JPS5887869A - サイリスタ - Google Patents
サイリスタInfo
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- JPS5887869A JPS5887869A JP18634681A JP18634681A JPS5887869A JP S5887869 A JPS5887869 A JP S5887869A JP 18634681 A JP18634681 A JP 18634681A JP 18634681 A JP18634681 A JP 18634681A JP S5887869 A JPS5887869 A JP S5887869A
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- Japan
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- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 10
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1012—Base regions of thyristors
- H01L29/102—Cathode base regions of thyristors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はＰ ｒ −Ｎｒ −Ｐｇ −Ｎｚ ４ ／曽
構造全持つサイリスタのゲート特注の数音に胸するもの
である。
構造全持つサイリスタのゲート特注の数音に胸するもの
である。
従来Ｐ １−ＩＮｔ −Ｐｚ−Ｎ２構造を持つサイリス
タにおいてはＰ、Ｐ、鳩の形成の為にＮ１型基板の円面
よシボロン、カリウム等の不純物を高温で拡散しＰｌ及
びＰ２層を設け、さらに片側よりリン等の不純物を拡散
してＮ８層を形成する。
タにおいてはＰ、Ｐ、鳩の形成の為にＮ１型基板の円面
よシボロン、カリウム等の不純物を高温で拡散しＰｌ及
びＰ２層を設け、さらに片側よりリン等の不純物を拡散
してＮ８層を形成する。
Ｐ型半導体とＮ型半導体のフェルミレベルについて考え
ると不純物＃度が高い程Ｐ型半導体では価電子帯、又Ｎ
型半導体では伝導蛍に近いところにフェルミレベルを生
ずるので、ＰＮ接合の接触電位差Ｖ。はＰ型Ｎ型どちら
の場合でも不純物濃度が高くなるとＶ。は大きくなるカ
向へゆく。従ってｐｇ−Ｎ、ダイオード°全考えると、
Ｎｔ ）曽の不純物改度勾配は次面周辺部附近の横方向
縦方向がほぼ等しいと考えた場合Ｐ、ｌ−の不純物凝１
１が高い刀が順方向立ち上り市１圧Ｖが高い。
ると不純物＃度が高い程Ｐ型半導体では価電子帯、又Ｎ
型半導体では伝導蛍に近いところにフェルミレベルを生
ずるので、ＰＮ接合の接触電位差Ｖ。はＰ型Ｎ型どちら
の場合でも不純物濃度が高くなるとＶ。は大きくなるカ
向へゆく。従ってｐｇ−Ｎ、ダイオード°全考えると、
Ｎｔ ）曽の不純物改度勾配は次面周辺部附近の横方向
縦方向がほぼ等しいと考えた場合Ｐ、ｌ−の不純物凝１
１が高い刀が順方向立ち上り市１圧Ｖが高い。
この場合、シリコン基板の両方の主面より内側に同って
Ｐ型となる不純物を拡散するので、表面より内側に進む
につれて、拡散不純物ｌ＃度が低下する。従ってカソー
ドＮ２領域層が縦方向で一着深い位置でＰ、領域層と交
叉して生ずる接合近傍におけるＰ、領域層の不純物濃度
はゲートＰ を領域表面近傍の不純物［ｅよりも１代い
。従ってゲートに正、カソードに負の電圧全印加した場
合、表面層より遠い内部のＰＮ接合に電流が流れ始め、
内部に向ってエレクトロンが放出される。この為Ｎ＊
Ｐｇ Ｎｌ トランジスタのエミッタＮ、かう放出さ
れた少数キャリアであるエレクトロンはエミッタ市、流
として有効に働き、ごくわずかなベース電流であるゲー
ト′亀流によってＰ、−Ｎ□−Ｐ、 −Ｎ。
Ｐ型となる不純物を拡散するので、表面より内側に進む
につれて、拡散不純物ｌ＃度が低下する。従ってカソー
ドＮ２領域層が縦方向で一着深い位置でＰ、領域層と交
叉して生ずる接合近傍におけるＰ、領域層の不純物濃度
はゲートＰ を領域表面近傍の不純物［ｅよりも１代い
。従ってゲートに正、カソードに負の電圧全印加した場
合、表面層より遠い内部のＰＮ接合に電流が流れ始め、
内部に向ってエレクトロンが放出される。この為Ｎ＊
Ｐｇ Ｎｌ トランジスタのエミッタＮ、かう放出さ
れた少数キャリアであるエレクトロンはエミッタ市、流
として有効に働き、ごくわずかなベース電流であるゲー
ト′亀流によってＰ、−Ｎ□−Ｐ、 −Ｎ。
サイリスタは導通状態に導かれる。従ってサイリスタを
導通状態に導くに必安な最低のゲート電流であるゲート
トリガーを流（ＩＧＴ）は非常に小さく、１０μＡ以下
となってし１う。従来よりＩＧＴを大きくコントロール
する為にカソード領域を拡散法にて形成する際、あらか
じめ、公知の光学的手段を用いて、シリコン酸化層に選
択的に点状に残して後Ｎ１ｔｉｕ域となるリン寺を拡散
すると部分的にＮが入らない領域か生じ、この部分はゲ
ート領域のＰ２７曽が表面に露出した型となる。その後
、これに電極を形成する除にＰ、−Ｎ、が電極によって
接栓さ九、ショートするいわゆるショーテッドエミッタ
・構造がとられていｌこ。このショート領域に流れるゲ
ート・カソード間の電ｂｉｔ ｋよ無効電流となりて流
れるのでショート抵抗Ｖこよって決る電流分だけＩＧＴ
を大きくすることかでさる。しかしながら叙μへ〜１ｍ
Ａ程度のものは九♀的手法の梢度及び拡散コントロール
鞘度の組み合せにより再現性良く製造することは非常に
困難であった。
導通状態に導くに必安な最低のゲート電流であるゲート
トリガーを流（ＩＧＴ）は非常に小さく、１０μＡ以下
となってし１う。従来よりＩＧＴを大きくコントロール
する為にカソード領域を拡散法にて形成する際、あらか
じめ、公知の光学的手段を用いて、シリコン酸化層に選
択的に点状に残して後Ｎ１ｔｉｕ域となるリン寺を拡散
すると部分的にＮが入らない領域か生じ、この部分はゲ
ート領域のＰ２７曽が表面に露出した型となる。その後
、これに電極を形成する除にＰ、−Ｎ、が電極によって
接栓さ九、ショートするいわゆるショーテッドエミッタ
・構造がとられていｌこ。このショート領域に流れるゲ
ート・カソード間の電ｂｉｔ ｋよ無効電流となりて流
れるのでショート抵抗Ｖこよって決る電流分だけＩＧＴ
を大きくすることかでさる。しかしながら叙μへ〜１ｍ
Ａ程度のものは九♀的手法の梢度及び拡散コントロール
鞘度の組み合せにより再現性良く製造することは非常に
困難であった。
従って不発明はＩＧＴ を数μへ〜１ｍＡ程度となる様
に＋１）塊性良く製造する手法を提供することが一〇り
である。
に＋１）塊性良く製造する手法を提供することが一〇り
である。
前ｉ己欠点を解決しＩＧＴ會大きくするためには表面層
に無効電流を積極的に流してｆれば良いので表面近傍の
Ｐ、−Ｎ、接合の順方向立ち上り電圧Ｖ１を内部のＰ！
−Ｎ、接合の立ち上り電圧Ｖ！よりも低くすれは艮い
。従って前述の理由によりゲート電極の設けられるＰ、
細織表面層の不純物誂度全イオンインプランテーション
又は拡散法寺によシカソード電極の設けられるＮ２領域
層が縦方向の一査深い位置でＰ、領域層と交叉して生ず
る接合位置におけるＰ２領域増の不純物装置よりも低く
なる徐にする。この嵌にすると表面層近傍のＰ、−Ｎ、
ダイオードの立ち上シミ圧は低く、低い電流領域におい
てはこの部分に始めに電流か流れるので無効電流となり
、内部に同って少数キャリアの放出が起らない。従って
ＩＧＴを数μＡ〜１ｍＡ程度に梢度良くコントロールす
ることができる。
に無効電流を積極的に流してｆれば良いので表面近傍の
Ｐ、−Ｎ、接合の順方向立ち上り電圧Ｖ１を内部のＰ！
−Ｎ、接合の立ち上り電圧Ｖ！よりも低くすれは艮い
。従って前述の理由によりゲート電極の設けられるＰ、
細織表面層の不純物誂度全イオンインプランテーション
又は拡散法寺によシカソード電極の設けられるＮ２領域
層が縦方向の一査深い位置でＰ、領域層と交叉して生ず
る接合位置におけるＰ２領域増の不純物装置よりも低く
なる徐にする。この嵌にすると表面層近傍のＰ、−Ｎ、
ダイオードの立ち上シミ圧は低く、低い電流領域におい
てはこの部分に始めに電流か流れるので無効電流となり
、内部に同って少数キャリアの放出が起らない。従って
ＩＧＴを数μＡ〜１ｍＡ程度に梢度良くコントロールす
ることができる。
しかしながら表面層に低不ｐｇ＊装置領域による接合を
設けるとダイオードＰ、−Ｎ、は逆方向特性においてチ
ャンネル波形金生ずる心配がある。そこでこれをさける
ためにカンードＮ！Ｊ曽とゲート２１層によって生じた
接合が表面に露出した線よシも離してゲート２２表面に
Ｐ型でかつ尚濃度の不純物領域を持ったＰ 増を設ける
ことによりチ５− ヤンネルは破断される。しかしこのま址ではＰ層Ｐ一層
による電位差を生じ表面電流が流れにくく層から２２層
への少数キ・リアの一放出が起りＩＧＴは小となる。そ
こでＰ型高濃度不純物領域の直下にＮ型反転層又は埋込
狽域倉服けることによりＰＮＰ！鳩ヲ通してＮ！層から
の少数キャリアの放出がなくなシＰ一層とＮ８層の間だ
けで無効′魁流が流れる鎌になう前記目的をＰ、−Ｎ、
層のチャンネル机象なくＩＧＴコントロールを何うこと
ができる。
設けるとダイオードＰ、−Ｎ、は逆方向特性においてチ
ャンネル波形金生ずる心配がある。そこでこれをさける
ためにカンードＮ！Ｊ曽とゲート２１層によって生じた
接合が表面に露出した線よシも離してゲート２２表面に
Ｐ型でかつ尚濃度の不純物領域を持ったＰ 増を設ける
ことによりチ５− ヤンネルは破断される。しかしこのま址ではＰ層Ｐ一層
による電位差を生じ表面電流が流れにくく層から２２層
への少数キ・リアの一放出が起りＩＧＴは小となる。そ
こでＰ型高濃度不純物領域の直下にＮ型反転層又は埋込
狽域倉服けることによりＰＮＰ！鳩ヲ通してＮ！層から
の少数キャリアの放出がなくなシＰ一層とＮ８層の間だ
けで無効′魁流が流れる鎌になう前記目的をＰ、−Ｎ、
層のチャンネル机象なくＩＧＴコントロールを何うこと
ができる。
次に本発明の一実施例全図面を用いながら説明する。ま
す、基板の比抵抗３０〜４ｏΩ・αのＮ型シリコン基板
１を化学的に研肋して厚さ２５０μｍ程度とする。次に
シリコン基板１の両面よりカリウムを用いて封管拡散に
て１２５０℃２０時間程度拡散しＰ、（２）Ｐｇ（３）
鳩ケ設ける。ウェハー全編温で酸化し、シリコン酸化ｍ
’ｉ設け、公知の光学的方法によりカソード領域となる
部分のみをとり去った後、リンを用いて１２５０”０に
て拡散層Ｎ ｔ （４）６ − となる領域を設ける。Ｎ際に選択的にＮ型埋込領域ｌＯ
となる部分をイオンインプランテーション又は拡散にて
設けた俊、全面にイオンインブランテーシ、ン又は拡ｒ
ｊｌｉにで浅いＮ型）Ｖｊｋ設り拡散を行い反転させて
Ｐ 領域となる表面層８を設ける。
す、基板の比抵抗３０〜４ｏΩ・αのＮ型シリコン基板
１を化学的に研肋して厚さ２５０μｍ程度とする。次に
シリコン基板１の両面よりカリウムを用いて封管拡散に
て１２５０℃２０時間程度拡散しＰ、（２）Ｐｇ（３）
鳩ケ設ける。ウェハー全編温で酸化し、シリコン酸化ｍ
’ｉ設け、公知の光学的方法によりカソード領域となる
部分のみをとり去った後、リンを用いて１２５０”０に
て拡散層Ｎ ｔ （４）６ − となる領域を設ける。Ｎ際に選択的にＮ型埋込領域ｌＯ
となる部分をイオンインプランテーション又は拡散にて
設けた俊、全面にイオンインブランテーシ、ン又は拡ｒ
ｊｌｉにで浅いＮ型）Ｖｊｋ設り拡散を行い反転させて
Ｐ 領域となる表面層８を設ける。
さらに同嫌にして選択的にＰ 領域９となる部分ヘボロ
ン金用いて拡散を行う。この際順査は不純物濃度・深さ
全適当に遇ぶことにより変えることができる。
ン金用いて拡散を行う。この際順査は不純物濃度・深さ
全適当に遇ぶことにより変えることができる。
この様にしてえられたシリコンウェハー全通常の方法に
て、系子に構成し、アノード電極５、カソード電極６、
ゲート電極７を設けてＩＧＴを測定した結果Ｐ−Ｊｍ’
に設けるイオンインプランテーションの条件により工μ
へ〜１ｍＡ程度の範囲で自由にｆＧ’ｌ’ｒコントロー
ルすることができ、父、Ｐ、Ｎ、ｒｆｔタイオードの逆
方向波形にもチャンネルはなく艮好な結果が得られた。
て、系子に構成し、アノード電極５、カソード電極６、
ゲート電極７を設けてＩＧＴを測定した結果Ｐ−Ｊｍ’
に設けるイオンインプランテーションの条件により工μ
へ〜１ｍＡ程度の範囲で自由にｆＧ’ｌ’ｒコントロー
ルすることができ、父、Ｐ、Ｎ、ｒｆｔタイオードの逆
方向波形にもチャンネルはなく艮好な結果が得られた。
第１図は従来のサイリスタの断面図、第２図は本発明の
サイリスタの断面図を示している。 なお図において、１・・・・・・シリコン基板、２・・
・・・・アノードＰ型層、３・・・・・・ゲートＰ型層
、４・・・・・・カソードＮ型層、５・・・・・・アノ
ード１１極、６・・・・・・カソード電極、７・・・・
・・ゲート市１極、８・・・・・・Ｐ″″″ゲート層・
・・・・・Ｐ ゲート層、１０・・・・・・Ｎ型ゲート
狸込層、である。
サイリスタの断面図を示している。 なお図において、１・・・・・・シリコン基板、２・・
・・・・アノードＰ型層、３・・・・・・ゲートＰ型層
、４・・・・・・カソードＮ型層、５・・・・・・アノ
ード１１極、６・・・・・・カソード電極、７・・・・
・・ゲート市１極、８・・・・・・Ｐ″″″ゲート層・
・・・・・Ｐ ゲート層、１０・・・・・・Ｎ型ゲート
狸込層、である。
Claims (1)
- 半導体基板の肉面より基板不純物と反対の導電型を持つ
第１の不純物を拡散し、さらにその片面よシ第１の不純
物と反対で基板と同一の導電型を持つ不純物を拡散して
なるＰｌ−Ｎｒ −Ｐｇ−Ｎ２構造を持ったサイリスタ
において、ゲート電極の設けられるＰ、領域表面層の不
純物濃度全イオンインプランテーション法又は拡散法箸
によシカソード電極の設けられるＮ８領域層が縦方向の
一番深い位置でゲートＰｌ領域層と交叉して生ずる接合
位置におけるＰ２２領域の不純物濃度よりも低くなる様
に配し、かつ、カソードＮ２層とゲート２２層によって
生じた接合が表面に露出した紛より離してゲートＰｌ表
面にＰ型でかつ一一度の不純物領域を持ち、かつ、その
Ｐ型高磯度不純物領域の直下にＮ型反転層又は埋込領域
全行つことを特徴とするサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18634681A JPS5887869A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18634681A JPS5887869A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | サイリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887869A true JPS5887869A (ja) | 1983-05-25 |
| JPH0117267B2 JPH0117267B2 (ja) | 1989-03-29 |
Family
ID=16186741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18634681A Granted JPS5887869A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887869A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966080A (ja) * | 1972-09-06 | 1974-06-26 |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP18634681A patent/JPS5887869A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966080A (ja) * | 1972-09-06 | 1974-06-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0117267B2 (ja) | 1989-03-29 |
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