電流より大きい第2電流を前記第2電気信号として供給する
半導体装置の制御方法。
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