JPH0536977A - Switching element - Google Patents

Switching element

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JPH0536977A
JPH0536977A JP18968191A JP18968191A JPH0536977A JP H0536977 A JPH0536977 A JP H0536977A JP 18968191 A JP18968191 A JP 18968191A JP 18968191 A JP18968191 A JP 18968191A JP H0536977 A JPH0536977 A JP H0536977A
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JP
Japan
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gate
diffusion
regions
diffusion region
diffused
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18968191A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Mariyama
満 鞠山
Kazunobu Shozen
和伸 少前
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0536977A publication Critical patent/JPH0536977A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the P gate junction capacitance of a switching element and to increase the dV/dt strength of the element. CONSTITUTION:P gate diffused regions P3 and P4, in which an impurity is diffused shallow, are respectively provided on the insides of P gate diffused regions P1-1 and P2-1, which are formed in the surface of an N-type substrate 1 and wherein an impurity is diffused deep, and regions, wherein an impurity is not diffused, are provided at parts, where oblique lines are drawn, of the regions P3 and P4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フォト・サイリスタ,
フォト・トライアック,サイリスタ,トライアックのよ
うなスイッチング素子の構造に関するもので、感度が高
く、かつ、dV/dt耐量の高いものを得ることができ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a photo thyristor,
The present invention relates to a structure of a switching element such as a photo triac, a thyristor, and a triac, which has high sensitivity and high dV / dt resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下に、スイッチング素子の一例とし
て、ラテラル型フォト・トライアックについて説明す
る。図3は、従来の構造の一例の略平面図であり、図4
はその略断面図である。N型基板1の表面には、左右対
称に、N型のカソード拡散領域K1およびK2をそれぞ
れ内部に包含するP型のPゲート拡散領域P1およびP
2を1対形成し、その外側にそれぞれに対応するP型の
アノード拡散領域A1およびA2とP型のゲート抵抗R
GK1 およびRGK2 が形成される。また、N型基板1の裏
面には、カソード拡散と同時に、カソード拡散領域K1
およびK2と同じ濃度のN型拡散領域2が全面にわたり
形成されている。
2. Description of the Related Art A lateral photo triac will be described below as an example of a switching element. FIG. 3 is a schematic plan view of an example of a conventional structure.
Is a schematic sectional view thereof. On the surface of the N-type substrate 1, the P-type P-gate diffusion regions P1 and P including the N-type cathode diffusion regions K1 and K2 are symmetrically provided inside.
2 are formed in pairs, and P-type anode diffusion regions A1 and A2 respectively corresponding to the outside and P-type gate resistance R
GK1 and R GK2 are formed. Further, on the back surface of the N-type substrate 1, at the same time as the cathode diffusion, the cathode diffusion region K1 is formed.
And the N-type diffusion region 2 having the same concentration as K2 is formed over the entire surface.

【0003】なお、N型基板1の濃度は、一般に1013
〜1015cm-3である。端子T1およびT2は、外部回
路への接続端子であって、端子T1はアノード拡散領域
A1およびカソード拡散領域K2に接続されている。ま
た端子T2は、アノード拡散領域A2およびカソード拡
散領域K1に接続されている。
The concentration of the N-type substrate 1 is generally 10 13
It is -10 15 cm -3 . The terminals T1 and T2 are connection terminals to an external circuit, and the terminal T1 is connected to the anode diffusion region A1 and the cathode diffusion region K2. Further, the terminal T2 is connected to the anode diffusion region A2 and the cathode diffusion region K1.

【0004】アノード拡散領域A1とPゲート拡散領域
P2は、ゲート抵抗RGK2 で、また、アノード拡散領域
A2とPゲート拡散領域P1は、ゲート抵抗RGK1 でそ
れぞれ接続されている。
The anode diffusion region A1 and the P gate diffusion region P2 are connected by a gate resistance R GK2 , and the anode diffusion region A2 and the P gate diffusion region P1 are connected by a gate resistance R GK1 .

