JPH0194661A - Gate turn-off thyristor - Google Patents

Gate turn-off thyristor

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JPH0194661A
JPH0194661A JP25211387A JP25211387A JPH0194661A JP H0194661 A JPH0194661 A JP H0194661A JP 25211387 A JP25211387 A JP 25211387A JP 25211387 A JP25211387 A JP 25211387A JP H0194661 A JPH0194661 A JP H0194661A
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gate
emitter layer
thyristor
resistance
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光彦 北川
Kazuo Watanuki
綿貫 一雄
Etsuo Yokota
横田 悦男
Yoshinari Uetake
植竹 義成
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Abstract

PURPOSE:To optimize trigger sensitivity and turn-off losses by providing a layer resistance for a low resistance buffer layer to be formed on a first emitter layer so that a certain relation is satisfied between such layer resistance and a gap of a shortcircuit section. CONSTITUTION:A gate turn-off thyristor (GTO) comprises a high resistance first base layer 2 of the second conductivity type and a second base layer 3 of the first conductivity type on a first emitter layer 1 of the first conductive type while interposing a low resistance buffer layer 8 of the second conductivity type therebetween: a plurality of divided second emitter layers 4 of the second conductivity type on said base layers to form first and second main electrodes 6, 5 which are in contact with the first emitter layer 1 and the second emitter layer 4, respectively, and a gate electrode 7 which is in contact with the second base layer 3; and a shortcircuit section 9 which is in contact with the first main electrode 5 at a region where a part of the buffer layer 8 is made to expose to the surface of the first emitter layer 1. In such a GTO, parameters are so preset that a relation, rhos=K1/d<2>, where 10<-2=K<=10<6>, is satisfied with the gap for the shortcircuit section 9 being equal to d cm, and the layer resistance of the buffer layer 8 to rhos OMEGA/square.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、アノード・ショート構造のゲートターンオ
フサイリスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a gate turn-off thyristor with an anode short structure.

(従来の技術) ゲートターンオフサイリスタ、いわゆるGTOは、アノ
ード電流が流れている時にゲート電極に負の電圧を与え
ることによりアノード電流の一部をゲート電極から吸い
出し、ターンオフさせることができるサイリスタである
。GTOのターンオフに要する時間、すなわちゲートタ
ーンオフ時間はGTOを使用する機器の使用周波数限界
を決定するため、極めて重要な特性である。このゲート
ターンオフ時間は、近年、GTOの電力容量の増加に伴
い、使用するシリコン・ウェハの直径及び厚さの増大の
ために増々長くなる傾向にある。
(Prior Art) A gate turn-off thyristor, so-called GTO, is a thyristor that can be turned off by applying a negative voltage to the gate electrode when an anode current is flowing, thereby sucking out part of the anode current from the gate electrode. The time required to turn off the GTO, ie, the gate turn-off time, is an extremely important characteristic because it determines the usable frequency limit of equipment using the GTO. In recent years, this gate turn-off time has tended to become longer due to the increase in the diameter and thickness of the silicon wafers used as well as the increase in the power capacity of GTOs.

このような問題を解決するため、nベース層の一部をア
ノード電極に直接接触させるアノード・ショート構造が
提案されている(例えば特公昭55−10143号公報
)。第22図(a)、(b)、(c)にその構造を示し
た。第22図(a)はカソード側からみた平面図であり
、(b)、(c)はそれぞれ(a)のA−A’線、B−
B’線に沿った断面図である。このGTOは、p十エミ
ッタ層(第1エミッタ層) 51、n″″″ベース層1
ベース層)52、nベース層(第2ベース層) 53、
n十エミッタ層(第2エミッタ層)54からなるp r
l p n構造を基本としており、n十エミッタ層54
は細長いパターンで複数個に分割されている。土、記p
十エミッタ層51の表面にはアノード電極(第1の主電
極)56が、上記n十エミッタ層54の表面にはカソー
ド電極(第2の主電極)55が、また上記nベース層5
3の表面にはゲート電極57がそれぞれ形成されている
。n″″ベース層52はそのカソード電極下の部分をp
十エミッタ層51の表面目で露出させてアノード電極5
6に接触させており、この部分が短絡部58となってい
る。このような短絡部、58を設けることにより、ター
ンオフ時に・1−ベース層52内のキャリアを効果的に
アノード電極5Bに排出することができ、これによりタ
ー/オフ時間を短縮することが可能となる。
In order to solve this problem, an anode short structure has been proposed in which a part of the n-base layer is brought into direct contact with the anode electrode (for example, Japanese Patent Publication No. 10143/1983). The structure is shown in FIGS. 22(a), (b), and (c). FIG. 22 (a) is a plan view seen from the cathode side, and (b) and (c) are the AA' line and B-
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B'. This GTO has p10 emitter layer (first emitter layer) 51, n″″″ base layer 1
base layer) 52, n base layer (second base layer) 53,
p r consisting of n10 emitter layers (second emitter layers) 54
It is based on the lpn structure, and has an n0 emitter layer 54.
is divided into multiple pieces in an elongated pattern. soil, record p.
An anode electrode (first main electrode) 56 is provided on the surface of the ten emitter layer 51, a cathode electrode (second main electrode) 55 is provided on the surface of the n ten emitter layer 54, and a cathode electrode (second main electrode) 55 is provided on the surface of the n ten emitter layer 54.
A gate electrode 57 is formed on each surface of the semiconductor device 3. The n″″ base layer 52 has a portion under the cathode electrode
The anode electrode 5 is exposed at the surface of the emitter layer 51.
6, and this portion serves as a short-circuit portion 58. By providing such a short-circuit portion 58, carriers in the 1-base layer 52 can be effectively discharged to the anode electrode 5B during turn-off, thereby making it possible to shorten the turn-off time. Become.

第23図(a)、(b)、(c)は上記のようなGTO
に対し、低抵抗n+バッファ層59を付加することによ
り、n−ベース層52の厚さを薄くした例である(特開
昭56−6790号公報)。ここで、第23図(a)は
カソード側からみた平面図であり、(b)、(c)はそ
れぞれ(a)のA−A’線、B−B’線に沿った断面図
である。このような低抵抗n+8777層59を設ける
ことにより、高抵抗のn−ベース層52の厚みを薄くす
ることができるため、オン電圧を低くすることができる
という利点が得られる。そして、この低抵抗n+877
7層59を設ける構造とアノード拳ショート構造の組合
わせにより、ターンオフ特性はさらに改善される。
Figure 23 (a), (b), and (c) are GTOs as described above.
In contrast, this is an example in which the thickness of the n- base layer 52 is reduced by adding a low-resistance n+ buffer layer 59 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-6790). Here, FIG. 23(a) is a plan view seen from the cathode side, and FIGS. 23(b) and 23(c) are sectional views taken along line AA' and line BB' in FIG. 23(a), respectively. . By providing such a low-resistance n+8777 layer 59, the thickness of the high-resistance n-base layer 52 can be made thinner, which provides the advantage that the on-voltage can be lowered. And this low resistance n+877
The turn-off characteristics are further improved by the combination of the seven layer 59 structure and the anode fist short structure.

しかしながら、第23図のようなn+8777層を設け
るアノードやショート構造のGTOはゲートトリガ感度
が劣化するという問題がある。これはpエミッタ、nベ
ース及びpベースにより構成される寄生pnp トラン
ジスタのベース舎エミッタ間に等測的に挿入されるショ
ート抵抗値が低抵抗n+8777層59の存在により小
さくなり過ぎるためである。
However, an anode having an n+8777 layer as shown in FIG. 23 and a GTO having a short structure have a problem in that the gate trigger sensitivity deteriorates. This is because the short resistance value, which is equimetrically inserted between the base and emitter of the parasitic pnp transistor constituted by the p emitter, n base, and p base, becomes too small due to the presence of the low resistance n+8777 layer 59.

また、従来のGTOでは、pベース層53とp+エミッ
タ層51とが拡散により同時に形成され、その拡散深さ
xjは例えば70μm〜90μmにされていた。その理
由は次の通りである。pベース層53は、n十工ミッタ
層54の深さがGTOの特性を決定する重要なファクタ
ーであり、その拡散深さ、を目的の深さにするためには
pベース層53とp十工ミッタ層51の拡散深さはある
程度まで深くする必要がある。p十工ミッタ層51が厚
いのは、従来、シリコン9ペレツトに熱緩衝板としてM
Further, in the conventional GTO, the p base layer 53 and the p+ emitter layer 51 are formed simultaneously by diffusion, and the diffusion depth xj is, for example, 70 μm to 90 μm. The reason is as follows. The depth of the p base layer 53 and the p base layer 53 is an important factor that determines the characteristics of the GTO. The diffusion depth of the emitter layer 51 needs to be deep to a certain extent. The reason why the p-mitter layer 51 is thick is that it is conventionally made of silicon 9 pellets as a thermal buffer plate.
.

板やW板をアロイしているからである。このとき、アロ
イ層は20μm〜30μmも有り、時にはアルミニウム
のスパイクが60μmもシリコン・ペレット中に入るこ
とがある。そのため、p十工ミッタ層51も、75μm
〜90μmの厚みを持つことが望ましい。
This is because it is made of alloy plates and W plates. At this time, the alloy layer has a thickness of 20 μm to 30 μm, and sometimes aluminum spikes can penetrate as much as 60 μm into the silicon pellet. Therefore, the p-mitter layer 51 also has a thickness of 75 μm.
It is desirable to have a thickness of ~90 μm.

