JPS63205957A - 静電誘導サイリスタ - Google Patents
静電誘導サイリスタInfo
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- JPS63205957A JPS63205957A JP62038335A JP3833587A JPS63205957A JP S63205957 A JPS63205957 A JP S63205957A JP 62038335 A JP62038335 A JP 62038335A JP 3833587 A JP3833587 A JP 3833587A JP S63205957 A JPS63205957 A JP S63205957A
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- Japan
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- electrostatic induction
- anode
- induction thyristor
- cathode
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- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Thyristors (AREA)
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】
〔技術分野〕
この発明は静電誘導サイリスタに関する。
第2図は、従来の静電誘導サイリスタの断面をあられし
たものである。
たものである。
静電誘導サイリスタ10は、P゛アノード領域不純物高
濃度P層)11、N−ベース領域(不純物低濃度N層)
12、N゛カソード領域不純物高濃度N層)13、およ
び、P゛ゲート領域不純物高濃度P層)14.14を備
えている。アノード領域11にはアノード電極18が、
カソード領域13にはカソード電極16が、ゲート領域
14にはゲート電極17が、それぞれ設けられている。
濃度P層)11、N−ベース領域(不純物低濃度N層)
12、N゛カソード領域不純物高濃度N層)13、およ
び、P゛ゲート領域不純物高濃度P層)14.14を備
えている。アノード領域11にはアノード電極18が、
カソード領域13にはカソード電極16が、ゲート領域
14にはゲート電極17が、それぞれ設けられている。
静電誘導サイリスタは、静電誘導作用を利用しているた
め、ターンオン時間を容易に1μs以下にすることがで
きる。通常のサイリスタは、電流制御作用を利用してい
るため、ターンオン時間を1μs以下にするのが容易で
ないことを考えると、静電3Fk N’Aサイリスタの
利用価値は大いにある。
め、ターンオン時間を容易に1μs以下にすることがで
きる。通常のサイリスタは、電流制御作用を利用してい
るため、ターンオン時間を1μs以下にするのが容易で
ないことを考えると、静電3Fk N’Aサイリスタの
利用価値は大いにある。
しかし、静電誘導サイリスタでは、ターンオフ時間の方
は比較的長く、例えば1μs以下にすることは困デ1t
である。
は比較的長く、例えば1μs以下にすることは困デ1t
である。
静電誘導サイリスタにおけるターンオフ機構はつぎの通
りである。
りである。
ターンオフに際しては、まずゲート電極17とカソード
電極16の間に逆バイアス電圧が印加される。逆バイア
ス状態となると、ベース領域12内の正孔はデー1−f
lJT域14へ吸い出され、電子はカソード領域13へ
と吸い出される。そのため、ベース領域12内に急速に
空乏層が拡がり、空乏層の端が最終的に第1図に一点鎖
線で示された位置に達する。しかるのぢベース領域12
内における空乏層とアノード領域11の間に挾まれた領
域の残留正孔の消滅にしたがい主電流が減少することと
なるわけであるが、この正孔の消滅時間が長いため、タ
ーンオフ時間を短くすることができないのである。
電極16の間に逆バイアス電圧が印加される。逆バイア
ス状態となると、ベース領域12内の正孔はデー1−f
lJT域14へ吸い出され、電子はカソード領域13へ
と吸い出される。そのため、ベース領域12内に急速に
