JPS6298772A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6298772A JPS6298772A JP23900285A JP23900285A JPS6298772A JP S6298772 A JPS6298772 A JP S6298772A JP 23900285 A JP23900285 A JP 23900285A JP 23900285 A JP23900285 A JP 23900285A JP S6298772 A JPS6298772 A JP S6298772A
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 15
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
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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
- H01L29/66—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
- H01L29/7404—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action structurally associated with at least one other device
- H01L29/7408—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action structurally associated with at least one other device the device being a capacitor or a resistor
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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】
［発明の技術分野］
本発明は、ＰＮＰＮ構造を有する半導体装置に関するも
ので、特にサイリスタあるいはトライアックなどのスイ
ッチング素子に使用されるものである。
ので、特にサイリスタあるいはトライアックなどのスイ
ッチング素子に使用されるものである。
［発明の技術的背景］
一般に、ＰＮＰ、Ｎ構造を有する半導体装置、特にサイ
リスクあるいはトライアックなどのスイッチング素子は
、第３図に示すように、ゲート電極Ｇとカソード電極に
との間に抵抗ＲＧＫを接続し、このゲート抵抗ＲＯＫに
よりゲート感度（最小トリガ電流）を決定している。ゲ
ート抵抗ＲＧＫとゲート感度とは、第４図に示すように
負の相関があり、ゲート抵抗ＲＧＫの抵抗値が大きけれ
ば大きいほどゲート感度は高くなり、オンさせるために
必要な最小トリガ電流ＪＯＴは小さくなるという利点を
有する。しかし、その反面、第５図に示すように、ゲー
ト抵抗ＲＧＫの抵抗値が大きくなればなるほど急峻な立
上り電圧により誤点弧してしまう特性（以下、ｄ ｖ
／ ｄ を特性と略記する）が悪くなる。すなわち、ｄ
ｖ／ｄｔ耐量か小さくなるという欠点を有している。し
たがって、素子の設計時において、このゲート抵抗ＲＧ
Ｋの最適化が重要になる。このゲート抵抗ＲＧＫは、一
般に素子本体に内蔵されており、拡散領域で形成する拡
散抵抗か、あるいはポリシリコン、金属など１三よる配
線抵抗かのどちらかで形成されている。
リスクあるいはトライアックなどのスイッチング素子は
、第３図に示すように、ゲート電極Ｇとカソード電極に
との間に抵抗ＲＧＫを接続し、このゲート抵抗ＲＯＫに
よりゲート感度（最小トリガ電流）を決定している。ゲ
ート抵抗ＲＧＫとゲート感度とは、第４図に示すように
負の相関があり、ゲート抵抗ＲＧＫの抵抗値が大きけれ
ば大きいほどゲート感度は高くなり、オンさせるために
必要な最小トリガ電流ＪＯＴは小さくなるという利点を
有する。しかし、その反面、第５図に示すように、ゲー
ト抵抗ＲＧＫの抵抗値が大きくなればなるほど急峻な立
上り電圧により誤点弧してしまう特性（以下、ｄ ｖ
／ ｄ を特性と略記する）が悪くなる。すなわち、ｄ
ｖ／ｄｔ耐量か小さくなるという欠点を有している。し
たがって、素子の設計時において、このゲート抵抗ＲＧ
Ｋの最適化が重要になる。このゲート抵抗ＲＧＫは、一
般に素子本体に内蔵されており、拡散領域で形成する拡
散抵抗か、あるいはポリシリコン、金属など１三よる配
線抵抗かのどちらかで形成されている。
［背景技術の問題点コ
上記拡散抵抗および配線抵抗は、第２図に示すように正
負いずれかの温度係数を有している。したかって、動作
温度により抵抗値が変化する。たとえば、正の温度係数
をもつ抵抗でゲート抵抗ＲＧＫを形成した場合、動作温
度が高くなると抵抗値は大きくなる。すると、ゲート感
度は高くなるが、ｄ ｖ ／ ｄ を耐量は小さくなり
、誤動作し易くなる。また、逆に動作温度が低くなると
抵抗値は小さくなる。すると、ｄｖ／ｄｔ耐量は大きく
なるが、ゲート感度は低くなり、動作温度変化前に設定
したゲート入力電流１．ではスイッチング素子はオンで
きなくなるという欠点を有する。負の温度係数をもつ抵
抗を用いた場合は、温度による抵抗値の変化は逆になる
だけで特性的には同様である。
負いずれかの温度係数を有している。したかって、動作
温度により抵抗値が変化する。たとえば、正の温度係数
をもつ抵抗でゲート抵抗ＲＧＫを形成した場合、動作温
度が高くなると抵抗値は大きくなる。すると、ゲート感
度は高くなるが、ｄ ｖ ／ ｄ を耐量は小さくなり
、誤動作し易くなる。また、逆に動作温度が低くなると
抵抗値は小さくなる。すると、ｄｖ／ｄｔ耐量は大きく
なるが、ゲート感度は低くなり、動作温度変化前に設定
したゲート入力電流１．ではスイッチング素子はオンで
きなくなるという欠点を有する。負の温度係数をもつ抵
抗を用いた場合は、温度による抵抗値の変化は逆になる
だけで特性的には同様である。
［発明の目的コ
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、広い動作温度の範囲で常に安定した特性
が得られる半導体装置を提供することにある。
するところは、広い動作温度の範囲で常に安定した特性
が得られる半導体装置を提供することにある。
［発明の概要］
本発明は上記目的を達成するために、ゲート抵抗を負の
温度係数を有する抵抗と正の温度係数をａする抵抗との
直列接続により形成することで、温度による抵抗値の変
化を無くし、広い動作温度の範囲で常に安定した特性を
得るようにしたものである。
温度係数を有する抵抗と正の温度係数をａする抵抗との
直列接続により形成することで、温度による抵抗値の変
化を無くし、広い動作温度の範囲で常に安定した特性を
得るようにしたものである。
［発明の実施例］
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る半導体装置の一例としてラテラル
形ＰＮＰＮ構造のサイリスクを示すものである。まず、
Ｎ形の半導体基板１の表面に第１゜第２半導体領域２，
３が、ＢＳＧ （ボロン・シリケートガラス）などの拡
散源からの拡散か、あるいはＢ（ボロン）などのイオン
注入により表面濃度１ｘ１０”’ 〜１ｘｌＯ” Ｅ
ｌ／ａ３］程度で形成される。次に、第３半導体領域
４が、半導体基板１の表面に第２半導体領域３からある
一定距離、第１．第２半導体領域２，３と同様な方法に
より表面濃度 ｌＸ１０’６〜ｌＸ１０１７［１／α３
］程度で形成される。次に、第４半導体領域５が、第２
半導体領域３内の表面にＰＳＧ（リン・シリケートガラ
ス）などの拡散源からの拡散か、あるいはＰ（リン）、
Ａｓ （ヒ素）などのイオン注入により表面濃度ｌＸ１
０２０〜１×１０２＋［１／ＣＴ１１３］程度で形成さ
れる。次に、半導体基板１の表面に絶縁膜６が形成され
、この絶縁膜６上にＢ、Ｐ、Ａｓなどの不純物がイオン
注入により注入されたポリシリコン層７が形成される。
形ＰＮＰＮ構造のサイリスクを示すものである。まず、
Ｎ形の半導体基板１の表面に第１゜第２半導体領域２，
３が、ＢＳＧ （ボロン・シリケートガラス）などの拡
散源からの拡散か、あるいはＢ（ボロン）などのイオン
注入により表面濃度１ｘ１０”’ 〜１ｘｌＯ” Ｅ
ｌ／ａ３］程度で形成される。次に、第３半導体領域
４が、半導体基板１の表面に第２半導体領域３からある
一定距離、第１．第２半導体領域２，３と同様な方法に
より表面濃度 ｌＸ１０’６〜ｌＸ１０１７［１／α３
］程度で形成される。次に、第４半導体領域５が、第２
半導体領域３内の表面にＰＳＧ（リン・シリケートガラ
ス）などの拡散源からの拡散か、あるいはＰ（リン）、
Ａｓ （ヒ素）などのイオン注入により表面濃度ｌＸ１
０２０〜１×１０２＋［１／ＣＴ１１３］程度で形成さ
れる。次に、半導体基板１の表面に絶縁膜６が形成され
、この絶縁膜６上にＢ、Ｐ、Ａｓなどの不純物がイオン
注入により注入されたポリシリコン層７が形成される。
そして、第１．第２．第３．第４半導体領域２，３，４
．５を外部に臨ませるため、絶縁膜６にコンタクト１３
，９，１０．１１が開けられ、このコンタクト８，９，
１０．１１上に第１．第２、第３．第４電極１２，１３
．１４．１５が形成される。ここで、第３．第４半導体
領域４，５を外部に臨ませるための第３．第４電極１４
゜１５はそれぞれポリシリコン層７の両端に接している
。以上のようにして、ラテラル形Ｐ Ｎ Ｐ Ｎ ｔ（
■造のサイリスタが形成される。
．５を外部に臨ませるため、絶縁膜６にコンタクト１３
，９，１０．１１が開けられ、このコンタクト８，９，
１０．１１上に第１．第２、第３．第４電極１２，１３
．１４．１５が形成される。ここで、第３．第４半導体
領域４，５を外部に臨ませるための第３．第４電極１４
゜１５はそれぞれポリシリコン層７の両端に接している
。以上のようにして、ラテラル形Ｐ Ｎ Ｐ Ｎ ｔ（
■造のサイリスタが形成される。
このように構成された半導体装置において、第３半導体
領域４は拡散抵抗ＲＧＫ＋となり、ポリシリコン層７は
配線抵抗ＲＧＫ２となる。この拡散抵抗ＲＧ Ｋ １と
配線抵抗ＲＧＫ２とは第３電極１４によって直列に接続
される。したがって、第２電極１３ （ゲート）と第４
電極（カソード）との間の抵抗ＲＧＫは拡散抵抗ＲＧ
Ｋ １と配線抵抗ＲＧＫ２との和であり、 ＲＱＫ−Ｒ
ＣｉＫ＋＋ＲＧＫ２となる。ここで、第２図に示すよう
に、第３半導体領域４による拡散抵抗ＲＧＫ＋は正の温
度係数を有する抵抗であり、動作温度（Ｔａ）が高くな
ると抵抗値が大きくなる。ポリシリコン層７による配線
抵抗ＲＧＫ２は負の温度係数を有する抵抗であり、動作
温度が高くなると抵抗値が小さくなる。たとえば、拡散
抵抗でゲート抵抗ＲＧＫを形成した場合、動作温度が高
くなると抵抗値は大きくなる。すると、ゲート感度は高
くなるが、ｄ ｖ ／ ｄ を耐量は小さくなり、誤動
作し易くなる。また、逆に動作温度が低くなると抵抗値
は小さくなる。すると、ｄ ｖ ／ ｄ を耐量は大き
くなるか、ゲート感度は低くなり、動作温度変化前に設
定したゲート入力電流１．ではサイリスク、トライアッ
クなどのスイッチング素子はオンできなくなる。一方、
配線抵抗でゲート抵抗ＲＧＫを形成した場合、負の温度
係数を有するため、温度による抵抗値の変化は拡散抵抗
の場合と逆になるたけて特性的には同じである。本発明
では、上述したようにゲート抵抗ＲＧＫが正の温度係数
を有する拡散抵抗ＲＧＫ＋と負の温度係数を存する配線
抵抗ＲＧＫ２との直列接続になっている。したかって、
正負それぞれの温度係数を適当な値に設定することによ
り、動作温度が変化してもゲート抵抗ＲＧＫの抵抗値は
変化しない。動作温度が変化してもゲート抵抗ＲＧＫの
抵抗値は変化しないため、動作温度の変化によるゲート
感度（最小トリガ電流）およびｄ ｖ ／ ｄ を耐量
の変化がなく、広い動作温度範囲で常に安定した特性の
半導体装置が実現できる。
領域４は拡散抵抗ＲＧＫ＋となり、ポリシリコン層７は
配線抵抗ＲＧＫ２となる。この拡散抵抗ＲＧ Ｋ １と
配線抵抗ＲＧＫ２とは第３電極１４によって直列に接続
される。したがって、第２電極１３ （ゲート）と第４
電極（カソード）との間の抵抗ＲＧＫは拡散抵抗ＲＧ
Ｋ １と配線抵抗ＲＧＫ２との和であり、 ＲＱＫ−Ｒ
ＣｉＫ＋＋ＲＧＫ２となる。ここで、第２図に示すよう
に、第３半導体領域４による拡散抵抗ＲＧＫ＋は正の温
度係数を有する抵抗であり、動作温度（Ｔａ）が高くな
ると抵抗値が大きくなる。ポリシリコン層７による配線
抵抗ＲＧＫ２は負の温度係数を有する抵抗であり、動作
温度が高くなると抵抗値が小さくなる。たとえば、拡散
抵抗でゲート抵抗ＲＧＫを形成した場合、動作温度が高
くなると抵抗値は大きくなる。すると、ゲート感度は高
くなるが、ｄ ｖ ／ ｄ を耐量は小さくなり、誤動
作し易くなる。また、逆に動作温度が低くなると抵抗値
は小さくなる。すると、ｄ ｖ ／ ｄ を耐量は大き
くなるか、ゲート感度は低くなり、動作温度変化前に設
定したゲート入力電流１．ではサイリスク、トライアッ
クなどのスイッチング素子はオンできなくなる。一方、
配線抵抗でゲート抵抗ＲＧＫを形成した場合、負の温度
係数を有するため、温度による抵抗値の変化は拡散抵抗
の場合と逆になるたけて特性的には同じである。本発明
では、上述したようにゲート抵抗ＲＧＫが正の温度係数
を有する拡散抵抗ＲＧＫ＋と負の温度係数を存する配線
抵抗ＲＧＫ２との直列接続になっている。したかって、
正負それぞれの温度係数を適当な値に設定することによ
り、動作温度が変化してもゲート抵抗ＲＧＫの抵抗値は
変化しない。動作温度が変化してもゲート抵抗ＲＧＫの
抵抗値は変化しないため、動作温度の変化によるゲート
感度（最小トリガ電流）およびｄ ｖ ／ ｄ を耐量
の変化がなく、広い動作温度範囲で常に安定した特性の
半導体装置が実現できる。
［発明の効果コ
以上詳述したように本発明によれば、広い動作温度の範
囲で常に安定した特性が得られる半導体装置を提供でき
る。
囲で常に安定した特性が得られる半導体装置を提供でき
る。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は拡散
