JPS61102065A - ゲ−トタ−ンオフサイリスタ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ゲートターンオフサイリスタに関し、特に
ゲートターンオフサイリスタの可制御電流値の向上に係
るものである。

〔従来の技術〕

従来例によるこの種のゲートターンオフサイリスタとし
て、特公昭５７−１１１０６４号公報に記載された構成
を第４図に示す、すなわち、この第４図において、符号
１は半導体基板で、島状に独立したｎエミッタ領域１−
１．　Ｐベース領域１−２．　ｎベース領域１−３．　
Ｐエミッタ領域！−４が順次に隣接して形成されている
。また２はアノード電極、３はカンード電極、４は外部
電極との接続のための集電部分４−１を有するゲート電
極である。

そしてこの従来例構成にあっては、主電流を遮断する際
に、ゲート電極４．カソード電極３間にゲート逆電流を
流し、導通時に発生している過剰キャリアを排除するこ
とにより、カソード領域からの注入を阻止して、この主
電流の遮断を可能にするのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

こ工でこのように構成される従来のゲートターンオフサ
イリスタの場合、ゲート電極４とカソード電極３とが横
方向に平面的に配列されていて、このゲート電極４の横
方向電位ドロップの効果に関しては何等の考慮もなされ
ておらず、このためターンオフはゲート電極４に最も近
い部分から最も遠い部分にかけ、時間的にずれを生じて
進行することになる。

従って同一構造の単位サイリスタを多数併設してなる大
容量のゲートターンオフサイリスタにおいては、その電
流遮断能力を決定するターンオフ後期の電流集中がゲー
ト心極から最も遠い部分に生じ、しかもこのゲート電極
から遠い部分は、これよりも近い部分に比較して配線イ
ンピーダンスが大きく、キャリアの排出効果が小さいた
めに。

その電流遮断能力が低く、結果的に全体としての電流遮
断能力を低下させる原因となっており、この傾向はゲー
トターンオフサイリスタの大容量化に伴ない、ウニハロ
径の大型化と共に益々顕著に現われるものであった。

この発明は従来のこのような問題点を解決するためにな
されたものであって、ターンオフ後期の電流集中がゲー
ト電極から遠い部分に生ずるのを阻止し、これによって
電流遮断能力を向上させるようにしたゲートターンオフ
サイリスタ、特に大容量、大口径のゲートターンオフサ
イリスタを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るゲートターンオフサイリスタにおいては
、キャリアライフタイムがゲート電極に近い部分では長
く、遠い部分では短くなるようにそれぞれ設定して、タ
ーンオフの初期にゲート電極から遠い部分が遮断され、
ターンオフの後期にはゲート電極に近い部分で遮断がな
されるようにしたものである。

〔作　　　用〕

従ってこの発明のゲートターンオフサイリスタにおいて
は、電流遮断能力を決定するターンオフ後期の電流分布
が、ゲート逆電流の供給能力の高いゲート電極集電部に
近い部分に集中されることになり、ゲート電極集電部か
ら遠い部分で電流集中が生じ易い従来のゲートターンオ
フサイリスタに比較して、その電流遮断能力が向上され
ると共に、電流遮断能力に影響する製造プロセス上のば
らつきについても、ゲート電極集電部に近い部分だけで
考慮すればよいため、その制御が極めて容易になるので
ある 〔実　施　例〕 以下この発明に係るゲートターンオフサイリスタの実施
例につき、第１図ないし第３図を参照して詳細に説明す
る。

第１図ないし第３図はこの発明の第１ないし第３実施例
の概要構成を示すそれぞれ断面図であって、これらの各
図中、前記第４図従来例と同一符号は同一または相当部
分を示しており、また５はゲート電極４の集電部分４−
１から遠い部分に形成される低ライフタイム領域、θは
ゲート’を極４の集電部分４−１に近い部分に形成され
る高ライフタイム領域である。

