JP5792323B2 - 2つの型の電荷キャリアを制御するサイリスタ - Google Patents
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Description
1.サイリスタの安定したオン状態中に、デバイスの一方の端子から別の端子への電流は、非常に低い電圧から始まる2つの端子間に印加される外部電圧の増加につれて急増するが、外部電圧がさらに増加すると、電流は飽和する傾向がある。このような飽和電流は、デバイスの導通を制御する信号の電圧の変化につれて変化する。
n−p−ND +≒0 (1)
を満たすことを確実にすることである。電流が十分に大きいとき、n及びpは両方共にND +より遙かに大きい。n>>pである場合、電圧維持領域は、高濃度ドープされたP型領域と等価であり、よって、非常に高い電圧を維持することができない。p>>nである場合、電圧維持領域は、高濃度ドープされたN領域と等価であり、同様に非常に高い電圧を維持できない。明らかに、両方の場合、高い電圧での電流の維持は実現され得ない。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]動作領域が半導体の第1の主表面と第2の主表面との間に位置し、第1の型からなるセル(複数)及び/又は第2の型からなるセル(複数)、又は、第3の型からなるセル(複数)を備える半導体デバイスであって、
前記第1の型からなる前記セルは、
主電圧維持領域としての機能を果たす第1の導電型からなる第1の半導体領域を備え、
第2の導電型からなる少なくとも第1の半導体領域が一方側で前記第2の主表面と接触させられ、反対側で第1の導電型からなる前記第1の半導体領域と接触させられ、
第1の導電型からなる前記第1の半導体領域は、前記第1の主表面の下に位置している第2の導電型からなる少なくとも第2の半導体領域に接触させられ、
第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の内側で、第1の導電型からなる第2の半導体領域が形成され、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域により取り囲まれ、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域は、第1の制御型電流源の第1の端子と接続され、第2の制御型電流源の第1の端子が直接的に又は第1の導電型からなる別の第2の半導体領域を介して間接的に第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に接続され、両方の前記制御型電流源の第2の端子が第1の電極である第1の導体と接続され、前記第1の制御型電流源は、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域を流れる第1の型からなるキャリアの電流を制御し、前記第2の制御型電流源は、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域を流れる第2の型からなるキャリアの電流を制御し、前記第1の電極を通る前記電流が2つ両方の電流源により制御され、
前記第2の主表面は、2つの接続方法:
第2の導体だけが第2の導電型からなる前記第1の半導体領域と接続され、前記第2の導体は第2の電極である第1の接続方法と、
前記第2の導体の他に、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域と接続された第3の導体が存在する第2の接続方法と、
のうちのいずれかを有し、
前記第2の型からなる前記セルは、前記第1の型からなる前記セルの特徴だけでなく、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の一部が前記第1の主表面の一部に直接的に接触させられ、第1の絶縁体層が前記一部の箇所から前記第1の制御型電流源の前記第1の端子の箇所まで半導体表面を覆い、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域と前記第1の制御型電流源の前記第1の端子との間の電流を制御するゲートとしての機能を果たす導体により覆われるという特徴も有し、
前記第3の型からなる前記セルは、前記第1の型からなる前記セルの特徴だけでなく、第2の絶縁体層が第2の導電型からなる第2の領域の一部分から接合エッジ終端領域としての機能を果たす第2の導電型からなる半導体領域の第1の側部まで前記第1の主表面を覆い、前記接合エッジ終端領域の第2の側部が非常に高い電圧が前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加されている場合でさえ電界が存在しない第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の箇所であり、導体がターンオフ・ゲートとしての機能を果たす前記第2の絶縁体層を覆い、低電圧回路が前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側に実装され、前記低電圧回路は、第1の出力端子が前記第2の電極と接続され、第2の出力端子が前記第3の導体と接続されている2つの出力端子を有し、前記低電圧回路は、第1の入力端子が前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部に接続され、第2の入力端子が前記接合エッジ終端領域内の一部に接続されているが、前記第2の側部に近接し、前記第2の入力端子が前記低電圧回路の制御端子としての機能を果たしている2つの入力端子を有するという特徴も有している、
半導体デバイス。
[2]前記第3の導体は、前記第2の電極に直接的に接続されているが、前記低電圧回路の前記第2の出力端子に接続されていない、前記[1]に記載の半導体デバイス。
[3]前記第1の主表面までの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域のエリアは、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域により互いに分離された3つの小領域に分割され、各小領域は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各小領域及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれている第1の導電型からなるこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに多量であり、第2の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに少量であり、