【0005】アノード拡散領域A1およびA2と、Pゲ
ート拡散領域P1およびP2の各拡散層は、深さ約10
〜50ミクロン、表面濃度約1016〜1018cm-3であ
る。また、カソード拡散領域K1およびK2の各拡散層
は、深さ3〜15ミクロン、表面濃度約1020〜1021
cm-3である。
Each of the diffusion layers of the anode diffusion regions A1 and A2 and the P gate diffusion regions P1 and P2 has a depth of about 10 mm.
50 microns, a surface concentration of about 10 16 ~10 18 cm -3. Each of the diffusion layers in the cathode diffusion regions K1 and K2 has a depth of 3 to 15 μm and a surface concentration of about 10 20 to 10 21.
cm -3 .

【0006】以上のように、2組のPNPN構造のサイ
リスタにより、トライアックが構成されている。
As described above, a triac is composed of two sets of thyristors having a PNPN structure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構造においては以下の問題点があった。
However, the conventional structure has the following problems.

【0008】Pゲート拡散領域P1およびP2を、高感
度化の目的のため受光面積を広くしているが、そうする
とPゲートの接合容量CjPG が大きくなり、dV/dt
耐量が低くなる。つまり、アノード・カソード間に立上
がりの急峻な電圧が加わった場合、Pゲート接合が逆バ
イアスとなり、この接合容量CjPG を通して変位電流C
jPG ・dV/dtが流れ誤動作するので、Pゲート接合
容量CjPG が大きいほど、dV/dt耐量は低くなる。
The P-gate diffusion regions P1 and P2 have a large light-receiving area for the purpose of increasing the sensitivity. However, if this is done, the junction capacitance C jPG of the P-gate becomes large and dV / dt.
The withstand capacity becomes low. That is, when a steep rising voltage is applied between the anode and the cathode, the P gate junction becomes reverse biased, and the displacement current C passes through this junction capacitance C jPG.
Since jPG · dV / dt flows and malfunctions, the larger the P gate junction capacitance C jPG , the lower the dV / dt withstand capability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明においては、Pゲ
ート拡散領域の一部に、部分的に不純物が拡散されてい
ない領域を設けた。
In the present invention, a region in which impurities are not diffused is provided in a part of the P gate diffusion region.

【0010】[0010]

【作用】Pゲート拡散領域の一部に、部分的に不純物が
拡散されていない領域を設けることにより、Pゲート接
合容量が低減され、dV/dt耐量が向上する。
By providing a region where impurities are not partially diffused in a part of the P gate diffusion region, the P gate junction capacitance is reduced and the dV / dt withstand capability is improved.

【0011】また、光感度については、部分的に不純物
が拡散されていない領域があるが、その周辺のPゲート
拡散領域から光を拾うため、従来と同等の光感度を維持
できる。
Regarding the photosensitivity, there is a region where impurities are not partially diffused, but since light is picked up from the P gate diffusion region around the region, the photosensitivity equivalent to the conventional one can be maintained.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明の一実施例の平面図であり、
図2は、その断面図である。
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a sectional view thereof.

【0013】N型基板1は、たとえばN型シリコン単結
晶で、不純物濃度が1013〜1015cm-3のものを使用
する。N型基板1の表面には、左右対称に、アノード拡
散領域A1およびA2と深い拡散のPゲート拡散領域P
1−1およびP2−1を、ボロンを不純物として同時に
形成する。これらの形状はたとえば枠状とし、その内側
には拡散しない。なお、この拡散層は深さ約20〜50
ミクロン、表面濃度約1016〜1018cm-3程度であ
る。
The N-type substrate 1 is, for example, an N-type silicon single crystal having an impurity concentration of 10 13 to 10 15 cm -3 . On the surface of the N-type substrate 1, the anode diffusion regions A1 and A2 and the deep P diffusion region P are diffused symmetrically.
1-1 and P2-1 are simultaneously formed using boron as an impurity. These shapes are, for example, frame-shaped and do not diffuse inside. The diffusion layer has a depth of about 20 to 50.
Micron, surface concentration is about 10 16 to 10 18 cm −3 .

