JPH07211887A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH07211887A
JPH07211887A JP665194A JP665194A JPH07211887A JP H07211887 A JPH07211887 A JP H07211887A JP 665194 A JP665194 A JP 665194A JP 665194 A JP665194 A JP 665194A JP H07211887 A JPH07211887 A JP H07211887A
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JP
Japan
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layer
type
gate
electrostatic induction
voltage
Prior art date
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Application number
JP665194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Inuta
昌功 乾田
Koji Hosoda
浩司 細田
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07211887A publication Critical patent/JPH07211887A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to perform high-frequency operation by suppressing the increase in internal resistance, and effectively removing carriers. CONSTITUTION:An N<-> type high resistivity layer 3 is formed on a P<+> type substrate 1. An N<+> type cathode layer 5 is formed through a P<-> type channel layer 4 on the upper surface of the N type high resistivity layer 3. A P<+> type gate layer 6 is formed so as to hold the P<-> type channel layer 4. way, an N<+> type buffer layer 2, which is connected to the P type substrate 1, is formed in the N<-> type high resistivity layer 3. A trap region 15 is formed in the N<-> type high resistivity layer 3 by the implantion of hydrogen ions.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置(静電誘導サ
イリスタ)に係り、詳しくは蓄積キャリアの制御を最適
化して低電圧駆動、高周波数化を図った半導体装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device (electrostatic induction thyristor), and more particularly to a semiconductor device in which control of a storage carrier is optimized to drive at a low voltage and increase a frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器、システムの多機能、小
型化が進につれてこれらに用いる電源も小型化、高効率
化の要求が高まっている。電源の小型化を図るには周波
数を高くすることによりトランス、コンデンサ及びコイ
ル等を小型化することが可能となる。そのため、スイッ
チング素子による高周波PWM制御方式により小型軽量
化、制御性向上を実現している。しかし、高周波PWM
制御方式には、周波数を高めることによるスイッチング
素子のスイッチング損失、スナバ損失、過渡応答ストレ
スの増大などがある。
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices and systems have become more multifunctional and more compact, power sources used therein have also been required to be smaller and more efficient. In order to miniaturize the power source, it is possible to miniaturize the transformer, the capacitor, the coil, etc. by increasing the frequency. Therefore, a high-frequency PWM control system using a switching element realizes size reduction, weight reduction, and controllability improvement. However, high frequency PWM
Control methods include switching loss of switching elements, snubber loss, and increase in transient response stress due to increasing frequency.

【0003】そのため、共振回路方式によりスイッチン
グ素子を駆動することによって原理的にスイッチング損
失が小さく、スナバ回路を必要とせず、過渡応答ストレ
スを低くすることができる。
Therefore, by driving the switching element by the resonance circuit method, the switching loss is small in principle, the snubber circuit is not required, and the transient response stress can be reduced.

【0004】この共振型回路を用いてスイッチング素子
としてGTOサイリスタを駆動したときのスイッチング
波形を図11に示す。GTOサイリスタのオン時にはア
ノード電圧VA が降下してからアノード電流IA1が正弦
波状に立ち上がるソフトスイッチング動作を行う。又、
GTOサイリスタのオフ時はアノード電流IA1が0にな
ってからアノード電圧VA が立ち上がるため、オフ時の
スイッチング損失が小さい。又、ハードスイッチング動
作の場合、図12に示すように、GTOサイリスタがタ
ーンオフしてアノード電圧VA が立上がり、アノード電
流IA が立ち下がった後、GTOサイリスタ内部に蓄積
されたキャリアの影響により、再び電流が流れる現象が
ある。この現象による電流が大きいとGTOサイリスタ
のテイル損失が大きくなる。
FIG. 11 shows switching waveforms when a GTO thyristor is driven as a switching element using this resonance type circuit. When the GTO thyristor is turned on, a soft switching operation is performed in which the anode voltage VA drops and then the anode current IA1 rises in a sine wave. or,
When the GTO thyristor is off, the anode voltage VA rises after the anode current IA1 becomes 0, so the switching loss at the time of off is small. Further, in the case of the hard switching operation, as shown in FIG. 12, after the GTO thyristor is turned off and the anode voltage VA rises and the anode current IA falls, the current accumulated again in the GTO thyristor due to the influence of the carriers accumulated therein. There is a phenomenon that flows. If the current caused by this phenomenon is large, the tail loss of the GTO thyristor becomes large.

【0005】そのため、GTOサイリスタ内に蓄積され
たキャリアを除去してテイル損失を抑える必要がある。
この対策として、特開昭63−88863号公報の第1
図に示すように、プロトン又はアルゴンの注入によりP
形ベース層にトラップ層を設けたものや、特開昭62−
76556号公報の第3図に示すように、N+ バッファ
層に注入したものが提案されている。
Therefore, it is necessary to suppress the tail loss by removing the carriers accumulated in the GTO thyristor.
As a countermeasure against this, the first method disclosed in JP-A-63-88863 is disclosed.
As shown in the figure, P or P
With a trapezoidal base layer, and Japanese Patent Laid-Open No. 62-
As shown in FIG. 3 of Japanese Patent Publication No. 76556, there is proposed an N + buffer layer implanted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このト
ラップ層によりサイリスタがターンオフしたときの蓄積
キャリアがトラップ層にトラップされて除去することが
できる。そのため、サイリスタのテイル損失を低減する
ことができる。しかしながら、トラップ層を形成するこ
とによりサイリスタの内部抵抗が大きくなってしまい、
低電圧にてターンオン動作させることが難しくなる。
However, due to this trap layer, accumulated carriers when the thyristor is turned off can be trapped in the trap layer and removed. Therefore, the tail loss of the thyristor can be reduced. However, the internal resistance of the thyristor increases due to the formation of the trap layer,
It becomes difficult to perform the turn-on operation at a low voltage.

【0007】つまり、低電圧にてサイリスタをターンオ
ンさせる場合、ターンオフ時に高抵抗ドリフト領域に残
留したキャリアをスムーズに除去することができない。
特に、電流共振型回路のスイッチング素子に応用した場
合、ターンオフ時にはサイリスタ内部には電界が殆ど発
生せず、高抵抗ドリフト領域に多くのキャリアが存在す
る。このため、前記トラップ層を用いても有効にキャリ
アの除去が行われない。この対策としてプロトン等の照
射量を増加させてキャリアを有効に除去することも考え
られるが、サイリスタ内部の抵抗が増大してオン電圧が
高くなってしまうという問題がある。
That is, when the thyristor is turned on at a low voltage, the carriers remaining in the high resistance drift region at the time of turning off cannot be removed smoothly.
In particular, when applied to a switching element of a current resonance type circuit, an electric field is hardly generated inside the thyristor at the time of turn-off, and many carriers exist in the high resistance drift region. Therefore, even if the trap layer is used, carriers are not effectively removed. As a countermeasure for this, it is possible to increase the irradiation amount of protons and the like to effectively remove the carriers, but there is a problem that the resistance inside the thyristor increases and the on-voltage increases.