しかしながら、第22図のGTOでp十工ミッタ層51
の厚みを厚くすると、短絡部58を拡散によって形成す
る際に横方向に広がり、短絡部58の寸法を小さくする
ことはできないという問題がある。
However, in the GTO shown in FIG.
If the thickness of the short-circuit portion 58 is increased, the short-circuit portion 58 will spread laterally when it is formed by diffusion, and there is a problem that the dimensions of the short-circuit portion 58 cannot be reduced.

また、第23図に示すように低抵抗n+8777層59
を付加したGTOでp手工、ミッタ層51の厚みを厚く
した場合には、拡散によるn+8777層59の形成は
事実上不可能である。従って、この場合にはエピタキシ
ャル成長でn+8777層59を形成しなければならな
いが、成長時の欠陥による耐圧歩留りの低下は避けられ
ない。
In addition, as shown in FIG. 23, a low resistance n+8777 layer 59
If the thickness of the p-mitter layer 51 is increased using GTO added with p-type, it is virtually impossible to form the n+8777 layer 59 by diffusion. Therefore, in this case, the n+8777 layer 59 must be formed by epitaxial growth, but a reduction in breakdown voltage yield due to defects during growth is unavoidable.

(発明が解決しようとする問題点) 以上のようにn+8777層を設けたアノード拳ショー
ト構造のGTOでは、アノードのショート率を大きくす
る程、ターンオフ時間が短くなり、ターンオフ時に消費
される無効電力、いわゆるターンオフロスを小さくする
ことができるが、逆にトリガ感度が低下するという欠点
がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the GTO with the anode short-circuit structure provided with n+8777 layers, the larger the short-circuit ratio of the anode, the shorter the turn-off time becomes, and the reactive power consumed during turn-off decreases. Although it is possible to reduce the so-called turn-off loss, it has the disadvantage that the trigger sensitivity is reduced.

この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、n+8777層の不純物濃度をアノ
ード・ショート構造のパターンに応じて最適化を行なう
ことにより、トリガ感度とターンオフロスの最適化が図
れるゲートターンオフサイリスタを提供することにある
This invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to improve trigger sensitivity and turn-off loss by optimizing the impurity concentration of the n+8777 layer according to the pattern of the anode short structure. An object of the present invention is to provide a gate turn-off thyristor that can be optimized.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明のゲートターンオフサイリスタは、第1導電型
の第1エミッタ層上に第2導電型の低抵抗バッファ層を
介して第2導電型の高抵抗第1ベース層及び第1導電型
の第2ベース層がこの順に積層され、上記第2ベース層
上に複数個に分割された第2導電型の第2エミッタ層が
形成され、上記第1エミッタ層及び第2エミッタ層にそ
れぞれ接触する第1の主電極及び第2の主電極が形成さ
れ、上記第2ベース層に接触するゲート電極が形成され
、上記低抵抗バッファ層の一部が上記第1エミッタ層表
面に露出してここに上記第1の主電極が接触する短絡部
を有するゲートターンオフサイリスタにおいて、上記短
絡部は上記第2エミッタ層の長さ方向に関しその一部に
限定して設けられ、かつ上記短絡部の間隔をd(cm)
、上記低抵抗バッファ層における層抵抗をρs (Ω/
口)としたときに、 ρs=K(1/d2) (ただし、10−2≦K≦106) の関係を満たすようにpsの値が設定されていることを
特徴とする特 (作用) 上記のように低抵抗バッファ層の層抵抗をアノード・シ
ョート構造のパターンに応じて最適化することにより、
ターンオフロスが小さくゲー、トトリガ感度が十分に高
いゲートターンオフサイリスタを得ることができる。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gate turn-off thyristor of the present invention has a second conductivity type emitter layer formed on a first conductivity type first emitter layer through a second conductivity type low resistance buffer layer. A high-resistance first base layer and a first conductivity type second base layer are laminated in this order, and a plurality of second conductivity type second emitter layers are formed on the second base layer. A first main electrode and a second main electrode are formed in contact with the first emitter layer and the second emitter layer, respectively, a gate electrode is formed in contact with the second base layer, and a part of the low resistance buffer layer is formed. is exposed on the surface of the first emitter layer and has a short circuit portion in contact with the first main electrode, wherein the short circuit portion is limited to a part of the second emitter layer in the length direction. and the distance between the short circuit parts is d (cm).
, the layer resistance in the low resistance buffer layer is ρs (Ω/
A feature (effect) characterized in that the value of ps is set so as to satisfy the relationship ρs=K(1/d2) (however, 10-2≦K≦106). By optimizing the layer resistance of the low resistance buffer layer according to the pattern of the anode short structure,
A gate turn-off thyristor with small turn-off loss and sufficiently high gate trigger sensitivity can be obtained.

(実施例) 以下、この発明を実施例により説明する。(Example) This invention will be explained below with reference to Examples.

第1図(a)、(b)、(c)はこの発明の一実施例に
よるGTOの構成を示すものであり、(a)はカソード
側からみた平面図であり、(b)、(c)はそれぞれ(
a)のA−A’線、B−B’線に沿った断面図である。
1(a), (b), and (c) show the configuration of a GTO according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view seen from the cathode side, and (b), (c). ) are respectively (
It is a sectional view along the AA' line and the BB' line of a).

このGTOは、p十工ミッタ層(第1エミッタ層)1、
高抵抗のn−ベース層(第1ベース層)2、pベース層
(第2ベース層)3、n十工ミッタ層(第2エミッタ層
)4からなるpnpn構造を基本としており、n十工ミ
ッタ層4は細長いパターンで複数個に分割されている。
This GTO has a p-type emitter layer (first emitter layer) 1,
It is based on a pnpn structure consisting of a high-resistance n-base layer (first base layer) 2, p-base layer (second base layer) 3, and n-type emitter layer (second emitter layer) 4. The transmitter layer 4 is divided into a plurality of pieces in an elongated pattern.

さらに、n−ベース層2とp十工ミッタ層1との間には
、低抵抗のn+8777層8が設けられている。
Furthermore, a low resistance n+8777 layer 8 is provided between the n- base layer 2 and the p-type emitter layer 1.

また、p十工ミッタ層1の表面にはアノード電極(第1
の主電極)6が、n十工ミッタ層4の表面にはカソード
電極(第2の主電極)5が、pベース層3の表面にはゲ
ート電極7がそれぞれ形成されている。そして、上記n
+8177層8はそのカソード電極下の部分をp十工ミ
ッタ層1の表面まで露出させてアノード電極6に接触さ
せており、この部分が短絡部9となっている。この短絡
部9はn十工ミッタ層4の長さ方向に関してその一部に
限定して設けられており、それぞれの形状は図示するよ
うに円形であり、かつその直径は例えばn十工ミッタ層
4の長さ方向についてその長さの1/10以下に限定さ
れている。なお、この実施例の場合には短絡部9のパタ
ーン形状が円形であるが、正方形、長方形あるいは楕円
形等であってもよい。また、カソード電極5毎にGTO
の1エレメントが構成されている。
Further, an anode electrode (first
A cathode electrode (second main electrode) 5 is formed on the surface of the n-type emitter layer 4, and a gate electrode 7 is formed on the surface of the p-base layer 3. And the above n
A portion of the +8177 layer 8 under the cathode electrode is exposed to the surface of the p-mitter layer 1 and is in contact with the anode electrode 6, and this portion serves as a short circuit portion 9. This short-circuit portion 9 is provided in a limited portion in the length direction of the n-mitter layer 4, each having a circular shape as shown in the figure, and a diameter of, for example, the n-mitter layer. 4 is limited to 1/10 or less of the length in the length direction. In the case of this embodiment, the pattern shape of the short-circuit portion 9 is circular, but it may be square, rectangular, or elliptical. In addition, for each cathode electrode 5, GTO
One element is configured.

このような構成において、上記短絡部9の間隔をd(c
m)、上記低抵抗バッファ層8における層抵抗をρs 
(Ω/口)としたときに、ρs =K <1/d2) 
   ’ −1(ただし、10−2≦K≦106) の関係を満たすようにρsの値が設定されている。
In such a configuration, the distance between the short circuit parts 9 is set to d(c
m), the layer resistance in the low resistance buffer layer 8 is ρs
(Ω/mouth), ρs = K <1/d2)
The value of ρs is set to satisfy the following relationship: '-1 (10-2≦K≦106).

なお、上記層抵抗ρsとは、拡散層の平均比抵抗をρ(
Ω・Cm)、厚さをt (am)としたときに、 ρs −ρ/l            ・・・  2
で表わさせる量である。この層抵抗は、GTOのアノー
ド側からp十工ミッタ層1をエツチングして除去し、露
出したn+8777層8の表面に4本のプローブを接触
させる4探針法を用いて容易に求めることができる。
Note that the above-mentioned layer resistance ρs refers to the average specific resistance of the diffusion layer as ρ(
Ω・Cm), and the thickness is t (am), ρs −ρ/l ・・・ 2
This is the quantity expressed as . This layer resistance can be easily determined using a four-probe method in which the p-mitter layer 1 is etched and removed from the anode side of the GTO, and four probes are brought into contact with the exposed surface of the n+8777 layer 8. can.

第2図は上記実施例のGTOにおいて、p十工ミッタ層
1及びn+8777層8を抜き出して示す斜視図である
。いま、n+8777層8に流れる単位面積当りの電流
密度を11短絡部相互間の距離をd、短絡部9の半径を
a、、p十工ミッタ層1とn+8777層8とで形成さ
れるpnダイオードの閾値電圧、すなわちp十工ミッタ
層1からn+8777層8に注入を生じさせるために必
要な電圧をVjSp十エミッタ層1の幅・をWとす7る
と、上記電圧Vjは次の式で与えられる。
FIG. 2 is a perspective view showing the p-mitter layer 1 and the n+8777 layer 8 extracted from the GTO of the above embodiment. Now, the current density per unit area flowing through the n+8777 layer 8 is 11, the distance between the short circuits is d, the radius of the short circuit 9 is a, and the pn diode formed by the mitter layer 1 and the n+8777 layer 8 is The threshold voltage of , that is, the voltage required to cause injection from the p emitter layer 1 to the n+8777 layer 8, is VjSp, and the width of the emitter layer 1 is W7, then the voltage Vj is calculated by the following formula. Given.

ただし、Rは上記電流iが流れる領域から短絡部9まで
のn+8777層8における横方向の抵抗であり、この
Rは次式で与えられる。
However, R is the lateral resistance in the n+8777 layer 8 from the region where the current i flows to the short circuit part 9, and this R is given by the following equation.

R−(ρsy)/W     ・・・ 4従って、上記
3式に4式を代入すると次の5式が得られる。
R-(ρsy)/W... 4 Therefore, by substituting equation 4 into equation 3 above, the following equation 5 is obtained.

−itρs/21  ((d2/4)−a21・・・ 
5 ここで、Vj−0,5Vと仮定すると、ρsは次の式で
与えられる。
-itρs/21 ((d2/4)-a21...
5 Here, assuming Vj-0.5V, ρs is given by the following formula.

ρs = 14/il  11/ (d2−4 a2)
 )” (4/1)(1/d2)  −6 上記6式において、4/imKとおくと、次の7式が得
られる。
ρs = 14/il 11/ (d2-4 a2)
)” (4/1)(1/d2) −6 In the above six equations, if 4/imK is set, the following seven equations are obtained.

ρs=K(1/d21     ・・・ 7ここで、G
TOの1エレメント当りの面積を例えば、0.27x4
00xlO−4−1,lX10’(cm2)とし、直径
が33(mm)のGTOで許容されるゲートトリガ電流
IGTが200(A)以下であり、このGTOが248
エレメントで構成されているときに1エレメント当りに
許容される電流iarは、 ia T−200/24 g’;0. 8 (A)・・
・ 8 となる。従って、上記6式中のlの値の最大値iMAx
は次式で与えられる。
ρs=K(1/d21...7 where, G
For example, the area per element of TO is 0.27x4
00xlO-4-1,l
When configured with elements, the allowable current iar per element is ia T-200/24 g'; 0. 8 (A)...
・It becomes 8. Therefore, the maximum value of l in the above 6 formulas iMAx
is given by the following equation.

iMAx ”0.8 (A)/1.IXl 0’ (c
m2)!=i72.7 (A/cm2)・・・ 9 従ってこのとき、前記にの値である4 / iは約0.
06となる。
iMAX ”0.8 (A)/1.IXl 0' (c
m2)! =i72.7 (A/cm2)...9 Therefore, in this case, the above value 4/i is approximately 0.
It becomes 06.

一方、実際に素子を製造する上でのρsの限界は104
 (Ω/口)であり、ρsがこれ以上高いとバンチスル
ーが発生し、耐圧が低下する。このとき直径が1001
00(のGTOで短絡部を1個のみ設けたときには、 104−K (1/102 )  ・・・ 10となる
。従って、Kの範囲は0.06から106までの値であ
り、余裕をとってKの範囲は10−2から106までの
値となる。
On the other hand, the limit of ρs in actually manufacturing devices is 104
(Ω/mouth), and if ρs is higher than this, bunch-through will occur and the withstand voltage will decrease. At this time, the diameter is 1001
00 (GTO) with only one short-circuit section, it becomes 104-K (1/102) ... 10. Therefore, the range of K is from 0.06 to 106, and a margin is taken. Therefore, the range of K is from 10-2 to 106.

ところで、通常のGTOの使用条件ではIGTが50(
A)以下であり、その場合のKの範囲は、0.2≦K≦
106となる。また、Kの上限に関しては現在の単位エ
レメントの寸法が1cm以下であり、1エレメント当り
1個の短絡部を設けることを考えると、Kの範囲は、0
.2≦K≦104となる。
By the way, under normal GTO usage conditions, IGT is 50 (
A) below, in which case the range of K is 0.2≦K≦
It becomes 106. Regarding the upper limit of K, considering that the current unit element size is 1 cm or less and one short circuit is provided per element, the range of K is 0.
.. 2≦K≦104.

第3図及び第4図はそれぞれは上記短絡部の間隔dを説
明するための図である。一般に前記n+エミッタ層4の
長さ方向に間して短絡部9が複数個設けられているよう
な場合に、dは第3図に示すように1個の短絡部の中心
から次の短絡部の中心までの距離となる。
FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the distance d between the short-circuit portions, respectively. Generally, when a plurality of short-circuit parts 9 are provided in the length direction of the n+ emitter layer 4, d is a distance from the center of one short-circuit part to the next short-circuit part as shown in FIG. is the distance to the center of

他方、n十工ミッタ層4のパターンをp十工ミッタ層1
側に投影した場合に、dは第4図に示すように短絡部9
の中心からその投影されたn十工ミッタ層パターンの端
部10までの距離di、d2゜d3のうちの最大値とな
る。
On the other hand, the pattern of the n-mitter layer 4 is changed to the pattern of the p-mitter layer 1.
When projected to the side, d is the short circuit part 9 as shown in FIG.
It is the maximum value of the distance di, d2°d3 from the center of the projected n-mitter layer pattern to the edge 10.

次に上記間隔dの具体例について説明する。Next, a specific example of the above-mentioned interval d will be explained.

第5図(a)はn十工ミッタ層4の長さ方向に間して短
絡部9が複数個設けられており、かつp÷エミッタ層1
がn十層で囲まれている場合であり、この時に前記dの
距離は図示の距離d1゜d2.d3.・・・dnのうち
の最大値となる。
In FIG. 5(a), a plurality of short circuit parts 9 are provided in the length direction of the n00m emitter layer 4, and p÷emitter layer 1
is surrounded by n ten layers, and in this case, the distance d is the distance d1°d2 . d3. ... is the maximum value of dn.

第5図(b)はn÷エミッタ層4の長さ方向に間して楕
円形の短絡部9が設けられており、かつp÷エミッタ層
1がn十層で囲まれている場合であり、この時に前記d
の距離は図示の距離d1゜d2.d3.d4のうちの最
大値となる。
FIG. 5(b) shows the case where n÷emitter layer 4 is provided with an elliptical short-circuit part 9 in the length direction, and p÷emitter layer 1 is surrounded by n0 layers. , at this time the above d
The distances are the illustrated distances d1°d2. d3. This is the maximum value of d4.

第5図(C)はn十工ミッタ層4の長さ方向に間して短
絡部9が複数個設けられており、かつp十工ミッタ層1
がp+もしくはp−層で囲まれている場合であり、この
時に前記dの距離は図示の距離2dl、2d2.d3.
 ・、dn−1,−・・2dnのうちの最大値となる。
In FIG. 5(C), a plurality of short-circuit parts 9 are provided in the length direction of the n-mitter layer 4, and the p-mitter layer 1 is provided with a plurality of short circuit parts 9.
is surrounded by a p+ or p- layer, and in this case, the distance d is the illustrated distance 2dl, 2d2 . d3.
, dn-1, -...2dn.

第5図(d)はn÷エミッタ層4の長さ方向に間して楕
円形の短絡部9が設けられており、かつp十工ミッタ層
1がp−層、p十層もしくは絶縁膜(OX I DE)
等で囲まれている場合であり、この時に前記dの距離は
図示の距離di、d2゜d3.d4のうちの最大値の2
倍の値となる。
In FIG. 5(d), an elliptical short-circuit portion 9 is provided in the length direction of the n÷emitter layer 4, and the p-layer emitter layer 1 is a p- layer, a p-layer or an insulating film. (OXIDE)
etc., and in this case, the distance d is the illustrated distance di, d2°d3 . 2 of the maximum value of d4
The value will be doubled.

第6図(a)、(b)、(c)はこの発明の第2の実施
例によるGTOの構成を示すものであり、(a)はカソ
ード側からみた平面図であり、(b)、(c)はそれぞ
れ(a)のA−A’線、B−B’線に沿った断面図であ
る。このGTOでは、短絡部9をn+エミッタ層4の長
さ方向に関してそれぞれ4箇所に設けたものである。
6(a), (b), and (c) show the configuration of a GTO according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a plan view seen from the cathode side, and (b), (c) is a sectional view taken along line AA' and line BB' in (a), respectively. In this GTO, short circuit portions 9 are provided at four locations in the length direction of the n+ emitter layer 4, respectively.

この実施例及び上記第1図の実施例おける短絡部9の間
隔dは上記第5図(c)の場合に該当している。
The distance d between the short circuit parts 9 in this embodiment and the embodiment shown in FIG. 1 above corresponds to the case shown in FIG. 5(c) above.

第7図(a)、(b)、(c)はこの発明の第3の実施
例によるGTOの構成を示すものであり、(a)はカソ
ード側からみた4平面図であり、(b)、(c)はそれ
ぞれ(a)のA−A’線、B−B’線に沿った断面図で
ある。このGTOでは、p十工ミッタ層1をn+エミッ
タ層4に対応させて複数個に分割し、その分離部11を
絶縁膜12で覆うようにしたものである。このようにp
十工ミッタ層1を分割することにより、GTOのオン状
態でのキャリアの広がりを抑制することができ、ターン
オフ速度を増大させることができる。また、この実施例
おける短絡部9の間隔dは上記第5図(C)の場合に該
当している。
FIGS. 7(a), (b), and (c) show the configuration of a GTO according to a third embodiment of the present invention, in which (a) is a four-dimensional plan view seen from the cathode side, and (b) , (c) are cross-sectional views taken along line AA' and line BB' in (a), respectively. In this GTO, the p-type emitter layer 1 is divided into a plurality of parts corresponding to the n+ emitter layer 4, and the separated parts 11 are covered with an insulating film 12. Like this p
By dividing the transmitter layer 1, the spread of carriers in the on-state of the GTO can be suppressed, and the turn-off speed can be increased. Further, the distance d between the short circuit portions 9 in this embodiment corresponds to the case shown in FIG. 5(C) above.

第8図(a)、(b)、(c)はこの発明の第4の実施
例によるGTOの構成を示すものであり、(a)はカソ
ード側からみた平面図であり、(b)、(c)はそれぞ
れ(a)のA−A’線、B−B’線に沿った断面図であ
る。このGTOでは、前記p十工ミッタ層1を、不純物
濃度が1×1O16/cm3と比較的高くされたp中型
からなる低抵抗部分IAと、不純物濃度が4×1013
/cm3と比較的低くされたp−型からなる高抵抗部分
IBとで構成するようにしたものである。各エレメント
において、短絡部9を囲むように低抵抗部分IAが設け
られており、さらにこの低抵抗部分IAを囲むように高
抵抗部分IBが設けられており、オン状態における主な
電流の通り道である低抵抗部分IAは高抵抗部分IBに
よって他のエレメントから分離されている。この実施例
おける短絡部9の間隔dは上記第5図(c)の場合に該
当している。
FIGS. 8(a), (b), and (c) show the configuration of a GTO according to a fourth embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view seen from the cathode side, (b), (c) is a sectional view taken along line AA' and line BB' in (a), respectively. In this GTO, the p-type transmitter layer 1 is divided into a low-resistance portion IA consisting of a p medium type with a relatively high impurity concentration of 1×1016/cm3, and a low-resistance portion IA with an impurity concentration of 4×1013.
It is constructed of a high resistance part IB made of p-type and having a relatively low resistance of /cm3. In each element, a low resistance part IA is provided to surround the short circuit part 9, and a high resistance part IB is further provided to surround this low resistance part IA, and is the main current path in the on state. A certain low resistance portion IA is separated from other elements by a high resistance portion IB. The distance d between the short circuit parts 9 in this embodiment corresponds to the case shown in FIG. 5(c) above.

第9図は上記各実施例のGTOをKの値を変化させて製
、造してその動作を確認した結果をまとめて示す図であ
る。ここで実際に製造されたGTOは直径が33mmで
あり、043777層が設けられたアノード・ショート
構造のものである。なお、図中のdは前記短絡部9の間
隔であり、ρsは前記043777層8の層抵抗である
。なお、ρsとして228(Ω/口)と975(Ω/口
)の二種類に設定し、dとして0.28(Cm) 、0
.18 (cm) 、0.11 (cm)、0.016
 (Cm)の四種類に設定した。ここで短絡部の間隔d
が0.28 (cm)というのは各エレメント当り1個
の短絡部を設けるようにした前記第1図の実施例のGT
Oに相当する。また、間隔dが0.18 (cm)とい
うのは各エレメント当り2個の短絡部を設けるようにし
た場合であり、0.11  (cm)というのは各エレ
メント当り3個の短絡部を設けるようにした場合であり
、さらにdが0.016 (cm)というのは各エレメ
ント当り1個の楕円形の短絡部を設けるようにした場合
である。
FIG. 9 is a diagram summarizing the results of manufacturing and manufacturing the GTOs of each of the above embodiments by varying the value of K and confirming their operation. The GTO actually manufactured here has a diameter of 33 mm and has an anode short structure provided with 043777 layers. Note that d in the figure is the interval between the short circuit parts 9, and ρs is the layer resistance of the 043777 layer 8. In addition, ρs is set to two types, 228 (Ω/mouth) and 975 (Ω/mouth), and d is 0.28 (Cm) and 0.
.. 18 (cm), 0.11 (cm), 0.016
(Cm). Here, the distance between the short circuit parts d
is 0.28 (cm), which means that the GT of the embodiment shown in FIG. 1 has one short circuit for each element.
Corresponds to O. Also, the spacing d is 0.18 (cm) when two short-circuit parts are provided for each element, and the spacing d is 0.11 (cm) when three short-circuit parts are provided for each element. Furthermore, when d is 0.016 (cm), it is the case that one elliptical short-circuit portion is provided for each element.

ここで、Kが16,6.7.4.2.7.71.1.3
1.6及び11.4のときにはGTOとして動作するこ
とが確認され、Kが0.06のときにはGTOとして動
作しなかった。
Here, K is 16, 6.7.4.2.7.71.1.3
It was confirmed that it operated as a GTO when K was 1.6 and 11.4, and it did not operate as a GTO when K was 0.06.

また、Kが0.3のときにはゲートトリガ電流■6Tは
増大するが、GTOとして動作するこ声が確認された。
Further, when K is 0.3, the gate trigger current 6T increases, but it was confirmed that the device operates as a GTO.

従って、実験的にKの値を決定すると、0.3<K<7
1.1+αの範囲で設計すノ ればGTOとして動作することになる。
Therefore, when determining the value of K experimentally, it is 0.3<K<7
If it is designed within the range of 1.1+α, it will operate as a GTO.

第10図はn+バッファ層8の層抵抗ρsを変化させた
ときの、短絡部の間隔d (mm)とゲートトリガ電流
IGT  (mA)との関係を示す特性図である。通常
 043777層が設けられたサイリスクでは、その0
43777層の層抵抗ρsは228(Ω/口)以上で設
計される。また、通常のアノード・ショート構造の短絡
部の間隔dは0.16 (mm)に設計される。図中、
斜線が施された上側の領域はゲートトリガ電流IGTの
値が大きく、通常のゲート条件ではGTOとしては動作
しない領域であり、斜線が施された下側の領域はバンチ
スルーが生じて耐圧設計が困難となる領域である。従来
のサイリスタの場合にはゲートトリガ電流IGTの値が
104 (mA)以上となり、通常のゲート条件ではG
TOとしては動作しない。これに対して、斜線が施こさ
れていない領域内でKの値を設定すれば、043777
層が設けられていてもGTOとして動作することになる
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the short circuit distance d (mm) and the gate trigger current IGT (mA) when the layer resistance ρs of the n+ buffer layer 8 is changed. Normally, in Cyrisk with 043777 layers, that 0
The layer resistance ρs of the 43777 layers is designed to be 228 (Ω/hole) or more. Further, the interval d between the short circuit parts of the normal anode short structure is designed to be 0.16 (mm). In the figure,
The upper shaded area has a large value of gate trigger current IGT and does not operate as a GTO under normal gate conditions, and the lower shaded area is where bunch-through occurs and voltage resistance design is difficult. This is a difficult area. In the case of conventional thyristors, the value of gate trigger current IGT is 104 (mA) or more, and under normal gate conditions G
It does not work as a TO. On the other hand, if the value of K is set within the area without diagonal lines, 043777
Even if a layer is provided, it will operate as a GTO.

このようにKの値を設計をすることにより、04377
7層が設けられたGTOのゲートトリガミ流(ゲート感
度)は、n+8977層が設けられていない従来のもの
とほぼ等しくなり、なおかつターンオフロスを30%以
上低減することができた。
By designing the value of K in this way, 04377
The gate trigger current (gate sensitivity) of the GTO with seven layers was almost equal to that of the conventional one without the n+8977 layer, and the turn-off loss could be reduced by more than 30%.

ところで、上記第8図に示すように、前記p+エミッタ
層1を、不純物濃度が比較的高くされたp+型からなる
低抵抗部分IAと、不純物濃度が比較的低くされたp−
型からなる高抵抗部分IBとで構成するようにしたGT
Oでは次のような効果もある。
By the way, as shown in FIG. 8, the p+ emitter layer 1 is divided into a low resistance part IA made of p+ type with a relatively high impurity concentration and a p- type with a relatively low impurity concentration.
The GT consists of a high resistance part IB consisting of a mold.
O also has the following effects:

すなわち、オン状態における主な電流の通り道である低
抵抗部分・IAが高抵抗部分IBによって他のエレメン
トから分離されているために、各エレメントにおけるn
+バッファ層8の横方向の抵抗の値が大きなものとなる
。これにより、ゲート感度が増加すると共に、オン状態
のときのオン電流の横方向への広がりが抑制され、ター
ンオフ時のティルミ流低減が図られ、ターンオフロスが
より削減される。なお、このようにp÷エミッタ層1を
低抵抗部分IAと高抵抗部分IBとで構成するものは、
各エレメント当り短絡部が1個のみ設けられた前記第1
図に示すようなGTOに実施することもできる。
In other words, since the low resistance part IA, which is the main current path in the on state, is separated from other elements by the high resistance part IB, n in each element is
+The value of the lateral resistance of the buffer layer 8 becomes large. This increases the gate sensitivity, suppresses the spread of the on-current in the lateral direction during the on-state, reduces the Tilmi flow during turn-off, and further reduces turn-off loss. In addition, in this way, p÷emitter layer 1 is composed of a low resistance part IA and a high resistance part IB,
The first part is provided with only one short-circuit part for each element.
It can also be implemented in a GTO as shown in the figure.

第11図は同−直径及び同一パターンで短絡部が無しの
場合(A)、短絡部が1個の場合(B)、短絡部が4個
の場合(C)での、GTOにおけるターンオン電圧VT
M  (V)とターンオフロスEof’f’  (J/
PULSE)との関係を示す特性図である。すなわちこ
の特性図は、電子線の照射によりライフタイムを制御し
てターンオン電圧を変えたときのターンオフロスの変化
を示したものであり、短絡部を増やしてアノード・ショ
ート率を大きくする程、ターンオフロスが減少していく
のがわかる。
Figure 11 shows the turn-on voltage VT in the GTO with the same diameter and pattern but no short circuit (A), one short circuit (B), and four short circuits (C).
M (V) and turn-off loss Eof'f' (J/
FIG. In other words, this characteristic diagram shows the change in turn-off loss when the lifetime is controlled by electron beam irradiation and the turn-on voltage is changed. You can see that the loss is decreasing.

他方、第12図は1エレメント当りの短絡部の個数とゲ
ートトリガ電流1c T  (mA)との関係を示す特
性図である。この特性ではアノード・ショート率を大き
くする程、ゲートトリガ電流が増加していくことがわか
る。
On the other hand, FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of short circuit parts per element and the gate trigger current 1c T (mA). It can be seen from this characteristic that the gate trigger current increases as the anode short ratio increases.

上記第11図及び第12図かられかるように、p十工ミ
ッタ層1を低抵抗部分IAと高抵抗部分IBとで構成し
、低抵抗部分IAを高抵抗部分IBによって他のエレメ
ントから分離することにより、短絡部9の面積を増大さ
せずに、すなわちトリガ感度を増大させず、オン状態に
おけるキャリアの広がりを抑制することができ、ターン
オフ時のティルミ流の低減を図ることができる。ちなみ
に、低抵抗部分IAを高抵抗部分IBによって分離した
場合、分離しないものに比べてティルミ流は2/3に減
少した。これによって、よりターンオフロスが削減され
る。
As can be seen from FIGS. 11 and 12 above, the p-type transmitter layer 1 is composed of a low resistance part IA and a high resistance part IB, and the low resistance part IA is separated from other elements by the high resistance part IB. By doing so, it is possible to suppress the spread of carriers in the on state without increasing the area of the short-circuit portion 9, that is, without increasing the trigger sensitivity, and it is possible to reduce the Tilmi flow at the time of turn-off. Incidentally, when the low-resistance portion IA was separated by the high-resistance portion IB, the Tilmi flow was reduced to 2/3 compared to when it was not separated. This further reduces turn-off loss.

第13図は前記第8図の実施例のGTO(A)と従来の
GTO(B)におけるターンオン電圧VTM  (V)
とターンオフロスEoff  (J/PULSE)との
関係を示す特性図である。図示するように第8図の実施
例の方がターンオフロスは少ない。また、ターンオフロ
スを考慮しない場合、ゲートトリガ感度(ゲートトリガ
電流IGT)については、従来例が20(A)程度であ
ったものが第8図の場合には0.5 (A)〜1(A)
程度に減少することが確認されている。
FIG. 13 shows the turn-on voltage VTM (V) in the GTO (A) of the embodiment shown in FIG. 8 and the conventional GTO (B).
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between Eoff (J/PULSE) and turn-off loss Eoff (J/PULSE). As shown, the embodiment of FIG. 8 has less turn-off loss. Furthermore, when turn-off loss is not considered, the gate trigger sensitivity (gate trigger current IGT) is about 20 (A) in the conventional example, but in the case of Fig. 8 it is 0.5 (A) to 1 ( A)
It has been confirmed that this decreases to a certain extent.

この発明はpnpn構造を基本とした素子ならば上記の
ようなGTOの他に種々の素子に実施が可能であり、例
えば、第14図の断面図で示すようなり1−FET、第
15図の断面図で示すようなPチャネルのMOS−GT
O,第16図の断面図で示すようなNチャネルのMOS
−GTO,第17図の断面図で示すようなMOSサイリ
スタ、第18図の断面図で示すようなターンオフゲート
付のMOSサイリスタ、第19図の断面図で示すような
増幅ゲート構造GTO等に実施することができる。な・
お、第14図ないし第19図において、前記第1図と対
応する箇所には同じ符号を付してその説明は省略する。
The present invention can be implemented in various devices other than the above-mentioned GTO as long as the device is based on a pnpn structure, such as a 1-FET as shown in the cross-sectional view of FIG. P-channel MOS-GT as shown in the cross-sectional view
O, N-channel MOS as shown in the cross-sectional view of Figure 16
- GTO, MOS thyristor as shown in the cross-sectional view in Figure 17, MOS thyristor with turn-off gate as shown in the cross-sectional view in Figure 18, GTO with amplification gate structure as shown in the cross-sectional view in Figure 19, etc. can do. Na・
In FIGS. 14 to 19, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

第14図のB1−FETにおいて、21はゲート酸化膜
であり、ゲート電極7はこのゲート酸化膜21上に設け
られている。
In the B1-FET shown in FIG. 14, 21 is a gate oxide film, and the gate electrode 7 is provided on this gate oxide film 21.

第15図のMOS−GTOではn十工ミッタ層4内にP
チャネルMOSトランジスタのソースもしくはドレイン
となるp中型層22が設けられている。また、21はゲ
ート絶縁膜である。
In the MOS-GTO shown in FIG.
A p-type medium layer 22 is provided which serves as the source or drain of the channel MOS transistor. Further, 21 is a gate insulating film.

第16図のMOS−GTOではpベース層3内にNチャ
ネルMOSトランジスタのソースもしくはドレインとな
るn中型層23が設けられている。
In the MOS-GTO shown in FIG. 16, an n medium layer 23 is provided in the p base layer 3 to serve as the source or drain of the N channel MOS transistor.

第17図のMOSサイリスクではゲート絶縁膜21上に
ゲート電極7が設けられている。
In the MOS transistor shown in FIG. 17, a gate electrode 7 is provided on a gate insulating film 21.

第18図のターンオフゲート付のMOSサイリスタでは
pベース層3上にターンオフゲート電極24が設けられ
ている。
In the MOS thyristor with a turn-off gate shown in FIG. 18, a turn-off gate electrode 24 is provided on the p base layer 3.

第19図の増幅ゲート構造GTOでは、増幅部において
pベース層3上にゲート電極25が設けられている。こ
の場合、増幅部には短絡部9を設けないか、もしくは図
示のように短絡部9を設け、その直径を本体GTOより
も小さくしてショート率を小さくする必要がある。
In the amplification gate structure GTO of FIG. 19, a gate electrode 25 is provided on the p base layer 3 in the amplification section. In this case, it is necessary to either not provide the shorting section 9 in the amplification section, or to provide the shorting section 9 as shown in the figure, and to make the diameter of the shorting section smaller than that of the main body GTO to reduce the short circuit ratio.

ところで、GTOのp十工ミッタ層は実際にはその濃度
プロファイルではなく、総電荷量により特性が変わるこ
とが判明した。このため、前記p十工ミッタ層1とn+
8977層8との間の注入効率を落とさないために、上
記各実施例の素子ではp+エミッタ層1はボロンのイオ
ン注入によって形成している。また、p十工ミッタ層1
の厚みを30μm以下にし、従来のようにシリコン・ペ
レットに熱緩衝板としてMO板やW板等をアロイするこ
となく、アルミニウム層をシンターすることでアノード
電極6を形成し、直接、外部電極に圧接することで電極
を構成している。
By the way, it has been found that the characteristics of the GTO p-type emitter layer actually change depending on the total amount of charge rather than its concentration profile. For this reason, the p-mitter layer 1 and the n+
In order not to reduce the implantation efficiency between the p+ emitter layer 1 and the 8977 layer 8, the p+ emitter layer 1 is formed by boron ion implantation in the elements of each of the above embodiments. In addition, the p-mitter layer 1
The anode electrode 6 is formed by sintering the aluminum layer, and the anode electrode 6 is formed by sintering the aluminum layer, and the anode electrode 6 is formed by making the thickness of the aluminum layer 30 μm or less, without alloying the silicon pellet with an MO plate, W plate, etc. as a thermal buffer plate as in the conventional method. The electrodes are formed by pressure contact.

第20図は前記p+エミッタ層1とn+3777層8と
の間の注入効率と、p+エミッタ層1の不純物総量(c
m−2)との関係を示す特性図である。図から明らかな
ように、注入効率を1に近付ける・にはp十工ミッタ層
1の不純物総量は1015 (cm−2)程度以上にす
ればよい。
FIG. 20 shows the injection efficiency between the p+ emitter layer 1 and the n+ 3777 layer 8, and the total amount of impurities in the p+ emitter layer 1 (c
It is a characteristic diagram which shows the relationship with m-2). As is clear from the figure, in order to bring the injection efficiency close to 1, the total amount of impurities in the p-type emitter layer 1 should be about 10@15 (cm@-2) or more.

