JPH05218401A - Semiconductor device, manufacture thereof and mos gate driving type thyristor - Google Patents
Semiconductor device, manufacture thereof and mos gate driving type thyristorInfo
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- JPH05218401A JPH05218401A JP31266192A JP31266192A JPH05218401A JP H05218401 A JPH05218401 A JP H05218401A JP 31266192 A JP31266192 A JP 31266192A JP 31266192 A JP31266192 A JP 31266192A JP H05218401 A JPH05218401 A JP H05218401A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、MOSゲ−トでオンオ
フできるMOSゲート駆動型サイリスタの構造及びその
製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a MOS gate drive type thyristor which can be turned on and off by a MOS gate and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】MOSゲート駆動型サイリスタ(以下、
MCT(MOS gate Controlled Thyristor )という)
は、ゲ−ト電極に電圧を印加すると導電型の同じエミッ
タとベ−スとがMOSゲ−ト型トランジスタにより短絡
されることによってタ−ンオンするサイリスタである。
この動作は、電圧制御型であるために小さなゲ−ト電力
しか必要としない。また、この構成だけでは自己タ−ン
オフができないため、前記ベ−スとは反対の導電型を有
するエミッタに制御電極を設け、この制御電極に負のバ
イアスを印加してアノ−ド電流の一部をベ−ス電流とし
て外部に排出することにより自己タ−ンオフするMOS
型サイリスタが知られている。MCTの従来技術の1例
を図34に示す(1991、IEEE 138〜141
頁)。図は、MCTの斜視図である。N−シリコン半導
体基板1の第1の主面に、不純物を拡散してP型ベ−ス
領域2およびP+ドレイン領域4を形成し、P型ベ−ス
領域2には、さらに、N型エミッタ領域3を形成する。
半導体基板1の第2の主面、すなわち、裏面には半導体
層を順次積層成長させてN+層5、P+層6を形成し、
それぞれバッファ領域および裏面P+エミッタ領域とす
る。そして、この裏面P+エミッタ領域6に、アノ−ド
電極10(A)を形成する。一方、第1の主面側ではN
−シリコン半導体基板1、P型ベ−ス領域2、N型エミ
ッタ領域3およびP+ドレイン領域4を被覆するように
ゲ−ト酸化膜7が形成される。このゲ−ト酸化膜7の上
には、ポリシリコンゲ−ト電極8(G)を形成する。そ
して、ゲ−ト酸化膜7およびゲ−ト電極8を部分的に除
去し開孔した部分のNエミッタ領域3およびP+ドレイ
ン領域4上にカソ−ド電極9(K)を形成する。2. Description of the Related Art A MOS gate drive type thyristor (hereinafter, referred to as
MCT (MOS gate Controlled Thyristor)
Is a thyristor that turns on when a voltage is applied to the gate electrode and the same conductive type emitter and base are short-circuited by a MOS gate type transistor.
This operation requires a small gate power because it is voltage controlled. In addition, since self turn-off cannot be achieved with this structure alone, a control electrode is provided on the emitter having a conductivity type opposite to that of the base, and a negative bias is applied to this control electrode to reduce the anodic current. MOS that self-turns off by discharging the part as a base current to the outside
Type thyristors are known. FIG. 34 shows an example of a conventional MCT technology (1991, IEEE 138 to 141).
page). The figure is a perspective view of the MCT. Impurities are diffused on the first main surface of the N − silicon semiconductor substrate 1 to form a P type base region 2 and a P + drain region 4, and the P type base region 2 further has an N type. The emitter region 3 is formed.
On the second main surface of the semiconductor substrate 1, that is, on the back surface, semiconductor layers are sequentially grown to form an N + layer 5 and a P + layer 6,
These are a buffer region and a back surface P + emitter region, respectively. Then, an anode electrode 10 (A) is formed on the back surface P + emitter region 6. On the other hand, N on the first main surface side
A gate oxide film 7 is formed so as to cover the silicon semiconductor substrate 1, the P-type base region 2, the N-type emitter region 3 and the P + drain region 4. A polysilicon gate electrode 8 (G) is formed on the gate oxide film 7. Then, the gate oxide film 7 and the gate electrode 8 are partially removed, and a cathode electrode 9 (K) is formed on the opened N emitter region 3 and P + drain region 4.
【0003】このような従来構造のMCTの動作原理
(タ−ンオフ/タ−ンオン)について説明する。まず、
ターンオン動作について図35および図36を参照して
説明する。アノードAが正、カソードKが負にバイアス
した状態でゲートGに正の電圧を印加し、半導体基板
(N−ベ−ス領域)1、P型ベ−ス領域2及びN型エミ
ッタ領域3で構成されるNチャネルMOSFETを動作
させて反転層11を形成しN型エミッタ領域3からN−
ベース領域1へ電子12を注入する(図35)。N−ベ
ース領域1への電子の注入により裏面P+エミッタ領域
6よりN−ベース領域1へ正孔13が注入され伝導度変
調を起こすことにより素子がターンオンし、主電流14
が流れることになる(図36)。つぎに、ターンオフ動
作について図37および図38を参照して説明する。ア
ノードAが正、カソードKが負にバイアスされ、主電流
14が流れている状態でゲートGに負バイアスし、N−
ベ−ス領域1、P型ベ−ス領域2およびP+ドレイン領
域4で構成されるPチャネルMOSFETを動作させて
反転層15を形成する。これによりP型ベース領域2、
P+ドレイン領域4とカソード電極9が短絡し、主電流
中の正孔16がこの経路より排出されることになる。主
電流中の正孔が排出されることによりN型エミッタ領域
3からの電子の注入が止まり主電流14が流れなくな
る。これによりターンオフ動作が完了する。MCTは以
上のようなターンオン・ターンオフ動作を行うことがで
きる自己消孤型素子である。The operation principle (turn-off / turn-on) of such a conventional MCT will be described. First,
The turn-on operation will be described with reference to FIGS. 35 and 36. A positive voltage is applied to the gate G while the anode A is positively biased and the cathode K is negatively biased, and the semiconductor substrate (N - base region) 1, the P-type base region 2 and the N-type emitter region 3 are The configured N-channel MOSFET is operated to form the inversion layer 11, and the N-type emitter region 3 to N −
Electrons 12 are injected into the base region 1 (FIG. 35). N - N from the rear surface P + emitter region 6 by the injection of electrons into the base region 1 - hole 13 into the base region 1 are injected to turn on device by causing conductivity modulation, the main current 14
Will flow (Fig. 36). Next, the turn-off operation will be described with reference to FIGS. 37 and 38. With the anode A being positively biased and the cathode K being negatively biased, the gate G is negatively biased while the main current 14 is flowing, and N −
An inversion layer 15 is formed by operating a P-channel MOSFET composed of the base region 1, the P-type base region 2 and the P + drain region 4. Thereby, the P-type base region 2,
The P + drain region 4 and the cathode electrode 9 are short-circuited, and the holes 16 in the main current are discharged through this path. The holes in the main current are discharged, so that the injection of electrons from the N-type emitter region 3 is stopped and the main current 14 stops flowing. This completes the turn-off operation. The MCT is a self-extinguishing element capable of performing the turn-on / turn-off operation as described above.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】MCTは、動作特性上
ターンオンする素子であるため、ターンオフがし難いと
いう問題があり、現在は、ターンオフ特性を改善する方
向で開発が進められている。そして、この構造では、タ
ーンオフ特性を向上させるために、P型ベース領域2と
P+ドレイン領域4の濃度を上げる必要があった。すな
わち、図37および図38に示すようなターンオフ動作
において、PチャネルMOSFETの動作により形成さ
れる反転層15により主電流から正孔をカソード電極9
へ排出するときに正孔の排出効率は、P型ベース領域2
とP+ドレイン領域4のシート抵抗の影響を受ける。し
たがって、正孔の排出効率を向上させるためには、P型
ベース領域2とP+ドレイン領域4の濃度を上げ、シー
ト抵抗を下げる必要があるからである。しかし、このよ
うにターンオフ構造を優先させP型べース領域2の濃度
を上げると逆にターンオン特性を劣化させることにな
る。すなわち、図35に示すターンオン動作において
は、NチャネルMOSFETを動作させて反転層11を
形成し、N型エミッタ領域3からN−ベース領域1へ電
子を注入し、伝導度変調を起こし主電流を流す場合に、
P型ベース領域2の濃度が上がると、NチャネルMOS
FETのしきい値電圧の上昇を招くとともに、主電流が
流れる場合のオン電圧が上昇し、ターンオン時のロスが
増大していた。以上のようにMCTのターンオンとター
ンオフ特性の向上には相反関係があり、一方の特性を向
上させると他の特性が悪くなってしまい、ターンオンと
ターンオフのトレードオフがとり難いという問題と、タ
ーンオフ特性の向上が難しいという問題があった。従来
のMCTとしては、特開昭63−310171号公報に
開示された技術がある。これは、従来の5層構造をpn
pnの4層構造にして製造工程を簡略化すると共にエミ
ッタの短絡抵抗を小さくして高速タ−ンオフを可能にし
ているが、前記のようなタ−ンオフとタ−ンオンのトレ
−ドオフがとり難いという問題は、解決されていない。Since the MCT is an element that turns on due to its operating characteristics, it has a problem that it is difficult to turn off. Currently, development is underway to improve the turnoff characteristics. Further, in this structure, in order to improve the turn-off characteristics, it was necessary to increase the concentrations of the P-type base region 2 and the P + drain region 4. That is, in the turn-off operation as shown in FIGS. 37 and 38, holes are generated from the main current by the inversion layer 15 formed by the operation of the P-channel MOSFET to the cathode electrode 9.
The hole discharge efficiency when discharged to the P-type base region 2 is
And is affected by the sheet resistance of the P + drain region 4. Therefore, in order to improve the hole discharge efficiency, it is necessary to increase the concentrations of the P-type base region 2 and the P + drain region 4 and reduce the sheet resistance. However, if the turn-off structure is prioritized and the concentration of the P-type base region 2 is increased as described above, the turn-on characteristics are deteriorated. That is, in the turn-on operation shown in FIG. 35, the N-channel MOSFET is operated to form the inversion layer 11, and electrons are injected from the N-type emitter region 3 to the N − base region 1 to cause conductivity modulation and generate a main current. When shedding,
When the concentration of the P-type base region 2 increases, the N-channel MOS
In addition to increasing the threshold voltage of the FET, the on-voltage increases when the main current flows, and the loss at turn-on increases. As described above, there is a reciprocal relationship between the improvement of the turn-on and turn-off characteristics of the MCT. If one of the characteristics is improved, the other characteristics deteriorate, and it is difficult to make a trade-off between the turn-on and the turn-off. There was a problem that it was difficult to improve. As a conventional MCT, there is a technique disclosed in JP-A-63-310171. This is a conventional 5-layer structure with pn
The four-layer pn structure simplifies the manufacturing process and reduces the short-circuit resistance of the emitter to enable high-speed turn-off, but the turn-off and turn-on trade-off described above are eliminated. The problem of difficulty has not been solved.