抵抗および配線抵抗と動作温度との関係を示す特性図、
第３図は従来のＰＮＰＮ構造を有する半導体装置のモデ
ル図、第４図はゲート抵抗と最小トリガ電流との関係を
示す特性図、第５図はゲート抵抗とｄｖ／ｄｔ耐量との
関係を示す特性図である。 １・・・半導体基板、２，３，４．５・・・半導体領域
、６・・・絶縁膜、７・−・ポリシリコン層、８，９，
１０゜１１・・・コンタクト、１２，１３，１４．１５
・・・電極、ＲＧＫ・・・ゲート抵抗、ＲＧＫ＋・・・
拡散抵抗、ＲＧＫ２ ・・配線抵抗。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 Ｔａ（”Ｃ） 第２図 第３ ＲＧＫ （Ｋ羽 第４図 ＲＧＫｚユ〕 第５図
抵抗および配線抵抗と動作温度との関係を示す特性図、
第３図は従来のＰＮＰＮ構造を有する半導体装置のモデ
ル図、第４図はゲート抵抗と最小トリガ電流との関係を
示す特性図、第５図はゲート抵抗とｄｖ／ｄｔ耐量との
関係を示す特性図である。 １・・・半導体基板、２，３，４．５・・・半導体領域
、６・・・絶縁膜、７・−・ポリシリコン層、８，９，
１０゜１１・・・コンタクト、１２，１３，１４．１５
・・・電極、ＲＧＫ・・・ゲート抵抗、ＲＧＫ＋・・・
拡散抵抗、ＲＧＫ２ ・・配線抵抗。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 Ｔａ（”Ｃ） 第２図 第３ ＲＧＫ （Ｋ羽 第４図 ＲＧＫｚユ〕 第５図
Claims (4)
- （１）ＰＮＰＮ構造を有する半導体装置において、ゲー
ト・カソード間に接続されるゲート抵抗が負の温度係数
を有する抵抗と正の温度係数を有する抵抗との直列接続
により形成されることを特徴とする半導体装置。 - （２）前記負の温度係数を有する抵抗を金属で形成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
置。 - （３）前記負の温度係数を有する抵抗をポリシリコンで
形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
半導体装置。 - （４）前記正の温度係数を有する抵抗を半導体領域の拡
散による拡散抵抗で形成したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23900285A JPS6298772A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23900285A JPS6298772A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298772A true JPS6298772A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17038433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23900285A Pending JPS6298772A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298772A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012526381A (ja) * | 2009-05-08 | 2012-10-25 | クリー インコーポレイテッド | 非負の温度係数及び関連した制御回路を有するワイド・バンドギャップ・バイポーラ・ターンオフ・サイリスタ |
| US9014654B2 (en) | 2011-12-09 | 2015-04-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor apparatus |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23900285A patent/JPS6298772A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012526381A (ja) * | 2009-05-08 | 2012-10-25 | クリー インコーポレイテッド | 非負の温度係数及び関連した制御回路を有するワイド・バンドギャップ・バイポーラ・ターンオフ・サイリスタ |
| US9014654B2 (en) | 2011-12-09 | 2015-04-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor apparatus |
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