【0014】次に、その外側にゲート抵抗RGK1 および
GK2 と、Pゲート拡散領域P1−1およびP2−1の
内側に浅い拡散のPゲート拡散領域P3およびP4(破
線で示す)を、ボロンを不純物として同時に形成する。
Pゲート拡散領域P3およびP4の外側の一部はPゲー
ト拡散領域P1−1およびP2−1と一部は重なってい
る。このとき、Pゲート拡散領域P3およびP4は、枠
状のPゲート拡散領域P1−1およびP2−1の内側
に、図の実線の部分と破線の部分との間及び破線で包囲
されている部分に、拡散していない部分(斜線で示す)
がある。
Next, gate resistances R GK1 and R GK2 are provided on the outside thereof, and shallow diffusion P gate diffusion regions P3 and P4 (shown by broken lines) are provided inside the P gate diffusion regions P1-1 and P2-1. Are simultaneously formed as impurities.
Part of the outside of the P gate diffusion regions P3 and P4 partially overlaps with the P gate diffusion regions P1-1 and P2-1. At this time, the P gate diffusion regions P3 and P4 are surrounded by the frame-shaped P gate diffusion regions P1-1 and P2-1 between the solid line portion and the broken line portion and surrounded by the broken line. , The part that is not diffused (shown with diagonal lines)
There is.

【0015】なお、この拡散層は深さ約3〜15ミクロ
ン、表面濃度1016〜1018cm-3程度である。
The diffusion layer has a depth of about 3 to 15 microns and a surface concentration of about 10 16 to 10 18 cm -3 .

【0016】これらの浅い拡散のPゲート拡散領域P3
およびP4の内部に、カソード拡散領域K1およびK2
を、また、N型基板1の裏面にN型拡散領域2を同時に
形成する。なおこの拡散層は、所定の感度およびdV/
dtを得るために、深さおよび表面濃度を所望の値に設
定する。
These shallow diffusion P gate diffusion regions P3
And P4 inside the cathode diffusion regions K1 and K2.
And the N-type diffusion region 2 is simultaneously formed on the back surface of the N-type substrate 1. The diffusion layer has a predetermined sensitivity and dV /
To obtain dt, set the depth and surface concentration to the desired values.

【0017】アノード拡散領域A1とPゲート拡散領域
P2−1,P4は、ゲート抵抗RGK 2 で接続されてお
り、アノード拡散領域A2とPゲート拡散領域P1−
1,P3は、ゲート抵抗RGK1 で接続されている。
The anode diffusion region A1 and the P gate diffusion regions P2-1 and P4 are connected by a gate resistance R GK 2 , and the anode diffusion region A2 and the P gate diffusion region P1-.
1, P3 are connected by a gate resistor R GK1 .

【0018】これらの拡散領域の形成については、熱拡
散法,イオン注入法,ドープC・V・D法等が用いられ
る。
For forming these diffusion regions, a thermal diffusion method, an ion implantation method, a doped C / V / D method or the like is used.

【0019】電極配線は図示されていないが、N型基板
1の表面に蒸着されたAl膜を選択エッチングして形成
する。端子T1がアノード拡散領域A1とカソード拡散
領域K2に接続され、端子T2がアノード拡散領域A2
とカソード拡散領域K1に接続されている。
Although not shown, the electrode wiring is formed by selectively etching an Al film deposited on the surface of the N-type substrate 1. The terminal T1 is connected to the anode diffusion region A1 and the cathode diffusion region K2, and the terminal T2 is connected to the anode diffusion region A2.
And the cathode diffusion region K1.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、従来と同様の光感度を
維持して、しかもdV/dt耐量の高いスイッチング素
子を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a switching element which maintains the same photosensitivity as the conventional one and has a high dV / dt resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.

【図3】従来の一例の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a conventional example.

【図4】図3の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N型基板 2 N型拡散領域 A1,A2 アノード拡散領域 P1−1,P2−1,P3,P4 Pゲート拡散領域 K1,K2 カソード拡散領域 RGK1 ,RGK2 ゲート抵抗 T1,T2 端子1 N-type substrate 2 N-type diffusion region A1, A2 Anode diffusion region P1-1, P2-1, P3, P4 P Gate diffusion region K1, K2 Cathode diffusion region R GK1 , R GK2 Gate resistance T1, T2 terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 N型半導体基板の表面に形成されるPゲ
ート拡散領域の一部に部分的に不純物が拡散されていな
い領域を設けたことを特徴とするスイッチング素子。
Claim: What is claimed is: 1. A switching element comprising: a P-gate diffusion region formed on a surface of an N-type semiconductor substrate; and a region in which impurities are not diffused.
JP18968191A 1991-07-30 1991-07-30 Switching element Withdrawn JPH0536977A (en)

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Effective date: 19981008