【0005】本発明は、ターンオンとターンオフ特性の
トレードオフを改善するとともに、ターンオフ特性を従
来の構造よりさらに向上させる半導体装置を提供するこ
とを目的としている。An object of the present invention is to provide a semiconductor device that improves the trade-off between turn-on and turn-off characteristics and further improves the turn-off characteristics as compared with the conventional structure.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、MCTを構成
する単位素子(ユニットセル)の第2導電型ベース領域
の端部にこの領域より不純物濃度が低い第2導電型ベー
ス領域を形成することにより、ターンオンの初期動作領
域を設け、ターンオン効率を上げることによりターンオ
ン・ターンオフ特性のトレードオフを改善する。すなわ
ち、本発明の半導体装置は、半導体基板の第1の主面に
露出している第1導電型の第1の半導体領域と、この第
1の半導体領域に形成され、前記第1の主面に露出して
いる第2導電型の第2の半導体領域と、この第2の半導
体領域に形成され、前記第1の主面に露出している第1
導電型の第3の半導体領域と、前記第1の半導体領域に
形成され前記第1の主面に露出している第2導電型の第
4の半導体領域と、前記第1の半導体領域に形成され、
前記半導体基板の第2の主面に露出している第2導電型
の第5の半導体領域と、前記第3の半導体領域と前記第
4の半導体領域に電気的に接続された第1の電極と、前
記半導体基板の前記第1の主面上にゲ−ト酸化膜を介し
て形成され、少なくとも前記第1と第2の半導体領域の
境界、前記第1と第4の半導体領域の境界およびこれら
の境界に挟まれた前記第1の半導体領域上に形成された
第1の領域であるオフゲ−ト領域、および前記第1と第
2の半導体領域の境界、前記第3と第2の半導体領域の
境界およびこれらの境界に挟まれた前記第2の半導体領
域上に形成された第2の領域オンゲ−ト領域を有するゲ
−ト電極と、前記第5の半導体領域上に形成された第2
の電極とを具備したことを特徴としている。前記第2の
半導体領域の前記ゲ−ト電極の第2の領域の下に形成さ
れた部分は、第6の半導体領域であり、その不純物濃度
は、前記第2の半導体領域の前記第6の半導体領域以外
の部分の不純物濃度より低くすることができる。前記第
6の半導体領域の、前記半導体基板の第1の主面からの
深さは、前記第3の半導体領域の前記半導体基板の第1
の主面からの深さとほぼ等しいか、あるいは、それより
浅くすることができる。前記第2の半導体領域は、前記
第3の半導体領域の端部を取り囲むことによって、前記
第6の半導体領域と第3の半導体領域とがオンチャネル
領域以外では互いに接しないようにする。前記半導体基
板の第1の主面において、前記第6の半導体領域と前記
第3の半導体領域とが接する長さは、前記第2の半導体
領域の前記他の部分と前記第3の半導体領域とが接する
長さより短くすることできる。また、前記第1の半導体
領域と第5の半導体領域とにそれぞれ隣接し、前記第1
の半導体領域より不純物濃度の高い第1導電型の第7の
半導体領域を有する事ができる。前記第2の主面に露出
している第5の半導体領域は、第2の半導体領域の直下
にのみ形成されている。前記第2の主面に露出している
第5の半導体領域は、第6の半導体領域の直下に形成さ
れていることを特徴とする。According to the present invention, a second conductivity type base region having a lower impurity concentration than that of the second conductivity type base region of a unit element (unit cell) constituting an MCT is formed. Thus, a turn-on initial operation region is provided, and the turn-on efficiency is improved to improve the trade-off of turn-on / turn-off characteristics. That is, the semiconductor device of the present invention includes a first semiconductor region of the first conductivity type exposed on a first main surface of a semiconductor substrate, and the first semiconductor region formed on the first semiconductor region. A second semiconductor region of the second conductivity type exposed on the first semiconductor layer, and a first semiconductor region formed on the second semiconductor region and exposed on the first main surface.
Formed in a third semiconductor region of conductivity type, a fourth semiconductor region of second conductivity type formed in the first semiconductor region and exposed to the first main surface, and in the first semiconductor region. Was
A fifth semiconductor region of the second conductivity type exposed on the second main surface of the semiconductor substrate, and a first electrode electrically connected to the third semiconductor region and the fourth semiconductor region. And a gate oxide film formed on the first main surface of the semiconductor substrate with at least a boundary between the first and second semiconductor regions, a boundary between the first and fourth semiconductor regions, and An off-gate region, which is a first region formed on the first semiconductor region sandwiched between these boundaries, a boundary between the first and second semiconductor regions, and a third and second semiconductor regions. A gate electrode having a second region-on-gate region formed on the boundary of the regions and the second semiconductor region sandwiched between these boundaries, and a gate electrode formed on the fifth semiconductor region. Two
It is characterized by including the electrode of. A portion of the second semiconductor region formed below the second region of the gate electrode is a sixth semiconductor region, and the impurity concentration thereof is the sixth semiconductor region of the second semiconductor region. The impurity concentration can be made lower than that of the portion other than the semiconductor region. The depth of the sixth semiconductor region from the first main surface of the semiconductor substrate is equal to the depth of the first semiconductor substrate of the third semiconductor region.
The depth can be almost equal to or shallower than the depth from the main surface of. The second semiconductor region surrounds the end of the third semiconductor region so that the sixth semiconductor region and the third semiconductor region do not contact each other except in the on-channel region. In the first main surface of the semiconductor substrate, the length of contact between the sixth semiconductor region and the third semiconductor region is the same as that of the other portion of the second semiconductor region and the third semiconductor region. It can be shorter than the contact length. The first semiconductor region and the fifth semiconductor region are respectively adjacent to the first semiconductor region and the first semiconductor region.
It is possible to have a seventh semiconductor region of the first conductivity type having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor region. The fifth semiconductor region exposed on the second main surface is formed only directly below the second semiconductor region. The fifth semiconductor region exposed on the second main surface is formed immediately below the sixth semiconductor region.
【0007】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板の第1の主面に露出している第1導電型の第1の半
導体領域を、前記半導体基板に形成する工程と、前記半
導体基板の第1の主面に露出している第2の導電型の第
2の半導体領域を前記第1の半導体領域に形成する工程
と、前記半導体基板の第1の主面に露出している第1導
電型の第3の半導体領域を前記第2の半導体領域に形成
する工程と、前記第1の半導体領域に第2導電型を有す
る第4の半導体領域を形成する工程と、前記第1の半導
体領域に、前記半導体基板の第2の主面上に露出してい
る第2導電型の第5の半導体領域を形成する工程と、前
記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域に電気的に
接続された第1の電極を形成する工程と、前記第3の半
導体領域及び前記第1の半導体領域に隣接し、前記第2
の半導体領域内に前記第2の半導体領域の不純物濃度に
比較して低い不純物濃度を有する第2導電型の第6の半
導体領域を形成する工程と、前記半導体基板の第1の主
面上にゲ−ト絶縁膜を介して形成され、少なくとも前記
第1と第2の半導体領域の境界、前記第1と第4の半導
体領域の境界及びこれらの境界に挟まれた前記第2の半
導体領域上に形成された第1の領域であるオフゲート領
域及び前記半導体基板の第1主面上にゲ−ト絶縁膜を介
して前記第3の半導体領域と前記第6の半導体領域との
境界、前記第6の半導体領域と前記第1の半導体領域と
の境界及びこれらの境界にはさまれた前記第6の半導体
領域上に形成された第2の領域であるオンゲート領域を
有するゲート電極を形成する工程と、前記第5の半導体
基板上に形成された第2の電極を形成する工程とを具備
しており、前記第6の半導体領域を形成する工程および
前記第3の半導体領域を形成する工程において、前記第
2の半導体領域が形成されている前記半導体基板の第1
の主面上に、不純物濃度の低い第1導電型のシリコンエ
ピタキシャル成長層を形成する工程と前記シリコンエピ
タキシャル成長層に選択的に不純物をイオン注入する工
程と、前記半導体基板を熱処理する工程とをさらに具備
することを特徴としている。また本発明のMOSゲ−ト
型サイリスタは、以上の半導体装置を1素子とし、前記
素子の複数個を1つの半導体基板に集積し、この半導体
基板は、オフチャネル領域が形成された第1の側面と、
この第1の側面に隣接し、オンチャネル領域が形成され
た第2の側面とを備えてなることを特徴としている。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a first semiconductor region of a first conductivity type exposed on a first main surface of a semiconductor substrate in the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate. Forming a second semiconductor region of the second conductivity type exposed on the first main surface of the first semiconductor region on the first main surface, and exposing the first main surface of the semiconductor substrate on the first main surface of the semiconductor substrate. Forming a third semiconductor region of one conductivity type in the second semiconductor region; forming a fourth semiconductor region having a second conductivity type in the first semiconductor region; Forming a fifth semiconductor region of the second conductivity type exposed on the second main surface of the semiconductor substrate in the semiconductor region; and electrically connecting the third semiconductor region and the fourth semiconductor region to each other. Forming a first electrode that is electrically connected, the third semiconductor region, and Adjacent to the first semiconductor region, the second
Forming a second conductivity type sixth semiconductor region having an impurity concentration lower than that of the second semiconductor region in the semiconductor region, and forming on the first main surface of the semiconductor substrate. A gate insulating film is formed, and at least the boundary between the first and second semiconductor regions, the boundary between the first and fourth semiconductor regions, and the second semiconductor region sandwiched between these boundaries. Formed on the first main surface of the semiconductor substrate and an off-gate region which is a first region, and a boundary between the third semiconductor region and the sixth semiconductor region via the gate insulating film; Forming a gate electrode having a boundary between the sixth semiconductor region and the first semiconductor region and an on-gate region, which is a second region formed on the sixth semiconductor region and sandwiched between these boundaries. And formed on the fifth semiconductor substrate A step of forming a second electrode, wherein in the step of forming the sixth semiconductor region and the step of forming the third semiconductor region, the second semiconductor region is formed. First of semiconductor substrate
Further comprising a step of forming a first conductivity type silicon epitaxial growth layer having a low impurity concentration on the main surface of the substrate, a step of selectively implanting impurities into the silicon epitaxial growth layer, and a step of heat-treating the semiconductor substrate. It is characterized by doing. Further, the MOS gate type thyristor of the present invention has the above semiconductor device as one element, and a plurality of the elements are integrated on one semiconductor substrate. This semiconductor substrate has a first off-channel region formed therein. Side and
And a second side surface adjacent to the first side surface and having an on-channel region formed therein.
【0008】[0008]
【作用】タ−ンオンの初期点弧領域をタ−ンオフ初期動
作領域とは離れたところに形成したのでベ−ス領域の不
純物濃度を部分的に変えてタ−ンオン特性をよくするこ
とができる。また、ベ−ス領域の低不純物濃度領域をそ
の端部の表面領域のみに形成したので、タ−ンオフ特性
がさらに向上する。Since the initial turn-on region of the turn-on is formed away from the turn-off initial operation region, the impurity concentration in the base region can be partially changed to improve the turn-on characteristic. .. Further, since the low impurity concentration region of the base region is formed only in the surface region of the end portion, the turn-off characteristic is further improved.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、図1〜図9を参照して第1の実施例を説明
する。図1は、この実施例の半導体装置のユニットセル
の概略斜視図である。N−シリコン半導体基板1の裏
面、すなわち、第2の主面に形成されたエピタキシャル
成長層のN+層5およびP+層6をそれぞれN+バッフ
ァ領域5および裏面P+エミッタ領域6とし、さらに、
この裏面P+エミッタ領域6上には、アノ−ド電極10
(A)が形成されているので、半導体基板の第2の主面
側は、前述の従来例と同じ構造である(図34参照)。
一方、半導体基板1の第1の主面側には、半導体基板1
に形成されたP型ベ−ス領域2、このベ−ス領域内に形
成されたN型エミッタ領域3および半導体基板のN−ベ
−ス領域1に形成されたP型ドレイン領域4がそれぞれ
形成されている。これら領域は、それぞれN型エミッタ
領域3、P型ベ−ス領域2、N−ベ−ス領域1およびP
型ドレイン領域4が第3、第2、第1および第4半導体
領域として前記第1の主面に露出している。第2の半導
体領域(P型ベ−ス領域2)は、低濃度領域17を含ん
でおり、第1の主面に露出している付近では、第3の半
導体領域(N型エミッタ領域3)と第1の半導体領域
(N−ベ−ス領域1)とに挟まれている。この第1の主
面上には、カソ−ド電極9(K)とゲ−ト酸化膜7を介
してゲ−ト電極8(G)とが形成されている。このゲ−
ト電極8は、第1と第2の2つの領域を備えており、第
1の領域Goff (オフゲ−ト領域)は、N−ベ−ス領域
1とP型ベ−ス領域2、N−ベ−ス領域1とP型ドレイ
ン領域4のそれぞれの境界とこれらの境界に挟まれたN
−ベ−ス領域1の上に形成され、この第1の領域Goff
とは離隔して形成された第2の領域Gon(オンゲ−ト領
域)は、N−ベ−ス領域1とP−ベ−ス領域17、P−
ベ−ス領域17とN型エミッタ領域3のそれぞれの境界
とこれらの境界に挟まれたP−ベ−ス領域17の上に形
成される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view of a unit cell of the semiconductor device of this embodiment. The back surface of the N − silicon semiconductor substrate 1, that is, the N + layer 5 and the P + layer 6 of the epitaxial growth layer formed on the second main surface are used as the N + buffer region 5 and the back surface P + emitter region 6, respectively.