【0008】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は内部抵抗の増大を抑えて
キャリアを有効に除去し、高周波動作を可能とした半導
体装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor device which suppresses an increase in internal resistance, effectively removes carriers, and enables high frequency operation. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1記載の発明は、アノード層の上面に低濃度
ベース層を形成し、前記低濃度ベース層の上面にカソー
ド層とゲート層を形成した半導体装置において、前記低
濃度ベース層にはキャリアトラップ用のトラップ領域を
形成したことをその要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 forms a low concentration base layer on the upper surface of an anode layer, and a cathode layer and a gate on the upper surface of the low concentration base layer. In the semiconductor device having the layer formed, the gist is that a trap region for carrier trap is formed in the low concentration base layer.

【0010】請求項2記載の発明は、ドレイン層の上面
にベース層を形成し、前記ベース層の上面にソース層と
ゲート層を形成した半導体装置において、前記低濃度ベ
ース層にはキャリアトラップ用のトラップ領域を形成し
たことをその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in a semiconductor device in which a base layer is formed on an upper surface of a drain layer and a source layer and a gate layer are formed on an upper surface of the base layer, the low concentration base layer is for carrier trapping. The gist of this is that the trap region of No. 1 was formed.

【0011】請求項3記載の発明は、キャリアトラップ
用のトラップ領域は水素のイオン注入によって形成した
ことをその要旨とする。請求項4記載の発明は、半導体
装置を電流共振形回路のスイッチング手段として使用し
たことをその要旨とする。
The gist of the invention of claim 3 is that the trap region for carrier trap is formed by ion implantation of hydrogen. The gist of the invention according to claim 4 is that the semiconductor device is used as a switching means of a current resonance type circuit.

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載の発明によれば、アノード層にプ
ラス電圧、カソード層にマイナス電圧を印加した状態
で、ゲート層にプラス電圧を印加すると、半導体装置が
ターンオンする。
According to the present invention, when a positive voltage is applied to the gate layer while a positive voltage is applied to the anode layer and a negative voltage is applied to the cathode layer, the semiconductor device is turned on.

【0013】そして、アノード層及びカソード層に電圧
を印加しない状態で、ゲート層にマイナス電圧を印加す
ると、半導体装置はターンオフする。このとき、アノー
ド層及びカソード層に電圧が印加されていないため、キ
ャリアは低濃度ベース層に残留する。このキャリアは低
濃度ベース層に形成されたトラップ領域にトラップされ
て除去される。
If a negative voltage is applied to the gate layer without applying a voltage to the anode layer and the cathode layer, the semiconductor device is turned off. At this time, since no voltage is applied to the anode layer and the cathode layer, carriers remain in the low concentration base layer. This carrier is trapped and removed by the trap region formed in the low concentration base layer.

【0014】従って、キャリアがスムーズに除去される
のでキャリアの影響による電流が流れず、テイル損失を
小さくすることが可能となる。請求項2記載の発明によ
れば、ドレイン層にプラス電圧、ソース層にマイナス電
圧を印加した状態で、ゲート層にプラス電圧を印加する
と、半導体装置がターンオンする。
Therefore, since the carriers are smoothly removed, the current due to the influence of the carriers does not flow, and the tail loss can be reduced. According to the second aspect of the invention, when the positive voltage is applied to the gate layer while the positive voltage is applied to the drain layer and the negative voltage is applied to the source layer, the semiconductor device is turned on.

【0015】そして、ドレイン層及びソース層に電圧を
印加しない状態で、ゲート層にマイナス電圧を印加する
と、半導体装置はターンオフする。このとき、ドレイン
層及びソース層に電圧が印加されていないため、キャリ
アは低濃度ベース層に残留する。このキャリアは低濃度
ベース層に形成されたトラップ領域にトラップされて除
去される。
When a negative voltage is applied to the gate layer without applying a voltage to the drain layer and the source layer, the semiconductor device is turned off. At this time, since no voltage is applied to the drain layer and the source layer, carriers remain in the low concentration base layer. This carrier is trapped and removed by the trap region formed in the low concentration base layer.

【0016】従って、キャリアがスムーズに除去される
のでキャリアの影響による電流が流れず、テイル損失を
小さくすることが可能となる。請求項3記載の発明によ
れば、トラップ領域を水素のイオン注入により形成する
ことにより、低濃度ベース層の任意の深さの位置に正確
にかつ容易にトラップ領域を形成することが可能とな
る。
Therefore, since the carriers are smoothly removed, no current flows due to the influence of the carriers, and the tail loss can be reduced. According to the third aspect of the present invention, by forming the trap region by ion implantation of hydrogen, the trap region can be accurately and easily formed at a position of an arbitrary depth of the low concentration base layer. .

【0017】請求項4記載の発明によれば、半導体装置
を電流共振型回路のスイッチング手段として使用する
と、半導体装置のターンオフ時には半導体装置内部に殆
ど電界が発生しない。従って、低濃度ベース層にキャリ
アが多く残留する。このキャリアはトラップ領域によっ
て効率よく除去される。
According to the fourth aspect of the invention, when the semiconductor device is used as the switching means of the current resonance type circuit, almost no electric field is generated inside the semiconductor device when the semiconductor device is turned off. Therefore, a large amount of carriers remain in the low concentration base layer. This carrier is efficiently removed by the trap region.

【0018】従って、キャリアがスムーズに除去される
のでキャリアの影響による電流が流れず、テイル損失を
小さくすることが可能となる。
Therefore, since the carriers are removed smoothly, no current flows due to the influence of the carriers, and the tail loss can be reduced.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1〜
図9に基づいて説明する。図1は静電誘導サイリスタT
hyの構成を示す部分斜視である。直方体となるアノー
ド層としてのP+ 形基板1の上面には低濃度ベース層と
してのN- 形高比抵抗層3が形成されている。このN-
形高比抵抗層3の下部にはP+ 形基板1に接続されるバ
ッファ層2が形成されている。そのため、N- 形高比抵
抗層3をその分薄くすることができ、サイリスタThy
のオン電圧を低くすることができる。又、パンチスルー
電圧を高くすることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment embodying the present invention will now be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an electrostatic induction thyristor T.
It is a partial perspective view which shows the structure of hy. An N -type high resistivity layer 3 as a low-concentration base layer is formed on the upper surface of a P + -type substrate 1 serving as a rectangular parallelepiped anode layer. The N -
A buffer layer 2 connected to the P + -type substrate 1 is formed below the high resistivity layer 3. Therefore, the N -type high resistivity layer 3 can be thinned accordingly, and the thyristor Thy
It is possible to lower the on-voltage of. Also, the punch through voltage can be increased.

