JPH039570A - 導電変調型電界効果トランジスタ - Google Patents
導電変調型電界効果トランジスタInfo
- Publication number
- JPH039570A JPH039570A JP14633889A JP14633889A JPH039570A JP H039570 A JPH039570 A JP H039570A JP 14633889 A JP14633889 A JP 14633889A JP 14633889 A JP14633889 A JP 14633889A JP H039570 A JPH039570 A JP H039570A
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- Japan
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- anode
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- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 15
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
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、電力用スイッチング素子として用いられる導
電変調型電界効果トランジスタに関する。
電変調型電界効果トランジスタに関する。
−ａに、この種の導電変調型電界効果トランジスタの代
表的な例として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉ
ｎｓｕ ｆａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ：以下■ＧＢＴと言う）があ
る。このＩＧＢＴはスイッヂングトランジスタとして広
く利用されている。ここでは、このＩＧＢＴに関しての
み述べる。
表的な例として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉ
ｎｓｕ ｆａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ：以下■ＧＢＴと言う）があ
る。このＩＧＢＴはスイッヂングトランジスタとして広
く利用されている。ここでは、このＩＧＢＴに関しての
み述べる。
第４図はＩＧＢＴを説明するための断面図である。この
Ｉ ＧＢＴは、ｐ型半導体基板の一主面上に並べて形成
された１１＋型ソース領域１及びチャンネルを形成する
ゲート領域と、このｎ＋型ソー大領域１の下方に接しゲ
ート領域に連なるｎ−型のドレーン領域３と、このドレ
ーン領域３と下方に接して形成されたｐ型アノード領域
４とを有している。
Ｉ ＧＢＴは、ｐ型半導体基板の一主面上に並べて形成
された１１＋型ソース領域１及びチャンネルを形成する
ゲート領域と、このｎ＋型ソー大領域１の下方に接しゲ
ート領域に連なるｎ−型のドレーン領域３と、このドレ
ーン領域３と下方に接して形成されたｐ型アノード領域
４とを有している。
このＩＧＢＴの動作は、ゲートを極１２に電圧を印加さ
せることで、第１のチャンネル２に反転層を形成し、ｎ
＋＋ソース領域１から第１のチャンネル２に、この第１
のチャンネル２からドレーン領域３へと多数キャリアを
流すことでターンオンを始める。ドレーン領域３に多数
のキャリアが流入すると、ドレーン領域３とアノード領
域４の間のＰＮ接合５が順バイアスされ、アノード領域
４からドレーン領域３に小数キャリアが注入される。こ
のとき、過剰に注入されるキャリアによってドレーン領
域３中の伝導度を変調させ、この部分の抵抗が著しく低
減される。
せることで、第１のチャンネル２に反転層を形成し、ｎ
＋＋ソース領域１から第１のチャンネル２に、この第１
のチャンネル２からドレーン領域３へと多数キャリアを
流すことでターンオンを始める。ドレーン領域３に多数
のキャリアが流入すると、ドレーン領域３とアノード領
域４の間のＰＮ接合５が順バイアスされ、アノード領域
４からドレーン領域３に小数キャリアが注入される。こ
のとき、過剰に注入されるキャリアによってドレーン領
域３中の伝導度を変調させ、この部分の抵抗が著しく低
減される。
一方、このＩＧＢＴのターンオフは、ゲート電極１２に
印加された電圧をしきい値以下にし、ソース領域１から
の多数キャリアの流入を止めることで始まる。
印加された電圧をしきい値以下にし、ソース領域１から
の多数キャリアの流入を止めることで始まる。
第５図は第４図に示すＩＧＢＴのターンオフの波形を示
すタイムチャートである。しかしながら、このＩＧＢＴ
をターンオフしても、オン状態を維持し、ドレーン領域
中に蓄積された小数キャリアがすぐに流れず、この蓄積
された小数キャリアが排出されるまで電流が流れる。ま
た、ドレーン領域３中の多数キャリアはアノード領域４
を通って排出されるが、このとき、新たに小数キャリア
の注入を引き起してしまい、その結果、第５図に示すよ
うに、Ｉ ＧＢＴのドレーン電流は裾を引いたように流
れて消滅する。
すタイムチャートである。しかしながら、このＩＧＢＴ
をターンオフしても、オン状態を維持し、ドレーン領域
中に蓄積された小数キャリアがすぐに流れず、この蓄積