An anode electrode 10 is formed on the back surface P + emitter region 6.
Since (A) is formed, the second main surface side of the semiconductor substrate has the same structure as the above-described conventional example (see FIG. 34).
On the other hand, on the first main surface side of the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1
A P-type base region 2 formed in the base region, an N-type emitter region 3 formed in the base region, and a P-type drain region 4 formed in the N - base region 1 of the semiconductor substrate. Has been done. These regions are N-type emitter region 3, P-type base region 2, N - base region 1 and P-type, respectively.
The type drain region 4 is exposed on the first main surface as third, second, first and fourth semiconductor regions. The second semiconductor region (P-type base region 2) includes the low-concentration region 17, and the third semiconductor region (N-type emitter region 3) is provided near the region exposed to the first main surface. And the first semiconductor region (N - base region 1). A gate electrode 9 (K) and a gate electrode 8 (G) are formed on the first main surface with a gate oxide film 7 interposed therebetween. This game
Gate electrode 8, the first and includes a second two areas, the first area Goff (Ofuge - DOO region), N - base - source region 1 and the P-type base - source region 2, N - The boundaries between the base region 1 and the P-type drain region 4 and the N sandwiched between these boundaries.
- base - is formed on the source region 1, the first region Goff
The second region Gon which is spaced apart from the (Onge - DOO region), N - base - source region 1 and the P - base - source region 17, P -
It is formed on each boundary between the base region 17 and the N-type emitter region 3 and on the P - base region 17 sandwiched between these boundaries.
【0010】ついで、この半導体装置の製造工程につい
て述べる。N−型シリコン半導体基板1を用意し、第2
の主面にN+層およびP+層を順次成長させて、N+バ
ッファ領域5、裏面P+エミッタ領域6を形成する。次
に、半導体基板をN−ベ−ス領域1とし、この基板の第
1の主面上にシリコン酸化膜およびポリシリコン膜を周
知の技術を用いて形成し、選択的にエッチングしてゲ−
ト酸化膜7およびゲート電極8を形成する。つぎに、こ
の第1の主面からN−ベ−ス領域へ不純物を拡散してP
−ベ−ス領域17を形成する。ついで、N−ベ−ス領域
1の他の部分およびP−ベ−ス領域17へ不純物を拡散
して、N−ベ−ス領域1にP型ドレイン領域4、P−ベ
−ス領域17にP型ベ−ス領域2を形成する。さらに、
P型ベ−ス領域2内には、N型エミッタ領域3を形成す
る。これらの拡散領域を形成するには、通常は、その領
域に不純物をイオン注入して行うが、ゲ−ト電極は、そ
の際、マスクとして利用する。したがって、N型エミッ
タ領域3を形成すると、この領域は、ゲ−ト電極8の第
1の領域Goff (オフゲ−ト領域)の内側へ幾分入り込
むので、第1の領域Goff は、N型エミッタ領域3、P
型ベ−ス領域2、N−ベ−ス領域1およびP型ドレイン
領域4に跨がって形成されることになる。しかし、この
部分では、これらP型領域間に形成されるチャネルを利
用するだけなので、ゲ−ト電極8は、N型エミッタ領域
3を覆う必要はない。したがって、前述のように、ゲ−
ト電極をマスクとする方法を利用しなければ、ゲ−ト電
極の第1の領域Goff は、P型ベ−ス領域2、N−ベ−
ス領域1およびP型ドレイン領域4を被覆するのみで十
分である。そして、シリコン酸化膜の一部を開孔し、N
型エミッタ領域3およびP型ドレイン領域4上にカソー
ド電極9を形成すると共に半導体基板の裏面にアノード
電極10を形成する。N+バッファ領域5および裏面P
+エミッタ領域6は、半導体基板に不純物を拡散して形
成することもできる。本発明の構造の特徴は、半導体装
置のセルの縦方向部分のP型ベース領域2の端部に低濃
度のP−ベース領域17を形成したことである。本実施
例では、N−型シリコン基板を用いたが、P+型シリコ
ン基板を利用する方法も多用することができる。すなわ
ち、裏面P+型エミッタ領域6となるP+型シリコン半
導体基板上にN+バッファ領域5およびN−ベ−ス領域
1を順次成長させる。つぎにN−ベ−ス領域1の表面部
分に拡散によりP型ベ−ス領域2およびP型ドレイン領
域4をそれぞれ形成し、さらに、P型ベ−ス領域2内に
はN型エミッタ領域3を拡散により形成する。その他の
部分の形成方法はこの実施例の方法と同じである。この
方法は良く行われる手段である。以下の実施例において
もこの方法を用いることができる。Next, the manufacturing process of this semiconductor device will be described. The N − type silicon semiconductor substrate 1 is prepared, and the second
Then, an N + layer and a P + layer are sequentially grown on the main surface of, to form an N + buffer region 5 and a back surface P + emitter region 6. Next, the semiconductor substrate is set as the N - base region 1, a silicon oxide film and a polysilicon film are formed on the first main surface of this substrate by a well-known technique, and the gate is selectively etched.
The oxide film 7 and the gate electrode 8 are formed. Then, impurities are diffused from the first main surface to the N - base region to form P.
- forming a source region 17 - base. Then, N - base - other parts of the source region 1 and P - base - by diffusing impurity into source region 17, N - base - P-type drain region 4 in the source region 1, P - base - the source region 17 A P-type base region 2 is formed. further,
An N-type emitter region 3 is formed in the P-type base region 2. These diffusion regions are usually formed by ion-implanting impurities into the regions, and the gate electrode is used as a mask at that time. Therefore, when the N-type emitter region 3 is formed, this region is somewhat intruded into the inside of the first region Goff (off-gate region) of the gate electrode 8, so that the first region Goff is formed into the N-type emitter region. Area 3, P
Type base - source region 2, N - base - to be formed straddling source region 1 and the P-type drain region 4. However, the gate electrode 8 does not need to cover the N-type emitter region 3 since only the channel formed between these P-type regions is utilized in this portion. Therefore, as described above,
If the method using the gate electrode as a mask is not used, the first region Goff of the gate electrode is the P-type base region 2 and the N - base region.
It is sufficient to cover the drain region 1 and the P-type drain region 4. Then, a part of the silicon oxide film is opened and N
A cathode electrode 9 is formed on the type emitter region 3 and the P type drain region 4, and an anode electrode 10 is formed on the back surface of the semiconductor substrate. N + buffer area 5 and back surface P
The + emitter region 6 can also be formed by diffusing impurities in the semiconductor substrate. The feature of the structure of the present invention is that the low concentration P − base region 17 is formed at the end of the P type base region 2 in the vertical portion of the cell of the semiconductor device. In this embodiment, the N − type silicon substrate is used, but the method of using the P + type silicon substrate can also be widely used. That is, the N + buffer region 5 and the N − base region 1 are sequentially grown on the P + type silicon semiconductor substrate to be the back surface P + type emitter region 6. Then, a P-type base region 2 and a P-type drain region 4 are formed on the surface of the N - base region 1 by diffusion, and an N-type emitter region 3 is formed in the P-type base region 2. Are formed by diffusion. The method of forming the other portions is the same as the method of this embodiment. This method is a common method. This method can also be used in the following examples.
【0011】P型ベース領域2の端部にP−ベース領域
17を形成しているため、ターンオフ特性を向上させる
ためにP型ベース領域2の不純物濃度を上げた場合で
も、ターンオン時のスイッチとして働くNチャネルMO
SFETは、常に、P−ベース領域17で形成されるた
め、しきい値電圧を上昇させることがない。そしてター
ンオン動作は、P−ベース領域近傍のN型エミッタ領域
3を初期動作領域として動作し、N型エミッタ領域1中
央部へ広がっていくことになる。すなわち、P型ベース
領域の不純物濃度を変化しても、ターンオン時のスイッ
チとして働くNチャネルMOSFETは常に一定のしき
い値電圧で動作し、ターンオンもオン電圧の低い領域が
初期動作領域として働き、ターンオン領域が広がってい
くことになり、オン電圧の抑制ができる。このように本
発明では、MCTのターンオンとターンオフのトレード
オフの改善が可能になる。また、セルの縦方向の長さの
調整により、横方向との長さの比を調整し、ベース濃度
の調整を行うことにより、ターンオンとターンオフのト
レードオフがさらに改善され、ターンオフ特性の向上も
できることになるSince the P - base region 17 is formed at the end of the P-type base region 2, even when the impurity concentration of the P-type base region 2 is increased to improve the turn-off characteristic, the P-type base region 2 is used as a switch at turn-on. Working N channel MO
Since the SFET is always formed in the P − base region 17, it does not raise the threshold voltage. Then, the turn-on operation operates with the N-type emitter region 3 near the P − base region as an initial operation region and spreads to the central portion of the N-type emitter region 1. That is, even if the impurity concentration of the P-type base region is changed, the N-channel MOSFET that works as a switch at the time of turn-on always operates at a constant threshold voltage, and the region of low turn-on and turn-on functions as an initial operation region The turn-on region expands and the on-voltage can be suppressed. As described above, according to the present invention, it is possible to improve the trade-off between turn-on and turn-off of MCT. Also, by adjusting the length of the cell in the vertical direction, the ratio of the length to the horizontal direction is adjusted, and by adjusting the base concentration, the trade-off between turn-on and turn-off is further improved, and the turn-off characteristic is also improved. Will be able to
【0012】図2〜図9を参照して、この実施例の半導
体装置のセルの動作を説明する。ターンオン動作を表し
たものが図2〜図4である。図2はこの動作を示す斜視
図、図3および図4は、図2のY−Y′方向のセル断面
図を示したものである。アノードAに正、カソードKに
負の電圧をバイアスし、ゲートを正にバイアスすること
により、P−ベース領域17に反転層18が形成され、
この部分のNチャネルMOSFETが動作し、N型エミ
ッタ領域3からN−ベース領域1へ電子が注入される。
これにより裏面P+エミッタ領域6より正孔13が注入
され、伝導度変調を起こすことにより、まずP−ベース
領域17がターンオンをはじめ初期点弧領域19とな
り、そして、ターンオン領域がセルセンタ−部へ広がっ
ていきセルは完全にターンオンすることになる。The operation of the cell of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4 show the turn-on operation. 2 is a perspective view showing this operation, and FIGS. 3 and 4 are sectional views of the cell in the YY 'direction of FIG. By biasing the anode A with a positive voltage and the cathode K with a negative voltage, and biasing the gate with a positive voltage, an inversion layer 18 is formed in the P − base region 17,
The N-channel MOSFET in this portion operates and electrons are injected from the N-type emitter region 3 to the N − base region 1.
As a result, holes 13 are injected from the back surface P + emitter region 6 to cause conductivity modulation, so that the P − base region 17 first turns on and then becomes an initial ignition region 19, and the turn on region goes to the cell center portion. The spreading cell will be completely turned on.
【0013】図5及び図9は、タ−ンオフ動作について
説明する半導体装置のセルの斜視図である。アノードA
に正、カソードKに負の電圧をバイアスし、主電流が流
れている状態でゲートGを負にバイアスすることによ
り、PチャネルMOSFETが動作して反転層20を形
成し、P型ベース領域2、P型ドレイン領域4とカソー
ド電極がショートし、主電流中の正孔16がカソード電
極9から排出される。この動作によりN型エミッタ領域
3からの電子の注入が止まり、主電流14(I)が流れ
なくなりターンオフが完了する。5 and 9 are perspective views of the cell of the semiconductor device for explaining the turn-off operation. Anode A
Biasing a positive voltage to the cathode K and negative voltage to the cathode K, and biasing the gate G negatively while the main current is flowing, the P-channel MOSFET operates to form the inversion layer 20, and the P-type base region 2 , P-type drain region 4 and the cathode electrode are short-circuited, and holes 16 in the main current are discharged from the cathode electrode 9. By this operation, the injection of electrons from the N-type emitter region 3 is stopped, the main current 14 (I) stops flowing, and the turn-off is completed.
