JPS621273A - 逆導通ｇｔｏサイリスタ - Google Patents
逆導通ｇｔｏサイリスタInfo
- Publication number
- JPS621273A JPS621273A JP13993185A JP13993185A JPS621273A JP S621273 A JPS621273 A JP S621273A JP 13993185 A JP13993185 A JP 13993185A JP 13993185 A JP13993185 A JP 13993185A JP S621273 A JPS621273 A JP S621273A
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- Japan
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- diode
- thyristor
- section
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- Pending
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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
本発明は、同一半導体基板内にＧＴＯサイリスタとそれ
に逆並列のダイオードを設けた複合素子としての逆導通
ＧＴＯサイリスタに関する。
に逆並列のダイオードを設けた複合素子としての逆導通
ＧＴＯサイリスタに関する。
第２図に示すようなＧＴＯインバータにおいて、逆並列
に接続されているＧＴＯサイリスタ３１とダイオード３
２を一体化して回路構成を簡単にすることが行われてい
る。このような逆導通ＧＴＯサイリスタにおいては可制
御電流が大きく、ダイオード部の逆回復時間が短く、か
つ大電流をターンオフするためにゲート、カソード間の
耐圧が高くなければならない、またＧＴＯサイリスタの
順方向耐圧が高いことが必要である。
に接続されているＧＴＯサイリスタ３１とダイオード３
２を一体化して回路構成を簡単にすることが行われてい
る。このような逆導通ＧＴＯサイリスタにおいては可制
御電流が大きく、ダイオード部の逆回復時間が短く、か
つ大電流をターンオフするためにゲート、カソード間の
耐圧が高くなければならない、またＧＴＯサイリスタの
順方向耐圧が高いことが必要である。
本発明は、上記の諸条件を満足する逆導通ＧＴＯサイリ
スタ、すなわち可制御電流が大きく、ダイオード部の逆
回復時間が短く、ゲート、カソード間の耐圧が高く、サ
イリスク順方向耐圧が高い逆導通ＧＴＯサイリスタを提
供することを目的とする。
スタ、すなわち可制御電流が大きく、ダイオード部の逆
回復時間が短く、ゲート、カソード間の耐圧が高く、サ
イリスク順方向耐圧が高い逆導通ＧＴＯサイリスタを提
供することを目的とする。
本発明は、ｐｎｐｎ４層からなり第一導電形のベース層
に接触するゲート電極が設けられたＧＴＯサイリスタ部
と、そのベース層と隣接する第二導電形のベース層との
間のｐｎ接合の延長面を挟む９１２層からなるダイオー
ド部を同一半導体基板内に有する透導１１ＧＴｏサイリ
スタの、ダイオード部の第一導電形の層がそれにつづく
ＧＴＯサイリスタ部の第一導電形のベース層より薄く
、かつその表面により高濃度の第一導電形の層を介して
接触する電極がＧＴＯサイリスタ部の第二導電形のエミ
ッタ層に接触する主電極に接続されていることにより上
記目的を達成する。
に接触するゲート電極が設けられたＧＴＯサイリスタ部
と、そのベース層と隣接する第二導電形のベース層との
間のｐｎ接合の延長面を挟む９１２層からなるダイオー
ド部を同一半導体基板内に有する透導１１ＧＴｏサイリ
スタの、ダイオード部の第一導電形の層がそれにつづく
ＧＴＯサイリスタ部の第一導電形のベース層より薄く
、かつその表面により高濃度の第一導電形の層を介して
接触する電極がＧＴＯサイリスタ部の第二導電形のエミ
ッタ層に接触する主電極に接続されていることにより上
記目的を達成する。
第１図は本発明の一実施例を示し、シリコン基板にはＧ
ＴＯサイリスタ部ｌ、ダイオード部２および分離領域３
が形成されている。ＧＴＯサイリスタ部ｌはｐエミッタ
１１１１１．ｎベース層１２．ｐヘ−ス層１３． ｎ
エミッタ層１４からなり、ダイオード部２は０層２１．
９層２２からなり、側面１８はベベル成形され、ダイ
オード部のｐｎ接合とＧＴＯサイリスタ部のｐ＋ｎベー
ス層間のＪ８接合とは連続している。ｎベース層１２お
よび０層２１のこのｐｎ接合より遠い側にはりん拡散な
どによりｎ′″層４が形成され、実質的にｐｉｎ構造と
する既知の技術が使用されている。ダイオード部の９層
２２はＧＴｏサイリスタ部のｐベース層１３よりエツチ
ング等によって薄くされている。ｐ１２２を薄くするこ
とにより、ダイオード部に導入されるライフタイムキラ
ーの量を多くしてもダイオードの順電圧Ｖ。 を過大にすることがないので、ダイオード部のライフタ
イムを短くでき、逆回復時間の短い高速度ダイオードと
することができる。しかしＧＴＯサイリスタ部１の順方
向、すなわちダイオード部２の逆方向の電圧を印加した
とき、ダイオード部の９層２２に広がる空乏層がＧＴＯ
サイリスタ部のカソード電極と等電位のダイオード部の
アノード電極に達するのを防ぐため、９層２２の表面に
はほう素拡散などによりｐ゛層５形成され、空乏層の広
がりを止める働きをする。この結果この逆導通ＧＴＯサ
イリスタの順方向耐圧の確保が容易である。この９９層
５に接触するダイオードアノード電極９．ｎエミッタ層
１４に接触するサイリスタカソード電極１． ｐベー
ス層１３に接触するゲート電＄１＋８． ｐエミッタ
層１１に接触するダイオードカソード電極を兼ねるサイ
リスク７ノード電掻６がそれぞれ設けられ、サイリスタ
カソード電極７とダイオードアノード電？！ｉ９に、段
差を有する電極体１０が圧接される。ＧＴＯサイリスタ
部１において、ゲート電ＷＩＢとカソード電極７の間に
逆電圧をかけてターンオフさせる場合、ゲート電極８と
同じｐＷＡに接触するダイオードアノード電極９とサイ
リスタカソード電極７との間が高抵抗でなければ電圧は
かからない、しかるに本発明により両者の間に段差があ
り、抵抗２０が形成されるので、分離領域３を大きくす
ることなくサイリスクのゲート。 カソード間の耐圧が確保される。 今、第１図に記入したようにダイオード部のｐｎ接合に
連続しているＧＴＯサイリスク部のＪ震接合からｎエミ
ッタ層１４の表面までの高さをＨ５この表面とダイオー
ド部のｐ゛層５表面までの段差をｈとした場合、ｈも大
きくとればダイオード部２の２層側の厚さが薄くなり、
上述のようにライフタイムを短（しても順電圧を抑える
ことができるためダイオード部の高速化が達成でき、ま
た分離領域３の抵抗２０も大き（なってＧＴＯサイリス
タ部１のゲート、カソード間に十分な逆電圧が印加でき
、同時にターンオフ時のダイオード部２からの電流のし
み出しも減少し、ＧＴＯサイリスタの可制御電流が大き
くなる。しかしｈを大きくしすぎると順方向耐圧が小さ
くなる。 第３図は厚さｔ、が４５Ｏｎのシリコン基板で、ｐエミ
ッタ層の高さＨが１００＃１１１＋分離部３の幅Ｗが約
１鮪の逆導通ＧＴＯサイリスタのｈと順方向耐圧、可制
御電流との関係を示す、この結果から６０μ≦ｈ≦７５
β１、すなわちダイオード部の厚さが３７５〜３９０μ
のときが望ましいことがわかり、２０００Ａの可制御電
流と２５００ Ｖの耐圧が得られた。 【発明の効果］ 本発明によれば、逆導通ＧＴＯサイリ″スタのダイオー
ド部の厚さを薄くすると共に薄くされた層の表面に空乏
層の広がりを阻止する同導電形の高不純物濃度層を設け
ることにより、可制御電流の大きなＧＴＯサイリスタと
高速ではあるが順電圧の大きくないダイオードを一つの
半導体基板内に近接して複合化でき、かつＧＴＯサイリ
スタのターンオフ過程に必要不可欠のゲート、カソード
間道耐圧をも確保できるので得られる効果は極めて大き
い。
ＴＯサイリスタ部ｌ、ダイオード部２および分離領域３
が形成されている。ＧＴＯサイリスタ部ｌはｐエミッタ
１１１１１．ｎベース層１２．ｐヘ−ス層１３． ｎ
エミッタ層１４からなり、ダイオード部２は０層２１．
９層２２からなり、側面１８はベベル成形され、ダイ
オード部のｐｎ接合とＧＴＯサイリスタ部のｐ＋ｎベー
ス層間のＪ８接合とは連続している。ｎベース層１２お
よび０層２１のこのｐｎ接合より遠い側にはりん拡散な
どによりｎ′″層４が形成され、実質的にｐｉｎ構造と
する既知の技術が使用されている。ダイオード部の９層
２２はＧＴｏサイリスタ部のｐベース層１３よりエツチ
ング等によって薄くされている。ｐ１２２を薄くするこ
とにより、ダイオード部に導入されるライフタイムキラ
ーの量を多くしてもダイオードの順電圧Ｖ。 を過大にすることがないので、ダイオード部のライフタ
イムを短くでき、逆回復時間の短い高速度ダイオードと
することができる。しかしＧＴＯサイリスタ部１の順方
向、すなわちダイオード部２の逆方向の電圧を印加した
とき、ダイオード部の９層２２に広がる空乏層がＧＴＯ
サイリスタ部のカソード電極と等電位のダイオード部の
アノード電極に達するのを防ぐため、９層２２の表面に
はほう素拡散などによりｐ゛層５形成され、空乏層の広
がりを止める働きをする。この結果この逆導通ＧＴＯサ
イリスタの順方向耐圧の確保が容易である。この９９層
５に接触するダイオードアノード電極９．ｎエミッタ層
１４に接触するサイリスタカソード電極１． ｐベー
ス層１３に接触するゲート電＄１＋８． ｐエミッタ
層１１に接触するダイオードカソード電極を兼ねるサイ
リスク７ノード電掻６がそれぞれ設けられ、サイリスタ
カソード電極７とダイオードアノード電？！ｉ９に、段
差を有する電極体１０が圧接される。ＧＴＯサイリスタ
部１において、ゲート電ＷＩＢとカソード電極７の間に
逆電圧をかけてターンオフさせる場合、ゲート電極８と
同じｐＷＡに接触するダイオードアノード電極９とサイ
リスタカソード電極７との間が高抵抗でなければ電圧は
かからない、しかるに本発明により両者の間に段差があ
り、抵抗２０が形成されるので、分離領域３を大きくす
ることなくサイリスクのゲート。 カソード間の耐圧が確保される。 今、第１図に記入したようにダイオード部のｐｎ接合に
連続しているＧＴＯサイリスク部のＪ震接合からｎエミ
ッタ層１４の表面までの高さをＨ５この表面とダイオー
ド部のｐ゛層５表面までの段差をｈとした場合、ｈも大
きくとればダイオード部２の２層側の厚さが薄くなり、
上述のようにライフタイムを短（しても順電圧を抑える
ことができるためダイオード部の高速化が達成でき、ま