第3の小領域内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、前記第1の主表面上のフローティング・オーミック・コンタクトを使用することによりこの第2の導電型からなる第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域が前記第3の小領域の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第1の導電型からなる少なくとも2つの金属・絶縁体・半導体・電界効果トランジスタMISを収容し、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのソース領域が前記第1の導体を介して第1の導電型からなる2つ両方のMISのソース・ボディ領域としての機能を果たす第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのドレイン領域が前記第1の小領域及び前記第2の小領域の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び各MISのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、前記2つの絶縁体層が第1の導電型からなる前記2つのMISの2つの電流をそれぞれ制御する第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのゲートとしての機能を果たす2つの導体により覆われている、前記[1]に記載の半導体デバイス。
[4]前記第1の主表面までの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域のエリアが絶縁体で充填された複数のトレンチにより互いに分離された3つの小領域に分割され、各小領域は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各小領域及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれたこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに多量であり、第2の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに少量であり、
第3の小領域内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、前記第1の主表面上のフローティング・オーミック・コンタクトを使用することによりこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域がこの第2の導電型からなる第3の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第1の導電型からなる少なくとも2つのMISを収容し、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのソース領域が前記第1の導体を介して第1の導電型からなる2つ両方のMISのソース・ボディ領域としての機能を果たす第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのドレイン領域は、前記第1の小領域及び前記第2の小領域の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び各n型MISのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、前記2つの絶縁体層が第1の導電型からなる前記2つのMISの2つの電流をそれぞれ制御する第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのゲートとしての機能を果たす2つの導体により覆われている、
前記[1]に記載の半導体デバイス。
[5]前記第1の主表面までの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域のエリアが絶縁体で充填された複数のトレンチにより互いに分離された3つの小領域に部分的に分割され、各小領域は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各小領域及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれたこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに多量であり、第2の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに少量であり、
第3の小領域内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、前記第1の主表面上のフローティング・オーミック・コンタクトを使用することによりこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域がこの第2の導電型からなる第3の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は第1の導電型からなる少なくとも2つのMISを収容し、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのソース領域が前記第1の導体を介して第1の導電型からなる前記2つ両方のMISのソース・ボディ領域としての機能を果たす第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのドレイン領域が前記第1の小領域及び前記第2の小領域の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び第1の導電型からなる各MISのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、前記2つの絶縁体層は、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つの電流をそれぞれ制御する第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのゲートとしての機能を果たす2つの導体により覆われている、
前記[1]に記載の半導体デバイス。
[6]前記第1の主表面までの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域のエリアが互いに接続された3つの小領域に分割され、各小領域は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各小領域及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれたこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに多量であり、第2の小領域において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より遙かに少量であり、