【0014】半導体基板のタ−ンオンおよびターンオフ
時の初期動作領域の概略平面図を示したものが図6およ
び図8である。ターンオンの初期動作領域(初期点弧領
域)21はN型エミッタ領域3のP−ベース領域17の
近傍の両端であり、ターンオフの初期動作領域(初期消
弧領域)22は、N型エミッタ領域3のP型ベース領域
2と接する領域となる。つまり、ターンオンはN型エミ
ッタ領域の両端から始まりN型エミッタ領域のセンター
へ広がっていくことになり、従来構造のMCT(図3
4)では、ターンオン・ターンオフともにPベース領域
2と接するN型エミッタ領域3から始まる動作モードと
は異なる。この図6、図7、図8および図9を参照して
N型エミッタ領域3およびP型ベ−ス領域2とP−ベ−
ス領域17との境界の状態を説明する。図6および図8
の半導体基板の平面図に示すようにP型ベ−ス領域2と
その中に形成されたN型エミッタ領域3は、同じ方向に
細長く形成されている。すなわち、タ−ンオン時の初期
点弧領域21は可能な限り短くて良く、タ−ンオフ時の
初期動作領域22は長いほどオフ特性がよくなる。従っ
て、これら領域21、22の比、すなわち、N型エミッ
タ領域3の短辺(h)と長辺(H)との比を適宜変える
ことにより、オン特性またはオフ特性のいずれかを強調
することができる。勿論、H>hであることが必要であ
る。この実施例におけるhは、約5μmであるが、現状
では、1〜10μm程度にすることができる。この実施
例では、h/Hは、約1/5であるが、オフ特性を向上
させるために1/10程度にすることはできるし、オフ
特性を多少犠牲にしてもオン特性を維持するためには、
1/3程度にまですることができる。P型ベ−ス領域2
の両端、すなわち、前記N型エミッタ領域3の短辺を囲
むようにP−ベ−ス領域17は、形成されており、さら
に、P型ベ−ス領域2は、N型エミッタ領域3の端部を
囲むように形成し(図6〜図8参照)、通常はN型エミ
ッタ領域3とP−ベ−ス領域17とが接しないように工
夫されている。このようにしないと、P−ベ−ス領域1
7がタ−ンオフ動作に寄与することになり、タ−ンオフ
時に排出されるホ−ルが移動し難い通電領域が残り易く
なる結果、タ−ンオフ特性を損なうことになる。図7
は、図6に示すMCTのゲ−ト電極8のオンゲ−ト領域
が形成された側面を示す断面図であり、後述する図17
の部分拡大図である。図9は、オフゲ−ト領域が形成さ
れた側面を示す断面図である。ゲ−ト電極8とカソ−ド
電極9が重なる部分は、層間絶縁膜42によって両者は
互いに絶縁されている。FIGS. 6 and 8 are schematic plan views of the initial operation region when the semiconductor substrate is turned on and turned off. The turn-on initial operating region (initial firing region) 21 is both ends of the N-type emitter region 3 in the vicinity of the P − base region 17, and the turn-off initial operating region (initial arc extinguishing region) 22 is the N-type emitter region 3. Is a region in contact with the P-type base region 2. In other words, turn-on starts from both ends of the N-type emitter region and spreads to the center of the N-type emitter region.
4) is different from the operation mode starting from the N-type emitter region 3 which is in contact with the P base region 2 in both turn-on and turn-off. Referring to FIGS. 6, 7, 8 and 9, N-type emitter region 3 and P-type base region 2 and P - base are shown.
The state of the boundary with the scan area 17 will be described. 6 and 8
As shown in the plan view of the semiconductor substrate, the P-type base region 2 and the N-type emitter region 3 formed therein are elongated in the same direction. That is, the initial ignition region 21 at turn-on may be as short as possible, and the longer the initial operation region 22 at turn-off, the better the off characteristic. Therefore, by appropriately changing the ratio of these regions 21, 22, that is, the ratio of the short side (h) and the long side (H) of the N-type emitter region 3, either the ON characteristic or the OFF characteristic is emphasized. You can Of course, it is necessary that H> h. Although h in this embodiment is about 5 μm, it can be about 1 to 10 μm at present. In this embodiment, h / H is about ⅕, but it can be set to about 1/10 to improve the off characteristic, and the on characteristic is maintained even if the off characteristic is sacrificed to some extent. Has
It can be reduced to about 1/3. P-type base area 2
Ends, i.e., P so as to surround the short sides of the N-type emitter region 3 - base - source region 17 is formed, further, P-type base - source region 2, the end of the N-type emitter region 3 It is formed so as to surround the portion (see FIGS. 6 to 8) and is usually devised so that the N-type emitter region 3 and the P - base region 17 are not in contact with each other. Failure to do so, P - base - source region 1
7 contributes to the turn-off operation, and the energized region in which the holes discharged during the turn-off are hard to move easily remains, resulting in impairing the turn-off characteristic. Figure 7
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a side surface of the gate electrode 8 of the MCT shown in FIG. 6 on which an on-gate region is formed.
FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the side surface on which the off-gate region is formed. The portion where the gate electrode 8 and the cathode electrode 9 overlap is insulated from each other by the interlayer insulating film 42.
【0015】本発明のタ−ンオン、タ−ンオフ特性は、
P−ベ−ス領域17の存在によって改善されるが、MC
Tの電流−電圧特性は、図16に示すようにP−ベ−ス
領域17の不純物濃度に左右される。図は、横軸にオン
電圧(V)をとり、縦軸にその電流(A/cm2 )をと
った特性図である。曲線A、B、CおよびDは、N型エ
ミッタ領域3の不純物濃度が2×1020/cm2 、P型
ベ−ス領域2の不純物濃度がそれぞれ1.0×1017/
cm2 、2.0×1018/cm2 、4.0×1018/c
m2 および5.0×1018/cm2 である場合の電流−
電圧特性を示す曲線である。P−ベ−ス領域17の不純
物濃度は、低い方が電流−電圧は向上する。つまり、P
−ベ−ス領域17の不純物濃度を低くするほど、低いオ
ン電圧で高電流を取れることになるので、P型ベ−ス領
域2を前記のオンゲ−ト領域を設けることは、オン特性
が向上することになる。The turn-on and turn-off characteristics of the present invention are as follows.
P - base - but is improved by the presence of the source region 17, MC
The current-voltage characteristic of T depends on the impurity concentration of the P - base region 17, as shown in FIG. The figure is a characteristic diagram in which the horizontal axis represents the on-voltage (V) and the vertical axis represents the current (A / cm 2 ). Curves A, B, C and D show that the impurity concentration of the N-type emitter region 3 is 2 × 10 20 / cm 2 and the impurity concentration of the P-type base region 2 is 1.0 × 10 17 / cm 2 , respectively.
cm 2 , 2.0 × 10 18 / cm 2 , 4.0 × 10 18 / c
Current when m 2 and 5.0 × 10 18 / cm 2 −
It is a curve which shows a voltage characteristic. The lower the impurity concentration of the P - base region 17, the higher the current-voltage. That is, P
Since the higher the impurity concentration of the base region 17 is, the higher the current can be obtained at the lower ON voltage, the provision of the P-type base region 2 as the on-gate region improves the ON characteristics. Will be done.
【0016】図17は、複数個のセルを有する半導体基
板から形成した本発明の半導体装置であるMCTチップ
斜視図を示す。半導体基板の第1の主面に、細長いP型
ドレイン領域4と、P−ベ−ス領域17を含んだP型ベ
−ス領域2とを対にして縦横に複数形成し、各セルの電
極をそれぞれ接続してチップのゲ−トGおよびカソ−ド
Kを半導体基板表面に形成する。図の一側面に、ゲ−ト
電極のオフゲ−ト領域Goff の下のP型ベ−ス領域2と
P型ドレイン領域4間のN−ベ−ス領域1にオフチャネ
ルを形成し、さらに隣接する側面に、ゲ−ト電極のオン
ゲ−ト領域Gonの下のN−ベ−ス領域1とN型エミッタ
領域3間のP−ベ−ス領域17にオンチャネルを形成す
る。チップサイズは、この実施例では、約2〜4mm角
である。FIG. 17 is a perspective view of an MCT chip which is a semiconductor device of the present invention formed from a semiconductor substrate having a plurality of cells. The first major surface of the semiconductor substrate, the elongated P-type drain region 4, P - base - source region 17 laden P-type base - in a pair and a source region 2 form a plurality in a matrix, electrodes of each cell Are connected to each other to form a gate G and a cathode K of the chip on the surface of the semiconductor substrate. On one side of the figure, an off channel is formed in the N - base region 1 between the P-type base region 2 and the P-type drain region 4 below the off-gate region Goff of the gate electrode, and further adjacent to it. the side surfaces, gate - the gate electrode Onge - DOO region Gon of N lower - base - P between the source region 1 and N type emitter region 3 - base - to form an on-channel in the source region 17. The chip size is about 2 to 4 mm square in this embodiment.
【0017】つぎに、図10〜図12を参照して第2の
実施例を説明する。図10は、この実施例のMCTの概
略斜視図、図11、図12は、それぞれターンオン、タ
ーンオフ動作の説明するMCTの斜視図を示す。この構
造は、第1の実施例で使用したN−型シリコン半導体基
板をP−型シリコン半導体基板に変えたものである。前
実施例と同様に、P−型シリコン半導体基板23の第2
の主面にP+バッファ領域28、裏面N+エミッタ領域
29を形成する。次に、半導体基板の第1の主面上にゲ
ート酸化膜30及びポリシリコンゲート電極31を積層
し、ついで、不純物を拡散することによりN−ベース領
域24、N型ベース領域25、P型エミッタ領域26、
N型ドレイン領域27を形成する。そして、ゲ−ト酸化
膜の一部を開孔し、アノード電極32を形成するととも
に、裏面、すなわち、第2の主面には、カソード電極3
3を形成する。Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic perspective view of the MCT of this embodiment, and FIGS. 11 and 12 are perspective views of the MCT for explaining turn-on and turn-off operations, respectively. In this structure, the N − type silicon semiconductor substrate used in the first embodiment is replaced with a P − type silicon semiconductor substrate. As in the previous embodiment, the second layer of the P -- type silicon semiconductor substrate 23 is formed.
A P + buffer region 28 and a back face N + emitter region 29 are formed on the main surface of the. Next, the gate oxide film 30 and the polysilicon gate electrode 31 are stacked on the first main surface of the semiconductor substrate, and then the impurities are diffused to form the N − base region 24, the N type base region 25, and the P type emitter. Area 26,
The N-type drain region 27 is formed. Then, a part of the gate oxide film is opened to form the anode electrode 32, and the cathode electrode 3 is formed on the back surface, that is, the second main surface.
3 is formed.
【0018】つぎに、ターンオン、ターンオフ動作につ
いて説明する。ターンオン動作は、アノード32に正、
カソード33に負の電圧をバイアスし、ゲート31を負
にバイアスすることにより、PチャネルMOSFETが
動作して反転層36が形成される。そして、P−ベース
領域23に正孔34が注入され、裏面N+エミッタ領域
29から電子35が注入されることによりP−ベース領
域1で伝導度変調が起こり、ターンオンして主電流が流
れ始める。ターンオフ動作は、アノード32に正、カソ
ード33に負をバイアスし、主電流37が流れている状
態でゲート31を正にバイアスすることにより、Nチャ
ネルMOSFETを動作させて反転層39を形成する。
そして、N型ベース領域25、N型ドレイン領域27と
アノード電極32をショートすることにより、主電流か
ら電子38を排出し、P型エミッタ領域26からの正孔
の注入を止め、主電流37が止まることになる。つま
り、第2の実施例は第1の実施例に対して注入、排出さ
れるキャリアが反対になるのみで、ターンオン、ターン
オフ動作特性は第1の実施例と同様である。Next, the turn-on and turn-off operations will be described. The turn-on operation is positive for the anode 32,
By biasing the cathode 33 with a negative voltage and the gate 31 with a negative bias, the P-channel MOSFET operates and the inversion layer 36 is formed. Then, holes 34 are injected into the P − base region 23, and electrons 35 are injected from the back surface N + emitter region 29, so that conductivity modulation occurs in the P − base region 1 and it is turned on and a main current starts to flow. .. In the turn-off operation, the anode 32 is positively biased and the cathode 33 is negatively biased, and the gate 31 is positively biased while the main current 37 is flowing, thereby operating the N-channel MOSFET and forming the inversion layer 39.
Then, by short-circuiting the N-type base region 25, the N-type drain region 27 and the anode electrode 32, electrons 38 are discharged from the main current, the injection of holes from the P-type emitter region 26 is stopped, and the main current 37 becomes It will stop. That is, in the second embodiment, the carriers injected and discharged are opposite to those in the first embodiment, and the turn-on and turn-off operation characteristics are the same as those in the first embodiment.
【0019】つぎに、図13〜図15を参照して、第3
の実施例を説明する。図13は、MCTの概略斜視図、
図14および図15はそのターンオン、ターンオフ動作
を説明するMCTの概略斜視図である。この構造は、ア
ノードショ−ト構造と呼ばれるものであり、アノードと
裏面N+領域をショートさせた構造である。N−シリコ
ン半導体基板1の第2の主面側において、裏面P+エミ
ッタ領域40とN+領域41を形成し、ついで、その第
1の主面上において、ゲート酸化膜7、ポリシリコンゲ
ート電極8を形成する。そして、第1の主面から半導体
基板に不純物を拡散してP−ベース領域17、P型ベー
ス領域2、N型エミッタ領域3P型ドレイン領域4を形
成し、ゲ−ト酸化膜の一部を開孔してカソード電極9を
形成するとともに、裏面にアノード電極10を形成す
る。ターンオン、ターンオフ動作については、第1の実
施例と同様の動作モードである。ただし、この構造はア
ノードショート構造であるため、ターンオン時にはP−
ベース領域17直下の裏面P+エミッタ領域40からホ
ールが注入され、ターンオンする。そしてターンオフ時
には、N型エミッタ領域3の直下に裏面P+エミッタ領
域40がN+領域と交互に入っており、P型エミッタ領
域直下には、裏面P+エミッタ領域が入っていないた
め、正孔の消滅が早くなり、ターンオフし易い構造にな
っている。Next, referring to FIGS. 13 to 15, the third
An example will be described. FIG. 13 is a schematic perspective view of the MCT,
14 and 15 are schematic perspective views of the MCT for explaining the turn-on and turn-off operations thereof. This structure is called an anode short structure, and is a structure in which the anode and the back surface N + region are short-circuited. A back surface P + emitter region 40 and an N + region 41 are formed on the second main surface side of the N − silicon semiconductor substrate 1, and then the gate oxide film 7 and the polysilicon gate electrode are formed on the first main surface. 8 is formed. Then, impurities are diffused from the first main surface into the semiconductor substrate to form the P − base region 17, the P type base region 2, the N type emitter region 3 and the P type drain region 4, and a part of the gate oxide film is formed. A hole is formed to form the cathode electrode 9, and the anode electrode 10 is formed on the back surface. The turn-on and turn-off operations are the same as in the first embodiment. However, since this structure is an anode short structure, at the time of turn-on P -
Holes are injected from the back surface P + emitter region 40 immediately below the base region 17 and turned on. And at the time of turn-off, because the back surface P + emitter region 40 directly beneath the N-type emitter region 3 are entered alternately and N + region, which is immediately below the P-type emitter region, contains no backside P + emitter region, a hole Disappears faster, and the structure makes it easier to turn off.
【0020】つぎに図18を参照して第4の実施例を説
明する。これは、MCTの概略斜視図であり、その構造
は、ゲ−ト電極8の第1の領域Goff (オフゲ−ト領
域)が相違しているほかは、第1の実施例である図1の
MCTと同じである。図1においては、第1の領域Gof
f は、N型エミッタ領域3の上にも形成されていた。こ
れは、この領域3を不純物拡散により形成する時にゲ−
トをマスク都市手用いるためであるので、図1のように
エミッタ領域3が多少ゲ−トの下に入り込むのは止むを
えないことである。しかし、実際は、この部分は、ゲ−
トオフに利用するだけであるので、この領域3上のゲ−
トは不要である(N−ベ−ス領域1に形成されるオフチ
ャネルのみ必要である)。したがって、この実施例で
は、N型エミッタ領域3上のゲ−トは取り除いて、ゲ−
ト酸化膜7を露出している。Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. This is a schematic perspective view of the MCT, and the structure thereof is the same as that of the first embodiment of FIG. 1 except that the first region Goff (off gate region) of the gate electrode 8 is different. Same as MCT. In FIG. 1, the first area Gof
f was also formed on the N-type emitter region 3. This is because when the region 3 is formed by impurity diffusion,
Since the mask region is used as a mask, it is unavoidable that the emitter region 3 slightly goes under the gate as shown in FIG. However, in reality, this part is
Since it is only used for off
Is unnecessary (only the off channel formed in the N - base region 1 is required). Therefore, in this embodiment, the gate on the N-type emitter region 3 is removed and the gate is removed.
The oxide film 7 is exposed.
【0021】以上、これまでの実施例において、MCT
は、自己消弧型素子として、オンゲート領域とオフゲー
ト領域を分離し、オフゲート部の効率を上げ、ターンオ
フ特性を向上させている。しかし、前述の方法によりタ
ーンオフ特性を向上させようとしても、素子が完全にタ
ーンオフし導通状態に達すると、ターンオフ動作時にP
型ベース領域2〜Pチャネル反転層20〜P型ドレイン
領域4の経路からカソード電極9に主電流14中の正孔
電流成分を排出させても、低濃度に形成され、オンゲー
ト領域となっているP−ベース領域17では排出経路の
抵抗が高いため正孔電流成分の排出が難しく、この部分
で導通状態が維持され、素子を完全にターンオフさせる
ことが難しい(図5参照)。As described above, in the above embodiments, the MCT
As a self-arc-extinguishing device, the on-gate region and the off-gate region are separated, the efficiency of the off-gate portion is increased, and the turn-off characteristic is improved. However, even if an attempt is made to improve the turn-off characteristics by the above-mentioned method, if the element is completely turned off and reaches the conductive state, P
Even if the hole current component in the main current 14 is discharged to the cathode electrode 9 from the path of the type base region 2 to the P-channel inversion layer 20 to the P-type drain region 4, it is formed at a low concentration and becomes an on-gate region. In the P − base region 17, it is difficult to discharge the hole current component because of the high resistance of the discharge path, and it is difficult to completely turn off the element because the conduction state is maintained in this part.
【0022】次ぎに、図19を参照して第5の実施例に
ついて説明する。この実施例は、第1乃至第4の実施例
における、P−ベース領域で導通状態が維持されやすい
ためにターンオフさせることが難しいという問題を解決
することにより、ターンオフ特性を向上させ、さらに、
ターンオンとターンオフ特性とのトレードオフを取り易
くしている。即ち、今までの実施例では、オンゲート領
域となるP−ベース領域17をPベース領域2の端部全
域に形成していたが、この実施例では、P型ベース領域
2をオンゲート領域下まで形成し、そのP型ベース領域
2のオンゲート領域直下の表面にのみP−ベース領域1
7を形成する。この低不純物濃度のP−ベース領域17
は、P型ベ−ス領域2の一部であり、その端部に形成さ
れる。そして、このP−ベース領域17は、ゲ−ト電極
8の第2の領域(オンゲ−ト部)Gon下に配置され、そ
の半導体基板1の第1の主面からの深さは、この領域1
7に隣接するN型エミッタ領域3の前記主面からの深さ
とほぼ等しいか、この深さより浅くなっている。その他
の部分の構成は、図1と同じである。この構造により、
オンチャネル領域を形成する表面部分のみがP−ベース
領域17となり、オンチャネル領域の直下部分にもP型
ベース領域2が形成されるため、ターンオフ時にこの部
分でもPベース領域2の他の部分と同様、電流が切れれ
易くなりターンオフ特性を向上させることができる。Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment improves the turn-off characteristics by solving the problem in the first to fourth embodiments that it is difficult to turn off because the conductive state is easily maintained in the P − base region, and further,
This makes it easier to make a trade-off between turn-on and turn-off characteristics. That is, in the above-described embodiments, the P − base region 17 serving as the on-gate region is formed over the entire end portion of the P base region 2, but in this embodiment, the P-type base region 2 is formed below the on-gate region. However, the P − base region 1 is formed only on the surface of the P type base region 2 immediately below the on-gate region.
Form 7. This low impurity concentration P − base region 17
Is a part of the P-type base region 2 and is formed at the end thereof. The P - base region 17 is arranged below the second region (on-gate portion) Gon of the gate electrode 8, and the depth from the first main surface of the semiconductor substrate 1 is this region. 1
7 is almost equal to or shallower than the depth from the main surface of the N-type emitter region 3 adjacent to 7. The configuration of the other parts is the same as in FIG. This structure allows
Only the surface portion forming the on-channel region becomes the P − base region 17, and the P-type base region 2 is also formed immediately below the on-channel region. Therefore, at the time of turn-off, this portion also forms a part of the P-base region 2. Similarly, the current is easily cut off, and the turn-off characteristic can be improved.
【0023】次に、図20乃至図25を参照して本発明
の動作原理(ターンオン・ターンオフ)について説明す
る。まず、ターンオン動作について説明する。図20
は、この動作を説明する半導体基板の正面図、図21
は、側面図及び図22は、その平面図である。アノード
Aを正、カソードKを負にバイアスし、ゲートGを正に
バイアスすると半導体基板1表面のP−ベース領域17
のごく表面にNチャネル反転層18が形成され、N型エ
ミッタ領域3からN−ベース領域1へ電子12が注入さ
れる。それにより裏面P+エミッタ領域6より正孔13
がN−ベース領域1へ注入される。このため、N−ベー
ス領域1で伝導度変調が起こり、N型エミッタ領域3か
らP型ベース領域2を通り、N−ベース領域1へ直接電
子12が注入され、ターンオンがP−ベース領域17に
近いN型エミッタ領域3の初期点弧領域21から始ま
り、さらに、ターンオン領域がNエミッタセンター領域
まで広がり、素子がターンオンする。Next, the operating principle (turn-on / turn-off) of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the turn-on operation will be described. Figure 20
21 is a front view of the semiconductor substrate for explaining this operation.
22 is a side view and FIG. 22 is a plan view thereof. When the anode A is positively biased, the cathode K is negatively biased, and the gate G is positively biased, the P − base region 17 on the surface of the semiconductor substrate 1 is formed.
An N-channel inversion layer 18 is formed on the very surface, and electrons 12 are injected from the N-type emitter region 3 to the N − base region 1. As a result, holes 13 are formed from the back surface P + emitter region 6
Are implanted into the N − base region 1. Thus, N - conductivity modulation occurs in the base region 1 through the P-type base region 2 from the N-type emitter region 3, N - direct electron 12 are injected into the base region 1, the turn-on is the P - base region 17 Starting from the initial firing region 21 of the near N-type emitter region 3, the turn-on region spreads to the N-emitter center region, and the device turns on.
【0024】ついで、ターンオフ動作について説明す
る。図23は、この動作を説明する半導体基板の正面
図、図24は、側面図及び図25は、その平面図であ
る。アノードAを正、カソードKを負にバイアスし、主
電流14が流れている状態でゲートGを負にバイアスす
ると、ターンオン時に形成されていたNチャネル反転層
18が消え、P型ベース/P型ドレイン領域間のN−ベ
ース領域1の表面にPチャネル反転層20が形成され、
P型ベース領域2〜P型ドレイン領域4〜カソード電極
9が短絡され、主電流14中の正孔16がカソード電極
9から排出される。この動作により、N型エミッタ領域
3からの電子の注入が止まり、主電流14が流れなくな
る。ターンオフ領域は、N型エミッタ領域3のP型ドレ
イン領域4と対向している初期消弧領域22から始ま
り、最終的に、N型エミッタ領域3全体に広がって素子
は、ターンオフする。Next, the turn-off operation will be described. FIG. 23 is a front view of a semiconductor substrate for explaining this operation, FIG. 24 is a side view, and FIG. 25 is a plan view thereof. When the anode A is positively biased, the cathode K is negatively biased, and the gate G is negatively biased while the main current 14 is flowing, the N-channel inversion layer 18 formed at turn-on disappears, and the P-type base / P-type A P-channel inversion layer 20 is formed on the surface of the N − base region 1 between the drain regions,
The P-type base region 2 to the P-type drain region 4 to the cathode electrode 9 are short-circuited, and the holes 16 in the main current 14 are discharged from the cathode electrode 9. By this operation, the injection of electrons from the N-type emitter region 3 is stopped and the main current 14 stops flowing. The turn-off region starts from the initial arc extinguishing region 22 facing the P-type drain region 4 of the N-type emitter region 3, and finally spreads over the entire N-type emitter region 3 to turn off the device.
【0025】次ぎに、図26乃至図29を参照して、こ
の実施例の半導体装置の製造工程を説明する。図は、P
型ベ−ス及びP型ドレイン領域を中心とした半導体基板
の部分断面図である。図20に示すように、N−半導体
基板1の第2の主面に、N+バッファ層5、裏面P+エ
ミッタ層6を形成し、さらに、イオン注入や固相拡散な
どの通常の拡散技術を用いてP型ベース領域2及びP型
ドレイン領域4を形成する(図26)。次いで、このP
型ベース領域2やP型ドレイン領域4などを含む半導体
基板1の表面に厚さ約1μmの低不純物濃度のP−シリ
コンエピタキシャル層43を成長させる(図27)。次
いで、エピタキシャル層43中に、例えば、不純物をイ
オン注入してP型ドレイン領域4、P−ベース領域17
およびN型エミッタ領域3を形成し、さらに、エピタキ
シャル層43表面にゲート酸化膜7、ポリシリコンゲー
ト電極8を形成する。(図28)。ついで、酸化膜を選
択的にエッチング除去して、そこにカソード電極9を形
成するとともに、裏面にアノード電極10を形成する。
このように、エピタキシャル成長層を利用することによ
り、前述の実施例では、P型ベース領域2端部にP型ベ
ース領域と同じ拡散深さで形成していたP−ベース領域
17を、P型ベース領域2内の端部の表面のみに形成す
ることができるようになる。Next, the manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS. The figure shows P
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate centering on the type base and the P type drain region. As shown in FIG. 20, an N + buffer layer 5 and a back surface P + emitter layer 6 are formed on the second main surface of the N − semiconductor substrate 1, and further a normal diffusion technique such as ion implantation or solid phase diffusion is performed. Is used to form the P-type base region 2 and the P-type drain region 4 (FIG. 26). Then this P
A low impurity concentration P − silicon epitaxial layer 43 having a thickness of about 1 μm is grown on the surface of the semiconductor substrate 1 including the type base region 2 and the P type drain region 4 (FIG. 27). Next, for example, impurities are ion-implanted into the epitaxial layer 43 to form the P-type drain region 4 and the P − base region 17.
Then, the N-type emitter region 3 is formed, and the gate oxide film 7 and the polysilicon gate electrode 8 are further formed on the surface of the epitaxial layer 43. (FIG. 28). Then, the oxide film is selectively removed by etching to form the cathode electrode 9 thereon and the anode electrode 10 on the back surface.
As described above, by using the epitaxial growth layer, the P − base region 17 formed in the end portion of the P type base region 2 with the same diffusion depth as the P type base region in the above-described embodiment is replaced with the P type base region. Only the surface of the end portion in the region 2 can be formed.
【0026】つぎに、図29を参照してP−ベ−ス領域
17の別な方法を説明する。P型ドレイン領域4の図示
は省略する。上記の方法の図26までの工程は、この方
法と共通している。そして、このP型ベース領域2やP
型ドレイン領域4などを含む半導体基板1の表面に厚さ
約1μmの低不純物濃度のN−シリコンエピタキシャル
層44を成長させる(図29(a))。次いで、半導体
基板1を熱処理することにより、P型不純物拡散領域
2、4のP型不純物が熱拡散してエピタキシャル層44
に入り込み、この領域2、4上のエピタキシャル層44
は、P−シリコンエピタキシャル層43に変化する(図
29(b))。したがって、このエピタキシャル層43
に適宜不純物を選択的にイオン注入して、図28に示す
ように、P−ベ−ス領域17を形成する。Next, another method of forming the P - base area 17 will be described with reference to FIG. Illustration of the P-type drain region 4 is omitted. The steps up to FIG. 26 of the above method are common to this method. Then, the P-type base region 2 and P
A low impurity concentration N − silicon epitaxial layer 44 having a thickness of about 1 μm is grown on the surface of the semiconductor substrate 1 including the type drain region 4 and the like (FIG. 29A). Then, the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the P-type impurities in the P-type impurity diffusion regions 2 and 4 are thermally diffused and the epitaxial layer 44.
And the epitaxial layer 44 on these regions 2, 4
Changes to the P − silicon epitaxial layer 43 (FIG. 29B). Therefore, this epitaxial layer 43
Then, impurities are selectively and selectively ion-implanted to form a P - base region 17, as shown in FIG.
【0027】さらに、他の方法は、図29(a)に示す
ように、N−シリコンエピタキシャル層44が形成され
てから、半導体基板に熱拡散処理を施さずに、直接イオ
ン注入を施して、図28に示すP−ベ−ス領域17を形
成する。このようなP−ベース領域形成にあたり、エピ
タキシャル成長層を利用する製造方法を例として説明し
たが、この他に埋込み拡散や接着ウェーハを利用した方
法でも形成することができる。Further, in another method, as shown in FIG. 29 (a), after the N -- silicon epitaxial layer 44 is formed, the semiconductor substrate is directly subjected to ion implantation without thermal diffusion treatment, A P - base region 17 shown in FIG. 28 is formed. In forming such a P − base region, a manufacturing method using an epitaxial growth layer has been described as an example, but it is also possible to form it by a method using buried diffusion or an adhesive wafer.
【0028】次ぎに、図30を参照して第6の実施例を
説明する。図は、この実施例のMCTの概略斜視図であ
る。この構造は、第5の実施例で使用したN−シリコン
半導体基板をP−シリコン半導体基板23に変えたもの
である。その第2の主面にP+バッファ領域28、裏面
N+エミッタ領域29をエピタキシャル成長させる。次
ぎに、半導体基板23の第1の主面上に不純物拡散によ
り、N型ベ−ス領域25、この領域の一部であるN−ベ
−ス領域24、P型エミッタ領域26、N型ドレイン領
域27等を形成し、ついで、ゲ−ト酸化膜30及びポリ
シリコンゲ−ト電極31を積層する。そして、酸化膜の
一部を開孔してアノ−ド電極(A)32を形成するとと
もに裏面(第2の主面)には、カソ−ド電極(K)33
を形成する。タ−ンオン動作は、アノ−ド32に正、カ
ソ−ド33に負の電圧をバイアスし、ゲ−ト31を負に
バイアスすることにより、PチャネルMOSFETが動
作して反転層が形成される。そして、P−ベ−ス領域2
3に正孔が注入され、裏面N+エミッタ領域29から電
子が注入されることにより、P−ベ−ス領域23で伝導
度変調が起こり、タ−ンオンして主電流が流れ始める。
タ−ンオフ動作は、アノ−ド32に正、カソ−ド33に
負の電圧をバイアスして主電流が流れている状態で、ゲ
−ト31を正にバイアスすることにより、主電流から電
子を排出し、P型エミッタ領域26から正孔の注入をと
めて主電流をとめる。N−ベ−ス領域24の下のN型ベ
−ス領域25もタ−ンオフ動作に寄与するので、その動
作が、第1の実施例より向上する。Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a schematic perspective view of the MCT of this embodiment. In this structure, the N - silicon semiconductor substrate used in the fifth embodiment is replaced with a P - silicon semiconductor substrate 23. A P + buffer region 28 and a back surface N + emitter region 29 are epitaxially grown on the second main surface. The next, by an impurity diffusion to the first main surface of the semiconductor substrate 23, N-type base - source region 25, which is a part of this region N - base - source region 24, P-type emitter region 26, N-type drain A region 27 is formed, and then a gate oxide film 30 and a polysilicon gate electrode 31 are laminated. Then, a part of the oxide film is opened to form an anode electrode (A) 32, and a cathode electrode (K) 33 is formed on the back surface (second main surface).
To form. In the turn-on operation, a positive voltage is applied to the anode 32, a negative voltage is applied to the cathode 33, and a negative voltage is applied to the gate 31, whereby the P-channel MOSFET operates and an inversion layer is formed. .. Then, P - base - source region 2
By injecting holes into 3 and injecting electrons from the back surface N + emitter region 29, conductivity modulation occurs in the P - base region 23, turning on and turning on the main current.
In the turn-off operation, the gate 31 is positively biased while the main current is flowing by biasing the anode 32 with a positive voltage and the cathode 33 with a negative voltage. Are discharged, and the injection of holes from the P-type emitter region 26 is stopped to stop the main current. N - base - scan the area under the 24 N-type base - source region 25 is also data - so contributes to turnoff operation, its operation is improved than the first embodiment.
【0029】次ぎに、図31を参照して第7の実施例を
説明する。図は、この実施例のMCTの概略斜視図であ
る。この構造は、図13と同様にアノ−ドショ−ト構造
と呼ばれるものであり、アノ−ド電極と裏面N+領域と
をショ−トさせた構造をしている。N−シリコン半導体
基板1の第2の主面に裏面P+エミッタ領域40と裏面
N+領域41を形成し、第1の主面から半導体基板1に
不純物を拡散して、P型ベ−ス領域2、N型エミッタ領
域3、P型ドレイン領域4及びN型エミッタ領域3と拡
散深さのほぼ等しいP−ベ−ス領域17を形成する。そ
して、第1の主面上において、ゲ−ト酸化膜7、ポリシ
リコンゲ−ト電極8を積層し、さらに、酸化膜の一部を
開孔してカソ−ド電極9を形成するとともに、裏面にア
ノ−ド電極を形成する。タ−ンオン/タ−ンオフ動作に
ついては、図13に示される第3の実施例と同様の動作
モ−ドである。N−ベ−ス領域17の下のN型ベ−ス領
域2もタ−ンオフ動作に寄与するので、その動作が第1
の実施例よりも向上する。Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a schematic perspective view of the MCT of this embodiment. This structure is called an anodic short structure as in FIG. 13, and has a structure in which the anodic electrode and the back surface N + region are shorted. A back surface P + emitter region 40 and a back surface N + region 41 are formed on the second main surface of the N − silicon semiconductor substrate 1, impurities are diffused from the first main surface to the semiconductor substrate 1, and a P type base is formed. Region 2, N-type emitter region 3, P-type drain region 4, and N-type emitter region 3 are formed to form a P - base region 17 having substantially the same diffusion depth. Then, a gate oxide film 7 and a polysilicon gate electrode 8 are laminated on the first main surface, and further, a part of the oxide film is opened to form a cathode electrode 9, and a back surface is formed on the back surface. An anode electrode is formed. The turn-on / turn-off operation is the same operation mode as that of the third embodiment shown in FIG. N - base - N-type base beneath the source region 17 - source region 2 even data - so contributes to turnoff operation, its operation is first
It is improved compared with the embodiment.
【0030】次ぎに、図32を参照して第8の実施例を
説明する。図は、この実施例のMCTの概略斜視図であ
る。この構造は、図18と同じであるが、P−ベ−ス領
域17は、P型ベ−ス領域2の端部全体に形成するので
はなく、この端部の表面領域にのみ形成し、P−ベ−ス
領域17の下のP型ベ−ス領域2は、タ−ンオフ領域と
して作用する。したがって、タ−ンオフ動作が、図18
に示す第4の実施例より向上する。Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a schematic perspective view of the MCT of this embodiment. This structure is the same as that of FIG. 18, but the P - base region 17 is not formed on the entire end of the P-type base region 2, but only on the surface region of this end, P - base - P-type base beneath the source region 17 - source region 2, data - which acts as a turnoff region. Therefore, the turn-off operation is as shown in FIG.
It is improved from the fourth embodiment shown in FIG.
