JPS61172373A - 横双方向パワ−電界効果トランジスタ - Google Patents
横双方向パワ−電界効果トランジスタInfo
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- JPS61172373A JPS61172373A JP60125011A JP12501185A JPS61172373A JP S61172373 A JPS61172373 A JP S61172373A JP 60125011 A JP60125011 A JP 60125011A JP 12501185 A JP12501185 A JP 12501185A JP S61172373 A JPS61172373 A JP S61172373A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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-
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- 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
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- H01L29/7831—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with multiple gate structure
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-
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は、高耐電圧スイッチング半導体装置、特に、電
力用の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOS
FET)などにか\わる。
力用の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOS
FET)などにか\わる。
を含む双方向電力スイッチング用として提供される。共
通ドリフト領域は交番する導電型の層からなる第1のス
タックと第2のスタックとの間にあシ、各スタックは、
複数のソース領域の間に介在され六複数のチャネル包含
領域を持っている。それらチャネルは、その導電型を反
転して、そのスタック及びドリフト領域を直列に通して
双方向伝導を可能にさせることによりゲート「オン」さ
れる。「オフ」状態において、スタックの層間で直列に
ある複数の接合部は、「オフ」状態における増大された
電圧阻止能力を達成する〇 好ましい形態において、半導体本体は、水平状横方向に
延在しそして垂直に積み重ねられている複数の交番する
導電型の層を持って与えられている。ノツチは、複数の
交番する導電型の層を通して下方に、その下にあるドリ
フト領域へと腐食される。そのノツチは、そこでの層を
第1及び第2の横方向に隔置されたスタックへと分離し
、各スタックは、複数のソース領域の間に介在された複
数のチャネル包含領域を持っている。第1の主電極は左
側の頂部ソース領域に接触し、そして第2の主電極はは
右側の頂部ソース領域に接触している。絶縁されたゲー
ト電極手段は、スタックの層に近接してそのノツチ内に
設けられている。電流路は、まず、そのノツチの片側に
沿つ7’l;つのスタックの層を通や、次いでそのノツ
チの底部付近でのドリフト領域t−通り、そしてそのノ
ツチの他の側に沿った他のスタックの層を通して直列に
走っている。
通ドリフト領域は交番する導電型の層からなる第1のス
タックと第2のスタックとの間にあシ、各スタックは、
複数のソース領域の間に介在され六複数のチャネル包含
領域を持っている。それらチャネルは、その導電型を反
転して、そのスタック及びドリフト領域を直列に通して
双方向伝導を可能にさせることによりゲート「オン」さ
れる。「オフ」状態において、スタックの層間で直列に
ある複数の接合部は、「オフ」状態における増大された
電圧阻止能力を達成する〇 好ましい形態において、半導体本体は、水平状横方向に
延在しそして垂直に積み重ねられている複数の交番する
導電型の層を持って与えられている。ノツチは、複数の
交番する導電型の層を通して下方に、その下にあるドリ
フト領域へと腐食される。そのノツチは、そこでの層を
第1及び第2の横方向に隔置されたスタックへと分離し
、各スタックは、複数のソース領域の間に介在された複
数のチャネル包含領域を持っている。第1の主電極は左
側の頂部ソース領域に接触し、そして第2の主電極はは
右側の頂部ソース領域に接触している。絶縁されたゲー
ト電極手段は、スタックの層に近接してそのノツチ内に
設けられている。電流路は、まず、そのノツチの片側に
沿つ7’l;つのスタックの層を通や、次いでそのノツ
チの底部付近でのドリフト領域t−通り、そしてそのノ
ツチの他の側に沿った他のスタックの層を通して直列に
走っている。
(実施例)
第1図は半導体本体4における水平双方向パワーFET
構造2を示している0共通ドリフト領域6は、交番する
導電型の層からなる第1のスタック8と第2のスタック
lOとの間にある。
構造2を示している0共通ドリフト領域6は、交番する
導電型の層からなる第1のスタック8と第2のスタック
lOとの間にある。
各スタックは、複数のソース領域の間に介在されている
複数のチャネル包含領域を持っている。
複数のチャネル包含領域を持っている。
例えば、第1のスタック8において、12〜14のよう
なチャネル包含領域はソース領域15417の間に介在
されている。第2のスタック10において、チャネル包
含領域18〜2(Itソース領域21〜23の間に介在
されている。ゲート手段24は、それらチャネルをゲー
ト「オン」させて、その導電型を反転させ、ドリフト領
域を通したソース領域間に導通を生じさせるために与え
られている。
なチャネル包含領域はソース領域15417の間に介在
されている。第2のスタック10において、チャネル包
含領域18〜2(Itソース領域21〜23の間に介在
されている。ゲート手段24は、それらチャネルをゲー
ト「オン」させて、その導電型を反転させ、ドリフト領
域を通したソース領域間に導通を生じさせるために与え
られている。
ソニス領域は、n型のような1つの導電型の半導体材料
からなっている。チャネル包含領域は、P型のようなソ
ース領域に対して極性が反対の導電型からなりをそして
ソース領域と共に接合部を形成する。ドリフト領域6は
、n型のような1つの導電型の半導体材料からなりをそ
して第1のスタック8のチャネル包含領域14と共に第
1の接合部26を形成し、第2のスタック10のチャネ
ル包含領域20と共に第2の接合部28を形成している
。
からなっている。チャネル包含領域は、P型のようなソ
ース領域に対して極性が反対の導電型からなりをそして
ソース領域と共に接合部を形成する。ドリフト領域6は
、n型のような1つの導電型の半導体材料からなりをそ
して第1のスタック8のチャネル包含領域14と共に第
1の接合部26を形成し、第2のスタック10のチャネ
ル包含領域20と共に第2の接合部28を形成している
。
ゲート手段24は、誘電体絶縁層30とゲート電極32
とを含んでおり、チャネル12a〜14m及び18a〜
20&に隣接して設けられていて、そしてそれらチャネ
ルにおける導電型を反転させるのに十分な強度の電界を
作り出す電位を印加するように適合されている。例えば
、ゲート端子G上における正の電位は、領域12での電
子を吸引して、部分12aKおける導電性ヲn型に変え
、それにより、n型ソース領域15及び16間にn型の
伝導チャネル12af:誘導する。これは残りのチャネ
ルに対しても同様に適用する。第2のスタックlOのソ
ース領域21に関連した第1のスタック8のソース領域
15に対するいづれかの極性の電圧の印加に際して、電
流は、ゲート手段24の電位の制御の下で、その誘導さ
れた伝導チャネル及びドリフト領域6全通してそれらの
間におけるそれぞれの対応する方向に流れることができ
る。
とを含んでおり、チャネル12a〜14m及び18a〜
20&に隣接して設けられていて、そしてそれらチャネ
ルにおける導電型を反転させるのに十分な強度の電界を
作り出す電位を印加するように適合されている。例えば
、ゲート端子G上における正の電位は、領域12での電
子を吸引して、部分12aKおける導電性ヲn型に変え
、それにより、n型ソース領域15及び16間にn型の
伝導チャネル12af:誘導する。これは残りのチャネ
ルに対しても同様に適用する。第2のスタックlOのソ
ース領域21に関連した第1のスタック8のソース領域
15に対するいづれかの極性の電圧の印加に際して、電
流は、ゲート手段24の電位の制御の下で、その誘導さ
れた伝導チャネル及びドリフト領域6全通してそれらの
間におけるそれぞれの対応する方向に流れることができ
る。
第1の主電極T1は、金属化物34t−介して、ドリフ
ト領域6から最も離れている第1のスタック8の頂部ソ
ース領域15に接続されている。
ト領域6から最も離れている第1のスタック8の頂部ソ
ース領域15に接続されている。
「オン」状態において、第1の主電極T1とドリフト領
域との間における電流は、ソース領域15〜17の各々
とそしてそこに介在されているチャネル12a〜14a
とを通して流れる。第2の主電極T2は、金属化部3
6を通して、ドリフト領域から最も離れている第2のス
タックのソース領域21に接続されている。「オン」状
態において、第2の主電極T2とドリフト領域6との間
における電流は、ソース領域21〜23の各々とそして
そこに介在されているチャネル18a〜20a を通
して流れる。
域との間における電流は、ソース領域15〜17の各々
とそしてそこに介在されているチャネル12a〜14a
とを通して流れる。第2の主電極T2は、金属化部3
6を通して、ドリフト領域から最も離れている第2のス
タックのソース領域21に接続されている。「オン」状
態において、第2の主電極T2とドリフト領域6との間
における電流は、ソース領域21〜23の各々とそして
そこに介在されているチャネル18a〜20a を通
して流れる。
ノツチ手段38は、第1及び第2のスタック8及び10
間に延在し且つそれらを分離し、そしてドリフト領域6
へと延在している0各スタツク8及びlOにおける交番
する導電型の層は水平方向または横方向に延在している
0積み重ねの方向は垂直である0ノツチ38は、半導体
本体へと異方的に腐食されそして頂部主面40から下方
に延在している0チャネル121L−14a及び18a
〜20aはノツチ38のそれぞれの側部に沿ってハソ垂
直に延在する。ドリフト領域はそれらチャネルの下部で
、ノツチの底部付近に位置している。
間に延在し且つそれらを分離し、そしてドリフト領域6
へと延在している0各スタツク8及びlOにおける交番
する導電型の層は水平方向または横方向に延在している
0積み重ねの方向は垂直である0ノツチ38は、半導体
本体へと異方的に腐食されそして頂部主面40から下方
に延在している0チャネル121L−14a及び18a
〜20aはノツチ38のそれぞれの側部に沿ってハソ垂
直に延在する。ドリフト領域はそれらチャネルの下部で
、ノツチの底部付近に位置している。
第1の主電極T1は第1のスタックの頂部ソース領域1
5に接続され、そして第2の主電極T2は第2のスタッ
クのソース領域21に接続されている。第1のスタック
8のソース領域及びチャネル包含領域は、ノツチ38に
より、第2のスタック10のソース領域及びチャネル包
含領域から横方向に隔置されている。
5に接続され、そして第2の主電極T2は第2のスタッ
クのソース領域21に接続されている。第1のスタック
8のソース領域及びチャネル包含領域は、ノツチ38に
より、第2のスタック10のソース領域及びチャネル包
含領域から横方向に隔置されている。
主電極TI及び12間での1つの方向における電流路は
、頂部ソース領域15から、その下に位置し、ノツチ3
8の左側に沿って誘導された伝導チャネル12a’1通
り、その後、次のソース領域16t−通して下方に、そ
の後、誘導された伝導チャネル13a’i通して下方に
、その後、次のノース領域17t−通して下方に、その
後、誘導された伝導チャネル141を通して下方に、そ
の後、ドリフト領域6でノツチ3Bの底部付近を通して
横方向に、その後、ノツチ38の右側に沿って上方に、
すなわち、そのノツチの右側に沿って誘導された伝導チ
ャネル20a全通して上方に、その後、ソース領域23
′t−通して上方に、その後、誘導された租4チャネル
19ak通して上方に、その後、ソース領域z2を通し
て上方に、その後、誘導された伝導チャネルteaを通
して、右側の頂部ソース領域へと延在する。主電極T2
から主電極T1への電流は、前と同じ通路ではあるが反
対の方向に、すなわち、ノツチ38の右側での交番する
チャネル及びソース領域を通して直列に下方に、その後
、そのノツチの底部付近でのドリフト領域6を通して横
方向に、その後、ノツチの左側における交番するチャネ
ル及びソース領域を直列に通して上方へと流れる。
、頂部ソース領域15から、その下に位置し、ノツチ3
8の左側に沿って誘導された伝導チャネル12a’1通
り、その後、次のソース領域16t−通して下方に、そ
の後、誘導された伝導チャネル13a’i通して下方に
、その後、次のノース領域17t−通して下方に、その
後、誘導された伝導チャネル141を通して下方に、そ
の後、ドリフト領域6でノツチ3Bの底部付近を通して
横方向に、その後、ノツチ38の右側に沿って上方に、
すなわち、そのノツチの右側に沿って誘導された伝導チ
ャネル20a全通して上方に、その後、ソース領域23
′t−通して上方に、その後、誘導された租4チャネル
19ak通して上方に、その後、ソース領域z2を通し
て上方に、その後、誘導された伝導チャネルteaを通
して、右側の頂部ソース領域へと延在する。主電極T2
から主電極T1への電流は、前と同じ通路ではあるが反
対の方向に、すなわち、ノツチ38の右側での交番する
チャネル及びソース領域を通して直列に下方に、その後
、そのノツチの底部付近でのドリフト領域6を通して横
方向に、その後、ノツチの左側における交番するチャネ
ル及びソース領域を直列に通して上方へと流れる。
第2図は好ましいゲート構造を示し、理解の便宜上、第
1図において用いられたのと同じ参照数字が使用されて
いる。ゲート手段24は、ノツチ38の内面に沿って延
在している絶縁層30と、その絶縁層に沿ってそのノツ
チに設けられたゲート電極32とを含み、そのゲート電
極はスタック8及び10の層に沿って隣り合せて延在し
且つそj、から電気的に絶縁されている。
1図において用いられたのと同じ参照数字が使用されて
いる。ゲート手段24は、ノツチ38の内面に沿って延
在している絶縁層30と、その絶縁層に沿ってそのノツ
チに設けられたゲート電極32とを含み、そのゲート電
極はスタック8及び10の層に沿って隣り合せて延在し
且つそj、から電気的に絶縁されている。
誘導される伝導チャネル12a−14a及びi8a〜2
0at1ノツチ38の側部に沿ってはソ垂直に延在して
いる。
0at1ノツチ38の側部に沿ってはソ垂直に延在して
いる。
第1のゲート・リフアレンス端子手段42は、第1のス
タック8におけるチャネル包含領域12〜14に接続さ
れている。第2のゲート・リフアレンス端子手段44は
第2のスタック10に。
タック8におけるチャネル包含領域12〜14に接続さ
れている。第2のゲート・リフアレンス端子手段44は
第2のスタック10に。
おけるチャネル包含領域1ε〜20に接続されている。
第1のゲート・リフアレンス端子手段42は、P型のよ
うな極性が反対の導電型の半導体材料からなる第1のゲ
ート・リフアレンス層46を含んでいる02層46は第
1のスタック8の層を横切って延在し且つその層に接触
している。また、ゲート・リフアレンス端子42は、ゲ
ート・リフアレンス層46に接触しているゲート・リフ
アレンス電極48を含んでいる。
うな極性が反対の導電型の半導体材料からなる第1のゲ
ート・リフアレンス層46を含んでいる02層46は第
1のスタック8の層を横切って延在し且つその層に接触
している。また、ゲート・リフアレンス端子42は、ゲ
ート・リフアレンス層46に接触しているゲート・リフ
アレンス電極48を含んでいる。
第2のゲート・リフアレンス端子44は、第1の端子4
2と同様に構成され、第2のスタック100層を横切っ
て延在し且つそれに接触しているP型ゲート舎すファレ
ンス層50と、そして層50に接触しているゲート・リ
フアレンス電極52とを含んでいる。:、第1及び第2
のゲート・リフアレンス溝54及び56は、第1及び第
2のスタック8及び10へとそれぞれ異方的に腐食され
るか又は垂直に切り込まれて、そしてそζに、それぞれ
のゲート端子42及び44を受入れている。
2と同様に構成され、第2のスタック100層を横切っ
て延在し且つそれに接触しているP型ゲート舎すファレ
ンス層50と、そして層50に接触しているゲート・リ
フアレンス電極52とを含んでいる。:、第1及び第2
のゲート・リフアレンス溝54及び56は、第1及び第
2のスタック8及び10へとそれぞれ異方的に腐食され
るか又は垂直に切り込まれて、そしてそζに、それぞれ
のゲート端子42及び44を受入れている。
ゲート端子Gは、スイッチ58を通して、ゲート・バイ
アス電位源60に接続され、その基準端子はゲート・リ
フアレンス端子42及び44に接続されている。スイッ
チ58の上部位置において、ゲート電極32には、リフ
ァレンス電極48及び52に関して正のゲート・バイア
ス電位が印加される二に、チャネル包含領域12〜14
及び18〜20を横切って電位が加えられる。その結果
、電子がチャネル12凰〜14a及び18&〜2G&へ
と吸引されるのを可能にする十分な強度の電界が作り出
され、それにより、それらチャネルにおける導電型をn
型へと反転させて、誘導さ゛れた伝導チャネルを生じさ
せる。
アス電位源60に接続され、その基準端子はゲート・リ
フアレンス端子42及び44に接続されている。スイッ
チ58の上部位置において、ゲート電極32には、リフ
ァレンス電極48及び52に関して正のゲート・バイア
ス電位が印加される二に、チャネル包含領域12〜14
及び18〜20を横切って電位が加えられる。その結果
、電子がチャネル12凰〜14a及び18&〜2G&へ
と吸引されるのを可能にする十分な強度の電界が作り出
され、それにより、それらチャネルにおける導電型をn
型へと反転させて、誘導さ゛れた伝導チャネルを生じさ
せる。
主端子TI及びT2は、負荷62及び交流源64を含む
交流負荷ラインに接続されていて、「オン」状態では、
前述の双方向伝導を実施する。
交流負荷ラインに接続されていて、「オン」状態では、
前述の双方向伝導を実施する。
「オフ」状態において、スイッチ58は、中央位置か又
は下側位置に置かれる。下側位置の場合には、リファレ
ンス電極48及び52に関しで負の電位がゲート電極3
2へと印加され、ノツチ38に向っての少数キャリヤ電
子の吸引を防止して、12a〜14a 及び18a〜
20Lにおける伝導チャネルの望ましくない誘導を防止
する。「オフ」状態において、電圧は、接合部26及び
28に加えて、それらスタックでの眉間における複数の
接合部を横切って直列に降下されるので、「オフ」状態
での増大された電圧阻止能力を達成する。
は下側位置に置かれる。下側位置の場合には、リファレ
ンス電極48及び52に関しで負の電位がゲート電極3
2へと印加され、ノツチ38に向っての少数キャリヤ電
子の吸引を防止して、12a〜14a 及び18a〜
20Lにおける伝導チャネルの望ましくない誘導を防止
する。「オフ」状態において、電圧は、接合部26及び
28に加えて、それらスタックでの眉間における複数の
接合部を横切って直列に降下されるので、「オフ」状態
での増大された電圧阻止能力を達成する。
第3には、代替可能なゲート配列が示されていて、理屏
を容易にするために、第2図において用いられたのと同
じ参照数字が使用されている。第3図における配列は2
主端子を基準にしたゲート電位を持つことが望ましい応
用に対して適している。第2図のゲート電極32は、チ
ャネル12a〜14& に対する第1のゲート電極6
6とそしてチャネル18a〜201Lに対する第2のゲ
ート電極68とを含む第3図での分割ゲート構造によっ
て置き換えられている。それぞれの絶縁層70及び72
は、それら電極をそこでのチャネルから絶縁しており、
中央の絶縁層74けそれら電極を分離している。第1の
ゲート電極66は、端子G1及びスイッチ76を通して
、第1のゲート−バイアス電位源78に接続され、電位
源78の基準端子は、第1の主電極で1に、そしてスイ
ッチ80を通してゲート・リフアレンス端子42にそれ
ぞれ連動されている。第2のゲート電極68は、端子G
2及びスイッチ82を通して、第2のゲート・バイアス
電位源84に接続され、電位源84け第2の主端子T2
に連動されていると同時に、スイッチ86を通して第2
のゲート・リフアレンス端子44に連動されている。r
オン」状態におφて、スイッチ80.76、 82
及び86はそれらの左側位置にある。「オフ」状態にお
いて。
を容易にするために、第2図において用いられたのと同
じ参照数字が使用されている。第3図における配列は2
主端子を基準にしたゲート電位を持つことが望ましい応
用に対して適している。第2図のゲート電極32は、チ
ャネル12a〜14& に対する第1のゲート電極6
6とそしてチャネル18a〜201Lに対する第2のゲ
ート電極68とを含む第3図での分割ゲート構造によっ
て置き換えられている。それぞれの絶縁層70及び72
は、それら電極をそこでのチャネルから絶縁しており、
中央の絶縁層74けそれら電極を分離している。第1の
ゲート電極66は、端子G1及びスイッチ76を通して
、第1のゲート−バイアス電位源78に接続され、電位
源78の基準端子は、第1の主電極で1に、そしてスイ
ッチ80を通してゲート・リフアレンス端子42にそれ
ぞれ連動されている。第2のゲート電極68は、端子G
2及びスイッチ82を通して、第2のゲート・バイアス
電位源84に接続され、電位源84け第2の主端子T2
に連動されていると同時に、スイッチ86を通して第2
のゲート・リフアレンス端子44に連動されている。r
オン」状態におφて、スイッチ80.76、 82
及び86はそれらの左側位置にある。「オフ」状態にお
いて。
スイッチ8G、 76、82 及び86はそれらの
右側位置にある。ノツチ38の底部は、本体4と共に単
結晶でおるがしかし実質的に非導電性である陽極化され
た多孔性のシリコン領域88を含み、ノツチの底部付近
におけるドリフト領域での電流通路長を増大させている
。
右側位置にある。ノツチ38の底部は、本体4と共に単
結晶でおるがしかし実質的に非導電性である陽極化され
た多孔性のシリコン領域88を含み、ノツチの底部付近
におけるドリフト領域での電流通路長を増大させている
。
以上本発明がその好ましい実施例に基づいて記述されて
いるが1本発明はそれに限定されるものではなく、当業
者においては、幾多の変更及び修正がその請求の範囲か
ら逸脱するととなしに成し得るものと理解されたい。
いるが1本発明はそれに限定されるものではなく、当業
者においては、幾多の変更及び修正がその請求の範囲か
ら逸脱するととなしに成し得るものと理解されたい。
第1図は本発明に従って構成され九FET構造の断面説
明図である。 第2図は、第1図に類似の図であって、特に。 ゲート構造の1つの形態を示している断面説明図である
口 第3図は、第2図に同様の図であって2%に。 代替可能な別なゲート構造を示している断面説明図であ
る。 G・・・・・・・・・ゲート端子 TI、 T2・・・・・・主電極(第1S2)2・・・
・−・パワーFET 4・・・・・・半導体本体 6・・・・・・共通ドリフトfiA 8.10・−・スタック(第1.第2)12〜14.1
8〜20・・・・・・チャネル包含領域12a 〜14
!L、18a 〜20&−−−−−チャネル15〜17
.21〜23・・・・−・ソース領域24・・・・・・
ゲート手段 26、28・・・・−接合部 30・・・・・・誘電体絶縁層 3z・・・・−ゲート電極 特許出m人 イートン コーポレーション手続補正書 昭和60年 2月22日 昭和60年 特 許 願 第125011号2、発明の
名称 横双方向パワー電界効果トランジスタ 3、補正する者 事件との関係 特許出願人 名称イートン コーボレーシゴン 4、代理人 住所 東京都千代田区神田駿河台1の65、補正命令の
日付 昭和81年 1月 8日 (発送日;昭和at年 1月28日) 6、補正の対象
明図である。 第2図は、第1図に類似の図であって、特に。 ゲート構造の1つの形態を示している断面説明図である
口 第3図は、第2図に同様の図であって2%に。 代替可能な別なゲート構造を示している断面説明図であ
る。 G・・・・・・・・・ゲート端子 TI、 T2・・・・・・主電極(第1S2)2・・・
・−・パワーFET 4・・・・・・半導体本体 6・・・・・・共通ドリフトfiA 8.10・−・スタック(第1.第2)12〜14.1
8〜20・・・・・・チャネル包含領域12a 〜14
!L、18a 〜20&−−−−−チャネル15〜17
.21〜23・・・・−・ソース領域24・・・・・・
ゲート手段 26、28・・・・−接合部 30・・・・・・誘電体絶縁層 3z・・・・−ゲート電極 特許出m人 イートン コーポレーション手続補正書 昭和60年 2月22日 昭和60年 特 許 願 第125011号2、発明の
名称 横双方向パワー電界効果トランジスタ 3、補正する者 事件との関係 特許出願人 名称イートン コーボレーシゴン 4、代理人 住所 東京都千代田区神田駿河台1の65、補正命令の
日付 昭和81年 1月 8日 (発送日;昭和at年 1月28日) 6、補正の対象
Claims (15)
- (1)半導体本体に、交番する導電型の層からなる第1
及び第2のスタック間に位置する共通ドリフト領域を含
み、各スタックは複数のソース領域の間に介在されてい
る複数のチャネル包含領域を含み、更に、前記チャネル
の導電型を反転させそして前記ドリフト領域を通した前
記ソース領域間での伝導を可能にさせるために、前記チ
ャネルをゲート「オン」させるための手段を含んでいる
ことを特徴とする横双方向パワー電界効果トランジスタ
。 - (2)前記ソース領域は1つの導電型の半導体材料から
なり; 前記チャネル包含領域は、前記ソース領域 と極性が反対の導電型の半導体材料からなり、そして前
記ソース領域と共に接合部を形成し;前記ドリフト領域
は、前記1つの導電型の 半導体材料からなり、前記第1のスタックのチャネル包
含領域と共に第1の接合部を形成し、そして前記第2の
スタックのチャネル包含領域と共に第2の接合部を形成
し; 前記ゲート手段は、前記チャネルに隣接し て設けられていて、そして前記チャネルにおける導電型
を反転させるのに十分な強度の電界を作り出すための電
位を印加するように適合されており; さらに、前記第2のスタックの所定のソー ス領域に関連した前記第1のスタックの所定のソース領
域に対するいずれかの極性の電圧の印加に際して、電流
は、前記ゲート手段の前記電位の制御下において、前記
チャネル及び前記ドリフト領域を通してそれらの間で、
それぞれの対応する方向に流れることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の横双方向パワー電界効果トラ
ンジスタ。 - (3)前記ドリフト領域から最も離れている前記第1の
スタックのソース領域に接続された第1の主電極を含み
、「オン」状態において、前記第1の主電極と前記ドリ
フト領域との間の電流が、前記ソース領域の各々と前記
第1のスタックの介在されているチャネルとを通して流
れるようになつており;更に、 前記ドリフト領域から最も離れている前記 第2のスタックのソース領域に接続されている第2の主
電極を含み、「オン」状態において、前記第2の主電極
と前記ドリフト領域との間の電流は、前記ソース領域の
各々と、そして前記第2のスタックの介在されているチ
ャネルとを通して流れるようになつていることを特徴と
する特許請求の範囲第2項に記載の横双方向パワー電界
効果トランジスタ。 - (4)前記第1及び第2のスタックのソース領域及びチ
ャネル包含領域間に延在し且つそれらスタックを分離し
ていて、そして前記ドリフト領域へと延在しているノッ
チ手段を更に含んでいることを特徴とする特許請求の範
囲第3項に記載の横双方向パワー電界効果トランジスタ
。 - (5)前記第1のスタックは、垂直に積み重ねられてい
る複数の交番する導電型の横方向に延在する水平層を含
み; 前記第2のスタックは、垂直に積み重ねら れている複数の交番する導電型の横方向に延在する水平
層を含み; 前記第1の主電極は前記第1のスタックの 頂部ソース領域に接続されており; 前記第2の主電極は前記第2のスタックの 頂部ソース領域に接続されており; 前記第1のスタックの前記チャネル包含領 域は、前記第2のスタックの前記チャネル包含領域から
、その間にある前記ノッチ手段によつて横方向に隔置さ
れており; 前記ノッチ手段は前記FETの頂部主面か ら下方に延在し、そしてそれらチャネルは、前記ノッチ
手段のそれぞれの側部に沿つてほぼ垂直に延在しており
;そして 前記ドリフト領域は、それらチャネルの下 で、前記ノッチ手段の底部付近に位置されていることを
特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の横双方向パワ
ー電界効果トランジスタ。 - (6)前記主電極間の電流路は、それぞれの頂部ソース
領域から、前記ノッチ手段の側部に沿いその下に位置し
ているチャネルを通して下方に、その後、次のソース領
域を通して下方方に、その後、次のチャネルを通して下
方にというように延在し、次に、前記ノッチ手段の底部
周囲を通して横方向に、その後、前記ノッチ手段の他の
側部における交番するチャネル及びソース領域を通して
直列に上方に延在していることを特徴とする特許請求の
範囲第5項に記載の横双方向パワー電界効果トランジス
タ。 - (7)双方向電界効果トランジスタにおいて、半導体本
体に; 交番する導電型の層からなる第1のスタッ クを備え、該スタックは: 1つの導電型からなる複数のソース領域と;前記ソース
領域の間に介在されていて、反 対の導電型からなる複数のチャネル包含領域とを含み; 前記第1のスタックは、ソース領域を1端 に、そしてチャネル包含領域を他端に持つており;そし
て、 前記1つの導電型からなり、前記第1のス タックの前記他端において前記チャネル包含領域と共に
接合部を形成しているドリフト領域を含んでおり;更に
、 交番する導電型の層からなる第2のスタッ クを備え、該スタックは: 1つの導電型からなる複数のソース領域と;前記ソース
領域と極性が反対の導電型から なりを前記最後に述べたソース領域の間に介在されてい
る複数のチャネル包含領域とを含み; 前記第2のスタツクは、1端にソース領域 を持ち、そして他端に、前記ドリフト領域と共に接合部
を形成するチャネル包含領域を持つており;更に、 前記チャネル包含領域における導電型を前 記1つの導電型へと反転させ、前記ソース領域間に伝導
チャネルを誘導し、そして前記第1のスタックの前記1
端における前記ソース領域と前記第2のスタックの前記
1端における前記ソース領域との間における前記ドリフ
ト領域及び前記スタックを通して双方向電流路を作り出
すための手段を備えていることを特徴とする横双方向パ
ワー電界効果トランジスタ。 - (8)前記第1及び第2のスタック間に延在し且つそれ
らを分離していて、しかも前記ドリフト領域へと延在し
ているノッチを更に含み、前記ゲート手段は、前記チャ
ネル包含領域 に隣接して前記ノッチ内に設けた絶縁されたゲート電極
を含み、そして前記伝導チャネルを誘導するのに十分な
強度の電界を作り出すための電位を印加するように適合
されており、さらに、前記第2のスタックの前記1端に おける前記ソース領域に関連した前記第1のスタックの
前記1端における前記ソース領域に対するいずれかの極
性の電圧の印加に際して、電流は、前記ゲート手段の前
記電位の制御下において、それらの間でのそれぞれの対
応する方向に流れることができるようになつており、そ
の電流路は、前記ノッチの1つの側部に沿つた1つのス
タックの層を通して直列に、その後、前記ノッチの端部
付近にある前記ドリフト領域を通して、その後、前記ノ
ッチの他の側部に沿つた他のスタックの層を直列に通し
て横切つていることを特徴とする特許請求の範囲第7項
に記載の横双方向パワー電界効果トランジスタ。 - (9)各スタックの前記層は水平方向または横方向に延
在し、そして積み重ねの方向は垂直であり; 前記スタックは、その間の前記ノッチによ つて横方向に隔置されており; 前記ノッチは、前記FETの頂部主面から 下方に前記ドリフト領域へと延在しており;そして 前記ドリフト領域は前記スタックの下部に 位置していることを特徴とする特許請求の範囲第8項に
記載の横双方向パワー電界効果トランジスタ。 - (10)前記第1のスタックの前記1端における前記ソ
ース領域は、前記頂部主面に沿つて該第1のスタックの
頂部にあり; 前記第2のスタックの前記1端における前 記ソース領域は、前記頂部主面に沿つて該第2のスタッ
クの頂部にあり; 前記頂部ソース領域は、その間における前 記ノッチによつて前記頂部主面に沿つて横方向に隔置さ
れており; 前記第1のスタックの前記他端における前 記チャネル包含領域は、該第1のスタックの底部にあつ
て、前記ドリフト領域と共に接合部を形成しており; 前記第2のスタックの前記他端における前 記チャネル包含領域は、該第2のスタックの底部にあつ
て、前記ドリフト領域と共に接合部を形成しており;そ
して 前記底部チャネル包含領域は、その間にあ る前記ノッチによつて横方向に隔置されていることを特
徴とする特許請求の範囲第8項に記載の双方向電界効果
トランジスタ。 - (11)前記第1のスタックの前記頂部ソース領域に接
続されている第1の主電極と;そして 前記第2のスタックの前記頂部ソース領域 に接続されている第2の主電極とを更に含み;そして前
記ゲート手段は: 前記ノッチの内面に沿つて延在している 絶縁層手段と;そして 前記スタックの層に沿つて隣り合せて延 在しそして該層から電気的に絶縁されるよ うに、前記絶縁層手段に沿つて前記ノッチ に設けられるゲート電極手段とを含んでい ることを特徴とする特許請求の範囲第10 項に記載の横双方向パワー電界効果トランジスタ。 - (12)前記誘導された伝導チャネルは前記ノッチの側
部に沿つてほゞ垂直に延在していることを特徴とする特
許請求の範囲第11項に記載の横双方向パワー電界効果
トランジスタ。 - (13)前記第1のスタックにおける前記他の導電型の
前記チャネル包含領域に接続されている第1のゲート・
リフアレンス端子手段と;そして 前記第2のスタックにおける前記他の導電 型の前記チャネル包含領域に接続されている第2のゲー
ト・リフアレンス端子手段とを更に含んでいることを特
徴とする特許請求の範囲第12項に記載の横双方向パワ
ー電界効果トランジスタ。 - (14)前記第1のゲート・リフアレンス端子手段は: 前記極性が反対の導電型の半導体材料からなり、前記第
1のスタックの前記層を横切つて延在し且つ該層に接触
している第1のゲート・リフアレンス層と;そして 前記第1のゲート・リフアレンス層に接触 している第1のゲート・リフアレンス電極とを含んでお
り; 前記第2のゲート・リフアレンス端子手段 は: 前記極性が反対の導電型の半導体材料から なり、前記第2のスタックの前記層を横切つて延在し且
つ該層に接触している第2のゲート・リフアレンス層と
;そして 前記第2のゲート・リフアレンス層に接触 している第2のゲート・リフアレンス電極とを含んでい
ることを特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の横
双方向パワー電界効果トランジスタ。 - (15)前記第1のスタツクへと垂直に切り込まれてい
る第1のゲート・リフアレンス溝と; 前記第2のスタツクへと垂直に切り込まれ ている第2のゲート・リフアレンス溝とを更に含んでお
り; そしてそこにおいて: 前記第1のゲート・リフアレンス端子手段 は前記第1のゲート・リフアレンス溝に設けられており
;そして 前記第2のゲート・リフアレンス端子手段 は前記第2のゲート・リフアレンス溝に設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の横双
方向パワー電界効果トランジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/618,537 US4622569A (en) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Lateral bidirectional power FET with notched multi-channel stacking and with dual gate reference terminal means |
US618537 | 1984-06-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61172373A true JPS61172373A (ja) | 1986-08-04 |
Family
ID=24478124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60125011A Pending JPS61172373A (ja) | 1984-06-08 | 1985-06-08 | 横双方向パワ−電界効果トランジスタ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4622569A (ja) |
EP (1) | EP0164096A3 (ja) |
JP (1) | JPS61172373A (ja) |
KR (1) | KR860000696A (ja) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0205639A1 (en) * | 1985-06-25 | 1986-12-30 | Eaton Corporation | Bidirectional power fet with substrate referenced shield |
EP0205637A1 (en) * | 1985-06-25 | 1986-12-30 | Eaton Corporation | Trapped charge bidirectional power fet |
EP0207178A1 (en) * | 1985-06-25 | 1987-01-07 | Eaton Corporation | Bidirectional power fet with field shaping |
JPS6161441A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-03-29 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS61185973A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Nec Corp | 半導体装置 |
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US4914058A (en) * | 1987-12-29 | 1990-04-03 | Siliconix Incorporated | Grooved DMOS process with varying gate dielectric thickness |
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US5852559A (en) * | 1996-09-24 | 1998-12-22 | Allen Bradley Company, Llc | Power application circuits utilizing bidirectional insulated gate bipolar transistor |
US5793064A (en) * | 1996-09-24 | 1998-08-11 | Allen Bradley Company, Llc | Bidirectional lateral insulated gate bipolar transistor |
US5977569A (en) * | 1996-09-24 | 1999-11-02 | Allen-Bradley Company, Llc | Bidirectional lateral insulated gate bipolar transistor having increased voltage blocking capability |
KR100223832B1 (ko) * | 1996-12-27 | 1999-10-15 | 구본준 | 반도체 소자 및 그 제조방법 |
US6127233A (en) * | 1997-12-05 | 2000-10-03 | Texas Instruments Incorporated | Lateral MOSFET having a barrier between the source/drain regions and the channel region |
DE19818300C1 (de) * | 1998-04-23 | 1999-07-22 | Siemens Ag | Lateraler Hochvolt-Seitenwandtransistor |
US6201267B1 (en) | 1999-03-01 | 2001-03-13 | Rensselaer Polytechnic Institute | Compact low power complement FETs |
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GB2380604B (en) * | 2001-06-01 | 2005-02-09 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor switch |
US20070045658A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-01 | Lear Corporation | System and method to provide power to a motor |
DE102006047244B4 (de) * | 2006-10-04 | 2018-01-18 | Infineon Technologies Austria Ag | Halbleiterbauelement mit einem monokristallinen Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung desselben |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2089119A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-16 | Philips Electronic Associated | High voltage semiconductor devices |
EP0091686B1 (en) * | 1982-04-12 | 1989-06-28 | General Electric Company | Semiconductor device having a diffused region of reduced length and method of fabricating the same |
US4546367A (en) * | 1982-06-21 | 1985-10-08 | Eaton Corporation | Lateral bidirectional notch FET with extended gate insulator |
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1984
- 1984-06-08 US US06/618,537 patent/US4622569A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1985-06-04 EP EP85106858A patent/EP0164096A3/en not_active Withdrawn
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- 1985-06-08 JP JP60125011A patent/JPS61172373A/ja active Pending
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---|---|
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