第3の小領域内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、前記第1の主表面上のフローティング・オーミック・コンタクトを使用することによりこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域がこの第2の導電型からなる第3の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第1の導電型からなる少なくとも2つのMISを収容し、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのソース領域が第1の導体を介して第1の導電型からなる2つ両方のMISのソース・ボディ領域としての機能も果たす第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのドレイン領域が前記第1の小領域及び前記第2の小領域の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び各n型MISのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、前記2つの絶縁体層は、第1の導電型からなる前記2つのMISの2つの電流をそれぞれ制御する第1の導電型からなる前記2つのMISの2つのゲートとしての機能を果たす2つの導体により覆われている、
前記[1]に記載の半導体デバイス。
[7]前記第2の小領域内の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域は、導体を介して第1の導電型からなる前記第2の半導体領域内の第2の導電型からなる付加的な半導体領域と接続されている、前記[3]から[6]に記載の半導体デバイス。
[8]第1の導電型からなる第2の半導体領域が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、両方の領域は、前記第1の主表面上のフローティング・オーミック・コンタクトを介して接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域が第1の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第1の導電型からなる少なくとも2つのMISが第2の導電型からなる前記第3の半導体領域内に実装され、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれた第1の導電型からなる2つの半導体領域が前記2つのMISの2つのソース領域を形成するために設置され、前記2つのソース領域は、前記第1の主表面上の前記第1の電極としての機能を果たす導体を介して第2の導電型からなる前記第3の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれた第1の導電型からなる別の2つの半導体領域が前記2つのMISの2つのドレイン領域を形成するために設置され、前記ドレイン領域のうちの一方は、導体を介して第1の導電型からなる第2の半導体領域に接続され、第2の導電型からなるさらに別の半導体領域が前記2つのドレイン領域のうちのもう一方及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなるさらに別の半導体領域が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域及び第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の両方に接続され、
少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面を覆い、各絶縁体層は、ドレイン領域の一部分から始まり、ソース・ボディ領域としての第2の導電型からなる第3の半導体領域を介して、ソース領域の一部分で終わり、前記2つの絶縁体層が第1の導電型からなる前記2つのMISのゲートとしての機能を果たす導体により覆われ、第1の導電型からなる前記2つのMISを通る電流をそれぞれ制御する、
前記[1]に記載の半導体デバイス。
[9]前記2つの電流源は、他の領域と分離されている第2の導電型からなる第3の半導体領域内に実装されている、前記[1]に記載の半導体デバイス。
[10]導体を介して前記第1の主表面の下に位置している第1の導電型からなる高濃度ドープされた第1の半導体領域に接続されている前記第2の型からなる前記セル内の前記ゲート)に印加される電圧を自動的に生成する方法である、前記[1]に記載の半導体デバイス。
[11]第2の導電型からなるMISが前記第1の電極を通る電流をターンオフするのを促進するために形成され、
第2の導電型からなる第2の半導体領域の前記第2の小領域は、ソース領域としての機能を果たし、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域は、基板領域としての機能を果たし、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第2の導電型からなる前記MISのドレイン領域としての機能を果たし、
絶縁体が前記ソース領域の一部分から始めて、前記基板領域を介して、第2の導電型からなる前記MISのドレイン領域の一部分で終わるまで前記第1の主表面を覆い、前記絶縁体は、第2の導電型からなる前記MISのゲートとしての機能を果たす導体により覆われている、前記[3]又は前記[4]又は前記[5]又は前記[6]又は前記[9]又は前記[10]に記載の半導体デバイス。
[12]少なくとも2つの直列クランプダイオードが第2の導電型からなる前記第2の半導体領域と第2の導電型からなる前記第3の半導体領域との間に実装されている、前記[4]又は前記[5]又は前記[6]又は前記[8]又は前記[9]又は前記[11]に記載の半導体デバイス。
[13]第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、前記第1の主表面上のフローティング・オーミック・コンタクトを介して、この第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の内側にある第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域が第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の内側にあり、前記第1の制御型電極としての機能を果たす導体と接触させられ、
第1の導電型からなる第3の半導体領域が第2の導電型からなる前記第3の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、前記第1の制御型電極に関して電源の電極としての機能を果たす導体と接触させられ、