第21図は上記p÷エミッタ層1とn+3777層8と
の間の注入効率と、n+3777層8の不純物総量(c
 m ’ )との関係を示す特性図である。図から明ら
かなように、注入効率を1に近付けるにはn+3777
層8の不純物総量は1014 (cm−2)程度以下に
すればよい。このときのn+3777層8の層抵抗ρs
の値は200(Ω/口)程度である。
FIG. 21 shows the injection efficiency between p÷emitter layer 1 and n+3777 layer 8, and the total amount of impurities in n+3777 layer 8 (c
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between As is clear from the figure, to bring the injection efficiency close to 1, n+3777
The total amount of impurities in layer 8 may be about 1014 (cm-2) or less. At this time, the layer resistance ρs of the n+3777 layer 8
The value is about 200 (Ω/mouth).

このようにp十工ミッタ層1を薄くすることにより、n
+3777層8は拡散法で形成できるようになり、その
結果、信頼性の向上と工程の簡単化並びに合理化が達成
される。さらに、p十工ミッタ層1が薄いために短絡部
9の拡散形成時における横方向の広がりが抑制されるの
で、微細なアノード・ショートパターンが可能となり、
ゲート感度、スイッチングロス等の高いトレードオフが
可能である。
By making the p-mitter layer 1 thinner in this way, the n
The +3777 layer 8 can now be formed by a diffusion method, resulting in improved reliability and simplification and rationalization of the process. Furthermore, since the p-mitter layer 1 is thin, the lateral spread during diffusion formation of the short-circuit portion 9 is suppressed, making it possible to form a fine anode short pattern.
It is possible to make high trade-offs in gate sensitivity, switching loss, etc.

また、薄いp十工ミッタ層1の形成はベース拡散以降に
行なうことができるので、GTOの拡散工程中で最も長
時間を要し、しかもGTOの各品種でほぼ等しいベース
拡散工程を全ての品種で共通化でき、後工程で最終製品
を作り分けることができる。この結果、多品種のものを
合理的に無駄なく製造することができる。また、GTO
の特性はライフタイムの制御だけではなく、ベース拡散
後に必要に応じてアノード側のショートパターンでも最
適化できるため、種々の特性を持つものを製造すること
ができる。
In addition, since the formation of the thin p-type emitter layer 1 can be performed after the base diffusion, it requires the longest time in the GTO diffusion process. can be standardized, and final products can be made separately in later processes. As a result, a wide variety of products can be manufactured rationally and without waste. Also, GTO
The characteristics of can be optimized not only by lifetime control but also by short patterns on the anode side if necessary after base diffusion, making it possible to manufacture products with various characteristics.

