JPH04343475A - Insulating gate type bipolar transistor - Google Patents

Insulating gate type bipolar transistor

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JPH04343475A
JPH04343475A JP11631791A JP11631791A JPH04343475A JP H04343475 A JPH04343475 A JP H04343475A JP 11631791 A JP11631791 A JP 11631791A JP 11631791 A JP11631791 A JP 11631791A JP H04343475 A JPH04343475 A JP H04343475A
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type
layer
base layer
drain
bipolar transistor
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Masahiro Yamamoto
昌弘 山本
Naoto Kato
直人 加藤
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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

Abstract

PURPOSE:To provide an insulating gate type bipolar transistor that allows faster switching at turn off by annihilating the accumulated carrier on the base layer with an ON voltage dropped. CONSTITUTION:A p type base layer 3, n<+> type source layer 4 and p<+> type drain layer 5 are formed on the surface of an n<-> base layer 2 located on a silicon substrate. On the surface of the n<-> type base layer 2, an electrode 8 is formed through a gate insulating film 7, while a source electrode 9 is arranged so that it simultaneously contact both the p type base layer 3 and n<+> type source layer 4, and a drain electrode 10 is arranged contacted with a p<+> type drain layer 5. N type buffer layers 11, 12 and 13 are selectively formed on the surface of the n<->type base layer 2 locating between the p type base layer 3 and p<+> type drain layer 5, and the drain electrode 10 is contacted with these n<+> type buffers 11, 12 and 13 through a resistor 16.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、絶縁ゲート型バイポ
ーラトランジスタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulated gate bipolar transistor.

【0002】0002

【従来の技術】絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(
導電度変調型MOSFET)において、特開平2−13
8774号公報にはアノードショート構成にてターンオ
フ時のスイッチング特性を改善する技術が開示されてい
る。これは、図15に示すように、ドレイン層26内に
ドレイン領域とは導電型の異なる拡散層27を形成し、
この拡散層27にドレイン電極28をコンタクトさせて
いる。
[Prior art] Insulated gate bipolar transistor (
In conductivity modulated MOSFET), JP-A-2-13
Japanese Patent No. 8774 discloses a technique for improving switching characteristics at turn-off with an anode short configuration. As shown in FIG. 15, this forms a diffusion layer 27 in the drain layer 26 with a conductivity type different from that of the drain region.
A drain electrode 28 is brought into contact with this diffusion layer 27.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
すると、ドレイン層26からベース層29への正孔の注
入が抑制され、導電変調の効果が充分得られずオン電圧
が高くなってしまう。この発明の目的は、オン電圧を下
げたままで、ベース層に蓄積したキャリアを速やかに消
滅させてターンオフ時のスイッチング速度を速くするこ
とができる絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを提供
することにある。
However, in this case, the injection of holes from the drain layer 26 to the base layer 29 is suppressed, and the effect of conduction modulation cannot be obtained sufficiently, resulting in an increase in the on-state voltage. An object of the present invention is to provide an insulated gate bipolar transistor that can quickly eliminate carriers accumulated in the base layer while keeping the on-state voltage low, thereby increasing the switching speed at turn-off.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
と、前記半導体基板の表面に選択的に形成された第1導
電型のベース層と、前記ベース層の表面に選択的に形成
された第2導電型のソース層と、前記半導体基板の表面
に形成された第1導電型のドレイン層と、前記半導体基
板の表面にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
と、前記ソース層とベース層に同時にコンタクトして配
設されたソース電極と、前記ドレイン層にコンタクトし
て配設されたドレイン電極とを有する絶縁ゲート型バイ
ポーラトランジスタにおいて、前記ベース層と前記ドレ
イン層との間の半導体基板の表面に、選択的に第2導電
型の拡散層が形成され、この拡散層に前記ドレイン電極
が抵抗を介してコンタクトしている絶縁ゲート型バイポ
ーラトランジスタをその要旨とするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes a semiconductor substrate, a base layer of a first conductivity type selectively formed on the surface of the semiconductor substrate, and a base layer of a first conductivity type selectively formed on the surface of the base layer. a source layer of a second conductivity type; a drain layer of a first conductivity type formed on the surface of the semiconductor substrate; a gate electrode formed on the surface of the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween; In an insulated gate bipolar transistor having a source electrode disposed in simultaneous contact with a base layer and a drain electrode disposed in contact with the drain layer, a semiconductor layer between the base layer and the drain layer is provided. The gist is an insulated gate bipolar transistor in which a second conductivity type diffusion layer is selectively formed on the surface of a substrate, and the drain electrode is in contact with this diffusion layer via a resistor.