第2の導電型からなる第4の半導体領域が第1の導電型からなる前記第3の半導体領域により取り囲まれ、多量の不純物ドープ量を有する第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の第1の主表面の下にある部分を覆う導体に接続されている導体と接触させられ、
キャパシタがこれの一方の端子で電源の前記電極に接続され、別の端子で前記第1の制御型電極に接続され、前記キャパシタは、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域内に実装された低電圧回路の電源としての機能を果たし、
前記低電圧回路の少なくとも1つの入力端子が外部印加信号を受け取り、前記低電圧回路の複数の出力端子が前記2つの制御型電流源を制御するため印加される可能性があるか、及び/又は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に接続される可能性があり、
前記キャパシタは、外部コンポーネントであるか、又は、前記半導体デバイスの前記チップ内に実装された金属・絶縁体・半導体キャパシタである、前記[1]に記載の半導体デバイス。
[14]導体が前記第1の主表面上で前記接合エッジ終端領域の第2の側部に近接している前記接合エッジ終端領域の一部に接触させられ、前記導体は、第2の導電型からなる半導体領域により取り囲まれ、前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側に位置している第1の導電型からなる半導体領域と接触させられた前記第1の主表面上の別の導体に接続され、
キャパシタの端子が前記接合エッジ終端領域の外側に位置している第1の導電型からなるさらなる半導体領域に接続され、前記キャパシタの別の端子が前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側に位置している第2の導電型からなる前記半導体領域に接続され、
前記キャパシタは、前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側にある低電圧回路への電源としての機能を果たし、
前記キャパシタは、外部コンポーネント又は前記半導体デバイスの前記チップ内に実装された金属・絶縁体・半導体キャパシタである、
前記[1]に記載の半導体デバイス。
[15]第1の導電型からなる半導体領域が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第1のダイオードを形成し、
第2の導電型からなる半導体領域が前記第1の主表面を除いて第1の導電型からなる半導体領域により取り囲まれ、第2のダイオードを形成し、
第2の導電型からなる前記半導体領域を取り囲む第1の導電型からなる前記半導体領域は、次に前記第1の主表面を除いて第2の導電型からなる半導体領域により取り囲まれ、第1の導体と接触させられ、
前記2つのダイオードは、前記第1のダイオードの第1の導電型からなる前記半導体領域を前記第2のダイオードの第2の導電型からなる前記半導体領域と接続する導体を介して直列接続されている、
前記[12]に記載の半導体。
Claims (15)
- 動作領域が半導体の第1の主表面と第2の主表面との間に位置し、第1の型からなる少なくとも1つのセル及び/又は第2の型からなる少なくとも1つのセル及び/又は第3の型からなる少なくとも1つのセルを備える半導体デバイスであって、
前記第1の型からなる前記セルは、
主電圧維持領域としての機能を果たす第1の導電型からなる第1の半導体領域を備え、
第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の一方の側部が第2の導電型からなる前記第1の半導体領域に接触させられ、
第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の別の側部が第2の導電型からなる第2の半導体領域の一方の側部に接触させられ、
第2の導電型からなる前記第2の半導体領域のもう一方の側部が第1の導電型からなる第2の半導体領域に接触させられている少なくとも一部を有し、
第1の導電型からなる前記第2の半導体領域は、第1の制御型電流源の第1の端子と接続され、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、直接的に、又は、別の一部の内側にある第1の導電型からなる別の第2の半導体領域を介して間接的に、又は、第2の導電型からなる半導体領域を介して間接的に、第2の制御型電流源の第1の端子に接続されている前記別の一部を有し、
両方の前記制御型電流源の第2の端子が第1の電極である第1の導体と接続され、
前記第2の主表面は、2つの接続方法、即ち、
第2の導体だけが第2の導電型からなる前記第1の半導体領域と接続され、前記第2の導体が第2の電極である第1の接続方法と、
前記第2の導体の他に、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域と接続されているベース電極である第3の導体が存在する第2の接続方法と、
のうちのいずれかを有し、
前記第1の制御型電流源は、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の中を流れる第1の型からなるキャリアの電流を制御し、前記第2の制御型電流源は、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の中を流れる第2の型からなるキャリアの電流を制御し、前記第1の電極を介して前記第2の電極に至る電流が前記電流源の両方により制御され、
前記第2の型からなる前記セルは、前記第1の型からなる前記セルの特徴だけでなく、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の一部が前記第1の主表面の一部に直接的に接触させられ、第1の絶縁体層により覆われ、第1の絶縁体層は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の箇所と、前記第1の主表面上の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の箇所とを覆い、前記第1の絶縁体層が導体により覆われ、前記第1の主表面に直接的に接触させられている第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の前記一部及び第1の導電型からなる前記第2の半導体領域が第1の導電型からなる絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレイン領域及びソース領域としての機能をそれぞれ果たし、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、ソース・ボディ領域としての機能を果たし、前記第1の絶縁体を覆う前記導体は、第1の導電型からなる前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートとしての機能を果たし、前記ゲートに印加された信号が第1の導電型からなる前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタの前記ドレインと前記ソースとの間の第1の導電型からなる電流を制御するという特徴も有し、
