JPH0590571A - Turn-off thyristor with insulating gate - Google Patents

Turn-off thyristor with insulating gate

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JPH0590571A
JPH0590571A JP24948091A JP24948091A JPH0590571A JP H0590571 A JPH0590571 A JP H0590571A JP 24948091 A JP24948091 A JP 24948091A JP 24948091 A JP24948091 A JP 24948091A JP H0590571 A JPH0590571 A JP H0590571A
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正一 山口
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Abstract

PURPOSE:To improve the turn-OFF power of a turn-OFF thyristor added with an insulating gate. CONSTITUTION:In a turn-OFF thyristor with an insulating gate, an N-channel MOSFET, which uses the surface of a P-type base layer 4 as a channel region, is formed on the side on one side of sides holding each gate electrode 8 between them and the layer 4 and a contact electrode 10 brought into contact to the layer 4 are arranged on the other side to oppose to the region of this MOSFET in a section formed with the MOSFET.

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、絶縁ゲートを付加した
ターンオフサイリスタに係り、特にターンオフ時に発生
する局所的電流集中の防止をはかった絶縁ゲート付ター
ンオフサイリスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turn-off thyristor with an insulated gate, and more particularly to a turn-off thyristor with an insulated gate for preventing local current concentration generated at turn-off.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁ゲート付サイリスタは、ゲート電極
に電圧を印加するとn型カソード・エミッタ層とn型ベ
ース層とがMOSFETにより短絡されることによって
ター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、小さなゲート電力しか必要としない。し
かし、この構成だけでは自己ターンオフができない。こ
のため、p型ベース層に制御電極を設け、この制御電極
に負のバイアスを印加してアノード電流の一部をベース
電流として外部に排出することにより、自己ターンオフ
するように構成された絶縁ゲート付ターンオフサイリス
タが提案されている。
2. Description of the Related Art A thyristor with an insulated gate is a thyristor that turns on when a voltage is applied to a gate electrode thereof, and an n-type cathode / emitter layer and an n-type base layer are short-circuited by a MOSFET. Since this operation is voltage controlled, it requires only small gate power. However, this configuration alone does not allow self-turn-off. For this reason, a control electrode is provided on the p-type base layer, and a negative bias is applied to the control electrode to discharge a part of the anode current as a base current to the outside, so that the insulated gate is self-turned off. A turn-off thyristor with is proposed.

【0003】図8は、自己ターンオフが可能な絶縁ゲー
ト付サイリスタの要部構造を示す断面図である。1はp
型エミッタ層、2はn+ 型バッファ層、3はn型ベース
層、4はp型ベース層、5はn型エミッタ層である。p
型エミッタ層1にはアノード電極6が、n型エミッタ層
5にはカソード電極12がそれぞれオーミックに取付け
られている。n型エミッタ層5とn型ベース層3との間
に挟まれたp型ベース層4の表面には、ゲート絶縁膜7
を介してゲート電極8が形成され、これによりターンオ
ン用nチャネルMOSFETが構成されている。
FIG. 8 is a sectional view showing a main structure of a thyristor with an insulated gate capable of self-turn-off. 1 is p
Type emitter layer, 2 is n + A type buffer layer, 3 is an n-type base layer, 4 is a p-type base layer, and 5 is an n-type emitter layer. p
An anode electrode 6 is ohmicly attached to the type emitter layer 1, and a cathode electrode 12 is ohmicly attached to the n type emitter layer 5. A gate insulating film 7 is formed on the surface of the p-type base layer 4 sandwiched between the n-type emitter layer 5 and the n-type base layer 3.
The gate electrode 8 is formed through the gate electrode 8 and the n-channel MOSFET for turn-on is constituted by this.

【0004】なお、10はp型ベース層4にオーミック
接続する制御電極、11はp型ベース層4と制御電極1
0との接触抵抗を小さくするために設けられたp+ 型層
である。9はゲート電極8と制御電極10およびカソー
ド電極12とを絶縁する絶縁膜、13は制御電極10と
カソード電極12とを分離する絶縁膜である。
Reference numeral 10 is a control electrode which makes ohmic contact with the p-type base layer 4, and 11 is a p-type base layer 4 and the control electrode 1.
P + provided to reduce the contact resistance with 0 It is a mold layer. Reference numeral 9 is an insulating film that insulates the gate electrode 8 from the control electrode 10 and the cathode electrode 12, and 13 is an insulating film that separates the control electrode 10 from the cathode electrode 12.

【0005】図9は、より具体的な従来例の素子構造を
示す平面図であり、図10は図9のA−A´断面、図1
1は図9のB−B´断面、図12は図9のC−C´断面
を示している。この素子構造では、ゲート電極8がスト
ライプ状に配置されて第1の絶縁膜9で覆われ、ゲート
電極8間の複数個の第1の領域で第1の絶縁膜9に第1
の開口部15が設けられ、制御電極10がここでp型ベ
ース層4と接続されている。制御電極10はート電極8
上に第1の絶縁膜9を介して敷設されている。制御電極
10は第2の絶縁膜13で覆われ、ゲート電極8間の複
数個の第2の領域で第1の絶縁膜9および第2の絶縁膜
13に第2の開口部14が設けられ、カソード電極12
がここでn型エミッタ層5と接続されている。カソード
電極12は素子領域全面に亙って形成されている。
FIG. 9 is a plan view showing a more specific conventional element structure, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG.
1 shows the BB ′ cross section of FIG. 9, and FIG. 12 shows the CC ′ cross section of FIG. 9. In this device structure, the gate electrodes 8 are arranged in a stripe shape and covered with the first insulating film 9, and the first insulating film 9 is formed on the first insulating film 9 in a plurality of first regions between the gate electrodes 8.
The opening 15 is provided, and the control electrode 10 is connected to the p-type base layer 4 here. The control electrode 10 is the gate electrode 8
It is laid over the first insulating film 9. The control electrode 10 is covered with the second insulating film 13, and the second openings 14 are provided in the first insulating film 9 and the second insulating film 13 in the plurality of second regions between the gate electrodes 8. , Cathode electrode 12
Are connected to the n-type emitter layer 5 here. The cathode electrode 12 is formed over the entire element region.

【0006】この素子の動作は次の通りである。ゲート
電極8に正の電圧を印加すると、n型エミッタ層5はゲ
ート電極8の下のp型ベース層4の表面にできたチャネ
ルを介してn型ベース層3と短絡する。これにより、n
型エミッタ層5からn型ベース層3内に電子が注入され
る。p型エミッタ層1からはそれに見合った量の正孔が
n型ベース層3内に注入されて、その結果サイリスタは
ターンオンすることになる。
The operation of this element is as follows. When a positive voltage is applied to the gate electrode 8, the n-type emitter layer 5 is short-circuited with the n-type base layer 3 via the channel formed on the surface of the p-type base layer 4 below the gate electrode 8. By this, n
Electrons are injected from the type emitter layer 5 into the n-type base layer 3. From the p-type emitter layer 1, an appropriate amount of holes are injected into the n-type base layer 3, and as a result, the thyristor is turned on.

【0007】このサイリスタをターンオフする時は、制
御電極10に負のバイアスを印加する。すると、n型エ
ミッタ層5を通ってカソード電極12へ流れていたアノ
ード電流の一部がベース電流として制御電極10から外
部に排出される。その結果サイリスタはターンオフす
る。
When turning off the thyristor, a negative bias is applied to the control electrode 10. Then, a part of the anode current flowing through the n-type emitter layer 5 to the cathode electrode 12 is discharged from the control electrode 10 to the outside as a base current. As a result, the thyristor turns off.

【0008】制御電極10はターンオンの時にも使用す
ることができる。ターンオンの際に、ゲース電極8に正
の電圧を印加すると同時に、制御電極10にも正の電圧
を印加してp型ベース層4にベース電流を送り込めば、
n型エミッタ層5の両側からターンオンが進行し、ター
ンオン時間を短くすることができる。
The control electrode 10 can be used even when it is turned on. At the time of turn-on, if a positive voltage is applied to the gate electrode 8 and at the same time a positive voltage is applied to the control electrode 10 to send a base current to the p-type base layer 4,
Turn-on progresses from both sides of the n-type emitter layer 5, and the turn-on time can be shortened.