【0020】前記N- 形高比抵抗層3の上面にはその長
手方向に不純物拡散によりP- 形チャネル層4が形成さ
れている。前記P- 形チャネル層4の上面には熱拡散に
よりN+ 形カソード層5が形成され、このN+ 形カソー
ド層5はP- 形チャネル層4に囲まれた状態となってい
る。そして、N- 形高比抵抗層3の上面にはP- 形チャ
ネル層4を挟むように熱拡散によりP+ 形ゲート層6が
形成されている。このP+ ゲート層6は図1のP+ 形基
板1の後部側において電気的に接続されている。この構
成により、静電誘導サイリスタThyはノーマリーオフ
状態となっている。
[0020] The N - on the upper surface of the type high resistivity layer 3 P by impurity diffusion in the longitudinal direction - form the channel layer 4 is formed. An N + -type cathode layer 5 is formed on the upper surface of the P -type channel layer 4 by thermal diffusion, and the N + -type cathode layer 5 is surrounded by the P -type channel layer 4. A P + -type gate layer 6 is formed on the upper surface of the N -type high resistivity layer 3 by thermal diffusion so as to sandwich the P -type channel layer 4. The P + gate layer 6 is electrically connected to the rear side of the P + type substrate 1 of FIG. With this configuration, the electrostatic induction thyristor Thy is in a normally-off state.

【0021】前記P- 形チャネル層4、N+ 形カソード
層5、P+ 形ゲート層6の上面には酸化膜7が形成され
ている。P+ 形基板1の後部側において、前記酸化膜7
には除去部8が形成されている。この除去部8によりP
+ 形ゲート層6の一部が上面に露出されている。
An oxide film 7 is formed on the upper surfaces of the P − type channel layer 4, the N + type cathode layer 5 and the P + type gate layer 6. On the rear side of the P + type substrate 1, the oxide film 7 is formed.
The removal part 8 is formed in the. By this removing unit 8, P
A part of the + type gate layer 6 is exposed on the upper surface.

【0022】又、酸化膜7にはN+ 形カソード層5に対
応するコンタクトホール9が形成されている。このコン
タクトホール9によってN+ 形カソード層5が上面に露
出されている。
A contact hole 9 corresponding to the N + type cathode layer 5 is formed in the oxide film 7. The contact hole 9 exposes the N + -type cathode layer 5 on the upper surface.

【0023】前記P+ 形基板1の後部側における酸化膜
7の上面にはゲート電極10が形成されており、このゲ
ート電極10は除去部8を介してP+ 形ゲート層6に接
続されている。又、ゲート電極10と離間するように酸
化膜7の上面にカソード電極11が形成されている。こ
のカソード電極11はコンタクトホール9を介してN +
形カソード層5に接続されている。又、P+ 形基板1の
裏面にはアノード電極12が形成されている。
The above P+Oxide film on the rear side of the shaped substrate 1
A gate electrode 10 is formed on the upper surface of 7 and
The gate electrode 10 is connected to the P+Contact the gate layer 6
Has been continued. In addition, the acid should be separated from the gate electrode 10.
A cathode electrode 11 is formed on the upper surface of the chemical film 7. This
The cathode electrode 11 of the N through the contact hole 9 +
Shaped cathode layer 5. Also, P+Shaped board 1
The anode electrode 12 is formed on the back surface.

【0024】そして、アノード電極12にはプラス電
圧、カソード電極11にはマイナス電圧が印加され、ゲ
ート電極10にプラス電圧が印加されると、静電誘導サ
イリスタThyがターンオンするようになっている。
When a positive voltage is applied to the anode electrode 12 and a negative voltage is applied to the cathode electrode 11 and a positive voltage is applied to the gate electrode 10, the electrostatic induction thyristor Thy is turned on.

【0025】次に、上記のように構成された静電誘導サ
イリスタThyの評価を行うための評価回路に付いて説
明する。図3に示すように、電源20に対して評価用の
静電誘導サイリスタThyと同じく制御用のサイリスタ
Thy1とが直列接続されている。又、静電誘導サイリ
スタThyには逆バイアスとなるダイオード21が並列
接続され、サイリスタThyには逆バイアスとなるダイ
オード22が並列接続されている。更に、直列接続され
たコイル23及びコンデンサ24がサイリスタThy1
に並列接続されている。
Next, an evaluation circuit for evaluating the electrostatic induction thyristor Thy configured as described above will be described. As shown in FIG. 3, the electrostatic induction thyristor Thy for evaluation and the control thyristor Thy1 are connected in series to the power source 20. A diode 21 having a reverse bias is connected in parallel to the electrostatic induction thyristor Thy, and a diode 22 having a reverse bias is connected in parallel to the thyristor Thy. Furthermore, the coil 23 and the capacitor 24 connected in series are connected to the thyristor Thy1.
Are connected in parallel.

【0026】前記静電誘導サイリスタThy及びサイリ
スタThy1のゲートはドライブ回路25が接続され、
所定のタイミングによって静電誘導サイリスタThy及
びサイリスタThy1をターンオンさせたり、ターンオ
フさせたりするようになっている。
A drive circuit 25 is connected to the gates of the electrostatic induction thyristor Thy and thyristor Thy1,
The electrostatic induction thyristor Thy and the thyristor Thy1 are turned on and off at a predetermined timing.

【0027】次に、図5に示すタイムチャートに基づい
て評価回路を動作させ、静電誘導サイリスタThyの評
価を行った。まず、ドライブ回路25は時間t0 におい
て、静電誘導サイリスタThyのゲートにプラスのゲー
ト電圧VG1を印加する。すると、静電誘導サイリスタT
hyのゲートには一瞬のあいだゲート電流IG1が流れ
る。そのため、静電誘導サイリスタThyがターンオン
する。図4(a)に示すように、静電誘導サイリスタT
hyがターンオンするとコイル23及びコンデンサ24
の共振に基づく正弦波となる共振電流IA1がコイル及び
コンデンサ24に流れる。この共振電流IA1によってコ
ンデンサ24には電源20より高い電圧が蓄積される。
尚、正弦波の周期はコイル23及びコンデンサ24の定
数によって変化させることができる。
Next, the evaluation circuit was operated based on the time chart shown in FIG. 5 to evaluate the electrostatic induction thyristor Thy. First, the drive circuit 25 applies a positive gate voltage VG1 to the gate of the electrostatic induction thyristor Thy at time t0. Then, the electrostatic induction thyristor T
A gate current IG1 flows through the gate of hy for a moment. Therefore, the electrostatic induction thyristor Thy turns on. As shown in FIG. 4A, the electrostatic induction thyristor T
When hy turns on, coil 23 and capacitor 24
A resonance current IA1 that becomes a sine wave based on the resonance of flows in the coil and the capacitor 24. Due to this resonance current IA1, a voltage higher than that of the power source 20 is accumulated in the capacitor 24.
The period of the sine wave can be changed by the constants of the coil 23 and the capacitor 24.

【0028】そして、時間t1 において共振電流IA1が
0になると、図4(b)に示すように、コンデンサ24
に蓄積された電荷によってダイオード21にはマイナス
の帰還電流−IA1が流れる。又、共振電流IA1が0にな
ってから所定時間Δt経過した時間t2 において、ドラ
イブ回路25は静電誘導サイリスタThyのゲートにマ
イナスのゲート電圧−VG1を印加する。すると、静電誘
導サイリスタThyのゲートにはマイナスのゲート電流
−IG1が流れ、該静電誘導サイリスタThyはターンオ
フする。
When the resonance current IA1 becomes 0 at time t1, the capacitor 24 is turned on as shown in FIG. 4 (b).
A negative feedback current -IA1 flows through the diode 21 due to the electric charge accumulated in the diode 21. The drive circuit 25 applies a negative gate voltage -VG1 to the gate of the electrostatic induction thyristor Thy at a time t2 when a predetermined time .DELTA.t has elapsed since the resonance current IA1 became zero. Then, a negative gate current -IG1 flows through the gate of the static induction thyristor Thy, and the static induction thyristor Thy is turned off.

【0029】次に、時間t3 において、図4(c)に示
すように、ダイオード21に流れる帰還電流−IA1が0
になると、サイリスタThy,Thy1及びダイオード
21,22がオフ状態となるため、コイル23及びコン
デンサ24は電源20に接続されない。従って、静電誘
導サイリスタThyのアノードとカソードとの間の電圧
VAKは電源20の半分の電圧が印加される。
Next, at time t3, as shown in FIG. 4 (c), the feedback current -IA1 flowing through the diode 21 is zero.
Then, the thyristors Thy and Thy1 and the diodes 21 and 22 are turned off, so that the coil 23 and the capacitor 24 are not connected to the power supply 20. Therefore, the voltage VAK between the anode and the cathode of the electrostatic induction thyristor Thy is half the voltage of the power supply 20.

【0030】次に、時間t4 において、ドライブ回路2
5がサイリスタThy1のゲートにプラスとなるゲート
電圧VG2を印加する。すると、サイリスタThy1のゲ
ートには一瞬のあいだゲート電流IG2が流れ、サイリス
タThy1がターンオンする。そのため、コイル23及
びコンデンサ24にはマイナスの共振電流−IA2が流れ
る。又、サイリスタThy1がオンになることから、静
電誘導サイリスタThyのアノードとカソードとの間の
電圧VAKには電源20の電圧が印加される。そして、共
振電流−IA2が0になると、コンデンサ24に蓄積され
た電荷によりダイオード21,22には帰還電流IA2が
流れる。
Next, at time t4, the drive circuit 2
5 applies a positive gate voltage VG2 to the gate of the thyristor Thy1. Then, the gate current IG2 flows through the gate of the thyristor Thy1 for a moment, and the thyristor Thy1 is turned on. Therefore, the negative resonance current -IA2 flows through the coil 23 and the capacitor 24. Further, since the thyristor Thy1 is turned on, the voltage of the power supply 20 is applied to the voltage VAK between the anode and the cathode of the electrostatic induction thyristor Thy. Then, when the resonance current −IA2 becomes 0, the feedback current IA2 flows through the diodes 21 and 22 due to the charge accumulated in the capacitor 24.

【0031】そして、共振電流−IA2が0になってから
所定時間Δt経過した時間t5 において、ドライブ回路
25はサイリスタThy1のゲートにマイナスのゲート
電圧−VG2を印加する。すると、サイリスタThy1の
ゲートにはマイナスのゲート電流−IG2が流れ、該サイ
リスタThy1はターンオフする。
The drive circuit 25 applies a negative gate voltage -VG2 to the gate of the thyristor Thy1 at a time t5 when a predetermined time Δt has elapsed after the resonance current -IA2 becomes zero. Then, a negative gate current -IG2 flows through the gate of the thyristor Thy1, and the thyristor Thy1 is turned off.

【0032】ここで、駆動周波数が高く、時間t4 にお
いて、静電誘導サイリスタThyの内部に残留したキャ
リアが除去できないと、互いのサイリスタThy,Th
y1により短絡することになる。
Here, if the driving frequency is high and the carrier remaining inside the electrostatic induction thyristor Thy cannot be removed at time t4, the thyristors Thy and Thy of each other are removed.
It will be short-circuited by y1.

【0033】又、静電誘導サイリスタThyのアノード
に流れる電流IA1が0になる時間t1 からゲートに逆バ
イアスを印加するまでの時間Δtを調整する。すると、
残留したキャリアのピーク引き抜き量IGPと逆バイアス
となるゲート電流−IG1の減衰時間τとの関係を適切に
設定でき、キャリアを除去することが可能となる。この
場合、逆バイアスはダイオード21に帰還電流−IA1が
流れている間に印加する必要があり、キャリアを引き抜
くためのゲート電流−IG1はダイオード21に流れる帰
還電流−IA1が0になるまでに0にする必要がある。
Further, the time Δt from the time t1 when the current IA1 flowing through the anode of the electrostatic induction thyristor Thy becomes 0 to the time when the reverse bias is applied to the gate is adjusted. Then,
The relationship between the peak extraction amount IGP of the remaining carriers and the decay time τ of the reverse bias gate current −IG1 can be appropriately set, and the carriers can be removed. In this case, the reverse bias must be applied while the feedback current -IA1 is flowing in the diode 21, and the gate current -IG1 for extracting the carrier is 0 before the feedback current -IA1 flowing in the diode 21 becomes zero. Need to

【0034】そして、時間Δtを0,1,2,3,4μ
sにそれぞれ設定したときのピーク引き抜き量IGPと減
衰終了時間τとの関係を図6に示す。時間Δtが0μs
に近いほどピーク引き抜き量IGPは大きいが、減衰終了
時間(Δt+τ)は短くなる。逆に、時間Δtが大きく
なると、ピーク引き抜き量IGPは小さくなるが、減衰終
了時間(Δt+τ)は長くなる。
Then, the time Δt is set to 0, 1, 2, 3, 4 μ
FIG. 6 shows the relationship between the peak withdrawal amount IGP and the decay end time τ when they are set to s. Time Δt is 0 μs
The peak extraction amount IGP is larger as it is closer to, but the decay end time (Δt + τ) is shorter. Conversely, when the time Δt increases, the peak extraction amount IGP decreases, but the attenuation end time (Δt + τ) increases.

【0035】ここで、時間Δtを0μsに近づけると、
ピーク引き抜き量IGPが大きいため、キャリアの引き抜
きを速くすることができるが、その分ドライブ回路25
の負荷が大きくなってしまう。又、時間Δtを大きくす
ると、ピーク引き抜き量IGPを小さくできるが、減衰終
了時間(Δt+τ)が長くなってしまい、帰還電流−I
A1が0になってもゲート電流−IG1が0にならない。
Here, when the time Δt is brought close to 0 μs,
Since the peak extraction amount IGP is large, the extraction of the carrier can be speeded up, but the drive circuit 25
The load on the Further, if the time Δt is increased, the peak extraction amount IGP can be reduced, but the attenuation end time (Δt + τ) becomes long, and the feedback current −I
Even if A1 becomes 0, the gate current −IG1 does not become 0.

【0036】従って、今回の実施例においては、静電誘
導サイリスタThyの駆動周波数を100kHzとして
いるが、このときの時間Δtは2μsと設定している。
又、この時間Δtは使用する駆動周波数によって任意に
変更することができ、周波数が高いときは時間Δtを0
に近づけることが必要となる。逆に、周波数が低いとき
は時間Δtを大きくすることが可能である。
Therefore, in this embodiment, the driving frequency of the electrostatic induction thyristor Thy is 100 kHz, but the time Δt at this time is set to 2 μs.
Further, this time Δt can be arbitrarily changed according to the drive frequency used, and when the frequency is high, the time Δt is set to 0.
It is necessary to approach. On the contrary, when the frequency is low, the time Δt can be increased.

【0037】この結果、ゲートアシストによるキャリア
の引き抜きによって残留したキャリアをスムーズに引き
抜くことが可能である。ここで、駆動周波数を高周波化
すると、時間Δtを小さくする必要があるが、その時間
設定にも限界がある。そこで、図1,図2に示すよう
に、酸化膜7が形成されるP+ 形ゲート層6、P- 形チ
ャネル層4、N+ カソード層5の上面から所定の距離L
1となるN+ 高比抵抗層3には残留したキャリアをトラ
ップするためのトラップ領域15が形成されている。
As a result, it is possible to smoothly pull out the remaining carrier by the gate-assisted carrier extraction. Here, if the drive frequency is increased, it is necessary to reduce the time Δt, but there is a limit to the time setting. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, a predetermined distance L from the upper surface of the P + -type gate layer 6, the P -type channel layer 4, and the N + cathode layer 5 on which the oxide film 7 is formed.
A trap region 15 for trapping the remaining carriers is formed in the N + high resistivity layer 3 which becomes 1.

【0038】このトラップ領域15は図1に示す静電誘
導サイリスタThyの製造が完成し、保護膜を形成した
後、その真上から水素のイオンを注入して形成したもの
である。
The trap region 15 is formed by completing the production of the electrostatic induction thyristor Thy shown in FIG. 1 and forming a protective film, and then implanting hydrogen ions from directly above the protective film.

【0039】このトラップ領域15のドーズ量を本実施
例においては、0.6×1012cm -2、1.0×1012
cm-2、1.5×1012cm-2と変化させた3種類の静
電誘導サイリスタThyを製造した。
The dose amount of the trap region 15 is actually set.
In the example, 0.6 × 1012cm -2, 1.0 x 1012
cm-2, 1.5 x 1012cm-2And three different types of static
An electric induction thyristor Thy was manufactured.

【0040】この他に、トラップ領域15を形成する位
置を変化させた。つまり、P+ 形ゲート層6、P- 形チ
ャネル層4、N+ カソード層5の上面から所定の距離L
2となるN+ 形バッファ層2にトラップ領域15を形成
した。そして、上記と同じようにトラップ領域15のド
ーズ量を変化させた3種類の静電誘導サイリスタThy
を製造した。
In addition to this, the position where the trap region 15 is formed is changed. That is, a predetermined distance L from the upper surface of the P + -type gate layer 6, the P -type channel layer 4, and the N + cathode layer 5.
A trap region 15 was formed in the N + type buffer layer 2 to be 2. Then, three types of electrostatic induction thyristors Thy in which the dose amount of the trap region 15 is changed in the same manner as described above.
Was manufactured.

【0041】更に、P+ 形ゲート層6、P- 形チャネル
層4、N+ カソード層5の上面から所定の距離L3とな
るP+ 形基板1にトラップ領域15を形成した。そし
て、上記と同じようにドーズ量を変化させた3種類の静
電誘導サイリスタThyを製造した。又、これら各静電
誘導サイリスタThyを上記を同じ評価回路によって評
価を行った。尚、時間Δtは2μsに固定した。
Further, a trap region 15 was formed in the P + type substrate 1 at a predetermined distance L3 from the upper surfaces of the P + type gate layer 6, the P − type channel layer 4 and the N + cathode layer 5. Then, three types of static induction thyristors Thy having different dose amounts were manufactured in the same manner as above. Further, each of these electrostatic induction thyristors Thy was evaluated by the same evaluation circuit as above. The time Δt was fixed at 2 μs.

【0042】図7はドーズ量の変化によるピーク引き抜
き量IGPのの変化を示す特性である。図8はドーズ量の
変化による減衰終了時間τの特性である。この特性から
も分かるように、ピーク引き抜き量IGP、減衰終了時間
τはドーズ量が多いほど改善される。又、N- 形高比抵
抗層3にトラップ領域15を形成すると特性が一番よい
ことも判明する。つまり、通常、サイリスタをハードス
イッチングによりターンオフするとき、アノードとカソ
ードとの間には逆バイアスが印加されて電界が発生す
る。この電界によりN- 形高比抵抗層3のカソード側か
ら空乏層が広がり、キャリアはN+ 形バッファ層を介し
てP+ 形アノード層側に押し出される。
FIG. 7 is a characteristic showing changes in the peak extraction amount IGP due to changes in the dose amount. FIG. 8 shows the characteristic of the decay end time τ due to the change of the dose amount. As can be seen from this characteristic, the peak extraction amount IGP and the attenuation end time τ are improved as the dose amount is increased. It is also found that the characteristics are best when the trap region 15 is formed in the N − type high resistivity layer 3. That is, normally, when the thyristor is turned off by hard switching, a reverse bias is applied between the anode and the cathode to generate an electric field. Due to this electric field, the depletion layer spreads from the cathode side of the N − type high resistivity layer 3, and the carriers are pushed out to the P + type anode layer side through the N + type buffer layer.

【0043】従って、N- 形高比抵抗層3にトラップ領
域15を形成してもキャリアをトラップしにくいことに
なる。ところが、この実施例における評価回路において
は、静電誘導サイリスタThyがターンオフするとき、
ダイオード21に帰還電流−IA1が流れているため、ダ
イオード21は導通状態となる。従って、静電誘導サイ
リスタThyのアノードとカソードとの間には電源20
の電圧が印加されないので、アノードとカソードとの間
には電界が発生しない。
Therefore, even if the trap region 15 is formed in the N − type high resistivity layer 3, it becomes difficult to trap carriers. However, in the evaluation circuit of this embodiment, when the electrostatic induction thyristor Thy is turned off,
Since the feedback current −IA1 is flowing in the diode 21, the diode 21 becomes conductive. Therefore, the power source 20 is provided between the anode and the cathode of the electrostatic induction thyristor Thy.
Since no voltage is applied, no electric field is generated between the anode and the cathode.

【0044】そのため、残留したキャリアはN- 高比抵
抗層3に存在するので、N- 高比抵抗層3に形成したト
ラップ領域15によってキャリアがトラップされる。従
って、トラップ領域15をN- 形高比抵抗層3、N+
バッファ層2、P+ 形基板1のいずれかに形成したが、
最もキャリアを効率よくトラップすることができるのは
トラップ領域15をN- 形高比抵抗層3に設けるのがよ
い。
[0044] Therefore, residual carriers N - so present in the high resistivity layer 3, N - carrier is trapped by the trap region 15 formed on the high resistivity layer 3. Therefore, although the trap region 15 is formed in any one of the N − type high resistivity layer 3, the N + type buffer layer 2 and the P + type substrate 1,
It is preferable to provide the trap region 15 in the N -type high resistivity layer 3 so that carriers can be trapped most efficiently.

【0045】又、図9には減衰終了時間τと静電誘導サ
イリスタThyのオン電圧VONとの関係を示す特性図で
ある。この特性から分かるように、ドーズ量が増加する
につれて減衰終了時間τは短くなるが、オン電圧VONは
高くなる。従って、両者はトレードオフの関係にある。
又、この特性からトラップ領域15を形成する位置によ
っても変化してくることが分かる。この結果、N- 形高
比抵抗層3にトラップ領域15を形成することにより、
オン電圧VON及び減衰終了時間τを最も改善することが
できる。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the decay end time τ and the ON voltage VON of the electrostatic induction thyristor Thy. As can be seen from this characteristic, as the dose amount increases, the decay end time τ becomes shorter, but the ON voltage VON becomes higher. Therefore, the two are in a trade-off relationship.
Further, it can be seen from this characteristic that it also changes depending on the position where the trap region 15 is formed. As a result, by forming the trap region 15 in the N -type high specific resistance layer 3,
The ON voltage VON and the decay end time τ can be most improved.

【0046】従って、静電誘導サイリスタThyの駆動
周波数が高くなっても低電圧駆動、低損失を図った静電
誘導サイリスタThyを提供することができる。しか
も、駆動周波数が高くできるので、電源装置のトランス
やコンデンサを小さくすることができる。
Therefore, it is possible to provide the electrostatic induction thyristor Thy which is driven at a low voltage and has a low loss even if the driving frequency of the electrostatic induction thyristor Thy is increased. Moreover, since the driving frequency can be increased, the transformer and the capacitor of the power supply device can be downsized.

【0047】更に、本実施例においては、水素のイオン
注入によりトラップ領域15を形成するので、正確な任
意の位置(距離L1〜L3)にトラップ領域15を容易
に形成することができる。本実施例においては、水素の
イオン注入によってトラップ領域15を形成したが、こ
の他にアルゴン等のイオン注入によってトラップ領域1
5を形成することも可能である。
Further, in this embodiment, since the trap region 15 is formed by hydrogen ion implantation, the trap region 15 can be easily formed at an accurate arbitrary position (distance L1 to L3). In this embodiment, the trap region 15 is formed by ion implantation of hydrogen, but in addition to this, the trap region 1 is formed by ion implantation of argon or the like.
It is also possible to form 5.

【0048】又、評価回路において、サイリスタThy
1を使用したが、これをトランジスタ等のスイッチング
素子に変更することも可能である。図10は本発明の静
電誘導サイリスタThyの使用例を示す電気回路図であ
る。電源30には静電誘導サイリスタThy、コイル3
1、コンデンサ32、フォワードコンバータ回路33を
構成するトランスTrの一次側が直列接続されている。
そして、静電誘導サイリスタThyには逆バイアスとな
るダイオード29が接続されている。又、トランスTr
の二次側には順バイアスとなるダイオード34、コイル
35及び抵抗36が直列接続されている。そして、ダイ
オード34とコイルとの間にはダイオード37のカソー
ドが接続され、該ダイオード37のアノードがトランス
Trの二次側に接続されている。又、抵抗36に対して
コンデンサ38が並列接続されている。そして、静電誘
導サイリスタThyのゲートはドライブ回路39によっ
て制御される。
In the evaluation circuit, the thyristor Thy is used.
Although 1 is used, it can be changed to a switching element such as a transistor. FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a usage example of the electrostatic induction thyristor Thy of the present invention. The power source 30 includes an electrostatic induction thyristor Thy and a coil 3.
1, the capacitor 32, and the primary side of the transformer Tr forming the forward converter circuit 33 are connected in series.
Then, a diode 29 which is a reverse bias is connected to the electrostatic induction thyristor Thy. Also, transformer Tr
A diode 34, a coil 35, and a resistor 36, which are forward biased, are connected in series on the secondary side of the. The cathode of the diode 37 is connected between the diode 34 and the coil, and the anode of the diode 37 is connected to the secondary side of the transformer Tr. A capacitor 38 is connected in parallel with the resistor 36. The gate of the electrostatic induction thyristor Thy is controlled by the drive circuit 39.

【0049】ドライブ回路39によりゲートにはプラス
の電圧が印加されて静電誘導サイリスタThyがターン
オンする。そのため、コイル31、コンデンサ32によ
る正弦波の共振電流I10が流れる。この共振電流I10に
基づいた出力電流I11がトランスTrの二次側に出力さ
れる。
A positive voltage is applied to the gate by the drive circuit 39 to turn on the electrostatic induction thyristor Thy. Therefore, a sinusoidal resonance current I10 due to the coil 31 and the capacitor 32 flows. An output current I11 based on the resonance current I10 is output to the secondary side of the transformer Tr.

【0050】そして、共振電流I10が0になると、コン
デンサ32に蓄積された電荷により帰還電流−I10がダ
イオード29に流れる。共振電流I10が0になってから
2μs後、ドライブ回路39はゲートにマイナスの電圧
を印加する。このとき、ピーク引き抜き量IGPが低く抑
えられ、減衰終了時間τも帰還電流−I10が0になる前
に設定することができる。そのため、ある程度のキャリ
アを引き抜くことができる。又、帰還電流−I10が0に
なる前に逆にゲートにマイナスの電圧が印加されている
ため、アノードとカソードとの間には電源20の電圧が
印加されない。従って、N- 形高比抵抗層3に存在する
キャリアはトラップ領域15によって効率よくトラップ
され、残留したキャリアがスムーズに除去される。
Then, when the resonance current I10 becomes 0, the feedback current −I10 flows through the diode 29 due to the charges accumulated in the capacitor 32. 2 μs after the resonance current I10 becomes 0, the drive circuit 39 applies a negative voltage to the gate. At this time, the peak extraction amount IGP is suppressed to a low level, and the attenuation end time τ can be set before the feedback current −I10 becomes zero. Therefore, the carrier can be pulled out to some extent. On the contrary, before the feedback current −I10 becomes 0, a negative voltage is applied to the gate, so that the voltage of the power source 20 is not applied between the anode and the cathode. Therefore, the carriers existing in the N -type high resistivity layer 3 are efficiently trapped by the trap region 15, and the remaining carriers are smoothly removed.

【0051】その後、再びドライブ回路39はゲートに
プラスの電圧を印加して静電誘導サイリスタThyをタ
ーンオンさせ、以下上記と同様、この繰り返しを行う。
尚、帰還電流−I10によりトランスTrの二次側には電
流がほとんど出力されない。これは負荷となるフォワー
ドコンバータ回路33が設けられているためである。従
って、フォワードコンバータ回路33のトランスTrの
二次側には静電誘導サイリスタThyのターンオンに基
づいたプラス側の正弦波のみが出力される。
Then, the drive circuit 39 again applies a positive voltage to the gate to turn on the electrostatic induction thyristor Thy, and thereafter, this operation is repeated in the same manner as above.
Note that almost no current is output to the secondary side of the transformer Tr due to the feedback current −I10. This is because the forward converter circuit 33 serving as a load is provided. Therefore, only the positive side sine wave based on the turn-on of the electrostatic induction thyristor Thy is output to the secondary side of the transformer Tr of the forward converter circuit 33.

【0052】本実施例においては、N- 形高比抵抗層3
にトラップ領域15を設けたが必要に応じてN+ バッフ
ァ層2又は両方にトラップ領域15を形成することも可
能である。
In this embodiment, the N --type high resistivity layer 3 is used.
Although the trap region 15 is provided in the above, it is also possible to form the trap region 15 in the N + buffer layer 2 or both as necessary.

【0053】本実施例においては、N+ バッファ層2を
- 形高比抵抗層3に形成したが、必要に応じてN+
ッファ層2を無くした構成となる静電誘導サイリスタT
hyにしてもよい。又、逆通電型、即ち、N+ アノード
層、P- ベース層、N- チャネル層、P+ カソード層、
+ バッファ層で構成した静電誘導サイリスタを使用し
てもよい。
In this embodiment, the N + buffer layer 2 is formed on the N -type high resistivity layer 3. However, the electrostatic induction thyristor T having the structure in which the N + buffer layer 2 is eliminated as necessary.
It may be hy. In addition, reverse conduction type, that is, N + anode layer, P base layer, N channel layer, P + cathode layer,
An electrostatic induction thyristor composed of a P + buffer layer may be used.

【0054】本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、例えば以下のような態様で具体化することも可能
である。 (1)ソフトスイッチングを行う電流共振型であれば何
でもよく、例えば、請求項1又は2記載の半導体装置と
しての静電誘導サイリスタThyとコイル31とコンデ
ンサ32とを電源30に対して直列接続し、前記静電誘
導サイリスタThyに逆バイアスとなるダイオード37
を並列接続する。前記静電誘導サイリスタThyのター
ンオンによりコイル31及びコンデンサ32の共振電流
I10が流れ、この共振電流I1 が0になった後、コンデ
ンサ32に蓄積された電荷による電流−I10がダイオー
ド37に流れているときに静電誘導サイリスタThyを
ターンオフするように構成する。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be embodied in the following modes, for example. (1) Any current resonance type that performs soft switching may be used. For example, the electrostatic induction thyristor Thy as the semiconductor device according to claim 1 or 2 and the coil 31 and the capacitor 32 are connected in series to the power supply 30. , The diode 37 which is reverse biased to the electrostatic induction thyristor Thy
Are connected in parallel. When the electrostatic induction thyristor Thy is turned on, the resonance current I10 of the coil 31 and the capacitor 32 flows, and after the resonance current I1 becomes 0, the current −I10 due to the charge accumulated in the capacitor 32 flows to the diode 37. The electrostatic induction thyristor Thy is sometimes turned off.

【0055】静電誘導サイリスタThyをターンオンす
ると、コイル31及びコンデンサ32によって共振電流
I10が流れ、コンデンサ32には電源30より高い電圧
が蓄積される。そして、共振電流I10が0になると、コ
ンデンサ32に蓄積された電荷による電流−I10がダイ
オード37を流れる。このとき、ダイオード37が導通
状態となっているため、静電誘導サイリスタThyのア
ノード・カソード間には電圧がダイオード37の電圧降
下分程度しか印加されない。
When the electrostatic induction thyristor Thy is turned on, the resonance current I10 flows through the coil 31 and the capacitor 32, and a voltage higher than that of the power source 30 is accumulated in the capacitor 32. Then, when the resonance current I10 becomes 0, the current −I10 due to the charge accumulated in the capacitor 32 flows through the diode 37. At this time, since the diode 37 is in the conductive state, the voltage is applied only between the anode and the cathode of the electrostatic induction thyristor Thy by about the voltage drop of the diode 37.

【0056】従って、アノード・カソード間には電界が
発生しないため、静電誘導サイリスタThyの内部に残
留するキャリアはN- 形高比抵抗層3に存在する。この
キャリアはN- 形高比抵抗層3に形成されたトラップ領
域15によってトラップされて除去される。
Therefore, since no electric field is generated between the anode and the cathode, the carriers remaining inside the electrostatic induction thyristor Thy are present in the N − type high resistivity layer 3. The carriers are trapped and removed by the trap region 15 formed in the N -type high resistivity layer 3.

【0057】この結果、残留するキャリアを効率よく除
去することができるので、静電誘導サイリスタThyの
テイル損失を低減することができ、高周波数化すること
ができる。 (2)本発明は静電誘導サイリスタ以外にも、一般的な
サイリスタ、GTOサイリスタ、IGBT(Insulated
Gate Bipolar Transistor )にも適用することができ、
上記と同様の作用効果を奏する。
As a result, the remaining carriers can be removed efficiently, so that the tail loss of the electrostatic induction thyristor Thy can be reduced and the frequency can be increased. (2) The present invention is applicable to general thyristors, GTO thyristors, and IGBTs (Insulated) in addition to the electrostatic induction thyristor.
Gate Bipolar Transistor),
The same effects as the above are achieved.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1,2記載
の発明によれば、キャリアが低濃度ベース層に形成され
たトラップ領域にトラップされて除去されるので、半導
体装置オフ時のテイル損失を少なくすることができる優
れた効果がある。
As described in detail above, according to the first and second aspects of the present invention, carriers are trapped and removed in the trap region formed in the low-concentration base layer. Therefore, when the semiconductor device is turned off. There is an excellent effect that the tail loss can be reduced.

【0059】請求項3記載の発明によれば、請求項1,
2の効果に加え、水素のイオン注入により低濃度ベース
層の任意の深さの位置にトラップ領域を正確にかつ容易
に形成することができる優れた効果がある。
According to the invention of claim 3, claim 1
In addition to the effect of No. 2, there is an excellent effect that the trap region can be accurately and easily formed at an arbitrary depth position of the low concentration base layer by hydrogen ion implantation.

【0060】請求高4記載の発明によれば、請求項1乃
至3のいずれかに記載の半導体装置を電流共振型回路の
スイッチング手段に使用すると、オフ時に半導体装置に
は電界が発生せず、低濃度ベース層に存在するキャリア
をトラップ領域によって効率よくトラップすることがで
き、半導体装置のテイル損失を少なくすることができる
優れた効果がある。
According to the invention described in claim 4, when the semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 is used for the switching means of the current resonance type circuit, an electric field is not generated in the semiconductor device at the time of off, The carriers existing in the low-concentration base layer can be efficiently trapped by the trap region, and there is an excellent effect that the tail loss of the semiconductor device can be reduced.

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

【図1】本発明に係る静電誘導サイリスタの構成を示す
部分斜視図である。
FIG. 1 is a partial perspective view showing the configuration of an electrostatic induction thyristor according to the present invention.

【図2】静電誘導サイリスタの構成を示す正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view showing the configuration of an electrostatic induction thyristor.

【図3】静電誘導サイリスタの評価を行う評価回路であ
る。
FIG. 3 is an evaluation circuit for evaluating an electrostatic induction thyristor.

【図4】(a)〜(d)は評価回路の動作を説明する動
作説明図である。
FIG. 4A to FIG. 4D are operation explanatory views for explaining the operation of the evaluation circuit.

【図5】評価回路を動作させるタイミングチャート図で
ある。
FIG. 5 is a timing chart diagram for operating an evaluation circuit.

【図6】時間Δtに対するピーク引き抜き量、時間Δt
に対する減衰終了時間を示す特性図である。
FIG. 6 is a peak extraction amount with respect to time Δt, time Δt
It is a characteristic view which shows the decay end time with respect to.

【図7】ドース量の変化に対するピーク引き抜き量の特
性を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a characteristic of a peak extraction amount with respect to a change in dose amount.

【図8】ドーズ量の変化に対する減衰終了時間の特性を
示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a characteristic of an attenuation end time with respect to a change in dose amount.

【図9】減衰終了時間に対するオン電圧の特性を示す特
性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the characteristics of the on-voltage with respect to the decay end time.

【図10】静電誘導サイリスタの使用例を示す電気回路
図である。
FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a usage example of the electrostatic induction thyristor.

【図11】GTOサイリスタのスイッチング波形図であ
る。
FIG. 11 is a switching waveform diagram of the GTO thyristor.

【図12】GTOサイリスタのスイッチング波形図であ
る。
FIG. 12 is a switching waveform diagram of a GTO thyristor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アノード層としてのP+ 形基板、3…低濃度ベース
層としてのN- 形高比抵抗層、5…(N+ )カソード
層、6…(P+ )ゲート層、15…トラップ領域
1 ... P + form substrate as an anode layer, 3 ... low concentration N as the base layer - type high resistivity layer, 5 ... (N +) cathode layer, 6 ... (P +) gate layer, 15 ... trap region

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アノード層の上面に低濃度ベース層を形
成し、前記低濃度ベース層の上面にカソード層とゲート
層を形成した半導体装置において、 前記低濃度ベース層にはキャリアトラップ用のトラップ
領域を形成した半導体装置。
1. A semiconductor device in which a low-concentration base layer is formed on an upper surface of an anode layer, and a cathode layer and a gate layer are formed on an upper surface of the low-concentration base layer, wherein the low-concentration base layer has a trap for carrier trapping. A semiconductor device in which a region is formed.
【請求項2】 ドレイン層の上面にベース層を形成し、
前記ベース層の上面にソース層とゲート層を形成した半
導体装置において、 前記低濃度ベース層にはキャリアトラップ用のトラップ
領域を形成した半導体装置。
2. A base layer is formed on the upper surface of the drain layer,
A semiconductor device in which a source layer and a gate layer are formed on an upper surface of the base layer, wherein a trap region for carrier trap is formed in the low concentration base layer.
【請求項3】 キャリアトラップ用のトラップ領域は水
素のイオン注入によって形成した請求項1又は2記載の
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the trap region for carrier trap is formed by ion implantation of hydrogen.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の半導体装置を電流共振形回路のスイッチング手段とし
て使用した半導体装置。
4. A semiconductor device using the semiconductor device according to claim 1 as a switching means of a current resonance type circuit.
JP665194A 1994-01-25 1994-01-25 Semiconductor device Pending JPH07211887A (en)

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