前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタはIGFETと称され、
前記第3の型からなる前記セルは、前記第1の型からなる前記セルの特徴だけでなく、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の一方の側部が第2の絶縁体層により覆われ、第2の絶縁体層は、アクティブ領域のエッジの外側にある接合エッジ終端領域としての機能を果たす第2の導電型からなる半導体領域の一方の側部をさらに覆い、前記接合エッジ終端領域が第1の側部から始まり、第2の側部で終わり、前記第1の側部は、半導体デバイスの前記アクティブ領域の前記エッジにあり、前記第2の側部は、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域の中性領域が前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加された電圧の下で電界が存在しない前記第2の側部の外側の箇所にあるという特徴を有し、導体がターンオフ・ゲートとしての機能を果たす前記第2の絶縁体層を覆い、低電圧回路が前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側に実装され、前記低電圧回路は、第1の出力端子が前記第2の電極と接続され、第2の出力端子が前記ベース電極と接続されている2つの出力端子を有し、前記接合エッジ終端領域の外側にある前記低電圧回路は、第1の入力端子が前記中性領域に接続され、第2の入力端子が前記接合エッジ終端領域内の一部に接続されているが、前記第2の側部に近接し、前記第2の入力端子が前記低電圧回路の制御端子としての機能を果たしている2つの入力端子を有し、パルス信号が前記ターンオフ・ゲートに印加されたとき、前記低電圧回路の前記2つの出力端子の間を電圧降下が変動する状態で電流が前記2つの出力端子の間を流れることができ、第1の導電型からなる前記領域がN型領域であるとき、第1の型からなる前記キャリアは電子であり、第2の導電型からなる前記領域はP型領域であり、第2の型からなる前記キャリアは正孔であり、第1の導電型からなる前記領域がP型領域であるとき、第1の型からなる前記キャリアは正孔であり、第2の導電型からなる前記領域はN型領域であり、第2の型からなる前記キャリアは電子であるという特徴も有している、
半導体デバイス。 - 前記ベース電極は、前記第2の電極に接続されているが、前記低電圧回路の前記第2の出力端子に接続されていない、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、第1の導電型からなる前記第1の半導体領域により互いに分離された3つの部分に分割され、各部分は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各部分及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれている第1の導電型からなるこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より多量であり、第2の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より少量であり、第3の部分内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、導体を使用することによりこの第2の導電型からなる第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域が前記第3の部分の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第1の導電型からなる少なくとも2つのIGFETを収容し、第1の導電型からなる前記IGFETの全てのソース領域が前記第1の導体を介して第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの少なくとも2つのドレイン領域が前記第1の部分及び前記第2の部分の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び各IGFETのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、1つずつの前記絶縁体層が第1の導電型からなる1つずつの前記IGFETのゲートとしての機能を果たす2つの導体により覆われ、前記ゲートは、2つの型からなる前記キャリアの前記制御型電流源としての機能を果たす第1の導電型からなる前記IGFETの電流を制御する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、絶縁体で充填された複数のトレンチにより互いに分離された3つの部分に分割され、各部分は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各部分及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれたこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より多量であり、第2の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量より少量であり、第3の部分内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、導体を使用することによりこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域がこの第2の導電型からなる第3の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第1の導電型からなる少なくとも2つのIGFETを収容し、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの全てのソース領域が前記第1の導体を介して第1の導電型からなる2つの両方のIGFETのソース・ボディ領域としての機能を果たす第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの少なくとも2つのドレイン領域が前記第1の部分及び前記第2の部分の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び各IGFETのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、1つずつの前記絶縁体層が第1の導電型からなる1つずつの前記IGFETのゲートとしての機能を果たす導体により覆われ、複数の前記ゲートは、2つの型からなる前記キャリアの前記制御型電流源としての機能を果たす第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの電流を制御する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 