JPH01238062A - アノードショート型導電変調mosfet - Google Patents

アノードショート型導電変調mosfet

Info

Publication number
JPH01238062A
JPH01238062A JP6356788A JP6356788A JPH01238062A JP H01238062 A JPH01238062 A JP H01238062A JP 6356788 A JP6356788 A JP 6356788A JP 6356788 A JP6356788 A JP 6356788A JP H01238062 A JPH01238062 A JP H01238062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
drain
base layer
conductivity type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6356788A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2601862B2 (ja
Inventor
Yoshihiro Yamaguchi
山口 好宏
Akio Nakagawa
明夫 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6356788A priority Critical patent/JP2601862B2/ja
Publication of JPH01238062A publication Critical patent/JPH01238062A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2601862B2 publication Critical patent/JP2601862B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はアノードショート型導電変調MOSFETに関
する。
(従来の技術) 第7図に従来の横型の導電変調MO3FET (BIF
ETと略する)を示す。低濃度のp型基板1の表面に低
濃度のn型ベース層2が設けられ、このn型ベース層2
に接して高濃度のn型バッファ層3が選択的に設けられ
ている。さらにこのnバッファ層3内にはp型ドレイン
層4が設けられている。又P型ドレイン層3から一定間
隔をおいて、p型ドレイン層と対向する位置にはp型ベ
ース層5,6が設けられ、このp型ベース層5,6内に
はn型ソース層7が設けられる。このn型ソース層7と
n型ベース層2にはさまれるp型ベース層6の表面には
絶縁膜9を介してゲート電極10が設けられている。又
、p型ドレイン層4の表面にはオーミックコンタクトす
るドレイン電極12、p型ベース層5とn型ソース電極
層7の表面には、双方にオーミックコントクトするソー
ス11が設けられている。
この横型BIFETでは、 ゲート電極9に、ソース電
極lOに対して正の電圧を印加すると、ゲート電極9の
直下のp型ベース層にチャンネルが発生し、nソース層
7から電子がn型ベース層2に注入される。この電子電
流がn型バッファ層3を介してp生型ドレイン層4に入
ると、このpn接合が順バイアスされてp生型ドレイン
層4から正孔がn型バッファ層3を介してn型ベース層
2に注入される。
こうしてn型ベース層2には電子・正孔双方が蓄積され
て導電変調が起る。従って高耐圧を得るためn型ベース
層2を高抵抗とした場合にも、オン時にはn型ベース層
2の抵抗が実質的に小さくなる結果、小さいオン電圧が
得られる。この導電変調型MOSFETは、ゲート電極
9をソース電極10に対して零または負にバイアスして
チャネルを消失させることにより、ターンオフする。
この様な従来の導電変調型MO3FETにおいて、ター
ンオフのスイッチング速度を速くするためには、n型ベ
ース層2に蓄積したキャリアを速やかに消滅させること
が必要である。n型ベース層2に蓄積した電子が速やか
にドレイン層4側に抜けないと、p+型トド142層4
n型バッファ層3およびn型ベース層2、p型ベース層
5,6からなるpnpトランジスタが動作して大きいテ
ール電流が流れる。そこでターンオフのスイッチング速
度を速くするためには、n型ベース層2でのキャリア寿
命を小さいものとすることが望ましい。しかし、n型ベ
ース層2でのキャリア寿命を小さくすると、ターンオフ
速度が改善される反面、素子のオン電圧が大きくなる。
n型ベース層2の蓄積キャリアを速やかに消滅させるた
めに、第8図に示すようにn型バッファ層3をドレイン
側表面に一部露出させてドレイン電極11をn土層8を
介してこのn型バッファ層3にコンタクトさせる構造が
提案されている。この構造は、前述のpnp hランジ
スタの電流利得を零とすることにより、ターンオフ時の
テール電流を小さくしようというものである。この構造
はアノード・ショート構造と呼ばれる。しかしこの構造
はアノードショート構造では次の理由によりp型ドレイ
ン層の下のnバッファ層の横方向抵抗を大きくする必要
がある。
アノードショート構造では、先に述べたn型ソース層7
から注入された電子はp型ドレイン層4の下のn型バッ
ファ層を通って、n++層8に流れる。このとき、p型
ドレイン層4の下のnバッファ層の横方向抵抗に電位差
を発生して、この電位差が、p型ドレイン層4と、n型
バッファ層3で構成するpn接合を順バイアスし、この
電位差が一定値を越えるとp型ドレイン層4から正孔が
n型ベース層2に注入して導電変調がかかる。従って、
この様なアノードショート構造では、p型ドレイン層4
の下のn型層の横方向抵抗を大きく設計する必要がある
。しかしこの様なn型バッファ層4のある素子で、p型
ドレイン層4の下の横方向抵抗を大きくするためには、
p型ドレイン層4の幅を広くしなければならず、素子の
面積が大きくなりコスト高となる。この問題を解決する
ためには、p型ドレイン層下のn型の不純物濃度を下げ
た、第9図の様なn型バッファ層のない構造があるが、
この構造の素子ではドレイン・ソース間に順方向の電圧
を印加すると、n型ベース層から広がる空乏層が、p型
ドレイン層4にまで達し、パンチスルー降服が起り、高
耐圧化が図れない。
(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来の構造では、ターンオフ時のスイッ
チング特性を改善しようとすると、素子面積が大きくな
りコスト高となるとか高耐圧が図れないと言う問題があ
った。
本発明は、このような問題を解決した素子を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明にかかる素子はp型ドレイン層内にドレイン電極
にコンタクトするn十型層を設け、このn+型層とn型
バッファ層にはさまれるp型ドレイン層の表面に低濃度
のn型バイパス層を設ける点が特徴である。
(作  用) この様な本発明の構成にすれば、n型バイパス層が、P
型ドレイン層とn型ベース層から成るpn接合を順バイ
アスする横方向抵抗となり、このn型バイパス層はp型
ドレイン層の下のn型の影響は受けない。従ってn型バ
ッファ層の濃度を高くする事が可能で高耐圧化が図られ
る。又、n型バイパス層の不純物濃度をコントロールす
る事により、横方向抵抗値を変えることが出来、素子の
面積を大きくする必要もない。
(実 施 例) 以下、本発明の詳細な説明する。従来と同じ間部には同
じ符号を付ける。
第1図は本発明の一実施例の横型導電変調MO8FET
(横型BIFET)を示す。11は、高抵抗p型基板で
あり、この表面に低濃度のn型ベース層2が設けられ、
このn型ベース層に接してn型バッファ層3が設けられ
ている。このn型バッファ層3と対向して深いn型ベー
ス層5と浅いn型ベース層6が形成されて、これらのn
型ベース層5.6内には、n型ソース層7が設けられる
。n型ソース層7と、n型ベース層2にはさまれるn型
ベース層6の表面には絶縁膜9を介してゲート電極10
が設けられ、n型ベース層5とn型ソース層表面には双
方にオーミックコンタクトするソース電極11が設けら
れる。又、n型バッファ層3内には、p型ドレイン層4
が設けられ、さらにこのp型ドレイン層4内にはn十型
層13が設けられ、このn十層13とn型バッファ層3
にはさまれるp型ドレイン層4の表面には低濃度のn型
バイパス層14が形成される。そして、p型ドレイン層
4とn十層Bの表面は双方にオーミックコンタクトする
ドレイン電極12が形成されている。
この横型BIFETの動作は次の通りである。
ゲート電極に、ソース電極に対し正の電圧を印加すると
、n型ソース層7から電子がn型ベース層2に注入され
る。この電子はn型ベース層2からn型バイパス層14
を通って、n十層に流れる。このとき、n型バイパス層
の横方向抵抗に電位差が発生し、この電位差がp型ドレ
イン層4はn型バッファ層3からなるpn接合を順バイ
パスして、p型ドレイン層からn型ベース層2に正孔が
注入して、n型ベース層は、導電変調を受けて、低いオ
ン電圧のオン状態となる。次に、ゲートの電圧を零又は
負にすると、ソースからの電子の注入は停止し、n型ベ
ース層を蓄積した電子と正孔はそれぞれ次の様に排出さ
れる。電子はn型バイパス層14を通ってn÷型層に、
正孔はn型ベース層を通ってソース電極に排出される。
この様に本発明による素子では、p型ドレイン層のpn
接合を順バイパスする電位差の発生は、n型バイパス層
で起り、この電位差を発生する横方向抵抗の抵抗値はn
型バイパス層の不純物濃度でコントロール出来、n型バ
イパス層の幅を広くする必要もない。又n型バッファ層
の影響を受けないので、n型バッファ層の濃度を高くし
ても何ら問題がなく、素子の耐低圧化が図られる。
第2図は他の実施例で、第1図ではn型バイパス層をゲ
ート電極とドレイン電極にはさまれる位置に設けたが、
この例ではドレイン電極の外に設けである。これの効果
は、第1図と同様である。
第3図及び第4図は第1図、第2図に示す同構造のn型
バイパス層の表面に絶縁膜を介して、第2のゲート電極
を設けたものである。この様な構造にすると、より高速
のターンオフが可能となる。
素子をオフする時、第2ゲート電極に、ドレイン電極に
対し、正の電圧を印加するとn型バイパス層にドナー、
誘起され、n型バイパス層の横方向抵抗が低下し、nベ
ースに蓄積した電子の排出が、高速に行なわれる。これ
によって高速のターンオフが出来る。又、この構造では
第2ゲートに正の電圧を印加すると、n型バイパス層の
抵抗を低くすることが出きるので、逆導通の機能を持た
せる事もできる。一方素子をターンオフするときは、第
2ゲートに負の電圧を印加しておくと、n型バイパス層
の表面にチャネルが発生し、n型バイパス層の横方向抵
抗はより大きくする事が出来、よりオン電圧の低い素子
が出来る。
第5図は基板の裏面に高濃度層17を設けたもの、第6
図は誘電体分離構造のもの(18は、誘電体分離膜、1
9は支持基板、20は分離埋込体)、第7図は縦型の場
合を示したものである。
なお、本発明は上記した実施例に限られるものではなく
、例えば各部の導電型を逆にしてMOSFETをpチャ
ネルにする等、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、素子面積を大きくす
る事なく、高耐圧化が図れるアノードショート構造のB
IFETを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は本発明の実施例を示す図、第8図〜第
10図は従来例を説明する為の図である。 1:高抵抗p型基板、 2:n型ベース層、3:n型バ
ッファ層、 4:p型ドレイン層、5.6:p型ベース
層、7:n型ソース層、9:絶縁膜、     10:
ゲート電極、11:ソース電極、    12ニドレイ
ン電極。 13:n十型層、      14:n型バイパス層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  松山光之 第2図 第4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型の半導体基板の一表面に選択的に設け
    られた第2導電型の高濃度のバッファ層と、このバッフ
    ァ層と接して周囲に広がる第2導電型の低濃度層と、バ
    ッファ層内に設けられた第1導電型のドレイン層と、前
    記バッファ層と一定間隔をもって設けられた第1導電型
    のベース層と、このベース層内に設けられた、第2導電
    型のソース層と、このソース層と前記低濃度層にはさま
    れ、露出するベース層の表面に絶縁膜を介して設けられ
    るゲート電極と、ソース層とベース層双方にオーミック
    コンタクトするソース電極と、ドレイン層にオーミック
    コンタクトするドレイン電極を備えた導電変調型MOS
    FETにおいて、前記ドレイン層内に第2導電型の高濃
    度層を設け、さらにこの高濃度層とバッファ層にはさま
    れるドレイン層の表面に、第2導電型の低濃度のバイパ
    ス層を設け、前記高濃度層とドレイン層の双方にオーミ
    ックコンタクトする様にドレイン電極を設けた事を特徴
    とするアノードンヨート型導電変調MOSFET。
  2. (2)前記バイパス層の表面には絶縁膜を介して第2の
    ゲート電極を設けた事を特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のアノードショート型導電変調MOSFET。
JP6356788A 1988-03-18 1988-03-18 アノードショート型導電変調mosfet Expired - Fee Related JP2601862B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6356788A JP2601862B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 アノードショート型導電変調mosfet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6356788A JP2601862B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 アノードショート型導電変調mosfet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01238062A true JPH01238062A (ja) 1989-09-22
JP2601862B2 JP2601862B2 (ja) 1997-04-16