〔発明の効果] 以上説明したようにこの発明のゲートターンオフサイリ
スタによれば、n+8777層の不純物濃度をアノード
・ショート構造のパターンに応じて最適化を行なうよう
にしたので、トリガ感度とターンオフロスの最適化を図
ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the gate turn-off thyristor of the present invention, the impurity concentration of the n+8777 layer is optimized according to the pattern of the anode short structure, which improves trigger sensitivity and turn-off loss. Optimization can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例によるGTOの構成を示す
ものであり、(a)は平面図、(b)、(c)はそれぞ
れ断面図、第2図は上記実施例のGTOの一部を抜き出
して示す斜視図、第3図及び第4図はそれぞれ上記GT
Oの短絡部の間隔を説明するための図、第5図は上記間
隔の具体例を説明するための図、第6図はこの発明の第
2の実施例によるGTOの構成を示すものであり、(a
)は平面図、(b)、(c)はそれぞれ断面図、第7図
はこの発明の第3の実施例によ°乞croの構成を示す
ものであり、(a)は平面図、(b)、(C)はそれぞ
れ断面図、第8図はこの発明の第4の実施例によるGT
Oの構成を示すものであり、(a)は平面図、(b)、
(c)はそれぞれ断面図、第9図は上記各実施例で種々
の条件における数値をまとめて示す図、第10図ないし
第13図はそれぞれ上記各実施例を説明するための特性
図、第14図ないし第19図はそれぞれこの発明が適用
可能な他の種々の素子の構成を示す断面図、第20図及
び第21図はそれぞれ上記各実施例を説明するための特
性図、第22図及び第23図はそれぞれ従来のGTOの
構成を示す断面図である。 1・・・p十工ミッタ層(第1エミッタ層)、IA・・
・低抵抗部分、1B・・・高抵抗部分、2・・・高抵抗
のn−ベース層(第1ベーズ層)、3・・・pベース層
(第2ベース層)、4・・・n十工ミッタ層(第2エミ
ッタ層)、5・・・カソード電極(第2の主電極)、6
・・・アノード電極(第1の主電極)、7・・・ゲート
電極、8・・・低抵抗のn+3177層、9・・・短絡
部、11・・・分離部、12・・・絶縁膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 第3 回 第4 回 矢艷シト奈Pり較(イ1田/工ti−,ト>第14図 第15図 1、事件の表示 特願昭62−252113号 2、発明の名称 ゲートターンオフサイリスタ 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 (307)  株式会社 東芝 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 UBEビル7、
補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)  第8頁第12行に「75μm」とあるを「7
0μm」と訂正する。 (3)第13頁第13行と第14行との間に下記の文を
追加する。 記 また、n+バッファ層8の不純物濃度分布を深さ方向の
位置関数XでN (x)とし、電子の移動度をμ(X)
、単位電荷を8とすれば、ps =1/ [qJ’  
tt (x)N (x)dxl^ ・・・ 2′ で表わせる。ここでA、Bはn+バッファ層8の厚み方
向の範囲を示す。 (4)第14頁第5行に「電流iが流れる」とあるを「
電流i W d yが流れ込む」と訂正する。 (5)第15頁第4行ないし第16頁第10行に「ここ
で、GTO・・・が50(A)以下であり、」とある文
を下記のように訂正する。 ここでGTOが増幅ゲートを有する構造の場合や、ゲー
トトリガ電流を外部回路によりパルス状に入力する場合
についてKの値を計算すると次のようになる。 いま、GTOの1エレメント当りの面積を例えば0.2
7X400X10’−1,IXlolXlo−2(とし
、直径が33(mm)のGTOに流れるゲートトリガ電
流IGTを1200(A)とし、このGTOが248エ
レメントで構成されているとき、1エレメント当りに流
れる電流iaTは、 taT−1200’/248ζ4. 8 (A)・・・
 8 となる。従って、上記6式中のiの値の最大値iMAX
は次式で与えられる。 iMAx−4,8(A)/1.1 X 10’ (cm2)!q436.4 (A/Cm2
)・・・ 9 従ってこのとき、前記にの値である4 / iは約0.
01となる。 一方、実際に素子を製造する上でのρsの限界は104
 (Ω/口)であり、ρsがこれ以上高いとパンチスル
ーが発生し、耐圧が低下する。このとき、エレメントの
長さが100100(のGTOで1エレメント当り短絡
部を1個のみ設けたときには、 10’ −K (1/102 )  ・・・ 10とな
る。従って、Kの範囲は0.01から106までの値で
ある。 ところで、ゲートトリガ電流をパルス状態に入力しない
1.あるいは増幅ゲートを持たないGTOの使用条件で
はIGTは50(A)以下であり、(6)第17頁第2
行ないし第12行に「他方、・・・最大値となる。」と
ある文を下記のように訂正する。 記 一方、上記短絡部の間隔が、短絡部の中心からn十工ミ
ッタ層4のパターンをp十工ミッタ層1側に投影した時
の端部10までの長さより小さい時、dは第4図に示す
ように短絡部9の中心からその投影されたn+エミッタ
層パターンの端部10までの距離2dl、2d2.2d
3のうちの最大値となる。 第5図(a)はp十工ミッタ層1がn十層8で囲まれて
いて、かつn十工ミッタ層4の長さ方向に関して短絡部
9が複数個設けられている場合である。この場合、前記
dの距離はpエミッタの幅、つまり図中の2d2となる
。また、p十工ミッタ層1がn十層8で囲まれていて、
かつn十工ミッタ層4中に短絡部9が設けられていない
場合にも、前記dの距離はpエミッタの幅になる。 (7)第18頁第3行の後に下記の文を追加する。 記 ここで、nは整数であり、di、d2.dnは短絡部9
の中心からn十工ミッタ層パターンをpエミツタ層に投
影して得られるパターンの端部までの距離であり、d3
.・・・dn−1はそれぞれ短絡部9の間隔を表わして
いる。 (8)第20頁第9行の「実施例」と「おける」の間に
「に」を加入する。 (9)第22頁第4行ないし第18行に「通常、・・・
動作することになる。」とある文を下記の通り訂正する
。 記 図中、斜線が施された領域はパンチスルーが生じて耐圧
設計が困難となる領域である。 (10)  第26頁第19行ないし第20行並びに第
27頁第3行ないし第4行にそれぞれ「ソースもしくは
」とある文を削除する。 (11)  第27頁第15行の後に下記の文を追加す
る。 記 この第19図に示すような増幅ゲート構造を有するGT
Oにこの発明を実施した場合の効果について以下に述べ
る。前記したように例えば第1図、第2図のGTOにお
いてアノードショート抵抗を著しく下げることも可能で
ある。その場合、ゲートトリガー感度は低下するが、同
時にターンオフロスは著しく低下する。このゲートトリ
ガー感度の低下を増幅ゲート構造の採用で補うことによ
り、ゲートトリガー感度を従来と同じにしたままでター
ンオフロスを著しく小さくすることができる。 従来の増幅ゲート構造GTOではターンオンロスの低減
は可能であるが、オン電圧を増大させずにターンオフロ
スを減少させることができなかったの対し、この実施例
の場合に増幅ゲート部はゲート感度とオン電圧を従来と
同じにしたままでターンオフロスを大幅に減少させる目
的に使用することが可能である。さらにこの実施例によ
れば、主GTO部及び増幅ゲート部のアノードショート
率は独立に、かつ従来のものに比べて素子の目的の特性
に合せて広い範囲にわたって変化させることが可能であ
る。 (12)  図面の第10図を別紙の通り訂正する。 (13)  図面の第16図を別紙の通り訂正する。 2、特許請求の範囲 (1)第1導電型の第1エミッタ層上に第2導電型の低
抵抗バッファ層を介して第2導電型の高抵抗第1ベース
層及び第1導電型の第2ベース層がこの順に形成され、
上記第2ベース層上に複数個に分割された第2導電型の
第2エミッタ層が形成され、上記第1エミッタ層及び第
2エミッタ層にそれぞれ接触する第1の主電極及び第2
の主電極が形成され、上記第2ベース層に接触するゲー
ト電極が形成され、上記低抵抗バッファ層の一部が上記
第1エミッタ層表面に露出してここに上記第1の主電極
が接触する短絡部を有するゲートターンオフサイリスタ
において、上記短絡部の間隔をd(cm)、上記低抵抗
バッファ層における層抵抗をρs (Ω/口)としたと
きに、 ρs −K (1/d2) (ただし、10−2≦K≦106) の関係を満たすようにρsの値が設定されていることを
特徴とするゲートターンオフサイリスタ。 (2)  前記短絡部の間隔dは、前記第2エミッタ層
のパターンを前記第1エミッタ層に投影した際にその端
部までの2倍の距離にされている特許請求の範囲第1項
に主ゲートターンオフサイリスタ。 (3)前記にの値が、 0.2≦K≦106 を満たすように設定されている特許請求の範囲第1項に
主ゲートターンオフサイリスタ。 (4)前記にの値が、 0.2≦K≦104 を満たすように設定されている特許請求の範囲第1項に
主ゲートターンオフサイリスタ。 (5)  前記短絡部が前記第2エミッタ層の長さ方向
に関して複数個設けられている特許請求の範囲第1項に
主ゲートターンオフサイリスタ。 (6)前記第1エミッタ層が第1導電型の不純物が高濃
度に導入された低抵抗部分と、この低抵抗部分を取り囲
むように形成され第1導電型の不純物が低濃度に導入さ
れた高抵抗部分とから構成されている特許請求の範囲第
1項、第5項のいずれか一方に主ゲートターンオフサイ
リスタ。 (7)前記第1エミッタ層の高抵抗部分における不純物
濃度が、前記低抵抗部分のそれの約1/2以下に設定さ
れている特許請求の範囲第6項に主ゲートターンオフサ
イリスタ。 (8)前記第1エミッタ層の厚みが30μm以下にされ
ている特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか一
つに主ゲートターンオフサイリスタ。 (9)  前記ゲートターンオフサイリスタが主ゲート
ターンオフサイリスタ部と増幅ゲート部とから構成され
℃いる特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれか一
つに主ゲートターンオフサイリスタ。 (10)  前記増幅ゲート部には前記短絡部が設けら
れている特許請求の範囲第9項に主ゲートターンオフサ
イリスタ。 (11)  前記増幅ゲート部における前記にの値が主
ゲートターンオフサイリスタ部におけるその値よりも小
さくされている特許請求の範囲第10項に主ゲートター
ンオフサイリスタ。 (12)  前記増幅ゲート部には前記短絡部が設けら
れていない特許請求の範囲第9項に主ゲートターンオフ
サイリスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第16図
FIG. 1 shows the configuration of a GTO according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view, (b) and (c) are sectional views, and FIG. 2 is a diagram of a GTO according to the above embodiment. The perspective view, FIG. 3, and FIG. 4 show the above-mentioned GT.
5 is a diagram for explaining a specific example of the above-mentioned interval, and FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a GTO according to a second embodiment of the present invention. , (a
) is a plan view, (b) and (c) are sectional views, respectively, FIG. b) and (C) are sectional views, respectively, and FIG. 8 is a GT according to a fourth embodiment of the present invention.
It shows the configuration of O, (a) is a plan view, (b)
(c) is a sectional view, FIG. 9 is a diagram showing numerical values under various conditions for each of the above embodiments, FIGS. 10 to 13 are characteristic diagrams for explaining each of the above embodiments, and FIG. 14 to 19 are cross-sectional views showing the configurations of various other elements to which the present invention is applicable, FIGS. 20 and 21 are characteristic diagrams for explaining each of the above embodiments, and FIG. 22 and FIG. 23 are cross-sectional views showing the configuration of a conventional GTO. 1...p emitter layer (first emitter layer), IA...
・Low resistance part, 1B... High resistance part, 2... High resistance n-base layer (first baize layer), 3... P base layer (second base layer), 4... n Juko emitter layer (second emitter layer), 5... cathode electrode (second main electrode), 6
. . . Anode electrode (first main electrode), 7. Gate electrode, 8. Low resistance n+3177 layer, 9. Short circuit portion, 11. Separation portion, 12. Insulating film. . Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 2, 3rd, 4th, Yago Shitona P comparison (I1, Figure 14, Figure 15, 1, Showing the case) -252113 No. 2, Name of the invention Gate turn-off thyristor 3, Relationship with the person making the amendment Patent applicant (307) Toshiba Corporation 4, Agent UBE Building 7, 3-7-2 Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo;
Contents of amendment (1) The scope of claims is corrected as shown in the attached sheet. (2) On page 8, line 12, replace “75μm” with “75μm”.
0 μm”. (3) Add the following sentence between page 13, line 13 and line 14. In addition, the impurity concentration distribution of the n+ buffer layer 8 is expressed as N (x) by the position function X in the depth direction, and the electron mobility is expressed as μ (X).
, if the unit charge is 8, then ps = 1/[qJ'
It can be expressed as tt (x)N (x)dxl^...2'. Here, A and B indicate the range in the thickness direction of the n+ buffer layer 8. (4) On page 14, line 5, replace the phrase “current i flows” with “
The current i W dy flows in.'' (5) From page 15, line 4 to page 16, line 10, the sentence "wherein, GTO...is 50(A) or less" is corrected as follows. Here, the value of K is calculated as follows when the GTO has a structure having an amplification gate or when the gate trigger current is inputted in a pulse form by an external circuit. Now, for example, the area per element of GTO is 0.2
7 x 400 iaT is taT-1200'/248ζ4.8 (A)...
It becomes 8. Therefore, the maximum value of i in the above 6 formulas iMAX
is given by the following equation. iMAX-4,8(A)/1.1 x 10' (cm2)! q436.4 (A/Cm2
)...9 Therefore, in this case, the above value 4/i is approximately 0.
It becomes 01. On the other hand, the limit of ρs in actually manufacturing devices is 104
(Ω/mouth), and if ρs is higher than this, punch-through will occur and the withstand voltage will decrease. At this time, when the element length is 100100 (GTO) and only one short-circuit part is provided per element, it becomes 10' - K (1/102) ... 10. Therefore, the range of K is 0. The value is from 01 to 106. By the way, under the conditions of use of GTO without inputting the gate trigger current in a pulsed state or without an amplification gate, IGT is 50 (A) or less, and (6) Page 17, 2
In lines 1 to 12, the sentence ``On the other hand, ... becomes the maximum value.'' is corrected as follows. On the other hand, when the distance between the short-circuit parts is smaller than the length from the center of the short-circuit part to the end 10 when the pattern of the n-type mitter layer 4 is projected onto the p-mitter layer 1 side, d is the fourth As shown in the figure, the distance from the center of the short circuit 9 to the end 10 of the projected n+ emitter layer pattern is 2dl, 2d2.2d.
This is the maximum value among 3. FIG. 5(a) shows a case in which the p-mitter layer 1 is surrounded by the n-mitter layer 8, and a plurality of short-circuit parts 9 are provided in the longitudinal direction of the n-mitter layer 4. In this case, the distance d becomes the width of the p emitter, that is, 2d2 in the figure. In addition, the p-layer 1 is surrounded by the n-layer 8,
Even when the short circuit portion 9 is not provided in the n-type emitter layer 4, the distance d is the width of the p-emitter. (7) Add the following sentence after the third line of page 18. Note where n is an integer and di, d2 . dn is short circuit part 9
It is the distance from the center of d3 to the edge of the pattern obtained by projecting the n0 emitter layer pattern onto the p emitter layer, and d3
.. . . . dn-1 each represents the interval between the short circuit parts 9. (8) Add ``ni'' between ``Example'' and ``Okeru'' on page 20, line 9. (9) On page 22, lines 4 to 18, “Usually...
It will work. '' is corrected as follows. In the diagram, the shaded area is the area where punch-through occurs and it is difficult to design the voltage resistance. (10) Delete the sentences "source or" from lines 19 and 20 on page 26 and lines 3 and 4 on page 27, respectively. (11) Add the following sentence after page 27, line 15. A GT having an amplification gate structure as shown in Fig. 19 of this note.
The effects obtained when this invention is implemented in O are described below. As mentioned above, it is also possible to significantly reduce the anode short resistance in the GTOs shown in FIGS. 1 and 2, for example. In that case, the gate trigger sensitivity is reduced, but at the same time the turn-off loss is significantly reduced. By compensating for this decrease in gate trigger sensitivity by employing an amplification gate structure, it is possible to significantly reduce turn-off loss while keeping gate trigger sensitivity the same as before. In the conventional amplification gate structure GTO, it is possible to reduce the turn-on loss, but it is not possible to reduce the turn-off loss without increasing the on-voltage.In contrast, in the case of this embodiment, the amplification gate section has a gate sensitivity and It can be used to significantly reduce turn-off loss while keeping the on-voltage the same as before. Further, according to this embodiment, the anode short-circuit ratios of the main GTO section and the amplification gate section can be varied independently and over a wider range in accordance with the intended characteristics of the element than in the conventional case. (12) Figure 10 of the drawings will be corrected as shown in the attached sheet. (13) Figure 16 of the drawings will be corrected as shown in the attached sheet. 2. Claims (1) A high resistance first base layer of a second conductivity type and a high resistance first base layer of a first conductivity type are formed on a first emitter layer of a first conductivity type via a low resistance buffer layer of a second conductivity type. Two base layers are formed in this order,
A second emitter layer of a second conductivity type divided into a plurality of parts is formed on the second base layer, and a first main electrode and a second emitter layer are formed in contact with the first emitter layer and the second emitter layer, respectively.
A main electrode is formed, a gate electrode is formed in contact with the second base layer, and a portion of the low resistance buffer layer is exposed on the surface of the first emitter layer and is in contact with the first main electrode. In a gate turn-off thyristor having a short-circuit portion, where the interval between the short-circuit portions is d (cm), and the layer resistance in the low-resistance buffer layer is ρs (Ω/hole), ρs −K (1/d2) ( A gate turn-off thyristor characterized in that the value of ρs is set to satisfy the following relationship: 10-2≦K≦106). (2) According to claim 1, the distance d between the short circuit parts is twice the distance to the end of the pattern of the second emitter layer when projected onto the first emitter layer. Main gate turn-off thyristor. (3) The main gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein the value of K is set to satisfy 0.2≦K≦106. (4) The main gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein the value of is set to satisfy 0.2≦K≦104. (5) The main gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein a plurality of the short circuit portions are provided in the length direction of the second emitter layer. (6) The first emitter layer includes a low-resistance portion into which impurities of a first conductivity type are introduced at a high concentration, and a low-resistance portion surrounded by the low-resistance portion into which impurities of a first conductivity type are introduced at a low concentration. A main gate turn-off thyristor according to any one of claims 1 and 5, comprising a high resistance portion. (7) The main gate turn-off thyristor according to claim 6, wherein the impurity concentration in the high resistance portion of the first emitter layer is set to about 1/2 or less of that in the low resistance portion. (8) A main gate turn-off thyristor according to any one of claims 1 to 7, wherein the first emitter layer has a thickness of 30 μm or less. (9) A main gate turn-off thyristor according to any one of claims 1 to 8, wherein the gate turn-off thyristor is comprised of a main gate turn-off thyristor section and an amplification gate section. (10) The main gate turn-off thyristor according to claim 9, wherein the amplification gate section is provided with the short circuit section. (11) The main gate turn-off thyristor according to claim 10, wherein the value of said in the amplification gate section is smaller than that in the main gate turn-off thyristor section. (12) The main gate turn-off thyristor according to claim 9, wherein the amplification gate section is not provided with the short circuit section. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)第1導電型の第1エミッタ層上に第2導電型の低
抵抗バッファ層を介して第2導電型の高抵抗第1ベース
層及び第1導電型の第2ベース層がこの順に積層され、 上記第2ベース層上に複数個に分割された第2導電型の
第2エミッタ層が形成され、 上記第1エミッタ層及び第2エミッタ層にそれぞれ接触
する第1の主電極及び第2の主電極が形成され、 上記第2ベース層に接触するゲート電極が形成され、 上記低抵抗バッファ層の一部が上記第1エミッタ層表面
に露出してここに上記第1の主電極が接触する短絡部を
有するゲートターンオフサイリスタにおいて、 上記短絡部は上記第2エミッタ層の長さ方向に関しその
一部に限定して設けられ、 かつ上記短絡部の間隔をd(cm)、上記低抵抗バッフ
ァ層における層抵抗をρs(Ω/口)としたときに、 ρs=K(1/d^2) (ただし、10^−^2≦K≦10^6) の関係を満たすようにρsの値が設定されていることを
特徴とするゲートターンオフサイリスタ。 (2)前記短絡部の間隔dは、前記第2エミッタ層のパ
ターンを前記第1エミッタ層に投影した際にその端部ま
での2倍の距離にされている特許請求の範囲第1項に記
載のゲートターンオフサイリスタ。 (3)前記Kの値が、 0.2≦K≦10^6 を満たすように設定されている特許請求の範囲第1項に
記載のゲートターンオフサイリスタ。 (4)前記Kの値が、 0.2≦K≦10^4 を満たすように設定されている特許請求の範囲第1項に
記載のゲートターンオフサイリスタ。 (5)前記短絡部が前記第2エミッタ層の長さ方向に関
して複数個設けられている特許請求の範囲第1項に記載
のゲートターンオフサイリスタ。 (6)前記第1エミッタ層が第1導電型の不純物が高濃
度に導入された低抵抗部分と、この低抵抗部分を取り囲
むように形成され第1導電型の不純物が低濃度に導入さ
れた高抵抗部分とから構成されている特許請求の範囲第
1項、第5項のいずれかに記載のゲートターンオフサイ
リスタ。 (7)前記高抵抗部分における不純物濃度が前記低抵抗
部分のそれの約1/2以下に設定されている特許請求の
範囲第6項に記載のゲートターンオフサイリスタ。 (8)前記第1エミッタ層の厚みが30μm以下にされ
ている特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか一
つに記載のゲートターンオフサイリスタ。 (9)前記ゲートターンオフサイリスタが主ゲートター
ンオフサイリスタ部と増幅ゲート部とから構成されてい
る特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれか一つに
記載のゲートターンオフサイリスタ。 (10)前記増幅ゲート部には短絡部が設けられている
特許請求の範囲第9項に記載のゲートターンオフサイリ
スタ。 (11)前記増幅ゲート部における前記Kの値が主ゲー
トターンオフサイリスタ部におけるその値よりも小さく
されている特許請求の範囲第10項に記載のゲートター
ンオフサイリスタ。 (12)前記増幅ゲート部には短絡部が設けられていな
い特許請求の範囲第9項に記載のゲートターンオフサイ
リスタ。
[Scope of Claims] (1) A high-resistance first base layer of a second conductivity type and a high-resistance first base layer of a first conductivity type are formed on a first emitter layer of a first conductivity type via a low-resistance buffer layer of a second conductivity type. two base layers are stacked in this order, a second emitter layer of a second conductivity type divided into a plurality of parts is formed on the second base layer, and a second emitter layer is formed in contact with the first emitter layer and the second emitter layer, respectively. A first main electrode and a second main electrode are formed, a gate electrode is formed in contact with the second base layer, and a part of the low-resistance buffer layer is exposed on the surface of the first emitter layer, and the above-mentioned In a gate turn-off thyristor having a short-circuit portion with which the first main electrode comes into contact, the short-circuit portion is provided only in a part of the second emitter layer in the length direction, and the distance between the short-circuit portions is set to d( cm), and when the layer resistance in the above low-resistance buffer layer is ρs (Ω/mouth), the relationship ρs=K(1/d^2) (however, 10^-^2≦K≦10^6) A gate turn-off thyristor characterized in that the value of ρs is set so as to satisfy the following. (2) According to claim 1, the distance d between the short-circuit parts is twice the distance to the end of the pattern of the second emitter layer when projected onto the first emitter layer. Gate turn-off thyristor as described. (3) The gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein the value of K is set to satisfy 0.2≦K≦10^6. (4) The gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein the value of K is set to satisfy 0.2≦K≦10^4. (5) The gate turn-off thyristor according to claim 1, wherein a plurality of the short circuit portions are provided in the length direction of the second emitter layer. (6) The first emitter layer includes a low-resistance portion into which impurities of a first conductivity type are introduced at a high concentration, and a low-resistance portion surrounded by the low-resistance portion into which impurities of a first conductivity type are introduced at a low concentration. A gate turn-off thyristor according to any one of claims 1 and 5, comprising a high resistance portion. (7) The gate turn-off thyristor according to claim 6, wherein the impurity concentration in the high resistance portion is set to about 1/2 or less of that in the low resistance portion. (8) The gate turn-off thyristor according to any one of claims 1 to 7, wherein the first emitter layer has a thickness of 30 μm or less. (9) The gate turn-off thyristor according to any one of claims 1 to 8, wherein the gate turn-off thyristor includes a main gate turn-off thyristor section and an amplification gate section. (10) The gate turn-off thyristor according to claim 9, wherein the amplification gate section is provided with a short circuit section. (11) The gate turn-off thyristor according to claim 10, wherein the value of K in the amplification gate section is smaller than that in the main gate turn-off thyristor section. (12) The gate turn-off thyristor according to claim 9, wherein the amplification gate section is not provided with a short circuit section.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03101268A (en) * 1989-09-14 1991-04-26 Hitachi Ltd Gate turn off thyrister
JP2013534051A (en) * 2010-06-21 2013-08-29 アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー Phase-controlled thyristor with improved pattern of local emitter short-circuited dots

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