第2の導電型からなる前記第2の半導体領域が3つの部分に分割され、各部分は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各部分及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれたこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の第1の部分の不純物ドープ量より多量であり、第2の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の第2の部分の不純物ドープ量より少量であり、
第3の部分内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、導体を使用することによりこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域がこの第2の導電型からなる第3の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は第1の導電型からなる少なくとも2つのIGFETを収容し、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの全てのソース領域が前記第1の導体を介して第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの2つのドレイン領域が前記第1の部分及び前記第2の部分の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び第1の導電型からなる各IGFETのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、1つずつの前記絶縁体層は、第1の導電型からなる1つずつの前記IGFETのゲートとしての機能を果たす導体により覆われ、複数の前記ゲートは、2つの型からなる前記キャリアの前記制御型電流源としての機能を果たす第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの電流を制御し、
第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の前記3つの部分は、絶縁体で充填された複数のトレンチにより互いに分離されている、
請求項1に記載の半導体デバイス。 - 第2の導電型からなる前記第2の半導体領域が3つの部分に分割され、各部分は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の各部分及び前記第1の主表面により個別に取り囲まれたこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域を有し、第1の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドーズ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の第1の部分の不純物ドープ量より多量であり、第2の部分において、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の不純物ドープ量が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の第2の部分の不純物ドープ量より少量であり、
第3の部分内の第2の導電型からなる前記第2の半導体領域は、導体を使用することによりこの第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域がこの第2の導電型からなる第3の半導体領域に固有の第1の導電型からなる第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域は、第1の導電型からなる少なくとも2つのIGFETを収容し、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの全てのソース領域が第1の電極を介して第2の導電型からなる前記第3の半導体領域に接続され、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの少なくとも2つのドレイン領域が前記第1の部分及び前記第2の部分の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域とそれぞれ接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面に形成され、各絶縁体層が各ドレイン領域の一部分、各ソース領域の一部分、及び各IGFETのソース・ボディ領域をそれぞれ覆い、1つずつの前記絶縁体層は、第1の導電型からなる1つずつの前記IGFETゲートとしての機能を果たす導体により覆われ、複数の前記ゲートは、2つの型からなる前記キャリアの前記制御電流源としての機能を果たす第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの電流を制御し、
第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の前記3つの部分は、互いに接続されている、
請求項1に記載の半導体デバイス。 - 前記第2の部分内の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域は、導体を介して第1の導電型からなる前記第2の半導体領域内の第2の導電型からなる付加的な半導体領域と接続されている、請求項3から6に記載の半導体デバイス。
- 前記第2の制御型電流源の前記第1の端子への第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の前記別の部分の接続方法は、