Family

ID=13232949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6356788A Expired - Fee Related JP2601862B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 アノードショート型導電変調mosfet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2601862B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155562A (en) * 1990-02-14 1992-10-13 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device equipped with a conductivity modulation misfet
JPH07202190A (ja) * 1993-12-29 1995-08-04 Nec Corp 導電変調型電界効果トランジスタ
US5548150A (en) * 1993-03-10 1996-08-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Field effect transistor
US5858845A (en) * 1994-09-27 1999-01-12 Micron Technology, Inc. Electrically conductive substrate interconnect continuity region and method of forming same with an angled implant
US5905284A (en) * 1995-08-25 1999-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device with a particular DMISFET structure
US6894349B2 (en) 2001-06-08 2005-05-17 Intersil Americas Inc. Lateral DMOS structure with lateral extension structure for reduced charge trapping in gate oxide

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155562A (en) * 1990-02-14 1992-10-13 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device equipped with a conductivity modulation misfet
US5976960A (en) * 1993-02-22 1999-11-02 Micron Technology, Inc. Method of forming an electrically conductive substrate interconnect continuity region with an angled implant
US6320235B1 (en) 1993-02-22 2001-11-20 Micron Technology, Inc. Apparatus having low resistance angled implant regions
US5548150A (en) * 1993-03-10 1996-08-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Field effect transistor
JPH07202190A (ja) * 1993-12-29 1995-08-04 Nec Corp 導電変調型電界効果トランジスタ
US5858845A (en) * 1994-09-27 1999-01-12 Micron Technology, Inc. Electrically conductive substrate interconnect continuity region and method of forming same with an angled implant
US5905284A (en) * 1995-08-25 1999-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device with a particular DMISFET structure
US6894349B2 (en) 2001-06-08 2005-05-17 Intersil Americas Inc. Lateral DMOS structure with lateral extension structure for reduced charge trapping in gate oxide
US7655515B2 (en) 2001-06-08 2010-02-02 Intersil Americas Inc. Lateral DMOS structure with lateral extension structure for reduced charge trapping in gate oxide

Also Published As

Publication number Publication date
JP2601862B2 (ja) 1997-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6091086A (en) Reverse blocking IGBT
JP3469967B2 (ja) 電力装置集積化構造体
US5444272A (en) Three-terminal thyristor with single MOS-gate controlled characteristics
US5198687A (en) Base resistance controlled thyristor with single-polarity turn-on and turn-off control
JPH043981A (ja) 伝導度変調型mosfet
JPH0575110A (ja) 半導体装置
US5585650A (en) Semiconductor bidirectional switch and method of driving the same
US5294816A (en) Unit cell arrangement for emitter switched thyristor with base resistance control
JP2946750B2 (ja) 半導体装置
US5923055A (en) Controllable semiconductor component
EP0784869B1 (en) Emitter switched thyristor
JP2601862B2 (ja) アノードショート型導電変調mosfet
JPH0620141B2 (ja) 導電変調型mosfet
JP2513665B2 (ja) 絶縁ゲ−ト型サイリスタ
JPS6241428B2 (ja)
JPH04196174A (ja) 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
JPS63104481A (ja) 伝導度変調型たて型mosfet
JP3116667B2 (ja) 半導体装置
WO1991017570A1 (en) Insulated gate bipolar transistor
JP2856257B2 (ja) pチャネル絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
JP2629437B2 (ja) 横型絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
JPS6123667B2 (ja)
JP3200328B2 (ja) 複合半導体装置
JPS63104480A (ja) 伝導度変調型たて型mosfet
JP2562854B2 (ja) 制御ゲート付きpnpnサイリスタ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees