JPH03211738A - 双方向性２端子サイリスタ - Google Patents
双方向性２端子サイリスタInfo
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- JPH03211738A JPH03211738A JP667090A JP667090A JPH03211738A JP H03211738 A JPH03211738 A JP H03211738A JP 667090 A JP667090 A JP 667090A JP 667090 A JP667090 A JP 667090A JP H03211738 A JPH03211738 A JP H03211738A
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 30
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- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- JCALBVZBIRXHMQ-UHFFFAOYSA-N [[hydroxy-(phosphonoamino)phosphoryl]amino]phosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)NP(O)(=O)NP(O)(O)=O JCALBVZBIRXHMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は双方向性２端子サイリスタ、特に製造の歩留り
の向上に関するものである。
の向上に関するものである。
（従来技術とその問題点）
双方向性２端子サイリスタ、即ち第１図（ａ）の拡散平
面図と拡散断面図のように、ＰＮＰＮＰ （またはＮＰ
ＮＰＮ）の５層構造からなる双方向性２端子サイリスタ
は小型であって使用が簡単であるなどの理由から、最近
弱電回路例えば第２図のように、通信回線り、Ｌｘに侵
入したサージ性の電圧Ｅ５例えば雷サージから電子回路
Ａを保護する素子Ｚとしての使用が盛んである。この素
子は例えば第１図中に示す矢印方向の電流ｉを流す電圧
が印加されたとき、第３図（ａ）の点弧動作説明図のよ
うに、アバランシェ状態から増加する電流と横方向抵抗
ｒにもとづく横方向電圧降下（ｒＸｉ）が、ＰＮ接合部
Ｊ、の拡散電位以上になることにより、第３図（ｂ）の
ように点弧状態に移行する動作を行い、これにより雷サ
ージを側路して電子回路を保護する動作を行うもので、
以上と逆方向に電圧が印加された場合にも同様に動作す
る。
面図と拡散断面図のように、ＰＮＰＮＰ （またはＮＰ
ＮＰＮ）の５層構造からなる双方向性２端子サイリスタ
は小型であって使用が簡単であるなどの理由から、最近
弱電回路例えば第２図のように、通信回線り、Ｌｘに侵
入したサージ性の電圧Ｅ５例えば雷サージから電子回路
Ａを保護する素子Ｚとしての使用が盛んである。この素
子は例えば第１図中に示す矢印方向の電流ｉを流す電圧
が印加されたとき、第３図（ａ）の点弧動作説明図のよ
うに、アバランシェ状態から増加する電流と横方向抵抗
ｒにもとづく横方向電圧降下（ｒＸｉ）が、ＰＮ接合部
Ｊ、の拡散電位以上になることにより、第３図（ｂ）の
ように点弧状態に移行する動作を行い、これにより雷サ
ージを側路して電子回路を保護する動作を行うもので、
以上と逆方向に電圧が印加された場合にも同様に動作す
る。
また雷サージの通過後においては双方向性２端子サイリ
スタＺは、第２図の電圧Ｅ。を遮断して直ちにオフ状態
に移行して自動復旧して次のサージの来襲を待機するが
、このような自動復旧状態をうるためには、第３図（１
））に示す保持電流値１゜が極めて重要であり、この保
持電流値１．がここで、Ｒは回路抵抗 を満足することが必要である。また更にこれに加えて保
持電流値にばらつきがあり、所要の１．が得られないと
きには自動復旧動作が得られにくくなることから、量産
に当たってはＩＨのばらつきを少な（することが要求さ
れる。
スタＺは、第２図の電圧Ｅ。を遮断して直ちにオフ状態
に移行して自動復旧して次のサージの来襲を待機するが
、このような自動復旧状態をうるためには、第３図（１
））に示す保持電流値１゜が極めて重要であり、この保
持電流値１．がここで、Ｒは回路抵抗 を満足することが必要である。また更にこれに加えて保
持電流値にばらつきがあり、所要の１．が得られないと
きには自動復旧動作が得られにくくなることから、量産
に当たってはＩＨのばらつきを少な（することが要求さ
れる。
ところで保持電流値１．はよく知られるように、サイリ
スタを形成する各層の不純物濃度、層厚。
スタを形成する各層の不純物濃度、層厚。
更にはキャリアタイムライフ等の制御によって定まるが
、これらの制御によりばらつき少なく所要の保持電流１
の素子を得るためには、製造工程上精密な制御が要求さ
れるため、その実現には困難がある。しかも一般に製造
原料にもばらつきがあるため、保持電流Ｉ□にばらつき
を生ずるのを避けることができず、多数製造された素子
のうちから要求された保持電流値をもつものを選別Ｕ−
ざるを得ない。従って従来においては製造の歩留りが悪
く、製品コストの上昇を招くのをまぬがれ得ない。
、これらの制御によりばらつき少なく所要の保持電流１
の素子を得るためには、製造工程上精密な制御が要求さ
れるため、その実現には困難がある。しかも一般に製造
原料にもばらつきがあるため、保持電流Ｉ□にばらつき
を生ずるのを避けることができず、多数製造された素子
のうちから要求された保持電流値をもつものを選別Ｕ−
ざるを得ない。従って従来においては製造の歩留りが悪
く、製品コストの上昇を招くのをまぬがれ得ない。
（発明の目的）
本発明は、製造プロセス上のばらつきを生じること少な
く所要の保持電流値をもつ素子が得られる素子構造を提
供し、製造の歩留まりの向上などを図ったものである。
く所要の保持電流値をもつ素子が得られる素子構造を提
供し、製造の歩留まりの向上などを図ったものである。
（問題点を解決するための本発明の手段）前記第１図の
双方向性２端子サイリスタは、Ｐ型基板（ベース基板）
の両面にベース拡散部であるＮ、、Ｎ２層を設け、また
１面のＮ１層中にはエミッタ拡散部であるｐＨ層とオー
ミック拡散部であるＮ１□層をそれぞれがＮ、層を突き
抜けて表面に間隔をおいて島状に露出するように設ける
と共に、前記他面のＮ２層中にはエミッタ拡散部である
ｐｚｔ層とオーミック拡散部であるＮ２□層を、前記Ｐ
ｌ １層とＮ０層が対向位置し、ｐｚ＋層にはＮ Ｉ
２層が対向位置するように島状に設けて、ＮＩ＋ｐＨ
＋ＮＩ２層とＮ ２＋ Ｐ Ｒ，＋ Ｎ ２２層とを金
属電極Ｍ、、Ｍ。
双方向性２端子サイリスタは、Ｐ型基板（ベース基板）
の両面にベース拡散部であるＮ、、Ｎ２層を設け、また
１面のＮ１層中にはエミッタ拡散部であるｐＨ層とオー
ミック拡散部であるＮ１□層をそれぞれがＮ、層を突き
抜けて表面に間隔をおいて島状に露出するように設ける
と共に、前記他面のＮ２層中にはエミッタ拡散部である
ｐｚｔ層とオーミック拡散部であるＮ２□層を、前記Ｐ
ｌ １層とＮ０層が対向位置し、ｐｚ＋層にはＮ Ｉ
２層が対向位置するように島状に設けて、ＮＩ＋ｐＨ
＋ＮＩ２層とＮ ２＋ Ｐ Ｒ，＋ Ｎ ２２層とを金
属電極Ｍ、、Ｍ。
により短絡した構造をもつ。なお、ＩはＳ ｉ Ｏを膜
などによる絶縁膜である。
などによる絶縁膜である。
即ちこの構造においてはエミッタ拡散部である第１層お
よび第５層におけるＰｌ＋およびｐｚ＋と、ベース拡散
部である第２層および第４層であるＮ Ｉ ＋Ｎ２層の
、金属電極Ｍ ＋ 、 Ｍ ｚとのオーミック性確保の
ために設けられているオーミック拡散部ＮＩ！とＮ！２
層とが分離しており、不純物濃度や層厚などが製造プロ
セス上のばらつきの影響を受は易い。
よび第５層におけるＰｌ＋およびｐｚ＋と、ベース拡散
部である第２層および第４層であるＮ Ｉ ＋Ｎ２層の
、金属電極Ｍ ＋ 、 Ｍ ｚとのオーミック性確保の
ために設けられているオーミック拡散部ＮＩ！とＮ！２
層とが分離しており、不純物濃度や層厚などが製造プロ
セス上のばらつきの影響を受は易い。
このため素子のターンオン、およびターンオフ移行特性
を決定する素子パラメータである第２層Ｎ１層（ベース
拡散部）と、第４層のＮ２ Ｎ （ベース拡散部）の横
方向抵抗値ｒ（第１図参照）も、製造プロセス上の影響
を受けてばらつきが多くなり、電気特性的には保持電流
ＩＨ、ターンオン時間、ターンオフ時間などにばらつき
を生じて製造の歩留りを低下する。
を決定する素子パラメータである第２層Ｎ１層（ベース
拡散部）と、第４層のＮ２ Ｎ （ベース拡散部）の横
方向抵抗値ｒ（第１図参照）も、製造プロセス上の影響
を受けてばらつきが多くなり、電気特性的には保持電流
ＩＨ、ターンオン時間、ターンオフ時間などにばらつき
を生じて製造の歩留りを低下する。
本発明は以上から前記拡散部であるＮ１とＮ２層の横方
向電流経路部に、プロセス的に安定した高抵抗部分を作
れば、製造上における横方向抵抗値、即ち電流経路部の
抵抗のばらつきを少なくできることを着想してなされた
ものであって、その特徴きするところは次の点にある。
向電流経路部に、プロセス的に安定した高抵抗部分を作
れば、製造上における横方向抵抗値、即ち電流経路部の
抵抗のばらつきを少なくできることを着想してなされた
ものであって、その特徴きするところは次の点にある。
即ち本発明においては第４図（ａ）［有］）に示す本発
明の一実施例の拡散平面図および拡散断面図のように、
オーミック拡散部である第２層と第４層におけるＮ１２
層とＮ２□層のマスクパターンと、第１層と第５層にお
けるエミッタ拡散部であるＰ １１層とＰ ２１層のマ
スクパターンとの１界部に重なり部分０、即ち高不純物
濃度同士の補償領域を形成したことを特徴とするもので
ある。
明の一実施例の拡散平面図および拡散断面図のように、
オーミック拡散部である第２層と第４層におけるＮ１２
層とＮ２□層のマスクパターンと、第１層と第５層にお
けるエミッタ拡散部であるＰ １１層とＰ ２１層のマ
スクパターンとの１界部に重なり部分０、即ち高不純物
濃度同士の補償領域を形成したことを特徴とするもので
ある。
以上のような構成とすれば製造上における保持電流１８
などのばらつきを少なくでき、歩留りを向上できる。
などのばらつきを少なくでき、歩留りを向上できる。
第５図は保持電流値１□の製造ロフト内における設計狙
い値に対するばらつきを従来構造と本発明構造によるも
のとを比較した図である。この結果から本発明によれば
製造のばらつきを従来のものに比べて著しく少な（でき
ることが判る。
い値に対するばらつきを従来構造と本発明構造によるも
のとを比較した図である。この結果から本発明によれば
製造のばらつきを従来のものに比べて著しく少な（でき
ることが判る。
なお以上においてはＰ Ｎ Ｐ Ｎ Ｐの導電型のもの
について説明したが、ＮＰＮＰＮの導電型のものについ
ても同様に適用できることは云うまでもない。また信頼
性確保のために従来使用されている手段を適用できるこ
とは云うまでもない。
について説明したが、ＮＰＮＰＮの導電型のものについ
ても同様に適用できることは云うまでもない。また信頼
性確保のために従来使用されている手段を適用できるこ
とは云うまでもない。
（発明の効果）
以上から明らかなように、サージ通過後の自動復帰動作
を決める極めて重要な要素である保持電流値のばらつき
少なく双方向性２端子サイリスタを量産できるので、製
造コストの低下を図りうるすぐれた効果が得られる。
を決める極めて重要な要素である保持電流値のばらつき
少なく双方向性２端子サイリスタを量産できるので、製
造コストの低下を図りうるすぐれた効果が得られる。
第１図、第２図および第３図は従来構造の説明図、使用
例図および動作説明図、第４図は本発明の一実施例の説
明図、第５図は従来品と本発明品における製造ロット内
の保持電流の分布図である。 Ｐ・・・半導体基板（ベース基板）、 Ｎ、、Ｎ、・・・ベース拡散部、 ＰＩＩ＋Ｐ２１・・
・エミッタ拡散部、 Ｎｌ！ＩＮＫ□・・・オーミック
拡散部、０・・・重なり部。
例図および動作説明図、第４図は本発明の一実施例の説
明図、第５図は従来品と本発明品における製造ロット内
の保持電流の分布図である。 Ｐ・・・半導体基板（ベース基板）、 Ｎ、、Ｎ、・・・ベース拡散部、 ＰＩＩ＋Ｐ２１・・
・エミッタ拡散部、 Ｎｌ！ＩＮＫ□・・・オーミック
拡散部、０・・・重なり部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｐ（Ｎ）半導体基板の両面にそれぞれベース拡散部であ
るＮ（Ｐ）層を設け、また上記一面のＮ（Ｐ）層内には
このＮ（Ｐ）層を突き抜け、かつ間隔をおいて表面に島
状に露出するエミッタ拡散部であるＰ（Ｎ）層とオーミ
ック拡散部であるＮ（Ｐ）層を設けると共に、ベース拡
散部である前記他面のＮ（Ｐ）層内には前記一面のエミ
ッタ拡散部であるＮ（Ｐ）層と対向位置するオーミック
拡散部であるＰ（Ｎ）層と、オーミック拡散部であるＮ
（Ｐ）層に対向位置するエミッタ拡散部であるＰ（Ｎ）
層を、それぞれがＮ（Ｐ）層を突き抜け、かつ間隔をお
いて島状に表面に露出するように設けて、両面における
エミッタ拡散部であるＰ（Ｎ）層とオーミック拡散部で
あるＮ（Ｐ）層およびベース拡散部であるＮ（Ｐ）をそ
れぞれ金属電極により短絡した双方向性２端子サイリス
タにおいて、 前記一面と他面のベース拡散部Ｎ（Ｐ）層に設けたエミ
ッタ拡散部であるＰ（Ｎ）層相互およびオーミック拡散
部であるＮ（Ｐ）層相互間に重なり部をもたせたことを
特徴とする双方向性２端子サイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP667090A JP2823919B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 双方向性２端子サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP667090A JP2823919B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 双方向性２端子サイリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211738A true JPH03211738A (ja) | 1991-09-17 |
| JP2823919B2 JP2823919B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=11644813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP667090A Expired - Fee Related JP2823919B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 双方向性２端子サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2823919B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP667090A patent/JP2823919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2823919B2 (ja) | 1998-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |