JPS5812359A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5812359A
JPS5812359A JP11118681A JP11118681A JPS5812359A JP S5812359 A JPS5812359 A JP S5812359A JP 11118681 A JP11118681 A JP 11118681A JP 11118681 A JP11118681 A JP 11118681A JP S5812359 A JPS5812359 A JP S5812359A
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JP
Japan
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region
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semiconductor region
type
Prior art date
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JP11118681A
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Hiroyasu Hagino
萩野　浩靖
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改善された特性を有するゲートターンオフサイ
リスクに関する。
ゲートターンオフサイリストＣ以下ＧＴＯと称する。）
はゲート逆バイアスによって主電流をオフすることが可
能であるのでつまり自己消弧能力を一有しているので、
一般のサイリスクのように絵流回路を必要としない。こ
のよりなＧＴＯは、インバータやチョッパ装置に用いた
場合、装置の小型、軽量化が計れるなど多くの利点があ
り％最近半導体製造技術の向上とともに注目されるよう
になってきた０ ＧＴＯのターンオフ特性の良し悪しの目安にターンオフ
ゲインＣ以下Ｇｏｆｆと称する）がある。
Ｇｏｆｆ　＃′ｉＧ　Ｔ　Ｏを構成するふたつの部分ト
ランジスタの電流増幅率αｎｐｎ　、αｐｎｐを用いて
下記のように表わすことができる。
Ｇａｆｆ　！　　””　　　　　−−−−−−−ｉｌ＋
αｎｐｎ　＋６Ｌ！ｐｎｐ−１ １１＋式のｇｏｆｆを大きくするＫは、ａｎｐｎ　＋１
ｌｐｎｐ＞１でαｎｐｎ＋αｐｎｐが１に近すのが良い
＠　αｐｎｐｔｔスイッチング時間との関係で小さくす
る方がのぞましい。したがってａｎｐｎを大きくする必
ｉがある。を九α（αｎｐｎ、αｐｎｐの総称）はエミ
ッタ注入効率Ｔとペース中の輸送効率βの積で与えられ
る。
第１図は、従来のゲートターンオフサイリスタの各領域
のプロファイルを示したものであム図中、（ｎｇ）ｔｆ
ｎ形エミッタ＠域、（ｐＢ）ｔｆｐ形ペース領域、（ｎ
ｎ）はｎ形ペース＠域、（Ｐｇ）＃ｉｐ形エミッタｇ４
域を表わす。ｔＴＩ　、　Ｊ、　、　ｙ＝は各々ｎ形エ
ミッタ＠域−１）とｐ形ベース領域（１）Ｂ）。
ｐ形ペース領域（１＞））とｎ形ペース＠域（ｎＢ）１
１形ぺ一領域（ｎｎ）とｐ形エミツク＠域（ｐｌ）とが
成す接合である。
また、図中ＯＰ！Ｉ（７１）はＪ、接合近傍におけるｐ
形ペース領域（１）Ｂ　）の濃度、　Ｏｎｌはｎ形エミ
ッタ領域（ｎｇ　）の表面濃度を表わす。
上述のαｎｐｎを大きくするＶＣは、エミッタ注入効率
（ｙ）を１に近くしさらにｐ形ペース領ＪｉＥ（Ｐｇ）
での輸送効率（？を上昇させれば良い。
エミッタ注入効率（γ）を１に近くするにはｎ形エミッ
タ領域（ｎｇ）の濃度を上げｐ形ペース領域（ｐＢ）の
一度を下げれば良い。
しかしｐ形ペース領域（ｐＢ）の濃度を下げすぎると、
ペース抵抗が大きくなり、ＧＴＯのターンオフ能力が；
１下する。一方、ｐ形ベース頓斌輻）の輸送効率（角を
上げるには、ｐ形ペース＠域−）の厚みを薄くするか、
ｐ形ベース領域（ＰＨ１中の少数キャリアのライフタイ
ムを上昇させるかで６る。ｐ形ベース＠＊（ＰＢ）の厚
みはペース抵抗に直接関係するのであまり薄くできない