【0009】図9から図12に示した絶縁ゲート付ター
ンオフサイリスタでは、制御電極10がストライプ状の
ゲート電極8上に敷設されているため、制御電極10の
低抵抗化がはかられており、高いターンオフ能力が得ら
れる。また、制御電極8のコンタクト位置15と第2の
主電極であるカソード電極12のコンタクト位置14を
ゲート電極8の長手方向に交互に設けることにより、素
子の実効的な通電面積が大きくなっており、低いオン電
圧が得られる。
In the turn-off thyristor with an insulated gate shown in FIGS. 9 to 12, since the control electrode 10 is laid on the stripe-shaped gate electrode 8, the resistance of the control electrode 10 is reduced. High turn-off ability is obtained. Further, by alternately providing the contact position 15 of the control electrode 8 and the contact position 14 of the cathode electrode 12 which is the second main electrode in the longitudinal direction of the gate electrode 8, the effective energization area of the element is increased. A low on-voltage can be obtained.

【0010】ところが、上記のような従来素子では、矩
形状のn型エミッタ領域のうち、相対する一組の対辺に
はそれに隣接して制御電極が形成されているものの、も
う一組の対辺にはターンオン用nチャネルMOSFET
が形成されているため、その部分のn型エミッタ領域で
は制御電極からベース電流が効率良く引き出せない。そ
の結果ターンオフの際にその部分にアノード電流が集中
して素子破壊に至るという問題があった。
However, in the conventional element as described above, in the rectangular n-type emitter regions, the control electrodes are formed adjacent to the opposite pair of opposite sides, but the other pair of opposite sides. Is an n-channel MOSFET for turn-on
Therefore, the base current cannot be efficiently drawn from the control electrode in the n-type emitter region in that portion. As a result, at the time of turn-off, there is a problem that the anode current concentrates on that portion and the element is destroyed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の絶
縁ゲート付ターンオフサイリスタでは、サイリスタをタ
ーンオフする際に、n型エミッタ領域のうちnチャネル
MOSFETを構成する部分に電流集中が発生して素子
破壊に至るという問題があった。
As described above, in the conventional turn-off thyristor with an insulated gate, when the thyristor is turned off, current concentration occurs in the portion of the n-type emitter region which constitutes the n-channel MOSFET, and the element is concentrated. There was a problem of destruction.

【0012】本発明はこの様な問題を解決して、優れた
オン特性を維持しながら、高いターンオフ能力を実現し
た絶縁ゲート付ターンオフサイリスタを提供することを
目的とする。
An object of the present invention is to solve such problems and to provide a turn-off thyristor with an insulated gate that realizes a high turn-off capability while maintaining excellent ON characteristics.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる絶縁ゲー
ト付ターンオフサイリスタは、第1導電型エミッタ層に
接して第2導電型ベース層を有し、第2導電型ベース層
の表面部に第1導電型ベース層および第2導電型エミッ
タ層が拡散形成され、第2導電型エミッタ層と第2導電
型ベース層とに挟まれた第1導電型ベース層の表面に絶
縁膜を介してゲート電極が設けられ、第1導電型エミッ
タ層に第1の主電極が、第2導電型エミッタ層に第2の
主電極が、第1導電型ベース層に制御電極がそれぞれ形
成された絶縁ゲート付ターンオフサイリスタであって、
ゲート電極を挟んで一方の側に第2導電チャネルMOS
FETが形成された断面において、そのMOSFET領
域に対向して他方の側に第1導電型ベース層とそれに接
触させた制御電極が配置されていることを特徴とする。
A turn-off thyristor with an insulated gate according to the present invention has a second conductive type base layer in contact with a first conductive type emitter layer, and a second conductive type base layer having a second conductive type base layer on a surface thereof. A first conductivity type base layer and a second conductivity type emitter layer are diffused and formed, and a gate is formed on the surface of the first conductivity type base layer sandwiched between the second conductivity type emitter layer and the second conductivity type base layer via an insulating film. An electrode is provided, and a first main electrode is formed on the first conductivity type emitter layer, a second main electrode is formed on the second conductivity type emitter layer, and a control electrode is formed on the first conductivity type base layer. A turn-off thyristor,
Second conductive channel MOS on one side with the gate electrode sandwiched
In the cross section in which the FET is formed, the first conductive type base layer and the control electrode in contact with the first conductive type base layer are arranged on the other side facing the MOSFET region.