た分離領域３の抵抗２０も大き（なってＧＴＯサイリス
タ部１のゲート、カソード間に十分な逆電圧が印加でき
、同時にターンオフ時のダイオード部２からの電流のし
み出しも減少し、ＧＴＯサイリスタの可制御電流が大き
くなる。しかしｈを大きくしすぎると順方向耐圧が小さ
くなる。 第３図は厚さｔ、が４５Ｏｎのシリコン基板で、ｐエミ
ッタ層の高さＨが１００＃１１１＋分離部３の幅Ｗが約
１鮪の逆導通ＧＴＯサイリスタのｈと順方向耐圧、可制
御電流との関係を示す、この結果から６０μ≦ｈ≦７５
β１、すなわちダイオード部の厚さが３７５〜３９０μ
のときが望ましいことがわかり、２０００Ａの可制御電
流と２５００ Ｖの耐圧が得られた。 【発明の効果］ 本発明によれば、逆導通ＧＴＯサイリ″スタのダイオー
ド部の厚さを薄くすると共に薄くされた層の表面に空乏
層の広がりを阻止する同導電形の高不純物濃度層を設け
ることにより、可制御電流の大きなＧＴＯサイリスタと
高速ではあるが順電圧の大きくないダイオードを一つの
半導体基板内に近接して複合化でき、かつＧＴＯサイリ
スタのターンオフ過程に必要不可欠のゲート、カソード
間道耐圧をも確保できるので得られる効果は極めて大き
い。
第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２図はＧＴ
Ｏインバータの回路図、第３図は本発明により形成され
る段差の大きさｈと逆導通ＧＴＯサイリスタの順方向耐
圧、可制御電流との関係線図である。 １：ＧＴＯサイリスタ部、２：ダイオード部、３：分離
領域、７：カソード電極、８：ゲート電極、９：ダイオ
ードアノード電極、１０：電極体、ｈ：段差。 第１図 第２図
Ｏインバータの回路図、第３図は本発明により形成され
る段差の大きさｈと逆導通ＧＴＯサイリスタの順方向耐
圧、可制御電流との関係線図である。 １：ＧＴＯサイリスタ部、２：ダイオード部、３：分離
領域、７：カソード電極、８：ゲート電極、９：ダイオ
ードアノード電極、１０：電極体、ｈ：段差。 第１図 第２図
Claims (1)
- １）交互に異なる導電形を有して隣接する４層からなり
第一導電形のベース層に接触するゲート電極が設けられ
たＧＴＯサイリスタ部と、該ベース層と隣接する第二導
電形のベース層との間のｐｎ接合の延長面を挟む異なる
導電形の２層からなるダイオード部を同一半導体基板内
に有するものにおいて、ダイオード部の第一導電形の層
がそれにつづくＧＴＯサイリスタ部の第一導電形のベー
ス層より薄く、かつその表面により高濃度の第一導電形
の層を介して接触する電極がＧＴＯサイリスタ部の第二
導電形のエミッタ層に接触する主電極に接続されたこと
を特徴とする逆導通ＧＴＯサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13993185A JPS621273A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13993185A JPS621273A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621273A true JPS621273A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15256999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13993185A Pending JPS621273A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 逆導通ｇｔｏサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621273A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0923136A2 (de) * | 1997-10-24 | 1999-06-16 | Asea Brown Boveri AG | Abschaltthyristor mit Stopschicht |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13993185A patent/JPS621273A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0923136A2 (de) * | 1997-10-24 | 1999-06-16 | Asea Brown Boveri AG | Abschaltthyristor mit Stopschicht |
| EP0923136A3 (de) * | 1997-10-24 | 1999-12-22 | Asea Brown Boveri AG | Abschaltthyristor mit Stopschicht |
| US6107651A (en) * | 1997-10-24 | 2000-08-22 | Asea Brown Boveri Ag | Gate turn-off thyristor with stop layer |
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