。したがってｎ形エミッタ領域（ｎｘ）ｐ形ペース＠坂
−）の濃度プロファイルの精密制御はＧＴＯの特性向上
の重要な要素となることがわかるが、従来のゲートター
ンオフサイリスタの０ｐＢ（Ｊ＋）は１Ｇ　／１７〜１
０ソ〜、０■は１０％〜ｌ（１ン臼でありｌ？ 必ずしも最適ではな（、Ｇｏｆｒも８〜４と比較的低く
い値であった。
本発明は上記従来のゲートターンオフサイリスタの欠点
を取り除くためになされたものであり、第４の半導体明
域の表面不純物濃度が５”０７６４以上でかつ前記牙８
のｐｎ接合近傍の牙８半導体領域の不純物濃度が６Ｘ　
ｔ　Ｏ”７ｄｌ〜ｉ、ｓ　Ｘ　１０＞でありゲートター
ンオフゲインが６〜６の半導体装置を提供するものであ
る。
以下本発明の一実施について詳細に説明する。
第１図のｌ＆ｌはｓ　ｏｐＢｔ：ｒ、）の濃度が低い場
合でこのような場合は、ｎ形エミッタ領域（ｎｌ）から
の注入効率はよくなるのでゲートトリガ電流以下ＩＧＴ
と称するなどのオン特性は良好になるが、この場合ｐ形
ペース領域（ｐＢ）のペース抵抗が上昇しＧＴＯのター
ンオン特性を大巾に低下させる。特Ｋ　０ｐＢ（−Ｔｔ
）がｍ　ｘ　１０．４１以下になるとこの現象は特に顕
著になる。また（ｂ＋はｈ層のベース抵抗を上昇させる
ために０ｐＢ（Ｊｔ）を１．ｌ＄Ｘ１ｏ１７−以上と大
巾に上けた場合である。この場合の問題点はｎ形エミッ
タ領域（ｎｌ）からの注入が低下する点で、この現象は
ＸＧＴの増大をまねく。
第８図＃１０ｐＢ（Ｊ、）とＩｏｙの関係を示したグラ
フで１０ソ〜に入るとＸＧＴの増大がみられ１．ｊｉ　
Ｘ　１０＞慣えると５Ａ以上となり、英使用的に問題と
なる。ターンオン特性とターンオン特性の両立を考エル
トＣｐ　Ｂ　（、ＴＩ）　ＨＳ　Ｘ　１０　”Ａ　〜Ｌ
Ｓ　Ｘ　１０７７にあることが好ましい。
オ　Ｍの（０）がこれに相当する本発明のプロファイル
である。
第８図はＯｎｌを変えた場合の不純物プロファイルと、
第４図はＩＧｙのＯｎＮ依存性を示したグラフである。
ａｐＢ山）＝×ｌＯ″／／ａｌｌの低濃度の場合に＃１
０ｎｘ；　１０　　ｃｄ（ａｌ程度で電工ａｒｄ比較的
小すく、実使用に耐えられるがｓ　０ｐＢ（Ｉｔ）川、
１ｘｔｏ％と高くなると注入効率の低下をきたし、ＩＯ
？が急漱に大きくなり英使用的にやはり問題となる。
しかし、０ｐＢ（Ｊ＋神１．５　Ｘ　１Ｇ％　テアＯテ
４　ｏｎｌの濃度を上げａ　ｘ　１ｏｂ（ｂ＋以上にす
ることによって、ｌｏ！　は大巾に改善される。第８図
の山１グラフは本発明の不純物プロファイルを示す。
ＧＴＯにおいて＃ｉｎ形ペース領域（ｎＢ　）のキャリ
アライフタイムを下げるために金拡散が一般に行われる
。
上記プロファイルの素子にｐ形エミッタ領域−）側から
金を拡散をした場合、ｎ形エミッタＩｉＩ域（ｎｌ）の
濃度が高いためｎ形エミッタ領域（ｎｌ）側で強いゲッ
タ作用が働Ｎｐ形ペース＠＠（ｐＢ）のキャリアライフ
タイムが短かくならないですみ、この面からもターンオ
フ。ターンオン特性の向上につながる。
上記説明のように、本発明は第４０半導体領域の表面不
純物濃度をｓ　ｘ　ｌｏ　”；／ａｉＪＪ、上とし、か
つオ８の接合近傍のオ８半導体ｑ４域の不純物濃度をＩ
ＸＩ（”；θ〜ｔｓ　Ｘ　１Ｇ”／９−と最適の濃度プ
ロファイルを設定することによりゲートターンオツゲイ
ンをＳ〜６とすることができるという優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を説明するためのＧＴＯの不純物プロフ
ァイル図、第８図は本発明を説明するためのＧＴＯのＫ
ｅ！の０ｐＢ（Ｊｌ）依存性を示すグラフ、第８図は本
発明を説明するためのＧＴＯの不純物プロファイル図、
第４図は本発明を説明するためのＧＴＯのＩＧテのＯｎ
！依存性を示すグラフである。 （ｎｌ）はｎ形エミッタ領域、（ｐＢ）けｐ形ペース憤
域、（”Ｂ）はｎ形ペース領域、（１）、）はｐ形エミ
ツク領域、Ｏｐ　Ｂ　（ＪＩ）はｎ形エミッタ領域（ｎ
Ｅｌとｐ形ベース領＠（ｐＢ）とが成す接合近傍のｐ形
ベース領域の不純物濃度、Ｃ０ｎＩ）はｎ形エミッタ＠
域（ｎｌ）の表面濃度である。 代理人　　葛　野　　信　− 第１図 第２１４ ＣＰｌｊＵｒ）ｂｌ 第３図 第４図 Ｃｎｉ　（％ｍす

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第１の導電形の牙ｌの半導体領域と、このオｌの半導体
    領域とオｌのｐｎ接合を成すオ８の半導体領域と、この
    オ８半導体領域と第２のｐｎ接合を成すと共に制御領域
    を成すオ８０半導体明域と、このオ８の半導体領域に選
    択的に複数個設けられこの＠域とオ８のｐｎ接合を成す
    オ番の半導体領域とを倫えたものに放て、前記第４の半
    導体領域の表面不純物濃度が５ｘ　１０　／ｌｘ１以上
    であり、かつ前記オ８のｐｎ接合近傍の第３の半導体領
    域の不純物濃度が５ｘｌｏ／ｄ〜１、ｓ　ｘ　ｌｏ’／
    ａｊの範囲にあることを特徴とする半導体装置。
JP11118681A 1981-07-14 1981-07-14 半導体装置 Pending JPS5812359A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11118681A JPS5812359A (ja) 1981-07-14 1981-07-14 半導体装置
CH428982A CH661152A5 (de) 1981-07-14 1982-07-14 Halbleitervorrichtung, insbesondere abschaltbarer thyristor.
DE19823226327 DE3226327A1 (de) 1981-07-14 1982-07-14 Halbleitervorrichtung

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JPS5812359A true JPS5812359A (ja) 1983-01-24

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JP11118681A Pending JPS5812359A (ja) 1981-07-14 1981-07-14 半導体装置

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JP (1) JPS5812359A (ja)
CH (1) CH661152A5 (ja)
DE (1) DE3226327A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214261A (ja) * 1983-05-20 1984-12-04 Mitsubishi Electric Corp ゲ−トタ−ンオフサイリスタ

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JPH0479147B2 (ja) * 1983-05-20 1992-12-15 Mitsubishi Electric Corp

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DE3226327A1 (de) 1983-02-03
CH661152A5 (de) 1987-06-30

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