第１図に示す第１実施例は、前記第４図従来例形式、つ
まりゲート電極の来電部分をエレメントの中央部分に配
した。いわゆるセンターゲート形のゲートターンオフサ
イリスタに適用した場合である。

この第１実施例においては、ゲート電極４の集電部分４
−１から遠い部分が低ライフタイム領域５とされていて
、同領域５でのキャリアのライフタイムが短いので、こ
の集電部分４−１から遠い部分がターンオフの初期に遮
断され、また反対にゲート電極４の集電部分４−１に近
い部分が高ライフタイム領域６とされていて、同領域６
でのキャリアのライフタイムが短く、このゲート逆電流
の供給能力の高い集電部分４−１に近い部分に、′；シ
流遮断能力を決定するターンオフ後期の電流分布が集中
すること覧なって、結果的には電流遮断能力の高いゲー
トターンオフサイリスタが得られるのである。

また第２図に示す第２実施例は、外周ゲート形のゲート
ターンオフサイリスタに適用した場合であり、この第２
実施例では、ゲート電極４の集電部分４−１に隣接する
単位サイリスタ群の個数が、前記第１実施例よりも多い
ため、一層電流集中が緩和されて、この第１実施例の場
合よりも、電流遮断能力の向上が期待される。

さらに第３図に示す第３実施例は、中間リングゲート形
のゲートターンオフサイリスタに適用した場合であり、
この第３実施例では、ゲート電極４の集電部分４−１に
隣接する単位サイリスタ群の個数が、前記第１および第
２実施例よりも多いため、より一層電流集中が緩和され
て、これらの第１および第２実施例の場合よりも、さら
に電流遮断能力の向上が期待される。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、ゲートターンオ
フサイリスタにあって、ゲート電極集電部分からの距離
により、キャリアのライフタイムを変化させるだけの極
めて簡単な構成の採用で。

電流遮断能力を大きく左右するターンオフ後期の電流分
担部分を、ゲート電極集電部分に接近した単位サイリス
タ群に限定でき、これによってその電流遮断能力を向上
し得ると共に、電流遮断能力に影響する製造プロセス上
のばらつきをも容易に減少し得るなどの特長を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係るゲートターンオフ
サイリスタの第１ないし第３実施例による概要構成をそ
れぞれに示す断面図であり、また第４図は同上従来例で
のゲートターンオフサイリスタの概要構成を示す断面図
である。 １・・拳・半導体基板、１−１．１−２．１−３．１−
４・・・・基板上のｎエミッタ領域、ｐベース領域、ｎ
ベース領域、ｐエミッタ領域、２・・・・アノード電極
、３・・・・カソード電極、４・・・・ゲート電極、４
−１・・・・ゲート電極の集電部分、５・・・・低ライ
フタイム領域、６・・・・高ライフタイム領域。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 一３′。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カソード領域、およびカソード電極と、前記カソ
   ード領域を取り囲むゲート領域、およびゲート電極と、
   前記ゲート領域に隣接するｐまたはｎベース領域と、前
   記ｐまたはｎベース領域に隣接するｎまたはｐベース領
   域と、前記ｎまたはｐベース領域に隣接するアノード領
   域、およびアノード電極とを有し、前記ゲート電極の一
   部に外部電極との接続のための集電部分を設け、かつ少
   なくとも前記ｐベース領域、またはｎベース領域、もし
   くはその双方にあつて、前記集電部分に近い部分に高ラ
   イフタイム領域、集電部分から遠い部分に低ライフタイ
   ム領域を平面的に配置したことを特徴とするゲートター
   ンオフサイリスタ。
2. （２）ゲート電極の集電部分に近いカソード電極直下の
   ｐベース領域、またはｎベース領域を高ライフタイム領
   域とし、ゲート電極の集電部分から遠いカソード電極直
   下のｐベース領域、またはｎベース領域を低ライフタイ
   ム領域としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のゲートターンオフサイリスタ。
3. （３）カソード領域が島状に独立した形状であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のゲ
   ートターンオフサイリスタ。