された小数キャリアが排出されるまで電流が流れる。ま
た、ドレーン領域３中の多数キャリアはアノード領域４
を通って排出されるが、このとき、新たに小数キャリア
の注入を引き起してしまい、その結果、第５図に示すよ
うに、Ｉ ＧＢＴのドレーン電流は裾を引いたように流
れて消滅する。
このように、ＩＧＢＴが完全にターンオフする迄の時間
が長くかかることは、このＩ Ｇ Ｂ Ｔを使用する際
に、回路上の問題が種々起きてくる。従って、この時間
が短い程、スイッチング特性が優れていることである。
が長くかかることは、このＩ Ｇ Ｂ Ｔを使用する際
に、回路上の問題が種々起きてくる。従って、この時間
が短い程、スイッチング特性が優れていることである。
近年、このターンオフ時間を短縮するために種々の提案
がなされてきた。
がなされてきた。
第６図は従来の第１の例を示すＩＧＢＴの断面図である
。ターンオフを短くした例として、例えば、特開昭６０
−１１７６７３号公報に記載されているように、ドレー
ン領域３とアノード領域４との間に高濃度のｎ＋型領領
域６形成し、ターンオフ時にドレーン領域３からアノー
ド領域４へ抜ける多数キャリアを抑制し、アノード領域
４からドレーン領域３へ再注入される小数キャリアを低
減させ、完全にターンオフするまでの時間を短くしたも
のである。
。ターンオフを短くした例として、例えば、特開昭６０
−１１７６７３号公報に記載されているように、ドレー
ン領域３とアノード領域４との間に高濃度のｎ＋型領領
域６形成し、ターンオフ時にドレーン領域３からアノー
ド領域４へ抜ける多数キャリアを抑制し、アノード領域
４からドレーン領域３へ再注入される小数キャリアを低
減させ、完全にターンオフするまでの時間を短くしたも
のである。
第７図は従来の第２の例を示すｒＧＢＴの断面図である
。また、別のＩ ＧＢＴの例として、例えば、特開昭６
３１１８６７５号公報に記載されているように、第２の
従来例で述べた高濃度の領域６の一部に第２の電極１３
を形成し、この高濃度の領域６に第２の電８ｉ１３を介
して外部から制御することによって、余剰キャリアを逃
し、ターンオフ時間を短くしたものである。
。また、別のＩ ＧＢＴの例として、例えば、特開昭６
３１１８６７５号公報に記載されているように、第２の
従来例で述べた高濃度の領域６の一部に第２の電極１３
を形成し、この高濃度の領域６に第２の電８ｉ１３を介
して外部から制御することによって、余剰キャリアを逃
し、ターンオフ時間を短くしたものである。
上述した従来のＩＧＢＴは、いずれも、ドレーン領域に
キャリアを導入することにより、導電変調を起させ、オ
ン抵抗を下げている。しかしながら、ドレーン領域に蓄
積されたキャリアは、ゲートオフ後も、ドレーン領域に
残り、ターンオフ時間の短縮には不十分であるという欠
点がある。
キャリアを導入することにより、導電変調を起させ、オ
ン抵抗を下げている。しかしながら、ドレーン領域に蓄
積されたキャリアは、ゲートオフ後も、ドレーン領域に
残り、ターンオフ時間の短縮には不十分であるという欠
点がある。
本発明の目的は、完全にターンオフするまでの時間を短
くすることによってスイッチング特性のより良い導電変
調型電界効果トランジスタを提供することである。
くすることによってスイッチング特性のより良い導電変
調型電界効果トランジスタを提供することである。
本発明の導電変調型電界効果トランジスタは、−導電型
半導体基板の一主面に並べて形成された一導電型ソース
領域及び第１のゲートと、このゲートと連なる逆導電型
ドレーン領域の一方向に接して設けられた高濃度の逆導
電型領域と、この逆導電型領域の前記一方向に接して形
成された一導電型アノード領域とを有する導電変調型電
界効果トランジスタにおいて、前記アノード領域の一部
に設けられた逆導電型領域とこの逆導電型領域と前記高
濃度の逆導電型領域とを跨がり被覆する絶縁股上に形成
された第２のゲートとで構成されるとともにこの第２の
ゲートに電圧を印加することによって前記アノード領域
と前記ドレーン領域を導通させるＭＯＳ型電界効果トラ
ンジスタを備え構成される。
半導体基板の一主面に並べて形成された一導電型ソース
領域及び第１のゲートと、このゲートと連なる逆導電型
ドレーン領域の一方向に接して設けられた高濃度の逆導
電型領域と、この逆導電型領域の前記一方向に接して形
成された一導電型アノード領域とを有する導電変調型電
界効果トランジスタにおいて、前記アノード領域の一部
に設けられた逆導電型領域とこの逆導電型領域と前記高
濃度の逆導電型領域とを跨がり被覆する絶縁股上に形成
された第２のゲートとで構成されるとともにこの第２の
ゲートに電圧を印加することによって前記アノード領域
と前記ドレーン領域を導通させるＭＯＳ型電界効果トラ
ンジスタを備え構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明による第１の実施例を示すＩＧＢＴの断
面図である。このＩＧＢＴは、同図に示すように、高濃
度のｎ＋型領領域６一部と、アノード領域４に形成され
たｎ型領域と、これら二つの領域を跨がり被覆する絶縁
膜１４を介して形成された第２のゲート電極７とでなる
ＭＯＳ型電界効果トランジスタを設けたことである。そ
れ以外は従来例と同じである。
面図である。このＩＧＢＴは、同図に示すように、高濃
度のｎ＋型領領域６一部と、アノード領域４に形成され
たｎ型領域と、これら二つの領域を跨がり被覆する絶縁
膜１４を介して形成された第２のゲート電極７とでなる
ＭＯＳ型電界効果トランジスタを設けたことである。そ
れ以外は従来例と同じである。
第２図（ａ）〜（ｃ）は第１図のＩＧＢＴのターンオン
オフにおけるアノードとソース間の電流及び第２のゲー
ト電極に電圧を印加するタイミングを示すタイムチャー
ト図である０次に、このＩＧＢＴの動作を説明する。ま
ず、第２図に示すように、ＩＧＢＴがオン、すなわち、
ゲート電極１２に電圧を印加する。このとき、第２のゲ
ート電極７はアノード電位に対して負または零の電位を
与えておくことである。これによって、第２のゲート電
極７の直下では、ホールが８ｍされ、高濃度のｎ′型領
領域６ｎ型領域８との間はオフ状態になる。
オフにおけるアノードとソース間の電流及び第２のゲー
ト電極に電圧を印加するタイミングを示すタイムチャー
ト図である０次に、このＩＧＢＴの動作を説明する。ま
ず、第２図に示すように、ＩＧＢＴがオン、すなわち、
ゲート電極１２に電圧を印加する。このとき、第２のゲ
ート電極７はアノード電位に対して負または零の電位を
与えておくことである。これによって、第２のゲート電
極７の直下では、ホールが８ｍされ、高濃度のｎ′型領
領域６ｎ型領域８との間はオフ状態になる。
次に、ＩＧＢＴをオフするときは、Ｉ ＧＢＴのゲート
電極１２に印加する電圧をオフすると同時に第２のゲー
ト電極にアノード電極に対して正の電圧を印加する。こ
のことにより、第２のゲート電極７の直下のｐ型の第２
のチャンネル９に反転層が形成され、ｎ＋型領領域６ｎ
型領域８との間はオン状態になる。このとき、ドレーン
領域３に蓄積された電子がｎ＋型領領域６ら第２のチャ
ンネル９を経てｎ型領域８に流れ、アノード電極１１を
経て外部に流れ消滅する。
電極１２に印加する電圧をオフすると同時に第２のゲー
ト電極にアノード電極に対して正の電圧を印加する。こ
のことにより、第２のゲート電極７の直下のｐ型の第２
のチャンネル９に反転層が形成され、ｎ＋型領領域６ｎ
型領域８との間はオン状態になる。このとき、ドレーン
領域３に蓄積された電子がｎ＋型領領域６ら第２のチャ
ンネル９を経てｎ型領域８に流れ、アノード電極１１を
経て外部に流れ消滅する。
第３図は本発明の第２の実施例を示すＩ ＧＢＴの断面
図である。このＩＧＢＴは、裏面のアノード領域４にｎ
＋型領領域６引出すｎ＋型型数散層１５、アノード領域
４にｎ型領域８ａを形成し、この拡散層１５とｎ型領域
８とを跨がり被覆する絶縁膜１４ａの上に第２のゲート
電極を作りＭＯＳ型電界効果トランジスタを形成したこ
とである。
図である。このＩＧＢＴは、裏面のアノード領域４にｎ
＋型領領域６引出すｎ＋型型数散層１５、アノード領域
４にｎ型領域８ａを形成し、この拡散層１５とｎ型領域
８とを跨がり被覆する絶縁膜１４ａの上に第２のゲート
電極を作りＭＯＳ型電界効果トランジスタを形成したこ
とである。
その他は、従来例と同じである。
この実施例は前述の実施例に比べ、半導体基板の表裏に
二面に素子を形成するので、半導体素子の小型化あるい
は集積化に際しては有利である。
二面に素子を形成するので、半導体素子の小型化あるい
は集積化に際しては有利である。
このように、ＭＯ３電界効果トランジスタをドレーン領
域とアノード領域に跨がって形成し、強制的に過剰の電
子を流してしまうので、従来のように裾を切るように長
びくことなく完全にカットオフ出来るという利点がある
。
域とアノード領域に跨がって形成し、強制的に過剰の電
子を流してしまうので、従来のように裾を切るように長
びくことなく完全にカットオフ出来るという利点がある
。
以上説明したように本発明では、ターンオフ時に、ドレ
ーン領域中の過剰なキャリアを短時間で強制的に流すＭ
ＯＳ型電界効果トランジスタをドレーン領域とアノード
領域とに跨がって作り、このトランジスタのゲートを制
御することによって、完全にターンオフまでの時間を大
幅に短縮出来る導電変調型電界効果トランジスタが得ら
れるという効果がある。
ーン領域中の過剰なキャリアを短時間で強制的に流すＭ
ＯＳ型電界効果トランジスタをドレーン領域とアノード
領域とに跨がって作り、このトランジスタのゲートを制
御することによって、完全にターンオフまでの時間を大
幅に短縮出来る導電変調型電界効果トランジスタが得ら
れるという効果がある。
第１図は本発明による第１の実施例を示すＩＧＢＴの断
面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は第１図のＩＧＢＴのター
ンオンオフにおけるアノードとソース間の電流及び第２
のゲート電極に電圧を印加するタイミングを示すタイム
チャート図、第３図は本発明の第２の実施例を示すＩＧ
ＢＴの断面図、第４図はｒＧＢＴを説明するための断面
図、第５図は第４図に示すｒＧＢＴのターンオフの波形
を示すタイムチャート、第６図は従来の第１の例を示す
ＩＧＢＴの断面図、第７図は従来の第２の例を示すＩＧ
ＢＴの断面図である。 １・・・ソース領域、２・・・第１のチャンネル、３・
・・ドレーン領域、４・・・アノード領域、５・・・Ｐ
Ｎ接合、６・・・ｎ＋型領領域７・・・第２のゲート電
極、８．８ａ・・・ｎ型領域、９・・・第２のチャンネ
ル、１０・・・ソース電極、１１・・・アノード電極、
１２・・・第１のゲート電極、１３・・・第２の電極、
１４．１４ａ・・・絶縁膜、１５・・・ｎ＋型領領域
面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は第１図のＩＧＢＴのター
ンオンオフにおけるアノードとソース間の電流及び第２
のゲート電極に電圧を印加するタイミングを示すタイム
チャート図、第３図は本発明の第２の実施例を示すＩＧ
ＢＴの断面図、第４図はｒＧＢＴを説明するための断面
図、第５図は第４図に示すｒＧＢＴのターンオフの波形
を示すタイムチャート、第６図は従来の第１の例を示す
ＩＧＢＴの断面図、第７図は従来の第２の例を示すＩＧ
ＢＴの断面図である。 １・・・ソース領域、２・・・第１のチャンネル、３・
・・ドレーン領域、４・・・アノード領域、５・・・Ｐ
Ｎ接合、６・・・ｎ＋型領領域７・・・第２のゲート電
極、８．８ａ・・・ｎ型領域、９・・・第２のチャンネ
ル、１０・・・ソース電極、１１・・・アノード電極、
１２・・・第１のゲート電極、１３・・・第２の電極、
１４．１４ａ・・・絶縁膜、１５・・・ｎ＋型領領域
Claims (1)
- 一導電型半導体基板の一主面に並べて形成された一導電
型ソース領域及び第１のゲートと、このゲートと連なる
逆導電型ドレーン領域の一方向に接して設けられた高濃
度の逆導電型領域と、この逆導電型領域の前記一方向に
接して形成された一導電型アノード領域とを有する導電
変調型電界効果トランジスタにおいて、前記アノード領
域の一部に設けられた逆導電型領域とこの逆導電型領域
と前記高濃度の逆導電型領域とを跨がり被覆する絶縁膜
上に形成された第２のゲートとで構成されるとともにこ
の第２のゲートに電圧を印加することによつて前記アノ
ード領域と前記ドレーン領域を導通させるＭＯＳ型電界
効果トランジスタを有することを特徴とする導電変調型
電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146338A JP2876625B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 導電変調型電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146338A JP2876625B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 導電変調型電界効果トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039570A true JPH039570A (ja) | 1991-01-17 |
| JP2876625B2 JP2876625B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=15405437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1146338A Expired - Fee Related JP2876625B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 導電変調型電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876625B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10334797B3 (de) * | 2003-07-30 | 2005-05-25 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit einer einen p- oder n-Kanal Transistor aufweisenden Feldstoppschicht |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6457674A (en) * | 1987-02-26 | 1989-03-03 | Toshiba Corp | Conductivity-modulation mosfet |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP1146338A patent/JP2876625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6457674A (en) * | 1987-02-26 | 1989-03-03 | Toshiba Corp | Conductivity-modulation mosfet |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10334797B3 (de) * | 2003-07-30 | 2005-05-25 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit einer einen p- oder n-Kanal Transistor aufweisenden Feldstoppschicht |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2876625B2 (ja) | 1999-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |