JPS5998556A - 光トリガサイリスタ - Google Patents
光トリガサイリスタInfo
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- JPS5998556A JPS5998556A JP57208202A JP20820282A JPS5998556A JP S5998556 A JPS5998556 A JP S5998556A JP 57208202 A JP57208202 A JP 57208202A JP 20820282 A JP20820282 A JP 20820282A JP S5998556 A JPS5998556 A JP S5998556A
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- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
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- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 abstract 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/111—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by at least three potential barriers, e.g. photothyristors
- H01L31/1113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by at least three potential barriers, e.g. photothyristors the device being a photothyristor
-
- 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
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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】
この発明は光トリガ感度を向上させることができる受光
部構造を有する光トリガサイリスタに関するものである
。
部構造を有する光トリガサイリスタに関するものである
。
第1図は従来の光トリガサイリスタの受光部近傍を示す
模式図であり、上側が断面、下側が平面を表している。
模式図であり、上側が断面、下側が平面を表している。
図において、N型半導体基板+1)の1主面(2)にP
型すなわちl導電型のベース領域(3)が形成され、他
の表面にP型エミッタ領域(4)が形成されている。P
形ベース領域(3)内の半径aの受光面(5)の外側に
は内周半径a、外周半径Cのすなわち1導鴫型と反対導
電型のエミッタ領域(6)が形成されている。このN型
エミッタ領域(6a)の表面と、こ゛れの外側、のP型
ベース領域(3)の表面VCは、それと電気接続が得ら
れるように外周半径す、内周半径dの陰極電極(7)が
形成されており、P型エミッタ領域(4)の表面には陽
極電極(8)が形成されている。さらに受光面(5)の
真上には光伝送路からなるライトガイド(9)が固定さ
れており、ライトガイド(9)から照射されるトリガ光
(lO)は受光面(5)に入射される。
型すなわちl導電型のベース領域(3)が形成され、他
の表面にP型エミッタ領域(4)が形成されている。P
形ベース領域(3)内の半径aの受光面(5)の外側に
は内周半径a、外周半径Cのすなわち1導鴫型と反対導
電型のエミッタ領域(6)が形成されている。このN型
エミッタ領域(6a)の表面と、こ゛れの外側、のP型
ベース領域(3)の表面VCは、それと電気接続が得ら
れるように外周半径す、内周半径dの陰極電極(7)が
形成されており、P型エミッタ領域(4)の表面には陽
極電極(8)が形成されている。さらに受光面(5)の
真上には光伝送路からなるライトガイド(9)が固定さ
れており、ライトガイド(9)から照射されるトリガ光
(lO)は受光面(5)に入射される。
上記のように構成された光トリガサイリスタ全バイアス
しておき、ライトガイド(9)からトリガ光(lO)が
照射されると受光面(5)を通って内部に達し、光励起
電流(1m)を形成し、その光励起電流(1la)はP
型ベース領域(3)を通って流れて陰極電極(7)に達
する。このとき、N型エミッタ領域(6a)の下部のP
型ベース@斌tg+には横方向抵抗RAが存在するため
に、この部分で電圧降下が生じ、これがP型ベース領域
(3)とN型エミッタ領域(6a)間の接合を順方向に
バイアスし、N型エミッタ領域(6&)よりP型ベース
領域(3)に電子の注入が起こり、これにより光トリガ
サイリスタをターンオンすることになる。このときの最
小光トリガエネルギーPLTは式111で示される。
しておき、ライトガイド(9)からトリガ光(lO)が
照射されると受光面(5)を通って内部に達し、光励起
電流(1m)を形成し、その光励起電流(1la)はP
型ベース領域(3)を通って流れて陰極電極(7)に達
する。このとき、N型エミッタ領域(6a)の下部のP
型ベース@斌tg+には横方向抵抗RAが存在するため
に、この部分で電圧降下が生じ、これがP型ベース領域
(3)とN型エミッタ領域(6a)間の接合を順方向に
バイアスし、N型エミッタ領域(6&)よりP型ベース
領域(3)に電子の注入が起こり、これにより光トリガ
サイリスタをターンオンすることになる。このときの最
小光トリガエネルギーPLTは式111で示される。
但し、vm:電子の注入がおきる臨界電圧ηA:1it
子効率 ρs:N型エミッタ領域下のP型ベース領域のシート抵
抗 ここで、光トリガ感度を上げるためには、すなわち式i
llのPUTを下げるためには、RAを大きくすればよ
い。第2図はこのようにした従来の光トリガサイリスタ
の受光部近傍を示す模式図であり、上側が断面図、下側
が平面図である。第2図において、N型エミッタ領域(
6b)は受光面(5)の下まで拡げられており、他の部
分は第1図に示す構成と同じである。これによってN型
エミッタ領域(6b)下のP型ベース頭載(3)の横方
向抵抗RBは第1図のRAより大きくなっている。第2
図における最小光トリガエネルギーPLTd式(2)で
与えられる。
子効率 ρs:N型エミッタ領域下のP型ベース領域のシート抵
抗 ここで、光トリガ感度を上げるためには、すなわち式i
llのPUTを下げるためには、RAを大きくすればよ
い。第2図はこのようにした従来の光トリガサイリスタ
の受光部近傍を示す模式図であり、上側が断面図、下側
が平面図である。第2図において、N型エミッタ領域(
6b)は受光面(5)の下まで拡げられており、他の部
分は第1図に示す構成と同じである。これによってN型
エミッタ領域(6b)下のP型ベース頭載(3)の横方
向抵抗RBは第1図のRAより大きくなっている。第2
図における最小光トリガエネルギーPLTd式(2)で
与えられる。
但し、ηB=量子効率
ここで、ρS、V傘の値は第1図に示すもののそれと同
じとし、ηA−ηBと仮定すると、式(1)9式(2)
全比較することにより、第2図に示す受光部構造の方が
光トリガ感度は良いことが分る。ところが実際には、η
A〉ηBとなってしまう。その理由は第1図に示す構造
のものは受光面(5)全体にP型ベース領域(3)が露
出しており、入射したトリガ光+101 Fiはとんど
光励起電流(lla)に寄与するが、第2図に示す構造
のものは受光面(5)の表面全体にN型エミッタ領域(
6b)が形成されており、入射したトリガ光(10)は
N型エミッタ領域(6b)を通ってP型ベース領域(3
)に達することになり、このときにN型エミッタ領域(
6’b)で吸収された光は光励起電流(llb)にほと
んど寄与しないからである。そのために期待した光トリ
ガ感度の向上は実現されなかった。
じとし、ηA−ηBと仮定すると、式(1)9式(2)
全比較することにより、第2図に示す受光部構造の方が
光トリガ感度は良いことが分る。ところが実際には、η
A〉ηBとなってしまう。その理由は第1図に示す構造
のものは受光面(5)全体にP型ベース領域(3)が露
出しており、入射したトリガ光+101 Fiはとんど
光励起電流(lla)に寄与するが、第2図に示す構造
のものは受光面(5)の表面全体にN型エミッタ領域(
6b)が形成されており、入射したトリガ光(10)は
N型エミッタ領域(6b)を通ってP型ベース領域(3
)に達することになり、このときにN型エミッタ領域(
6’b)で吸収された光は光励起電流(llb)にほと
んど寄与しないからである。そのために期待した光トリ
ガ感度の向上は実現されなかった。
以上のように、従来の光トリガサイリスタは、第1図に
示すものにおいてN型エミッタ領域(6a)下のP型ベ
ース領域(3)の横方向の抵抗が小さいか、第2図に示
すものにおいて童子効率が悪いという理由で光トリガ感
度が低く、トリガ光(lO)を強くするために光学系の
コストが高くなるという欠点があった。
示すものにおいてN型エミッタ領域(6a)下のP型ベ
ース領域(3)の横方向の抵抗が小さいか、第2図に示
すものにおいて童子効率が悪いという理由で光トリガ感
度が低く、トリガ光(lO)を強くするために光学系の
コストが高くなるという欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、受光面において露出されるように
半導体基板の一生面に形成された1導′市型のベース領
域と、前記受光面の中央部およびこの中央部の一部から
前記受光向の外側に伸びた区域に形成された反対導電型
のエミッタ領域と、前記受光面の外側の前記エミッタ領
域に接続するように形成された電極とを備え、前記受光
面の外側の前記エミッタ領域に接続するように形成され
た電極とを備え、前記受光面と前記電極との間の前記ベ
ース領域の横方向の抵抗を、前記エミッタ領域下の前記
ベース領域において最小にすることにより、したがって
光励起電流が流れる部分の抵抗を大きくすることにより
、かつ前記ベース領域の一部に直接トリガ光を照射して
量子効率を高めることにより、光トリガ感度を旨めるこ
とができ、したがって、受光部に光を照射するための光
学系のコストダウンを計ることができる光トリガサイリ
スタを提供することを目的としている。
めになされたもので、受光面において露出されるように
半導体基板の一生面に形成された1導′市型のベース領
域と、前記受光面の中央部およびこの中央部の一部から
前記受光向の外側に伸びた区域に形成された反対導電型
のエミッタ領域と、前記受光面の外側の前記エミッタ領
域に接続するように形成された電極とを備え、前記受光
面の外側の前記エミッタ領域に接続するように形成され
た電極とを備え、前記受光面と前記電極との間の前記ベ
ース領域の横方向の抵抗を、前記エミッタ領域下の前記
ベース領域において最小にすることにより、したがって
光励起電流が流れる部分の抵抗を大きくすることにより
、かつ前記ベース領域の一部に直接トリガ光を照射して
量子効率を高めることにより、光トリガ感度を旨めるこ
とができ、したがって、受光部に光を照射するための光
学系のコストダウンを計ることができる光トリガサイリ
スタを提供することを目的としている。
第3図および第4図はこの発明の一実施例を示す光トリ
ガサイリスタの模式図であり、第3図の上側が断面、下
側が平面を示しており、第4図は受光向を中心に45°
ずらして見た断面である。第3図において、N型エミッ
タ領域(6C)は受光面の中央部およびこの中央部の一
部から受光面(6)の外側に十字状に伸びた区域に形成
されている。また、受光面(5)から−極(7)までの
間のP型ベース領域(3)は、表面Kg出してN型エミ
ッタ領域(6C)が形成されている部分を除き、表面が
除去されて第3図および第4図に示すように溝(121
が形成されている。
ガサイリスタの模式図であり、第3図の上側が断面、下
側が平面を示しており、第4図は受光向を中心に45°
ずらして見た断面である。第3図において、N型エミッ
タ領域(6C)は受光面の中央部およびこの中央部の一
部から受光面(6)の外側に十字状に伸びた区域に形成
されている。また、受光面(5)から−極(7)までの
間のP型ベース領域(3)は、表面Kg出してN型エミ
ッタ領域(6C)が形成されている部分を除き、表面が
除去されて第3図および第4図に示すように溝(121
が形成されている。
この# f12+ Fi、この溝(12)の下を通る受
光部(5)から電極(7)までのP型ベース領域(3)
の横方向抵抗Rnが、N型エミッタ領域(6C)下部の
P型ベース領域(3)の横方向抵抗Reより大きくなる
ように、N型エミッタ領域(6c)の厚みより深く形成
されている。ここで、受光面(5)の中心から十字状に
伸びfc区域の先端までの長さはCである。他の部分に
おける第1図と同一符号はそれぞれ同一または相当部分
を示している。
光部(5)から電極(7)までのP型ベース領域(3)
の横方向抵抗Rnが、N型エミッタ領域(6C)下部の
P型ベース領域(3)の横方向抵抗Reより大きくなる
ように、N型エミッタ領域(6c)の厚みより深く形成
されている。ここで、受光面(5)の中心から十字状に
伸びfc区域の先端までの長さはCである。他の部分に
おける第1図と同一符号はそれぞれ同一または相当部分
を示している。
従って、上記実施例のように構成された光トリカサイリ
スタにおいては、N型エミッタ領域(6C)下のP型ベ
ース領域(3)を光励起電流(nc)が流れるので横方
向抵抗RCについて検討すればよい。横方向抵抗Rcは
RBと等しくなり、この構造における最小光トリガエネ
ルギーPLTは式(3)で示される。
スタにおいては、N型エミッタ領域(6C)下のP型ベ
ース領域(3)を光励起電流(nc)が流れるので横方
向抵抗RCについて検討すればよい。横方向抵抗Rcは
RBと等しくなり、この構造における最小光トリガエネ
ルギーPLTは式(3)で示される。
但し、ηC: 量子効率
ここで、ρs、v”の値は第1図に示すもののそれと同
じとすると、問題となるのはηCである。第2図に示す
従来のものでは受光面(6)がN型エミッタ領域(6b
)で覆われているため、ライトガイド(9)から照射さ
れるトリガ光(10)はすべてN型エミッタ領域(6b
)を通っていたが、第3図に示すものではP型ベース領
域(3)が露出している部分があるために、受光面(5
)に入射されタトリガ光(10)はほとんど光励起電流
(nc)に寄与することができ童子効率ηCが向上する
。従って、ηC〉ηBとなり第2図に示す従来のものと
比べて光トリガ感度を向上させることができる。
じとすると、問題となるのはηCである。第2図に示す
従来のものでは受光面(6)がN型エミッタ領域(6b
)で覆われているため、ライトガイド(9)から照射さ
れるトリガ光(10)はすべてN型エミッタ領域(6b
)を通っていたが、第3図に示すものではP型ベース領
域(3)が露出している部分があるために、受光面(5
)に入射されタトリガ光(10)はほとんど光励起電流
(nc)に寄与することができ童子効率ηCが向上する
。従って、ηC〉ηBとなり第2図に示す従来のものと
比べて光トリガ感度を向上させることができる。
なお、上記実施例では溝(12)を受光面(6)の外側
に形成したが、受光面(5)を含めて溝を形成してもよ
い。また、抵抗を大きくするために#(121を設けた
が、溝は設けずに、P型ベース領域が受光面(Ill)
に露出している部分およびその外側の電極(7)までの
部分の不純物濃度をN型エミッタ領域(6c)下部のP
型ベース領域の濃度より低くする等の他の構造のもので
あってもよい。
に形成したが、受光面(5)を含めて溝を形成してもよ
い。また、抵抗を大きくするために#(121を設けた
が、溝は設けずに、P型ベース領域が受光面(Ill)
に露出している部分およびその外側の電極(7)までの
部分の不純物濃度をN型エミッタ領域(6c)下部のP
型ベース領域の濃度より低くする等の他の構造のもので
あってもよい。
また、上記実施例で1l−1tN型エミツタ偵域(6c
)は受光面(5)の中央部の一部から十字状に伸びてい
たが、放射状に伸びていてもよく、要するに受光面(6
)の外側まで伸びていれば、どのような形状であっても
よい。
)は受光面(5)の中央部の一部から十字状に伸びてい
たが、放射状に伸びていてもよく、要するに受光面(6
)の外側まで伸びていれば、どのような形状であっても
よい。
さらに、上記実施例では、ベース領域はP型、エミッタ
領域はN型としたが、逆極性であっても同様に目的を達
し得ることは言うまでも々い。
領域はN型としたが、逆極性であっても同様に目的を達
し得ることは言うまでも々い。
以上のように、この発明によれは、受光面において露出
されるように形成された1導電型のベース領域と、受光
面の中央部およびこの中央部の一部から受光面の外側に
伸びた区域に形成された反対4電型のエミッタ領域と、
前記受光向の外側のベース@埴およびエミッタ領域に接
続するように形成された電極とを備え、エミッタ領域下
のベース領域において、横方向抵抗を最小にし、従って
光励起電流が流れる部分の抵抗を高くし、かつ、ベース
領域の一部にも直接トリガ光が照射されるようにして童
子効率を良くしたので、光トリガ感度を直めることかで
き、トリガ光を照射するための光学系のコストを低減さ
せることができるという効果がある。
されるように形成された1導電型のベース領域と、受光
面の中央部およびこの中央部の一部から受光面の外側に
伸びた区域に形成された反対4電型のエミッタ領域と、
前記受光向の外側のベース@埴およびエミッタ領域に接
続するように形成された電極とを備え、エミッタ領域下
のベース領域において、横方向抵抗を最小にし、従って
光励起電流が流れる部分の抵抗を高くし、かつ、ベース
領域の一部にも直接トリガ光が照射されるようにして童
子効率を良くしたので、光トリガ感度を直めることかで
き、トリガ光を照射するための光学系のコストを低減さ
せることができるという効果がある。
図において、fl)は半導体基板、(2)はl主面、(
3)はl導電型のベース領域、(5)は受光面、(6c
)は反対導電型のエミッタ領域、(7)は電極、(θ)
は光伝送路、(101は照射光である。 なお・、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 第1図 s2図 第3図
3)はl導電型のベース領域、(5)は受光面、(6c
)は反対導電型のエミッタ領域、(7)は電極、(θ)
は光伝送路、(101は照射光である。 なお・、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 第1図 s2図 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [1) 光伝送路と、この光伝送路からの照射光を受
光する受光面を含み、この受光面において露出されるよ
うに半導体基板の1主面に形成されたl導電型のベース
領域と、前記受光面の中央部、およびこの中央部の一部
から前記受光面の外側に伸びた区域に露出されて形成さ
れた前記l導電型と反対導電型のエミッタ領域と、前記
受光面より外側において前記ベース領域、および前記エ
ミッタ領域に接続されて形成された電極とを備え、前記
受光面から前記電極までの前記ベース領域の横方向抵抗
は、前記エミッタ領域下の前記ベース領域が最も小さい
ことを特徴とする光トリガサイリスタ。 (2) 受光向は円形、エミッタ領域は十字形、電極
は内径が前記受光面の直径より大きく、かつ同心の中空
円盤形であり、前記受光面と前記電極の間のベース領域
は、表面に前記エミッタ領域が形成されている部分のベ
ース領域より厚みが薄い特許請求の範囲第1項に記載の