【0031】次ぎに、図33を参照して第9の実施例を
説明する。図は、この実施例のMCTの概略斜視図であ
る。今までの実施例では、ゲ−ト電極8、31は、第1
の領域Goff と第2の領域Gonとからなっていて、これ
らの領域は、一体になっていた。しかし、本発明では、
ゲ−ト電極が一体になっている必要はなく、第1と第2
の領域が分離していても良い。この図に示すように、ゲ
−ト電極8は、第1の領域Goff であるオフゲ−ト領域
と第2の領域Gonであるオンゲ−ト領域とに分離してい
る。この図に示すのは、1セルの構造であるが、このM
CTを実際に使用する場合は、このセルを複数個、例え
ば、縦、横に図17に示すように配置して、1つの半導
体装置として用いる。セルを1つにまとめる場合には、
例えば、第2の領域Gonは、各セル列で一体化している
が、第1の領域Goff は、セル毎に分離している。した
がって、各第1の領域は、各行毎に、絶縁に注意しなが
らAlなどの配線で接続しなければならない。Next, a ninth embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a schematic perspective view of the MCT of this embodiment. In the above embodiments, the gate electrodes 8 and 31 are the first electrodes.
Area Goff and the second area Gon, and these areas were integrated. However, in the present invention,
It is not necessary for the gate electrodes to be integrated;
The areas may be separated. As shown in this figure, the gate electrode 8 is separated into an off-gate region which is the first region Goff and an on-gate region which is the second region Gon. Although the structure of one cell is shown in this figure, this M
When the CT is actually used, a plurality of these cells, for example, arranged vertically and horizontally as shown in FIG. 17, are used as one semiconductor device. If you want to combine cells into one,
For example, the second region Gon is integrated in each cell row, but the first region Goff is separated for each cell. Therefore, each first region must be connected to each row by wiring such as Al while paying attention to insulation.
【0032】第5の実施例から第9の実施例は、第1の
実施例から第4の実施例において問題となっていたター
ンオフ特性を向上させることにある。前半の実施例で
は、P型ベース領域2、P型ドレイン領域4の不純物濃
度を上げ、ターンオフ時に形成されるP型ベース領域−
Pチャネル反転層−P型ドレイン領域−カソード電極の
正孔電流排出経路の抵抗を下げることにより、正孔を効
率よく排出させる方法によりターンオフ特性を向上させ
てきた。しかしながら、この方法でターンオフ特性を向
上させようとしても、低濃度で形成されオンゲート領域
となっているP−ベース領域17では排出経路の抵抗が
高いため正孔電流成分の排出が難しく、この部分では導
通状態が維持されるため、ターンオフ時に電流が残りや
すくなる。これがターンオフ特性の向上を阻害する要因
になっていた。後半の実施例は、P−ベース領域17を
P型ベース領域2端部の表面部分にのみ形成した構造に
している。つまり、ターンオン時にNチャネル反転層の
形成されるP型ベース領域2端部の表面のみP−ベース
領域17を形成することにより、ターンオン時の正孔電
流の排出経路の抵抗を下げ、電流を切れ易くしている。The fifth to ninth embodiments are intended to improve the turn-off characteristic which has been a problem in the first to fourth embodiments. In the first half of the embodiment, the impurity concentration of the P-type base region 2 and the P-type drain region 4 is increased, and the P-type base region formed at the time of turn-off.
The turn-off characteristics have been improved by a method of efficiently discharging holes by lowering the resistance of the hole current discharging path of the P-channel inversion layer-P-type drain region-cathode electrode. However, even if an attempt is made to improve the turn-off characteristics by this method, it is difficult to discharge the hole current component in the P − base region 17 which is formed at a low concentration and serves as an on-gate region, because the resistance of the discharge route is high, and in this portion. Since the conductive state is maintained, current tends to remain at turn-off. This has been a factor impeding the improvement of the turn-off characteristics. In the latter half of the embodiment, the P − base region 17 is formed only on the surface of the end of the P type base region 2. That is, by forming the P − base region 17 only on the surface of the end portion of the P-type base region 2 where the N-channel inversion layer is formed at the time of turn-on, the resistance of the hole current discharge path at the time of turn-on is reduced and the current is cut off. Making it easier.
【0033】その作用効果について、図20乃至図25
を参照して説明する。図に示すように、P−ベース領域
17は、P型ベース領域2内のN型エミッタ領域3との
接続部と、N−ベース領域1の接合部までの表面部分に
形成されている。そのため、この構造では、ターンオン
時にNチャネル反転層18が形成される部分のみP−ベ
ース領域17が形成されることになる。したがって、素
子は、ターンオフ時にアノードに正、カソードに負にバ
イアスされ、主電流が流れている状態でゲートを負にバ
イアスし、P型ベース領域2、P型ドレイン領域4間の
N−ベース領域1表面にPチャネル反転層20が形成さ
れ、P型ベース領域−P型ドレイン領域−カソード電極
9が短絡され、主電流中の正孔16がカソード電極9か
ら排出される。Regarding its function and effect, FIG. 20 to FIG.
Will be described. As shown in the figure, the P − base region 17 is formed in the surface portion of the P type base region 2 up to the connection with the N type emitter region 3 and the junction of the N − base region 1. Therefore, in this structure, the P − base region 17 is formed only in the portion where the N-channel inversion layer 18 is formed at turn-on. Therefore, the element is biased positively to the anode and negatively to the cathode at turn-off, biases the gate negatively while the main current is flowing, and the N − base region between the P-type base region 2 and the P-type drain region 4 is The P-channel inversion layer 20 is formed on one surface, the P-type base region-P-type drain region-cathode electrode 9 is short-circuited, and the holes 16 in the main current are discharged from the cathode electrode 9.
【0034】この動作により、N型エミッタ領域3から
の電子の注入が止まる。このとき、P型ベース領域2端
部のN型エミッタ領域3との接合部ではP−ベース領域
17がP型ベース領域2で囲まれているため、ターンオ
ン時のNチャネル反転層18が閉じると電子の注入が止
りやすく、素子のターンオフ特性が向上することにな
る。このように、P−ベース領域17がP型ベース領域
2端部の表面部分のみになり、その周辺は、P型ベース
領域2で囲まれているので、電子電流の注入が抑制され
ターンオフ特性は向上する。また、ターンオン特性につ
いては、P−ベース領域17がNチャネル反転層18の
形成される領域にあるため、NチャネルMOSFETの
特性は、第1の実施例と変わらず、電子がこのNチャネ
ル反転層18から十分にN−ベース領域1へ注入される
のでターンオン特性も変わらない。By this operation, the injection of electrons from the N-type emitter region 3 is stopped. At this time, since the P − base region 17 is surrounded by the P type base region 2 at the junction with the N type emitter region 3 at the end of the P type base region 2, if the N channel inversion layer 18 at turn-on is closed. It is easy to stop the injection of electrons and the turn-off characteristic of the device is improved. Thus, since the P − base region 17 is only the surface portion of the end portion of the P type base region 2 and the periphery thereof is surrounded by the P type base region 2, the injection of the electron current is suppressed and the turn-off characteristic is improves. Regarding the turn-on characteristics, since the P − base region 17 is in the region where the N-channel inversion layer 18 is formed, the characteristics of the N-channel MOSFET are the same as in the first embodiment, and the electrons are generated in this N-channel inversion layer. The turn-on characteristic does not change because the N - base region 1 is sufficiently injected from 18.
【0035】本発明は、前述の実施例の他に、これらの
実施例を用いてダブルゲ−ト構造に応用できることも出
来る。また、前述の実施例では、半導体材料としてシリ
コンを用いたが、この使用は、その一例であり、それ以
外の、例えば、GeやGaAs等の既存の材料を適宜利
用することができる。なお、実施例に示した半導体装置
のP型ベ−ス領域の端部の表面領域に形成されたP−ベ
−ス領域の不純物濃度は、タ−ンオン特性を維持するた
めに、1.0×1018cm-3以下であることが望まし
い。The present invention can be applied to a double gate structure by using these embodiments other than the above-mentioned embodiments. Further, although silicon is used as the semiconductor material in the above-described embodiments, this use is one example, and other existing materials such as Ge and GaAs can be appropriately used. The impurity concentration of the P - base region formed in the surface region at the end of the P-type base region of the semiconductor device shown in the embodiment is 1.0 in order to maintain the turn-on characteristic. It is preferably × 10 18 cm -3 or less.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明は、以上のように、MCTのタ−
ンオフ及びタ−ンオンの初期動作領域を互いに離隔させ
ているので、ベ−ス領域の不純物濃度を場所によって変
えることができ、従来技術で問題となっていたタ−ンオ
フ/タ−ンオン特性のトレ−ドオフを良好にするととも
に、タ−ンオフ効率を向上させることができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention provides the MCT target.
Since the initial operation regions of turn-off and turn-on are separated from each other, the impurity concentration of the base region can be changed depending on the location, and the turn-off / turn-on characteristic trace problem that has been a problem in the prior art can be obtained. It is possible to improve the turn-off efficiency while improving the turn-off efficiency.
【図1】本発明の第1の実施例の半導体装置の概略斜視
図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の半導体装置のタ−ンオン動作を説明する
概略斜視図FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図3】図1の半導体装置のタ−ンオン動作を説明する
Y−Y´方向の断面図。3 is a cross-sectional view in the YY 'direction for explaining the turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図4】図1の半導体装置のタ−ンオン動作を説明する
Y−Y´方向の断面図。4 is a cross-sectional view in the YY 'direction for explaining the turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図5】図1の半導体装置のタ−ンオフ動作を説明する
半導体装置の概略斜視面図。5 is a schematic perspective view of a semiconductor device for explaining a turn-off operation of the semiconductor device of FIG.
【図6】本発明のターンオン動作を説明する半導体装置
の平面図。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor device for explaining the turn-on operation of the present invention.
【図7】本発明のターンオン動作を説明する半導体装置
の断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor device illustrating a turn-on operation of the present invention.
【図8】本発明のターンオフ動作を説明する半導体装置
の平面図。FIG. 8 is a plan view of a semiconductor device illustrating a turn-off operation of the present invention.
【図9】本発明のターンオフ動作を説明する半導体装置
の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor device illustrating a turn-off operation of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 10 is a perspective view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図11】図10の半導体装置のターンオン動作を説明
する斜視図。11 is a perspective view illustrating a turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図12】図10の半導体装置のターンオフ動作を説明
する斜視図。12 is a perspective view illustrating a turn-off operation of the semiconductor device of FIG.
【図13】本発明の第3の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 13 is a perspective view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【図14】図13の半導体装置のターンオン動作を説明
する斜視図。14 is a perspective view illustrating a turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図15】図13の半導体装置のターンオフ動作を説明
する斜視図。15 is a perspective view illustrating a turn-off operation of the semiconductor device of FIG.
【図16】本発明の半導体装置のターンオン動作の不純
物濃度依存性を示す特性図。FIG. 16 is a characteristic diagram showing the impurity concentration dependence of the turn-on operation of the semiconductor device of the present invention.
【図17】本発明の複数のセルを搭載した半導体装置
(MCT)斜視図。FIG. 17 is a perspective view of a semiconductor device (MCT) having a plurality of cells according to the present invention mounted therein.
【図18】本発明の第4の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 18 is a perspective view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図19】本発明の第5の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 19 is a perspective view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図20】図19の半導体装置のタ−ンオン動作を説明
する正面図。20 is a front view illustrating a turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図21】図19の半導体装置のタ−ンオン動作を説明
する側面図。21 is a side view illustrating a turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図22】図19の半導体装置のタ−ンオン動作を説明
する平面図。22 is a plan view illustrating a turn-on operation of the semiconductor device of FIG.
【図23】図19の半導体装置のタ−ンオフ動作を説明
する正面図。23 is a front view illustrating the turn-off operation of the semiconductor device of FIG.
【図24】図19の半導体装置のタ−ンオフ動作を説明
する側面図。24 is a side view illustrating a turn-off operation of the semiconductor device of FIG.
【図25】図19の半導体装置のタ−ンオフ動作を説明
する平面図。25 is a plan view illustrating a turn-off operation of the semiconductor device of FIG.
【図26】図19の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 26 is a sectional view of a step of manufacturing the semiconductor device of FIG.
【図27】図19の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 27 is a sectional view of a step of manufacturing the semiconductor device of FIG. 19.
【図28】図19の半導体装置の製造工程断面図。28 is a sectional view of a step of manufacturing the semiconductor device of FIG.
【図29】図19の半導体装置の製造工程断面図。FIG. 29 is a sectional view of a step of manufacturing the semiconductor device of FIG.
【図30】本発明の第6の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 30 is a perspective view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図31】本発明の第7の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 31 is a perspective view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図32】本発明の第8の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 32 is a perspective view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図33】本発明の第9の実施例の半導体装置の斜視
図。FIG. 33 is a perspective view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention.
【図34】従来の半導体装置(MCT)の概略斜視図。FIG. 34 is a schematic perspective view of a conventional semiconductor device (MCT).
【図35】図34のX−X′断面図であり、タ−ンオン
動作の説明図。FIG. 35 is a sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 34, which is an explanatory view of the turn-on operation.
【図36】図34のX−X′断面図であり、タ−ンオン
動作の説明図。36 is a sectional view taken along line XX ′ in FIG. 34, which is an explanatory view of a turn-on operation.
【図37】図34のX−X′断面図であり、タ−ンオフ
動作の説明図。FIG. 37 is a sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 34, which is an explanatory view of the turn-off operation.
【図38】図34のX−X′断面図であり、タ−ンオフ
動作の説明図。38 is a sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 34, which is an explanatory view of the turn-off operation.
1 N−半導体基板 2 P型ベース領域 3 N型エミッタ領域 4 P型ドレイン領域 5 N+バッファ領域 6、40 裏面P+エミッタ領域 7、30 ゲート酸化膜 8、31 ポリシリコンゲート電極 9、33 カソード電極 10、32 アノード電極 11、18、39 N型反転層 12、35、38 電子電流 13、16、34 正孔電流 14、37 主電流 15、20、36 P型反転層 17 P−ベ−ス領域(第6の領域) 21 初期点弧領域 22 初期消弧領域 23 P−半導体基板 24 N−ベ−ス領域 25 N型ベ−ス領域 26 P型エミッタ領域 27 N型ドレイン領域 28 P+バッファ領域 29 裏面N+エミッタ領域 41 裏面N+領域 42 層間絶縁膜 43 P−シリコンエピタキチャル層 44 N−シリコンエピタキシャル層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N - Semiconductor substrate 2 P-type base region 3 N-type emitter region 4 P-type drain region 5 N + buffer region 6 and 40 Back surface P + emitter region 7 and 30 Gate oxide film 8 and 31 Polysilicon gate electrode 9 and 33 Cathode electrodes 10, 32 an anode electrode 11,18,39 N-type inversion layer 12,35,38 electron current 13,16,34 hole current 14, 37 main current 15,20,36 P type inversion layer 17 P - base - scan Region (sixth region) 21 Initial ignition region 22 Initial arc extinguishing region 23 P - Semiconductor substrate 24 N - Base region 25 N-type base region 26 P-type emitter region 27 N-type drain region 28 P + buffer Region 29 Backside N + Emitter Region 41 Backside N + Region 42 Interlayer Insulating Film 43 P - Silicon Epitaxy Layer 44 N - Silicon Epitaxial Layer
Claims (10)
第1導電型の第1の半導体領域と、 この第1の半導体領域に形成され、前記第1の主面に露
出している第2導電型の第2の半導体領域と、 この第2の半導体領域に形成され、前記第1の主面に露
出している第1導電型の第3の半導体領域と、 前記第1の半導体領域に形成され前記第1の主面に露出
している第2導電型の第4の半導体領域と、 前記第1の半導体領域に形成され、前記半導体基板の第
2の主面に露出している第2導電型の第5の半導体領域
と、 前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域に電気的
に接続された第1の電極と、 前記半導体基板の前記第1の主面上にゲ−ト酸化膜を介
して形成され、少なくとも前記第1と第2の半導体領域
の境界、前記第1と第4の半導体領域の境界及びこれら
の境界に挟まれた前記第1の半導体領域上に形成された
第1の領域であるオフゲ−ト領域、及び前記第1と第2
の半導体領域の境界、前記第3と第2の半導体領域の境
界及びこれらの境界に挟まれた前記第2の半導体領域上
に形成された第2の領域であるオンゲ−ト領域を有する
ゲ−ト電極と、 前記第5の半導体領域上に形成された第2の電極とを具
備したことを特徴とする半導体装置。1. A first semiconductor region of a first conductivity type exposed on a first main surface of a semiconductor substrate, and a first semiconductor region formed on the first semiconductor region and exposed on the first main surface. A second semiconductor region of the second conductivity type, a third semiconductor region of the first conductivity type formed in the second semiconductor region and exposed to the first main surface, and the first semiconductor region of the first conductivity type. A second conductive type fourth semiconductor region formed in a semiconductor region and exposed on the first main surface; and a second conductive type fourth semiconductor region formed on the first semiconductor region and exposed on the second main surface of the semiconductor substrate. A second conductive type fifth semiconductor region, a first electrode electrically connected to the third semiconductor region and the fourth semiconductor region, and the first main surface of the semiconductor substrate. Is formed over the gate oxide film, at least the boundary between the first and second semiconductor regions, and the first and fourth semiconductor regions. A boundary between body regions and an off-gate region which is a first region formed on the first semiconductor region sandwiched by these boundaries, and the first and second regions.
A semiconductor region boundary, a boundary between the third and second semiconductor regions, and an on-gate region that is a second region formed on the second semiconductor region and sandwiched between these boundaries. A semiconductor electrode, and a second electrode formed on the fifth semiconductor region.
の第2の領域の下に形成された部分は、第6の半導体領
域であり、その不純物濃度は、前記第2の半導体領域の
前記第6の半導体領域以外の部分の不純物濃度より低い
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。2. A portion of the second semiconductor region formed below the second region of the gate electrode is a sixth semiconductor region, and the impurity concentration thereof is the second semiconductor region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity concentration is lower than the impurity concentration of the portion other than the sixth semiconductor region.
板の第1の主面からの深さは、前記第3の半導体領域の
前記半導体基板の第1の主面からの深さとほぼ等しい
か、あるいは、それより浅いことを特徴とする請求項2
に記載の半導体装置。3. The depth of the sixth semiconductor region from the first main surface of the semiconductor substrate is substantially equal to the depth of the third semiconductor region from the first main surface of the semiconductor substrate. Or, it is shallower than that.
The semiconductor device according to.
導体領域の端部を取り囲むことによって、前記第6の半
導体領域と第3の半導体領域とがオンチャネル領域以外
では互いに接しないようにすることを特徴とする請求項
2又は請求項3に記載の半導体装置。4. The second semiconductor region surrounds an end of the third semiconductor region so that the sixth semiconductor region and the third semiconductor region are not in contact with each other except in an on-channel region. The semiconductor device according to claim 2 or 3, wherein
前記第6の半導体領域と前記第3の半導体領域とが接す
る長さは、前記第2の半導体領域の前記他の部分と前記
第3の半導体領域とが接する長さより短いことを特徴と
する請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の半導体装
置。5. The first major surface of the semiconductor substrate,
The length of contact between the sixth semiconductor region and the third semiconductor region is shorter than the length of contact between the other portion of the second semiconductor region and the third semiconductor region. The semiconductor device according to any one of claims 2 to 4.
域とにそれぞれ隣接し、前記第1の半導体領域より不純
物濃度の高い第1導電型の第7の半導体領域を備えてい
ることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに
記載の半導体装置。6. A seventh semiconductor region of a first conductivity type, which is adjacent to the first semiconductor region and the fifth semiconductor region and has a higher impurity concentration than the first semiconductor region. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
導体領域は、第2の半導体領域の直下にのみ形成されて
いることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか
に記載の半導体装置。7. The fifth semiconductor region exposed on the second main surface is formed only directly under the second semiconductor region, according to any one of claims 1 to 5. The semiconductor device according to item 1.
導体領域は、第6の半導体領域の直下に形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the fifth semiconductor region exposed on the second main surface is formed immediately below the sixth semiconductor region.
第1導電型の第1の半導体領域を前記半導体基板に形成
する工程と、 前記半導体基板の第1の主面に露出している第2の導電
型の第2の半導体領域を前記第1の半導体領域に形成す
る工程と、 前記半導体基板の第1の主面に露出している第1導電型
の第3の半導体領域を前記第2の半導体領域に形成する
工程と、 前記第1の半導体領域に、第2導電型を有する第4の半
導体領域を形成する工程と、 前記第1の半導体領域に、前記半導体基板の第2の主面
上に露出している第2導電型の第5の半導体領域を形成
する工程と、 前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域に電気的
に接続された第1の電極を形成する工程と、 前記第3の半導体領域及び前記第1の半導体領域に隣接
し、前記第2の半導体領域内に前記第2の半導体領域の
不純物濃度に比較して低い不純物濃度を有する第2導電
型の第6の半導体領域を形成する工程と、 前記半導体基板の第1の主面上にゲ−ト絶縁膜を介して
形成され、少なくとも前記第1と第2の半導体領域の境
界、前記第1と第4の半導体領域の境界及びこれらの境
界に挟まれた前記第2の半導体領域上に形成された第1
の領域であるオフゲート領域及び前記半導体基板の第1
主面上にゲ−ト絶縁膜を介して前記第3の半導体領域と
前記第6の半導体領域との境界、前記第6の半導体領域
と前記第1の半導体領域との境界及びこれらの境界には
さまれた前記第6の半導体領域上に形成された第2の領
域であるオンゲート領域を有するゲート電極を形成する
工程と、 前記第5の半導体基板上に形成された第2の電極を形成
する工程とを具備しており、前記第6の半導体領域を形
成する工程および前記第3の半導体領域を形成する工程
において、前記第2の半導体領域が形成されている前記
半導体基板の第1主面上に、不純物濃度の低い第1導電
型のシリコンエピタキシャル成長層を形成する工程と前
記シリコンエピタキシャル成長層に選択的に不純物をイ
オン注入する工程と前記シリコンエピタキシャル成長層
に不純物がイオン注入された基板を熱処理をする工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。9. A step of forming a first conductivity type first semiconductor region exposed on a first main surface of a semiconductor substrate on the semiconductor substrate, and exposing the first main surface of the semiconductor substrate on the first main surface. Forming a second semiconductor region of the second conductivity type in the first semiconductor region, and a third semiconductor region of the first conductivity type exposed on the first main surface of the semiconductor substrate. Forming in the second semiconductor region, forming a fourth semiconductor region having a second conductivity type in the first semiconductor region, forming a semiconductor substrate of the semiconductor substrate in the first semiconductor region. A step of forming a fifth semiconductor region of the second conductivity type exposed on the second main surface; and a first electrically connected to the third semiconductor region and the fourth semiconductor region. Forming an electrode, adjoining the third semiconductor region and the first semiconductor region, and Forming a second semiconductor type sixth semiconductor region having an impurity concentration lower than the impurity concentration of the second semiconductor region in the second semiconductor region; Is formed on the surface through a gate insulating film, at least the boundary between the first and second semiconductor regions, the boundary between the first and fourth semiconductor regions, and the second sandwiched between these boundaries. First formed on the semiconductor region
An off-gate region, which is a region of the semiconductor substrate, and the first of the semiconductor substrate.
A boundary between the third semiconductor region and the sixth semiconductor region, a boundary between the sixth semiconductor region and the first semiconductor region, and a boundary between them are provided on the main surface with a gate insulating film interposed therebetween. Forming a gate electrode having an on-gate region which is a second region formed on the sandwiched sixth semiconductor region; and forming a second electrode formed on the fifth semiconductor substrate. In the step of forming the sixth semiconductor region and the step of forming the third semiconductor region, the first main part of the semiconductor substrate having the second semiconductor region formed therein. On the surface, a step of forming a first conductivity type silicon epitaxial growth layer having a low impurity concentration, a step of selectively implanting impurities into the silicon epitaxial growth layer, and an impurity in the silicon epitaxial growth layer. And a step of heat treating the ion-implanted substrate.
載の半導体装置を1素子とし、前記素子の複数個を1つ
の半導体基板に集積し、この半導体基板は、オフチャネ
ル領域が形成された第1の側面と、この第1の側面に隣
接し、オンチャネル領域が形成された第2の側面とを備
えてなることを特徴とするMOSゲ−ト駆動型サイリス
タ。10. The semiconductor device according to claim 1 is used as one element, and a plurality of the elements are integrated on one semiconductor substrate, and this semiconductor substrate has an off-channel region formed therein. A MOS gate drive type thyristor comprising a first side surface and a second side surface adjacent to the first side surface and having an on-channel region formed therein.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012104663A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
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1992
- 1992-10-29 JP JP31266192A patent/JP3247461B2/en not_active Expired - Fee Related
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