第1の導電型からなる第2の半導体領域が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、両方の領域は、前記第1の主表面上の導体を介して接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域が第1の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第1の導電型からなる少なくとも2つのIGFETが第2の導電型からなる前記第3の半導体領域内に実装され、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの全てのソース領域が、前記第1の主表面上の前記第1の電極としての機能を果たす導体を介して、第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETのソース・ボディ領域としての機能を果たす第2の導電型からなる前記第3の半導体領域と接続され、第2の導電型からなる半導体領域が第1の導電型からなる前記少なくとも2つのIGFETの2つのドレイン領域のうちの1つ及び前記第1の主表面により取り囲まれ、導体を介して第2の導電型からなる第2の半導体領域に接続され、少なくとも2つの絶縁体層が前記第1の主表面を覆い、各絶縁体層は、ドレイン領域の一部分から始まり、ソース・ボディ領域としての第2の導電型からなる第3の半導体領域を介して、ソース領域の一部分で終わり、1つずつの前記絶縁体層が第1の導電型からなる1つずつの前記IGFETの各々のゲートとしての機能を果たす導体により覆われ、複数の前記ゲートは、2つの型からなる前記キャリアの前記制御型電流源としての機能を果たす第1の導電型からなる前記IGFETを通る電流をそれぞれ制御する、
請求項1に記載の半導体デバイス。 - 前記2つの電流源は、他の領域と分離されている第2の導電型からなる第3の半導体領域内に実装されている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第2の型からなる前記セルの第1の導電型からなる前記IGFETの前記ゲートは、導体を介して前記第1の主表面の下に位置している第1の導電型からなる高濃度ドープされた第1の半導体領域に接続されている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- IGFETが第2の導電型からなる前記第2の半導体領域と第2の導電型からなる前記第3の半導体領域とを導通させるのを促進するために形成され、
前記IGFETは、第2の導電型からなる第2の半導体領域の前記第2の部分がソース領域としての機能を果たし、第1の導電型からなる前記第2の半導体領域が基板領域としての機能を果たし、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域が前記IGFETのドレイン領域としての機能を果たすものであるか、又は、
前記IGFETは、前記第3の部分内の第1の導電型からなる前記第2の半導体領域がドレイン領域としての機能を果たし、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域が基板領域としての機能を果たし、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域内に形成された第1の導電型からなる半導体領域が前記IGFETのソース領域としての機能を果たすものであり、
絶縁体が前記ソース領域の一部分から始めて、前記基板領域を介して、前記IGFETのドレイン領域の一部分で終わるまで前記第1の主表面を覆い、前記絶縁体は、前記IGFETのゲートとしての機能を果たす導体により覆われ、前記ゲートに印加される電圧が前記IGFETの中を流れる電流を制御する、
請求項3又は請求項4又は請求項5又は請求項6又は請求項10に記載の半導体デバイス。 - 少なくとも2つの直列クランプダイオードが第2の導電型からなる前記第2の半導体領域と第2の導電型からなる前記第3の半導体領域との間に実装されている、請求項4又は請求項5又は請求項6又は請求項8又は請求項9又は請求項11に記載の半導体デバイス。
- 前記第1の導電型からなる前記セルは、前記第1の主表面の下にある第1の導電型からなる前記第1の半導体領域と直接的に接触させられた第1の導電型からなる高濃度ドープされた半導体領域を有し、導体が第1の導電型からなる前記高濃度ドープされた半導体領域に形成され、第1の導電型からなる第2の半導体領域が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域の内側にあり、両方の領域が導体を介して互いに接続され、第2の導電型からなる第3の半導体領域が第1の導電型からなる前記第2の半導体領域の内側にあり、
第1の導電型からなる第3の半導体領域が第2の導電型からなる前記第3の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、
第2の導電型からなる第4の半導体領域が第1の導電型からなる前記第3の半導体領域により取り囲まれ、前記第4の半導体領域が第1の導電型からなる前記高濃度ドープされた半導体領域に形成された導体に接続されている導体と接触させられ、
導体が第1の導電型からなる前記第3の半導体領域と直接的に接触させられ、キャパシタの一方の端子が第1の導電型からなる前記第3の半導体領域と直接的に接触させられている前記導体と接続され、前記キャパシタのもう一方の端子が前記第1の電極と接続され、前記キャパシタは、第2の導電型からなる前記第3の半導体領域内に実装された低電圧回路の電源としての機能を果たし、前記低電圧回路の少なくとも1つの入力端子が外部印加信号を受け取り、前記低電圧回路の複数の出力端子が前記2つの制御型電流源を制御するため印加される可能性があるか、及び/又は、第2の導電型からなる前記第2の半導体領域に接続される可能性がある、
請求項1に記載の半導体デバイス。 - 導体が前記第1の主表面上で前記接合エッジ終端領域の第2の側部に近接している前記接合エッジ終端領域の一部に接触させられ、前記導体は、第2の導電型からなる半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側に位置している第1の導電型からなる半導体領域に接続され、キャパシタの端子が前記接合エッジ終端領域の外側に位置している第2の導電型からなる前記半導体領域に接続され、前記キャパシタの別の端子が前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側に位置している第1の導電型からなる前記半導体領域に接続され、
前記キャパシタは、前記接合エッジ終端領域の前記第2の側部の外側にある低電圧回路への電源としての機能を果たしている、
請求項1に記載の半導体デバイス。 - 第1の導電型からなる半導体領域が第2の導電型からなる前記第2の半導体領域及び前記第1の主表面により取り囲まれ、第1のダイオードを形成し、第2の導電型からなる半導体領域が第1の導電型からなる半導体領域及び第2の導電型からなる前記第3の半導体領域内の前記第1の主表面により取り囲まれ、第2のダイオードを形成し、前記第2のダイオードの第1の導電型からなる前記半導体領域は、導体を使用することにより第2の導電型からなる前記第3の半導体領域と接続され、前記第1のダイオードの第1の導電型からなる前記半導体領域は、前記第2のダイオードの第2の導電型からなる前記半導体領域と接続されている、
請求項12に記載の半導体デバイス。
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