光トリガサイリスタ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57208202A JPS5998556A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 光トリガサイリスタ |
DE19833342717 DE3342717A1 (de) | 1982-11-26 | 1983-11-25 | Lichttriggerbarer thyristor |
US07/298,262 US4974047A (en) | 1982-11-26 | 1989-01-13 | Light triggered thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57208202A JPS5998556A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 光トリガサイリスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5998556A true JPS5998556A (ja) | 1984-06-06 |
Family
ID=16552348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57208202A Pending JPS5998556A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 光トリガサイリスタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4974047A (ja) |
JP (1) | JPS5998556A (ja) |
DE (1) | DE3342717A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6154477A (en) * | 1997-05-13 | 2000-11-28 | Berkeley Research Associates, Inc. | On-board laser-triggered multi-layer semiconductor power switch |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50123282A (ja) * | 1974-03-15 | 1975-09-27 | ||
US4047219A (en) * | 1975-11-03 | 1977-09-06 | General Electric Company | Radiation sensitive thyristor structure with isolated detector |
IT1087185B (it) * | 1976-10-18 | 1985-05-31 | Gen Electric | Raddrizzatore controllato avente alta sensibilita' di elettrodo di comando e alta capacita' di dv/dt |
DE2715482C2 (de) * | 1977-04-06 | 1985-06-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit Licht steuerbarer Thyristor |
JPS6016755B2 (ja) * | 1979-04-09 | 1985-04-27 | 富士電機株式会社 | 光点弧サイリスタ |
JPS56671A (en) * | 1979-06-15 | 1981-01-07 | Seiko Epson Corp | Analogue digital watch |
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1982
- 1982-11-26 JP JP57208202A patent/JPS5998556A/ja active Pending
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1989
- 1989-01-13 US US07/298,262 patent/US4974047A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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DE3342717A1 (de) | 1984-05-30 |
US4974047A (en) | 1990-11-27 |
DE3342717C2 (ja) | 1993-01-28 |
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