JPH05335558A - 双方向２端子サイリスタ - Google Patents
双方向２端子サイリスタInfo
- Publication number
- JPH05335558A JPH05335558A JP14305092A JP14305092A JPH05335558A JP H05335558 A JPH05335558 A JP H05335558A JP 14305092 A JP14305092 A JP 14305092A JP 14305092 A JP14305092 A JP 14305092A JP H05335558 A JPH05335558 A JP H05335558A
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- JP
- Japan
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- region
- base region
- bidirectional
- impurity concentration
- terminal thyristor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＮＰＮＰＮあるいはＰＮＰＮＰの５層構造を有
する双方向２端子サイリスタのdi／dt耐量を向上させ
る。 【構成】例えばＮＰＮＰＮ構造の場合、中央のＮ層との
接合におけるブレークオーバの起きやすいＰ+ ベース領
域の周辺部の不純物濃度を高くして中心部でのターンオ
ンの遅れがないようにすることにより、ターンオン時の
通電電流の広がり時間を短縮することができ、di／dt耐
量が向上する。
する双方向２端子サイリスタのdi／dt耐量を向上させ
る。 【構成】例えばＮＰＮＰＮ構造の場合、中央のＮ層との
接合におけるブレークオーバの起きやすいＰ+ ベース領
域の周辺部の不純物濃度を高くして中心部でのターンオ
ンの遅れがないようにすることにより、ターンオン時の
通電電流の広がり時間を短縮することができ、di／dt耐
量が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交互に導電型の異なる
５層構造を有する双方向２端子サイリスタに関する。
５層構造を有する双方向２端子サイリスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＰＮＰＮあるいはＰＮＰＮＰ５層の構
造からなり、電圧・電流特性の第一象限および第三象限
にオン状態とオフ状態の二つの安定した状態を有し、い
ずれの方向でもブレークオーバ電圧以上の電圧を印加す
るとオフ状態からオン状態に移行する双方向２端子サイ
リスタは公知である。図２は従来の双方向２端子サイリ
スタを示し、Ｎ- シリコン基板１に、両面からの不純物
拡散によりＰ+ ベース領域２、さらにその中にＮ+ エミ
ッタ領域３が図示の横断面で点対称的に形成され、両面
には酸化膜４の開口部でＰ+ 領域２およびＮ+ 領域３に
共通に電極５がそれぞれ接触している。
造からなり、電圧・電流特性の第一象限および第三象限
にオン状態とオフ状態の二つの安定した状態を有し、い
ずれの方向でもブレークオーバ電圧以上の電圧を印加す
るとオフ状態からオン状態に移行する双方向２端子サイ
リスタは公知である。図２は従来の双方向２端子サイリ
スタを示し、Ｎ- シリコン基板１に、両面からの不純物
拡散によりＰ+ ベース領域２、さらにその中にＮ+ エミ
ッタ領域３が図示の横断面で点対称的に形成され、両面
には酸化膜４の開口部でＰ+ 領域２およびＮ+ 領域３に
共通に電極５がそれぞれ接触している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】サイリスタのうち、特
に高周波用サイリスタでは、負荷電流の急激な立上がり
の際に損傷が起こらないようにdi／dt耐量の確保が重要
である。di／dt耐量の確保には、ターンオン損失を少な
くするか、半導体基板面内での通電電流の広がり時間を
短縮することが必要である。ターンオン速度を早くする
ために、従来はゲートを基板中心に配置したり、くし形
ゲートを用いたりしている。しかし、ゲートを有しない
２端子サイリスタでは、そのようなゲート構造による手
段をとることができないという問題がある。
に高周波用サイリスタでは、負荷電流の急激な立上がり
の際に損傷が起こらないようにdi／dt耐量の確保が重要
である。di／dt耐量の確保には、ターンオン損失を少な
くするか、半導体基板面内での通電電流の広がり時間を
短縮することが必要である。ターンオン速度を早くする
ために、従来はゲートを基板中心に配置したり、くし形
ゲートを用いたりしている。しかし、ゲートを有しない
２端子サイリスタでは、そのようなゲート構造による手
段をとることができないという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、上述の問題を解決し、di
／dt耐量を向上するために、ターンオン時の通電電流の
広がり時間を短縮した双方向２端子サイリスタを提供す
ることにある。
／dt耐量を向上するために、ターンオン時の通電電流の
広がり時間を短縮した双方向２端子サイリスタを提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第一導電型の半導体基板の両主面側の表面層にそ
れぞれ第二導電型のベース領域が、さらにそのベース領
域の表面層に選択的に第一導電型のエミッタ領域が横断
面で点対称的に形成され、両主面においてベース領域お
よびエミッタ領域に共通に接触する電極を備えた双方向
２端子サイリスタにおいて、ベース領域の周辺部に中心
部に比して不純物濃度の高い領域が形成され、エミッタ
領域がベース領域の相対的に低不純物濃度の中心部と相
対的に高不純物濃度の周辺部の双方の表面層にまたがっ
て形成されたものとする。そして、ベース領域の周辺部
が、不純物拡散を繰返すことにより形成された領域であ
るか、あるいは中心部に比して高い打込み量でのイオン
注入により形成された領域であることが有効である。
めに、第一導電型の半導体基板の両主面側の表面層にそ
れぞれ第二導電型のベース領域が、さらにそのベース領
域の表面層に選択的に第一導電型のエミッタ領域が横断
面で点対称的に形成され、両主面においてベース領域お
よびエミッタ領域に共通に接触する電極を備えた双方向
２端子サイリスタにおいて、ベース領域の周辺部に中心