【0005】[0005]

【作用】ターンオン時に、大電流が流れてベース層内の
キャリア密度がドレイン層の不純物濃度よりも大きくな
ると、ドレイン層の注入効率が低下するが、拡散層によ
り電子をドレインにバイパスする構造をもつため過剰に
キャリア密度が高くなることもなく、ドレイン層の注入
効果の低下が抑えられる。又、ターンオフ時に、ゲート
電極の下のチャネル領域の反転層が消失してソース層か
らの電子注入がなくなった状態で、素子内に蓄積された
電子は低注入になるまでベース層内の拡散層に排出され
、正孔はベース層を通ってソース層に抜ける。よって、
短絡抵抗を介して蓄積キャリアの消失動作が行われるこ
とになり、ターンオフ時のスイッチング速度は速いもの
となる。
[Effect] When a large current flows during turn-on and the carrier density in the base layer becomes higher than the impurity concentration in the drain layer, the injection efficiency of the drain layer decreases, but the structure has a structure in which electrons are bypassed to the drain by the diffusion layer. Therefore, the carrier density does not become excessively high, and the drop in the injection effect of the drain layer can be suppressed. Furthermore, at turn-off, when the inversion layer in the channel region under the gate electrode disappears and no electron injection from the source layer occurs, the electrons accumulated in the device are transferred to the diffusion layer in the base layer until the injection becomes low. The holes pass through the base layer to the source layer. Therefore,
Accumulated carriers are dissipated via the short-circuit resistor, and the switching speed at turn-off is increased.

【0006】[0006]

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図1は横型の絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ(導電変調型MOSFET)の平面図を
示し、図2には図1のA−A断面を示す。図3は図1の
B−B断面を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a plan view of a horizontal insulated gate bipolar transistor (conductivity modulation type MOSFET), and FIG. 2 shows a cross section taken along line AA in FIG. FIG. 3 shows a cross section taken along line BB in FIG.

【0007】n+ 型のシリコン基板1上にエピタキャ
ル成長による高抵抗n− 型ベース層2が形成され、半
導体基板を構成している。尚、シリコン基板1はp− 
又はp+ 型でもよい。n− 型ベース層2の表面には
p型ベース層3が形成され、その中に選択的にn+ 型
ソース層4が形成されている。又、n− 型ベース層2
の表面にはp+ 型ドレイン層5が形成されている。そ
して、p型ベース層3におけるn+ 型ソース層4とn
− 型ベース層2に挟まれた領域をチャネル領域6とし
て、この上にゲート絶縁膜7を介してゲート電極8が配
置されている。ソース電極9はn+型ソース層4とp型
ベース層3に同時にコンタクトするように配設され、ド
レイン電極10はp+ 型ドレイン層5にコンタクトさ
せている。
A high resistance n- type base layer 2 is formed by epitaxial growth on an n+ type silicon substrate 1, constituting a semiconductor substrate. Note that the silicon substrate 1 is p-
Alternatively, it may be p+ type. A p-type base layer 3 is formed on the surface of the n--type base layer 2, and an n+-type source layer 4 is selectively formed therein. In addition, the n- type base layer 2
A p+ type drain layer 5 is formed on the surface. Then, the n+ type source layer 4 and the n+ type source layer 4 in the p type base layer 3
- A region sandwiched between the mold base layers 2 is used as a channel region 6, and a gate electrode 8 is arranged on the channel region 6 with a gate insulating film 7 interposed therebetween. The source electrode 9 is arranged so as to be in contact with the n+ type source layer 4 and the p type base layer 3 at the same time, and the drain electrode 10 is in contact with the p+ type drain layer 5.

【0008】又、n− 型ベース層2の表面におけるp
型ベース層3とp+ 型ドレイン層5との間には島状の
拡散層としてのn+型バッファ層11,12,13が一
列に選択的に形成されている。各n+ 型バッファ層1
1,12,13は縦・横がW1,W2よりなる方形に形
成され、p型ベース層3から距離Laだけ離間している
とともにp+ 型ドレイン層5から距離Lbだけ離間し
ている。又、n+ 型バッファ層11と12とは距離L
w1だけ離間し、n+ 型バッファ層12と13とは距
離Lw2だけ離間している。そして、各n+ 型バッフ
ァ層11,12,13は配線材14にて電気的に接続さ
れ、同電位となっている。
[0008] Furthermore, p on the surface of the n- type base layer 2
Between the type base layer 3 and the p+ type drain layer 5, n+ type buffer layers 11, 12, and 13 as island-shaped diffusion layers are selectively formed in a line. Each n+ type buffer layer 1
1, 12, and 13 are formed in a rectangular shape whose length and width are W1 and W2, and are spaced apart from the p-type base layer 3 by a distance La and from the p+-type drain layer 5 by a distance Lb. Also, the distance L between the n+ type buffer layers 11 and 12 is
The n+ type buffer layers 12 and 13 are separated by a distance Lw2. The n+ type buffer layers 11, 12, and 13 are electrically connected by a wiring material 14 and have the same potential.

【0009】さらに、n− 型ベース層2の表面にはコ
ンタクト用n+ 型層15が形成され、コンタクト用n
+ 型層15はバルク抵抗16にてn+ 型バッファ層
11,12,13と接続されている(図3参照)。同バ
ルク抵抗16はドレイン電極10にて接続されている。 つまり、これらの配線されたn+ 型バッファ層11,
12,13はn− 型ベース層2の広がりバルク抵抗1
6を介して、コンタクト用n+ 層15を経由してドレ
イン電極10に接続されている。
Furthermore, an n+ type layer 15 for contact is formed on the surface of the n- type base layer 2.
The + type layer 15 is connected to the n + type buffer layers 11, 12, and 13 via a bulk resistor 16 (see FIG. 3). The bulk resistor 16 is connected to the drain electrode 10. In other words, these wired n+ type buffer layers 11,
12 and 13 are the spread bulk resistance 1 of the n- type base layer 2
6 and is connected to the drain electrode 10 via the n+ layer 15 for contact.

【0010】尚、n+ 型バッファ層11,12,13
のn−型ベース層2への配設は、平面的にマスクパター
ンで形成でき、n+型バッファ層11,12,13の面
積(=W1・W2)及び距離Lb はキャリア排出能力
に関与するものである。又、n+ 型バッファ層11,
12,13の間隔Lw1,Lw2を適切にとることによ
り、ソースからドレインへのキャリア導通路の妨げとな
らない。さらに、距離Laは本素子の耐圧に関係するた
め、DーS間耐圧設計によって決まるものである。
[0010] Note that the n+ type buffer layers 11, 12, 13
The arrangement on the n- type base layer 2 can be formed using a two-dimensional mask pattern, and the area (=W1/W2) and distance Lb of the n+-type buffer layers 11, 12, 13 are related to the carrier ejection ability. It is. Moreover, the n+ type buffer layer 11,
By appropriately setting the distances Lw1 and Lw2 between 12 and 13, the carrier conduction path from the source to the drain is not obstructed. Furthermore, since the distance La is related to the breakdown voltage of this element, it is determined by the design of the DS breakdown voltage.

【0011】次に、このように構成した絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタの作用を説明する。ターンオン動
作はゲート電極8にソース電極9に対して正のバイアス
を印加し、チャネル領域6を反転させソース電極9から
電子をn−型ベース層2に注入することにより行われる
。そして、n− 型ベース層2に注入された電子のうち
の一部は、選択的に形成されたn+ 型バッファ層11
,12,13に流入し、残りはp+ 型ドレイン層5に
注入される。このn+ 型バッファ層11,12,13
に流入した電子はバルク抵抗16を介してドレイン電極
10へ流れ、p+ 型ドレイン層5に注入された電子は
正孔のn− 型ベース2への注入を引き起こす。これに
より、n− 型ベース層2内で導電変調が起こる。この
とき、n+ 型バッファ層11,12,13はp+型ド
レイン層5からは離れて配設され、又、バルク抵抗16
にて接続されているため、電子電流が抵抗16に流れれ
ばn+ 型バッファ層11,12,13の電位がp+ 
型ドレイン層5に対して下がる。
Next, the operation of the insulated gate bipolar transistor constructed as described above will be explained. The turn-on operation is performed by applying a positive bias to the gate electrode 8 with respect to the source electrode 9, inverting the channel region 6, and injecting electrons from the source electrode 9 into the n-type base layer 2. A part of the electrons injected into the n- type base layer 2 is transferred to the selectively formed n+ type buffer layer 11.
, 12, and 13, and the rest is injected into the p+ type drain layer 5. These n+ type buffer layers 11, 12, 13
The electrons flow into the drain electrode 10 via the bulk resistor 16, and the electrons injected into the p+ type drain layer 5 cause holes to be injected into the n- type base 2. This causes conductivity modulation within the n- type base layer 2. At this time, the n+ type buffer layers 11, 12, and 13 are arranged apart from the p+ type drain layer 5, and the bulk resistor 16
Since they are connected at
It is lowered relative to the type drain layer 5.

【0012】通常、大電流が流れて、n− 型ベース層
2内のキャリア密度がp+ 型ドレイン層5の不純物濃
度よりも大きくなると、p+ 型ドレイン層5の注入効
率が低下するが、n+ 型バッファ層11,12,13
により電子をドレインにバイパスする構造をもつため過
剰にキャリア密度が高くなることもなく、p+ 型ドレ
イン層5の注入効果の低下を抑える。このことは、p+
 型ドレイン層5〜n− 型ベース層2〜p型ベース層
3からなるpnpトランジスタの電流利得を零とするア
ノード・ショート構造とは異なり、図4に示すように、
電子電流がバルク抵抗16に流れpnpトランジスタT
r1のエミッタ(p+ 型ドレイン層5)〜ベース(n
− 型ベース層2)の間にバイアス抵抗Rをもった構造
をなしていることとなる。
Normally, when a large current flows and the carrier density in the n- type base layer 2 becomes higher than the impurity concentration in the p+ type drain layer 5, the injection efficiency of the p+ type drain layer 5 decreases. Buffer layers 11, 12, 13
Since it has a structure in which electrons are bypassed to the drain, the carrier density does not become excessively high, and the drop in the injection effect of the p+ type drain layer 5 is suppressed. This means that p+
Unlike the anode short structure in which the current gain of the pnp transistor consisting of the drain layer 5 to n- type base layer 2 to the p-type base layer 3 is zero, as shown in FIG.
An electronic current flows through the bulk resistor 16 and the pnp transistor T
r1 emitter (p+ type drain layer 5) to base (n
- The structure has a bias resistance R between the mold base layer 2).

【0013】一方、ターンオフ動作は、ゲート電極8に
負バイアス又は零バイアスを与えることにより行われる
。これにより、ゲート電極8下のチャネル領域6の反転
層が消失してn− 型ソース層2からの電子注入がなく
なる。この状態で、素子内に蓄積された電子は低注入に
なるまではn− 型ベース層2内のn+ 型バッファ層
11,12,13に排出され、正孔はp型ベース層3を
通ってソース電極9に抜ける。即ち、先述のpnpトラ
ンジスタTr1のベース・エミッタ間の短絡抵抗Rを介
して蓄積キャリアの消失動作が行われることになり、タ
ーンオフ時のスイッチング速度は速いものとなる。
On the other hand, the turn-off operation is performed by applying a negative bias or zero bias to the gate electrode 8. As a result, the inversion layer of the channel region 6 under the gate electrode 8 disappears, and electron injection from the n- type source layer 2 is eliminated. In this state, the electrons accumulated in the device are discharged to the n+ type buffer layers 11, 12, 13 in the n- type base layer 2 until the injection becomes low, and the holes pass through the p-type base layer 3. It exits to the source electrode 9. That is, the operation of dissipating the accumulated carriers is performed via the short-circuit resistor R between the base and emitter of the pnp transistor Tr1 described above, and the switching speed at turn-off is increased.

【0014】このように本実施例では、横型の絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタにおいてp型ベース層3と
p+ 型ドレイン層5との間の半導体基板の表面に、選
択的にn+ 型バッファ層11,12,13を形成して
、このn+ 型バッファ層11,12,13にドレイン
電極10を抵抗16を介してコンタクトした。その結果
、ターンオン時に、大電流が流れてn− 型ベース層2
内のキャリア密度がp+ 型ドレイン層5の不純物濃度
よりも大きくなるとp+ 型ドレイン層5の注入効率が
低下するが、n+ 型バッファ層11,12,13によ
り電子をドレインにバイパスする構造をもつため過剰に
キャリア密度が高くなることもなく、p+ 型ドレイン
層5の注入効果の低下が抑えられる。又、ターンオフ時
にゲート電極8下のチャネル領域6の反転層が消失して
n− 型ソース層2からの電子注入がなくなった状態で
、素子内に蓄積された電子は低注入になるまでn− 型
ベース層2内のn+ 型バッファ層11,12,13に
排出され、正孔はp型ベース層3を通ってn+型ソース
層4に抜ける。つまり、短絡抵抗16を介して蓄積キャ
リアの消失動作が行われることになり、ターンオフ時の
スイッチング速度は速いものとなる。
As described above, in this embodiment, n+ type buffer layers 11 and 12 are selectively formed on the surface of the semiconductor substrate between the p type base layer 3 and the p+ type drain layer 5 in the horizontal insulated gate bipolar transistor. , 13 were formed, and the drain electrode 10 was contacted to the n+ type buffer layers 11, 12, 13 via a resistor 16. As a result, at turn-on, a large current flows and the n- type base layer 2
When the carrier density in the p+ type drain layer 5 becomes higher than the impurity concentration in the p+ type drain layer 5, the injection efficiency of the p+ type drain layer 5 decreases, but since the n+ type buffer layers 11, 12, and 13 have a structure in which electrons are bypassed to the drain. The carrier density does not become excessively high, and the drop in the injection effect of the p+ type drain layer 5 can be suppressed. Furthermore, when the inversion layer of the channel region 6 under the gate electrode 8 disappears during turn-off and electron injection from the n- type source layer 2 is eliminated, the electrons accumulated in the device remain n- until the injection becomes low. The holes are discharged to the n+ type buffer layers 11, 12, and 13 in the base layer 2, and the holes pass through the p type base layer 3 to the n+ type source layer 4. In other words, the accumulated carriers are erased via the short-circuit resistor 16, and the switching speed at turn-off is increased.

【0015】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、図5,6のように実施してもよい
。つまり、n+ 型バッファ層17がp型ベース層3(
n+ 型ソース層4、ゲート電極8の無い部分)から距
離Lをもって対向配置されている。そして、n+ 型バ
ッファ層17はn+ 型バッファ層11,12,13と
同電位となるように配線されている。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but may be implemented as shown in FIGS. 5 and 6, for example. In other words, the n+ type buffer layer 17 is connected to the p type base layer 3 (
The n+ type source layer 4 and the gate electrode 8 are disposed opposite each other at a distance L from each other. The n+ type buffer layer 17 is wired to have the same potential as the n+ type buffer layers 11, 12, and 13.

【0016】そして、ゲート電極8に負バイアスまたは
零バイアスを与え、トランジスタをオフにしドレイン電
極10の電位をソース電極9に対して上昇させていくと
、図7に示すように、p型ベース層3とn− 型ベース
層2に外部電界を打ち消すように空乏層が広がる。この
時、ドレイン・ソース間電位が上昇すると、空乏層がn
− 型ベース層2中を広がるが、図8に示すように、n
+ 型バッファ層17が存在すると、n+ 型バッファ
層17にて空乏層の広がりが抑えられ、p型ベース層3
とn− 型ベース層2とのジャンクション臨界電界Ec
を越えると、そのジャンクションはブレイクダウンする
。ブレイクダウン電流は、抵抗16を通してドレインか
らソース側に流れるため、n+ 型バッファ層17の電
位はドレインに対して低いものとなる。このようにして
、n+ 型バッファ層17の配置位置(L寸法の調整)
によりブレイクダウン電圧を適宜調整できることとなる
。尚、n+ 型バッファ層17は配線にてn+ 型バッ
ファ層11〜13に接続されているためp型ドレインと
n− ベース層を順方向にバイアスする。
Then, when a negative bias or zero bias is applied to the gate electrode 8, the transistor is turned off, and the potential of the drain electrode 10 is increased relative to the source electrode 9, as shown in FIG. A depletion layer spreads between the base layer 3 and the n- type base layer 2 so as to cancel out the external electric field. At this time, when the drain-source potential increases, the depletion layer becomes n
- spreads in the mold base layer 2, but as shown in FIG.
When the + type buffer layer 17 exists, the expansion of the depletion layer is suppressed in the n + type buffer layer 17, and the p type base layer 3
Junction critical electric field Ec between and n- type base layer 2
If you cross that junction, it will break down. Since the breakdown current flows from the drain to the source side through the resistor 16, the potential of the n+ type buffer layer 17 is lower than that of the drain. In this way, the arrangement position of the n+ type buffer layer 17 (adjustment of L dimension)
This allows the breakdown voltage to be adjusted appropriately. Note that since the n+ type buffer layer 17 is connected to the n+ type buffer layers 11 to 13 by wiring, the p type drain and the n− base layer are biased in the forward direction.

【0017】このことを等価回路で示すと、図9になる
。即ち、DーS間の電位クランプ回路となる。又、電位
クランプ回路において、あくまでも基準電圧はツェナダ
イオード部分Dz であり、主たるクランプ回路はp+
 型ドレイン層5とn− 型ベース層2とp型ベース層
3からなるpnpトランジスタTr1のため、抵抗Rに
かかる負荷は小さい。
FIG. 9 shows this in an equivalent circuit. That is, it becomes a potential clamp circuit between DS and S. In addition, in the potential clamp circuit, the reference voltage is the Zener diode part Dz, and the main clamp circuit is the p+
Since the pnp transistor Tr1 is composed of the drain layer 5, the n-type base layer 2, and the p-type base layer 3, the load applied to the resistor R is small.

【0018】又、他の態様としては、図10に示すよう
に、n+ 型バッファ層17,18,19の形状は矩形
とならなくても円形等でもよい。又、図10においては
、n+ 型ソース層4からn− 型ベース層2に注入さ
れた電子のうち、チャネル外部へ流出しようとしたもの
を捕獲するようにn+ 型バッファ層20,21を配設
している。
In another embodiment, as shown in FIG. 10, the shape of the n+ type buffer layers 17, 18, and 19 may not be rectangular but may be circular. In addition, in FIG. 10, n+ type buffer layers 20 and 21 are arranged so as to capture electrons that are injected into the n- type base layer 2 from the n+ type source layer 4 and try to flow out of the channel. are doing.

【0019】さらに、図11に示すように、n− 型バ
ッファ層22は列状に並んでなくてもよく、n− 型ベ
ース層2にn+ 型バッファ層22をランダムに配設し
、キャリアの抜き取り効率を高めてもよい。さらには、
n+ 型バッファ層からドレイン電極には、抵抗を介し
て接続されるが、その抵抗の形成方法として、図12に
示すように、n+ 型バッファ層23を利用したり、図
13に示すように、ポリシリコン抵抗24を利用したり
、図14に示すように、外部抵抗25によってもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the n- type buffer layers 22 do not need to be arranged in a row, but the n+ type buffer layers 22 may be arranged randomly on the n- type base layer 2 to prevent the carriers from flowing. The sampling efficiency may be increased. Furthermore,
The n+ type buffer layer is connected to the drain electrode via a resistor, and the resistor can be formed by using the n+ type buffer layer 23 as shown in FIG. 12, or by using the n+ type buffer layer 23 as shown in FIG. A polysilicon resistor 24 may be used, or an external resistor 25 may be used as shown in FIG.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
オン電圧を下げたままで、ベース層に蓄積したキャリア
を速やかに消滅させてターンオフ時のスイッチング速度
を速くすることができる優れた効果を発揮する。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention,
It exhibits the excellent effect of rapidly extinguishing carriers accumulated in the base layer while keeping the on-state voltage low, thereby increasing the switching speed at turn-off.

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

【図1】実施例の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of an insulated gate bipolar transistor according to an example.

【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1;

【図3】図1のB−B断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1;

【図4】実施例の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
の等価回路である。
FIG. 4 is an equivalent circuit of the insulated gate bipolar transistor of the example.

【図5】別例の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの
平面図である。
FIG. 5 is a plan view of another example of an insulated gate bipolar transistor.

【図6】図5のC−C断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line CC in FIG. 5;

【図7】電界の広がりを説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the spread of an electric field.

【図8】電界の広がりを説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the spread of an electric field.

【図9】別例の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの
等価回路である。
FIG. 9 is an equivalent circuit of another example of an insulated gate bipolar transistor.

【図10】他の別例の絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタの平面図である。
FIG. 10 is a plan view of another example of an insulated gate bipolar transistor.

【図11】他の別例の絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタの平面図である。
FIG. 11 is a plan view of another example of an insulated gate bipolar transistor.

【図12】抵抗の配置構造を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the arrangement structure of resistors.

【図13】抵抗の配置構造を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the arrangement structure of resistors.

【図14】抵抗の配置構造を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the arrangement structure of resistors.

【図15】従来の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
の平面図である。
FIG. 15 is a plan view of a conventional insulated gate bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  半導体基板を構成するシリコン基板2  半導体
基板を構成するn− 型ベース層3  p型ベース層 4  n+ 型ソース層 5  p+ 型ドレイン層 7  ゲート絶縁膜 8  ゲート電極 9  ソース電極 10  ドレイン電極 11  拡散層としてのn+ 型バッファ層12  拡
散層としてのn+ 型バッファ層13  拡散層として
のn+ 型バッファ層16  バルク抵抗
1 Silicon substrate constituting a semiconductor substrate 2 N- type base layer 3 constituting a semiconductor substrate P-type base layer 4 N+ type source layer 5 P+ type drain layer 7 Gate insulating film 8 Gate electrode 9 Source electrode 10 Drain electrode 11 Diffusion layer N+ type buffer layer 12 as a diffusion layer N+ type buffer layer 13 as a diffusion layer N+ type buffer layer 16 as a diffusion layer Bulk resistance

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体基板と、前記半導体基板の表面
に選択的に形成された第1導電型のベース層と、前記ベ
ース層の表面に選択的に形成された第2導電型のソース
層と、前記半導体基板の表面に形成された第1導電型の
ドレイン層と、前記半導体基板の表面にゲート絶縁膜を
介して形成されたゲート電極と、前記ソース層とベース
層に同時にコンタクトして配設されたソース電極と、前
記ドレイン層にコンタクトして配設されたドレイン電極
とを有する絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおい
て、前記ベース層と前記ドレイン層との間の半導体基板
の表面に、選択的に第2導電型の拡散層が形成され、こ
の拡散層に前記ドレイン電極が抵抗を介してコンタクト
していることを特徴とする絶縁ゲート型バイポーラトラ
ンジスタ。
1. A semiconductor substrate, a base layer of a first conductivity type selectively formed on a surface of the semiconductor substrate, and a source layer of a second conductivity type selectively formed on a surface of the base layer. , a drain layer of a first conductivity type formed on the surface of the semiconductor substrate, a gate electrode formed on the surface of the semiconductor substrate via a gate insulating film, and disposed in simultaneous contact with the source layer and the base layer. In an insulated gate bipolar transistor having a source electrode provided therein and a drain electrode provided in contact with the drain layer, selectively applied to the surface of the semiconductor substrate between the base layer and the drain layer. An insulated gate bipolar transistor characterized in that a diffusion layer of a second conductivity type is formed, and the drain electrode is in contact with the diffusion layer via a resistor.
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