【0014】[0014]

【作用】本発明の素子構造では、ゲート電極を挟んでそ
の一方の側のターンオン用第2導電チャネルMOSFE
Tが構成された領域と対向する他方の側には、第1導電
型ベース層とそれに接触させた制御電極が配置される。
言い換えれば、第2導電型エミッタ領域周辺のどの位置
についても、それに隣接して制御電極が第1導電型ベー
ス層に接続されていることとなる。この結果、ターンオ
フ時のベース電流の引き出しが効率良く行われ、高いタ
ーンオフ能力が得られる。
In the device structure of the present invention, the turn-on second conductive channel MOSFE on one side of the gate electrode is sandwiched.
A first conductivity type base layer and a control electrode in contact with the first conductivity type base layer are disposed on the other side facing the region where T is formed.
In other words, the control electrode is connected to the first conductivity type base layer adjacent to any position around the second conductivity type emitter region. As a result, the base current is efficiently drawn at the time of turn-off, and a high turn-off ability is obtained.

【0015】本発明の構造において、ターンオフ時にゲ
ート電極に負のバイアスを印加することによって、隣接
する第1導電型ベース層の間に挟まれたゲート電極直下
の第2導電型ベース層の表面をチャネル領域とする第1
導電チャネルMOSFETを導通させることも有効であ
る。これにより、実効的にベース電流の引出し経路を増
やして、ターンオフ能力を向上させることができる。
In the structure of the present invention, by applying a negative bias to the gate electrode at the time of turn-off, the surface of the second conductivity type base layer immediately below the gate electrode sandwiched between the adjacent first conductivity type base layers is removed. First as channel region
Conducting the conductive channel MOSFET is also effective. As a result, the number of paths for drawing the base current can be effectively increased, and the turn-off capability can be improved.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。なお、この実施例では第1導電型層としてp
型、第2導電型としてn型を用いている。
The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In this embodiment, p is used as the first conductivity type layer.
Type and n-type are used as the second conductivity type.

【0017】図1は本発明の一実施例の素子構造を示す
断面図である。p型エミッタ層1に接してn+ 型バッフ
ァ層2が、その上にn型ベース層3が形成され、このn
型ベース層3内にp型ベース層4が拡散形成されてい
る。p型ベース層4にはn型エミッタ層5が選択的に拡
散形成されて、pnpn構造が形成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing the element structure of one embodiment of the present invention. n + in contact with the p-type emitter layer 1 The type buffer layer 2 and the n-type base layer 3 are formed on the type buffer layer 2.
The p-type base layer 4 is diffused and formed in the mold base layer 3. An n-type emitter layer 5 is selectively diffused in the p-type base layer 4 to form a pnpn structure.

【0018】p型ベース層4のn型エミッタ層5とn型
ベース層3により挟まれた領域をチャネル領域として、
この上にゲート絶縁膜7を介してゲート電極8が形成さ
れ、ターンオン用nチャネルMOSFETが構成されて
いる。p型ベース層4にはまた、制御電極10が直接接
続されている。制御電極10とp型ベース層4の間には
+ 型層11が形成されている。p型エミッタ層1には
アノード電極(第1の主電極)6が形成され、n型エミ
ッタ層5にはカソード電極(第2の主電極)12が形成
されている。ゲート電極8を挟んでn型エミッタ層5と
対向する側のp型ベース層4には、p+ 型層11とそれ
に接触させた制御電極10が形成されている。
The region between the n-type emitter layer 5 and the n-type base layer 3 of the p-type base layer 4 is used as a channel region.
A gate electrode 8 is formed on this via a gate insulating film 7 to form a turn-on n-channel MOSFET. The control electrode 10 is also directly connected to the p-type base layer 4. Between the control electrode 10 and the p-type base layer 4, p + The mold layer 11 is formed. An anode electrode (first main electrode) 6 is formed on the p-type emitter layer 1, and a cathode electrode (second main electrode) 12 is formed on the n-type emitter layer 5. In the p-type base layer 4 on the side facing the n-type emitter layer 5 with the gate electrode 8 interposed therebetween, p + A mold layer 11 and a control electrode 10 in contact with the mold layer 11 are formed.

【0019】この素子の動作は次の通りである。ゲート
電極8に正の電圧を印加すると、n型エミッタ層5はゲ
ート電極8の下のp型ベース層4の表面にできたチャネ
ルを介してn型エミッタ層5とn型ベース層3が短絡
し、n型ベース層3内に電子が注入される。p型エミッ
タ層1からはそれに見合った量の正孔がn型ベース層3
内に注入されて、その結果サイリスタはターンオンす
る。制御電極10に正の電圧を印加してp型ベース層4
にベース電流を送り込むことによって、ターンオン時間
を短くすることができる。
The operation of this device is as follows. When a positive voltage is applied to the gate electrode 8, the n-type emitter layer 5 short-circuits the n-type emitter layer 5 and the n-type base layer 3 via the channel formed on the surface of the p-type base layer 4 below the gate electrode 8. Then, electrons are injected into the n-type base layer 3. From the p-type emitter layer 1, holes in an amount corresponding to the number of holes are n-type base layer 3
Injected into the thyristor, which turns on. By applying a positive voltage to the control electrode 10, the p-type base layer 4
The turn-on time can be shortened by sending the base current to the.

【0020】このサイリスタをターンオフする時は、制
御電極10に負のバイアスを印加する。そうすると、n
型エミッタ層5を通ってカソード電極12へ流れていた
アノード電流の一部がベース電流として制御電極10か
ら外部に排出され、その結果サイリスタはターンオフす
る。その際、ゲート電極8直下のn型ベース層3からタ
ーンオン用nチャネルMOSFETのチャネル近傍のp
型ベース層4およびn型エミッタ層5を通ってカソード
電極12へ流れていたアノード電流の一部は、ゲート電
極8を挟んでn型エミッタ層5と対向する位置に形成さ
れたp型ベース層4およびp+ 型層11を通って、ベー
ス電流として制御電極10から外部に排出される。
When the thyristor is turned off, a negative bias is applied to the control electrode 10. Then, n
A part of the anode current flowing through the mold emitter layer 5 to the cathode electrode 12 is discharged as a base current from the control electrode 10 to the outside, and as a result, the thyristor is turned off. At that time, from the n-type base layer 3 immediately below the gate electrode 8 to p near the channel of the turn-on n-channel MOSFET.
A part of the anode current flowing to the cathode electrode 12 through the n-type base layer 4 and the n-type emitter layer 5 is a p-type base layer formed at a position facing the n-type emitter layer 5 with the gate electrode 8 interposed therebetween. 4 and p + It passes through the mold layer 11 and is discharged to the outside from the control electrode 10 as a base current.

【0021】その結果、n型エミッタ層5の全周にわた
ってほぼ均等にアノード電流が制御電極10に引き抜か
れることになり、ターンオフ時のn型エミッタ層5の一
部への局所的電流集中が防止される。したがって、従来
素子よりターンオフ能力が向上する。ターンオンチャネ
ル幅は従来素子と変わらないから、オン特性を損なうこ
とはない。
As a result, the anode current is drawn out to the control electrode 10 substantially uniformly over the entire circumference of the n-type emitter layer 5, and local current concentration on a part of the n-type emitter layer 5 at the time of turn-off is prevented. To be done. Therefore, the turn-off ability is improved as compared with the conventional device. Since the turn-on channel width is the same as that of the conventional device, the on-characteristic is not impaired.

【0022】また、この構造では、ターンオフ時にゲー
ト電極8に負のバイアスを印加することによって、隣接
するp型ベース層4の間に挟まれたゲート電極8直下の
n型ベース層3の表面をチャネル領域とするpチャネル
MOSFETを導通させ、ターンオン用nチャネルMO
SFETのチャネル近傍のp型ベース層4から直接ベー
ス電流を引出すことによって、ターンオフ能力を向上す
ることも可能である。図2は本発明の素子構造をより具
体化した実施例の平面図であり、図3、4、5はそれぞ
れ図2のA−A´、B−B´、C−C´断面図である。
ゲート電極8をストライプ状に配置すること、制御電極
10を第1の絶縁膜9を介してゲート電極8上に敷設す
ること、およびカソード電極12のコンタクト位置14
と制御電極10のコンタクト位置15とをゲート電極8
の長手方向に交互に設けることは従来例と同様である。
Further, in this structure, by applying a negative bias to the gate electrode 8 at the time of turn-off, the surface of the n-type base layer 3 immediately below the gate electrode 8 sandwiched between the adjacent p-type base layers 4 is removed. Turn on the p-channel MOSFET used as the channel region to turn on the n-channel MO.
It is also possible to improve the turn-off capability by drawing the base current directly from the p-type base layer 4 near the channel of the SFET. FIG. 2 is a plan view of an embodiment in which the device structure of the present invention is further embodied, and FIGS. 3, 4, and 5 are cross-sectional views taken along lines AA ′, BB ′, and CC ′ of FIG. 2, respectively. ..
Arranging the gate electrodes 8 in a stripe shape, laying the control electrodes 10 on the gate electrodes 8 via the first insulating film 9, and contact positions 14 of the cathode electrodes 12.
The contact position 15 of the control electrode 10 with the gate electrode 8
It is the same as the conventional example that they are provided alternately in the longitudinal direction.

【0023】本実施例においては、ゲート電極8を挟ん
でn型エミッタ層5と対向する位置にp+ 型層11がく
るように配置されている。それに伴って、ゲート電極8
を挟んで、カソード電極12のコンタクト位置14と対
向する位置には制御電極10のコンタクト位置15が設
けられている。言い換えれば、ストライプ状のゲート電
極8の一方の辺側でのn型エミッタ層5とp型ベース層
コンタクト位置15の配列と、他方の側でのn型エミッ
タ層5とp型ベース層コンタクト位置15の配列とが、
ずれた状態になっている。
In this embodiment, p + is formed at a position facing the n-type emitter layer 5 with the gate electrode 8 interposed therebetween. The mold layer 11 is arranged so as to come. Accordingly, the gate electrode 8
A contact position 15 of the control electrode 10 is provided at a position facing the contact position 14 of the cathode electrode 12 with the electrode sandwiched therebetween. In other words, the arrangement of the n-type emitter layer 5 and the p-type base layer contact position 15 on one side of the striped gate electrode 8 and the n-type emitter layer 5 and the p-type base layer contact position on the other side. And the array of 15
It is out of alignment.

【0024】この構造によって、ゲート電極8を横切る
方向のどの断面をとっても、ゲート電極8を挟んでn型
エミッタ層5と対向する側には、p型ベース層4内にp
+ 型層11とそれに接触させた制御電極10が形成され
たことになる。ターンオフ時には、ゲート電極8直下の
ターンオン用nチャネルMOSFETのチャネル近傍の
p型ベース層4およびn型エミッタ層5を通ってカソー
ド電極12へ流れていたアノード電流の一部が、ゲート
電極8を挟んで反対側のp+ 型層11と制御電極10を
通してベース電流として外部に排出される。
With this structure, no matter which cross section is taken in the direction crossing the gate electrode 8, the p-type base layer 4 has a p-type layer on the side facing the n-type emitter layer 5 with the gate electrode 8 interposed therebetween.
+ Thus, the mold layer 11 and the control electrode 10 in contact with it are formed. At the time of turn-off, part of the anode current flowing to the cathode electrode 12 through the p-type base layer 4 and the n-type emitter layer 5 near the channel of the turn-on n-channel MOSFET immediately below the gate electrode 8 sandwiches the gate electrode 8. And p + on the other side It is discharged to the outside as a base current through the mold layer 11 and the control electrode 10.

【0025】図6は本発明の別の実施例の素子構造を示
す平面図であり、図7は図6のA−A´断面図である。
図6のB−B´断面図は図5と同様である。本実施例で
は、n型エミッタ層5の周辺の3辺に隣接して、p+
層11とそれに接触させた制御電極10が配置されてい
る。これは、先の実施例の図2のレイアウトにおいて、
ゲート電極8を一本おきに省略して、n型エミッタ層5
の3辺に対してターンオン用チャネルを介することな
く、p+ 型層11と制御電極10を隣接させたものであ
る。これによって、一層のターンオフ能力の向上が図ら
れる。
FIG. 6 shows a device structure of another embodiment of the present invention.
7 is a plan view, and FIG. 7 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.
The sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 6 is similar to that of FIG. In this example
Is adjacent to the three sides around the n-type emitter layer 5, and p+ Type
A layer 11 and a control electrode 10 in contact therewith are arranged
It In the layout of FIG. 2 of the previous embodiment, this is
Omitting every other gate electrode 8, the n-type emitter layer 5
There is no turn-on channel for the three sides of
P+ The mold layer 11 and the control electrode 10 are adjacent to each other.
It This will further improve the turn-off ability.
Be done.

【0026】以上に述べた実施例によれば、素子の実効
的な通電面積や制御電極の配線抵抗などは従来素子と同
程度に保ちながら、ターンオフ時に発生する、ターンオ
ン用nチャネルMOSFETのチャネル近傍のn型エミ
ッタ層への局所的電流集中を防止し、高いターンオフ能
力を実現することができる。
According to the above-described embodiments, the effective conduction area of the device, the wiring resistance of the control electrode, etc. are kept at the same level as those of the conventional device, and the vicinity of the channel of the turn-on n-channel MOSFET which is generated at turn-off. It is possible to prevent local current concentration on the n-type emitter layer and realize a high turn-off capability.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゲ
ート電極を挟んでターンオン用第2導電チヤネルMOS
FETと対向する側に、第1導電型ベース層およびそれ
に接触させた制御電極を形成することによって、高いタ
ーンオン、ターンオフ能力をもつ絶縁ゲート付ターンオ
フサイリスタを実現することができる。
As described above, according to the present invention, the turn-on second conductive channel MOS is sandwiched with the gate electrode interposed therebetween.
By forming the first conductivity type base layer and the control electrode in contact with the first conductivity type base layer on the side facing the FET, it is possible to realize a turn-off thyristor with an insulated gate having high turn-on and turn-off capabilities.

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

【図1】本発明の第1の実施例の要部素子構造を示す断
面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main element structure of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明のより具体化した第2の実施例の素子構
造を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing an element structure of a second specific example of the present invention.

【図3】図2のA−A´断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図4】図2のB−B´断面図。4 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.

【図5】図2のC−C´断面図。5 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.

【図6】本発明の第3の実施例の素子構造を示す平面
図。
FIG. 6 is a plan view showing an element structure according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6のA−A´断面図。7 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図8】従来例の素子構造を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing an element structure of a conventional example.

【図9】従来例の素子構造を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing an element structure of a conventional example.

【図10】図9のA−A´断面図。10 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図11】図9のB−B´断面図。11 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

【図12】9のC−C´断面図。FIG. 12 is a sectional view taken along line CC ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p型エミッタ層、 2…n+ 型バッファ層、 3…n型ベース層、 4…p型ベース層、 5…n型エミッタ層、 6…アノード電極、 7…ゲート絶縁膜、 8…ゲート電極、 9…第1の絶縁膜、 10…制御電極、 11…p+ 型層、 12…カソード電極、 13…第2の絶縁膜、 14、15…コンタクトホール。1 ... p-type emitter layer, 2 ... n + Type buffer layer, 3 ... N type base layer, 4 ... P type base layer, 5 ... N type emitter layer, 6 ... Anode electrode, 7 ... Gate insulating film, 8 ... Gate electrode, 9 ... First insulating film, 10 … Control electrode, 11… p + Mold layer, 12 ... Cathode electrode, 13 ... Second insulating film, 14, 15 ... Contact hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ichiro Omura 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Toshiba Research Institute Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型エミッタ層に接して第2導電型
ベース層を有し、第2導電型ベース層の表面部に第1導
電型ベース層および第2導電型エミッタ層が拡散形成さ
れ、前記第2導電型エミッタ層と第2導電型ベース層と
に挟まれた第1導電型ベース層の表面に絶縁膜を介して
ゲート電極が設けられ、前記第1導電型エミッタ層に第
1の主電極が、第2導電型エミッタ層に第2の主電極
が、第1導電型ベース層に制御電極がそれぞれ形成され
た絶縁ゲート付ターンオフサイリスタにおいて、前記ゲ
ート電極の一方の側に形成された第2導電チャネルMO
SFET領域に対向して他方の側に第1導電型ベース層
とそれに接触させた制御電極が配置されていることを特
徴とする絶縁ゲート付ターンオフサイリスタ。
1. A first conductivity type base layer is provided in contact with the first conductivity type emitter layer, and a first conductivity type base layer and a second conductivity type emitter layer are diffused and formed on a surface portion of the second conductivity type base layer. And a gate electrode is provided on the surface of the first conductive type base layer sandwiched between the second conductive type emitter layer and the second conductive type base layer via an insulating film, and the first conductive type emitter layer is provided with a gate electrode. A first main electrode is formed on one side of the gate electrode in a turn-off thyristor with an insulated gate, in which a second main electrode is formed on a second conductivity type emitter layer and a control electrode is formed on a first conductivity type base layer. Second conductive channel MO
A turn-off thyristor with an insulated gate, wherein a first conductivity type base layer and a control electrode in contact with the first conductivity type base layer are arranged on the other side facing the SFET region.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000016405A1 (en) * 1998-09-10 2000-03-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for driving the same
EP1030374A1 (en) * 1998-09-10 2000-08-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for driving the same
US6521918B2 (en) 1998-09-10 2003-02-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and driving method thereof
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