部に比して不純物濃度の高い領域が形成され、エミッタ
領域がベース領域の相対的に低不純物濃度の中心部と相
対的に高不純物濃度の周辺部の双方の表面層にまたがっ
て形成されたものとする。そして、ベース領域の周辺部
が、不純物拡散を繰返すことにより形成された領域であ
るか、あるいは中心部に比して高い打込み量でのイオン
注入により形成された領域であることが有効である。
【０００６】
【作用】双方向２端子サイリスタのターンオンは、半導
体基板の本来の第一導電型の部分と第二導電型のベース
領域との間の接合のうち、両電極に印加される電圧に対
して逆方向の接合がブレークオーバすることによって起
こる。しかし、このようなブレークオーバは電界の集中
する周辺部で起こりやすく、中心部では起こりにくい。
そのため全面的に通電電流の広がるのに要する時間が長
くなる。周辺部に相対的に高不純物濃度領域を設け、そ
の部分の接合の一方の領域の抵抗を低くしてブレークオ
ーバを起こりにくくすると、逆電圧印加によって中心部
で周辺部よりブレークオーバが起こりやすくなり、直上
にあるエミッタ領域にキャリアが流れ込むことによって
ターンオンするため、全面的に通電電流の広がるのに要
する時間が短くなり、di／dt耐量が向上する。
体基板の本来の第一導電型の部分と第二導電型のベース
領域との間の接合のうち、両電極に印加される電圧に対
して逆方向の接合がブレークオーバすることによって起
こる。しかし、このようなブレークオーバは電界の集中
する周辺部で起こりやすく、中心部では起こりにくい。
そのため全面的に通電電流の広がるのに要する時間が長
くなる。周辺部に相対的に高不純物濃度領域を設け、そ
の部分の接合の一方の領域の抵抗を低くしてブレークオ
ーバを起こりにくくすると、逆電圧印加によって中心部
で周辺部よりブレークオーバが起こりやすくなり、直上
にあるエミッタ領域にキャリアが流れ込むことによって
ターンオンするため、全面的に通電電流の広がるのに要
する時間が短くなり、di／dt耐量が向上する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例の双方向２端子サイ
リスタを示し、図２と共通の部分には同一の符号が付さ
れている。この双方向２端子サイリスタは次のようにし
て製造された。厚さ240 μｍのＮ- シリコン基板１を用
い、両面からの選択的な不純物拡散によりＰ+ ベース領
域２を形成した。さらに、そのＰ+ 領域２の中心部も酸
化膜のマスクで覆い、再度不純物拡散して環状のＰ++領
域６を形成した。表面不純物濃度の高いＰ++ベース領域
６はＰ+ ベース領域に比して深くなる。このあと、Ｐ+
ベース領域２とＰ++ベース領域６の境界７を含む表面層
に不純物拡散によりＮ+ エミッタ領域３を形成した。最
後に、表面の酸化膜４をエッチングして開口部を設けた
のち、アルミニウムを蒸着し、パターニングして両面の
電極５を形成した。
リスタを示し、図２と共通の部分には同一の符号が付さ
れている。この双方向２端子サイリスタは次のようにし
て製造された。厚さ240 μｍのＮ- シリコン基板１を用
い、両面からの選択的な不純物拡散によりＰ+ ベース領
域２を形成した。さらに、そのＰ+ 領域２の中心部も酸
化膜のマスクで覆い、再度不純物拡散して環状のＰ++領
域６を形成した。表面不純物濃度の高いＰ++ベース領域
６はＰ+ ベース領域に比して深くなる。このあと、Ｐ+
ベース領域２とＰ++ベース領域６の境界７を含む表面層
に不純物拡散によりＮ+ エミッタ領域３を形成した。最
後に、表面の酸化膜４をエッチングして開口部を設けた
のち、アルミニウムを蒸着し、パターニングして両面の
電極５を形成した。
【０００８】Ｐ+ ベース領域２、Ｐ++ベース領域６、Ｎ
+ エミッタ領域３はイオン注入を利用して形成すること
もできる。その場合、Ｐ++領域６の部分にはＰ+ 領域２
のためのイオン注入よりも高い打込み量でイオン注入を
行う。図１に示すような構造は、１枚のシリコンウエー
ハに多数同時に形成し、そのあとウエーハを分割して個
々のサイリスタチップにする。なお、上記の実施例では
ＮＰＮＰＮ構造であるが、ＰＮＰＮＰ構造の双方向２端
子サイリスタにおいても同様に実施できる。
+ エミッタ領域３はイオン注入を利用して形成すること
もできる。その場合、Ｐ++領域６の部分にはＰ+ 領域２
のためのイオン注入よりも高い打込み量でイオン注入を
行う。図１に示すような構造は、１枚のシリコンウエー
ハに多数同時に形成し、そのあとウエーハを分割して個
々のサイリスタチップにする。なお、上記の実施例では
ＮＰＮＰＮ構造であるが、ＰＮＰＮＰ構造の双方向２端
子サイリスタにおいても同様に実施できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、５層構造の２層目と４
層目のベース領域の周辺部の不純物濃度を中心部より高
くしてブレークオーバをしにくくすることにより、中心
部におけるターンオンが周辺部に比して遅れることを防
止することができ、ターンオン時の通電電流の広がり時
間が短縮される。これによりdi／dt耐量の向上した双方
向２端子サイリスタをＬことができた。
層目のベース領域の周辺部の不純物濃度を中心部より高
くしてブレークオーバをしにくくすることにより、中心
部におけるターンオンが周辺部に比して遅れることを防
止することができ、ターンオン時の通電電流の広がり時
間が短縮される。これによりdi／dt耐量の向上した双方
向２端子サイリスタをＬことができた。
【図１】本発明の一実施例の双方向２端子サイリスタの
断面図
断面図
【図２】従来の双方向２端子サイリスタの断面図
１ Ｎ- シリコン基板 ２ Ｐ+ ベース領域 ３ Ｎ+ エミッタ領域 ５ 電極 ６ Ｐ++ベース領域
Claims (3)
- 【請求項１】第一導電型の半導体基板の両主面側の表面
層にそれぞれ第二導電型のベース領域が、さらにそのベ
ース領域の表面層に選択的に第一導電型のエミッタ領域
が横断面で点対称的に形成され、両主面においてベース
領域およびエミッタ領域に共通に接触する電極を備えた
ものにおいて、ベース領域の周辺部が中心部に比して不
純物濃度が高く、エミッタ領域がベース領域の相対的に
低不純物濃度の中心部と相対的に高不純物濃度の周辺部
の双方の表面層にまたがって形成されたことを特徴とす
る双方向２端子サイリスタ。 - 【請求項２】ベース領域の周辺部が不純物拡散を繰返す
ことにより形成された領域である請求項１記載の双方向
２端子サイリスタ。 - 【請求項３】ベース領域の周辺部が中心部に比して高い
打込み量でのイオン注入により形成された領域である請
求項１記載の双方向２端子サイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14305092A JPH05335558A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | 双方向２端子サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14305092A JPH05335558A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | 双方向２端子サイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335558A true JPH05335558A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15329750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14305092A Pending JPH05335558A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | 双方向２端子サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335558A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5818074A (en) * | 1996-01-31 | 1998-10-06 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching thyristor |
| US5861721A (en) * | 1996-11-25 | 1999-01-19 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching module |
| US5861720A (en) * | 1996-11-25 | 1999-01-19 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching power control circuit and method |
| US6798024B1 (en) * | 1999-07-01 | 2004-09-28 | Intersil Americas Inc. | BiCMOS process with low temperature coefficient resistor (TCRL) |
| US6812108B2 (en) | 1999-07-01 | 2004-11-02 | Intersil Corporation | BICMOS process with low temperature coefficient resistor (TCRL) |
| JP2012104563A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| CN105720108A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-29 | 昆山海芯电子科技有限公司 | 低电容低电压半导体过压保护器件 |
| CN106229349A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-14 | 安徽富芯微电子有限公司 | 一种超低电容低压半导体放电管芯片及其制造方法 |
-
1992
- 1992-06-04 JP JP14305092A patent/JPH05335558A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5818074A (en) * | 1996-01-31 | 1998-10-06 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching thyristor |
| US5861721A (en) * | 1996-11-25 | 1999-01-19 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching module |
| US5861720A (en) * | 1996-11-25 | 1999-01-19 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching power control circuit and method |
| US6798024B1 (en) * | 1999-07-01 | 2004-09-28 | Intersil Americas Inc. | BiCMOS process with low temperature coefficient resistor (TCRL) |
| US6812108B2 (en) | 1999-07-01 | 2004-11-02 | Intersil Corporation | BICMOS process with low temperature coefficient resistor (TCRL) |
| JP2012104563A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| CN105720108A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-29 | 昆山海芯电子科技有限公司 | 低电容低电压半导体过压保护器件 |
| CN106229349A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-14 | 安徽富芯微电子有限公司 | 一种超低电容低压半导体放电管芯片及其制造方法 |
| CN106229349B (zh) * | 2016-09-30 | 2019-05-10 | 富芯微电子有限公司 | 一种超低电容低压半导体放电管芯片及其制造方法 |
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