空乏層が拡がり、空乏層の端が最終的に第1図に一点鎖
線で示された位置に達する。しかるのぢベース領域12
内における空乏層とアノード領域11の間に挾まれた領
域の残留正孔の消滅にしたがい主電流が減少することと
なるわけであるが、この正孔の消滅時間が長いため、タ
ーンオフ時間を短くすることができないのである。
ターンオフ時間を短(するために、ベース領域12全体
にキャリヤの寿命を縮めることができる不純物(ライフ
タイムキラー)を導入する方法がある。この方法では、
ターンオフ時間は短くできるが、順方向電圧降下が増大
したり、高温時の耐圧特性が劣化するという問題がある
。
にキャリヤの寿命を縮めることができる不純物(ライフ
タイムキラー)を導入する方法がある。この方法では、
ターンオフ時間は短くできるが、順方向電圧降下が増大
したり、高温時の耐圧特性が劣化するという問題がある
。
さらに、蛍光灯の点滅制御に用いられる静電誘導サイリ
スタは、通常のスイッチング時のアノード・カソード電
極間電圧が、例えば、500V程度の場合、過渡的には
1500V程度の電圧が加わることを予期しなければな
らない。そのため、この静電誘導サイリスタでは、ベー
ス領域12のn7−hを厚<シなければならない。その
ため、一層ターンオフ時間が長くなり、順方向電圧降下
も増加することとなる。
スタは、通常のスイッチング時のアノード・カソード電
極間電圧が、例えば、500V程度の場合、過渡的には
1500V程度の電圧が加わることを予期しなければな
らない。そのため、この静電誘導サイリスタでは、ベー
ス領域12のn7−hを厚<シなければならない。その
ため、一層ターンオフ時間が長くなり、順方向電圧降下
も増加することとなる。
この発明は、上のような事情に鑑み、順方向電圧降下を
抑えつつ、短いターンオフ時間を有し、しかも、高耐電
圧用としても好適な静電誘mサイリスタを提供すること
を目的とする。
抑えつつ、短いターンオフ時間を有し、しかも、高耐電
圧用としても好適な静電誘mサイリスタを提供すること
を目的とする。
前記目的を達成するため、この発明は、半導体基板一側
にアノード領域を備え、この基板他側にカソード領域と
ゲート領域を備えているとともに、アノード・カソード
領域間に電流通路となるベース領域を備えている静電F
a’R−サイリスタにおいて、前記ベース領域が、通常
の遮断動作時において形成される空乏層が達する位置に
不純物高濃度領域を備えているとともに、この領域と前
記アノード領域の間に不純物低濃度領域を備えているこ
とを特徴とする静電誘導サイリスタを要旨とする以下、
この発明にかかる静電誘導サイリスタを、その一実施例
をあられす図面を参照しながら詳しく説明する。
にアノード領域を備え、この基板他側にカソード領域と
ゲート領域を備えているとともに、アノード・カソード
領域間に電流通路となるベース領域を備えている静電F
a’R−サイリスタにおいて、前記ベース領域が、通常
の遮断動作時において形成される空乏層が達する位置に
不純物高濃度領域を備えているとともに、この領域と前
記アノード領域の間に不純物低濃度領域を備えているこ
とを特徴とする静電誘導サイリスタを要旨とする以下、
この発明にかかる静電誘導サイリスタを、その一実施例
をあられす図面を参照しながら詳しく説明する。
第1図は、この発明にかかる静電gFサイリスタの一実
施例の断面構造をあられず。
施例の断面構造をあられず。
静電誘導サイリスタlは、半導体基板2の裏面(半導体
基板−例)にP°アノード領域(不純物高濃度P層)3
を備え、この基板2の表面(半導体基板他側)にN゛カ
ソード領域不純物高濃度N層)4とP゛ゲート領域不純
物高濃度P層)5.5を備えている。静電誘導サイリス
タ1のベース領域はアノード領域3とカソード領域4の
間に設けられていて、カソード領域4側のN−領域(不
純物低濃度N層)6、中間のN″領域(不純物高濃度N
層)7、および、アノード領域3側のN−領域8からな
る。アノード領域3にはアノード電極3′が、カソード
領域4にはカソード電極4′が、ゲート9貫域5.5に
はゲート電極5′、5′が、それぞれ設けられている。
基板−例)にP°アノード領域(不純物高濃度P層)3
を備え、この基板2の表面(半導体基板他側)にN゛カ
ソード領域不純物高濃度N層)4とP゛ゲート領域不純
物高濃度P層)5.5を備えている。静電誘導サイリス
タ1のベース領域はアノード領域3とカソード領域4の
間に設けられていて、カソード領域4側のN−領域(不
純物低濃度N層)6、中間のN″領域(不純物高濃度N
層)7、および、アノード領域3側のN−領域8からな
る。アノード領域3にはアノード電極3′が、カソード
領域4にはカソード電極4′が、ゲート9貫域5.5に
はゲート電極5′、5′が、それぞれ設けられている。
9は酸化絶縁膜(SiO□膜)である。
N″領域7は、サイリスタ1の通常の遮断動作(常用さ
れるアノード・カソード電極間の電圧を印加し、所定の
逆バイアス電圧をゲート電極・カソード電極間に印加す
る)時において形成される空乏層が達する位置に形成さ
れている。丁度空乏層がN″領域7に達するように、N
”領域6の不純物濃度(比抵抗)と厚みが調整されてい
るのである。また、N9領域7とN−領域8は、予測さ
れる過渡的な高電圧(例えば、蛍光灯の点灯時のラッシ
ュ電圧)に耐える様に厚みと不純物濃度の調整がなされ
ている。
れるアノード・カソード電極間の電圧を印加し、所定の
逆バイアス電圧をゲート電極・カソード電極間に印加す
る)時において形成される空乏層が達する位置に形成さ
れている。丁度空乏層がN″領域7に達するように、N
”領域6の不純物濃度(比抵抗)と厚みが調整されてい
るのである。また、N9領域7とN−領域8は、予測さ
れる過渡的な高電圧(例えば、蛍光灯の点灯時のラッシ
ュ電圧)に耐える様に厚みと不純物濃度の調整がなされ
ている。
そのなめ、逆バイアス電圧印加時に、N−領域6内のキ
ャリヤは、直ちに放出・消滅させられ、第1図に二点鎖
線で示されているように空乏層の縁が、N″領域7に達
しており、領域6内は、はぼ完全に空乏層で占められる
。N″領域7内に残留する正孔はこの領域内で電子と再
結合などして消滅する。そして、N−領域8は、通常の
遮断動作時には空乏層が形成される領域を外れたところ
に設けられているため、この領域8内の残留正孔は、本
来なら自然消滅的に消えてゆくしかないが、この静電誘
導サイリスタ1では、このN−H域8の上にN″領域7
があるため、残留正札のうちの相当数のものは、N″領
域7へ拡散してゆき電子と再結合して消滅する。そのた
め、N”83域8内の正孔の消滅時間が早められる。ま
た、従来の静電誘導サイリスタ10では、第1図にみる
ように、空乏層が形成されない突出領域口があり、この
個所の正孔は消滅し難かったが、静電誘導サイリスタ1
ではこのような突出領域口が殆どなく、消滅し難い正孔
が局所的に残留するようなこともないのである。
ャリヤは、直ちに放出・消滅させられ、第1図に二点鎖
線で示されているように空乏層の縁が、N″領域7に達
しており、領域6内は、はぼ完全に空乏層で占められる
。N″領域7内に残留する正孔はこの領域内で電子と再
結合などして消滅する。そして、N−領域8は、通常の
遮断動作時には空乏層が形成される領域を外れたところ
に設けられているため、この領域8内の残留正孔は、本
来なら自然消滅的に消えてゆくしかないが、この静電誘
導サイリスタ1では、このN−H域8の上にN″領域7
があるため、残留正札のうちの相当数のものは、N″領
域7へ拡散してゆき電子と再結合して消滅する。そのた
め、N”83域8内の正孔の消滅時間が早められる。ま
た、従来の静電誘導サイリスタ10では、第1図にみる
ように、空乏層が形成されない突出領域口があり、この
個所の正孔は消滅し難かったが、静電誘導サイリスタ1
ではこのような突出領域口が殆どなく、消滅し難い正孔
が局所的に残留するようなこともないのである。
このように、静電誘導サイリスタ1では、残留正孔の消
滅時間が早い。それだけでなく耐電圧向上のために設け
たN−領域8の残留正孔の消滅時間も早いから、ターン
オフ時間が長くなるのを抑制しつつ耐電圧の向上をはか
ることができる。また、ターンオフ時間を短縮させる構
成が、キャリヤキラーを導入するといった順方向電圧降
下を招く方法ではなく、比抵抗の小さい不純物高濃度層
をベース領域の一部に形成するというものであるから、
順方向電圧降下の上界も抑えられる。
滅時間が早い。それだけでなく耐電圧向上のために設け
たN−領域8の残留正孔の消滅時間も早いから、ターン
オフ時間が長くなるのを抑制しつつ耐電圧の向上をはか
ることができる。また、ターンオフ時間を短縮させる構
成が、キャリヤキラーを導入するといった順方向電圧降
下を招く方法ではなく、比抵抗の小さい不純物高濃度層
をベース領域の一部に形成するというものであるから、
順方向電圧降下の上界も抑えられる。
次に、静電誘導サイリスタ10ベース領域の形成工程例
の説明を行う。
の説明を行う。
N−型のシリコンウェハ(不純物密度5ジ10I3/c
I11.厚み100μm)の裏面に不純物を拡散(熱拡
散、あるいはイオン注入・熱拡散)し、N゛領域比抵抗
60Ω/口、厚み3μm)7を形成した後、このN+領
域7の上に、N−領域8のための基板と同じ導電型の半
ぷ体層を形成する。
I11.厚み100μm)の裏面に不純物を拡散(熱拡
散、あるいはイオン注入・熱拡散)し、N゛領域比抵抗
60Ω/口、厚み3μm)7を形成した後、このN+領
域7の上に、N−領域8のための基板と同じ導電型の半
ぷ体層を形成する。
ウェハと同じ程度の不純物濃度(5X 10 ”/ad
)の半導体層(厚み60μm)をエピタキシャル成長さ
せるのである。この成長層の不純物濃度や厚みは、主と
して所望する耐電圧の値に応じて決定される。
)の半導体層(厚み60μm)をエピタキシャル成長さ
せるのである。この成長層の不純物濃度や厚みは、主と
して所望する耐電圧の値に応じて決定される。
その後、アノード領域3、カソード領域4、および、ゲ
ート領域5と各電極3′、4′、5′等を通常の方法に
より形成する。
ート領域5と各電極3′、4′、5′等を通常の方法に
より形成する。
この発明は上記の実施例に限らない。第1図に示した静
電誘導サイリスタでは、カソード領域を囲むゲートSM
域が−組みだけある構成であったが、カソード領域とゲ
ート領域の組み合わせが複数組設けられている構成であ
ってもよい。静電誘導サイリスタが、いわゆるノーマリ
イ・オン型、または、ノーマリイ・オフ型のいずれであ
ってもよい。静電誘導サイリスタの構成が、実施例にお
いてN型とP型が逆になったものでもよい。
電誘導サイリスタでは、カソード領域を囲むゲートSM
域が−組みだけある構成であったが、カソード領域とゲ
ート領域の組み合わせが複数組設けられている構成であ
ってもよい。静電誘導サイリスタが、いわゆるノーマリ
イ・オン型、または、ノーマリイ・オフ型のいずれであ
ってもよい。静電誘導サイリスタの構成が、実施例にお
いてN型とP型が逆になったものでもよい。
この発明にかかる静電誘導サイリスタは、半導体基板一
側にアノード領域を備え、この基板他側にカソード領域
とゲート領域を備えているとともに、7ノード・カソー
ド領域間に電流通路となるベース領域を備えている構成
において、ベース領域が、通常の遮断動作時において形
成される空乏層が達する位置に不純物高濃度領域を備え
ているとともに、この領域とアノード領域の間に不純物
低濃度領域を備えている。そのため、静電誘導サイリス
タは、順方向電圧降下の増加が抑制されつつ、短いター
ンオフ時間で、しかも、高耐電圧用としても適したもの
となる。
側にアノード領域を備え、この基板他側にカソード領域
とゲート領域を備えているとともに、7ノード・カソー
ド領域間に電流通路となるベース領域を備えている構成
において、ベース領域が、通常の遮断動作時において形
成される空乏層が達する位置に不純物高濃度領域を備え
ているとともに、この領域とアノード領域の間に不純物
低濃度領域を備えている。そのため、静電誘導サイリス
タは、順方向電圧降下の増加が抑制されつつ、短いター
ンオフ時間で、しかも、高耐電圧用としても適したもの
となる。
第1図は、この発明にかかる静電誘導サイリスタの一実
施例の断面図、第2図は、従来の静電誘芯サイリスタの
断面図である。 、1・・・静電誘導サイリスタ 2・・・半導体基板3
・・・アノード領域 4・・・カソード領域5・・・
ゲート領域 7・・・不純物高濃度N層(不純物高濃
度領域) 8・・・不純物低濃度N層(不純物低濃度
領域)
施例の断面図、第2図は、従来の静電誘芯サイリスタの
断面図である。 、1・・・静電誘導サイリスタ 2・・・半導体基板3
・・・アノード領域 4・・・カソード領域5・・・
ゲート領域 7・・・不純物高濃度N層(不純物高濃
度領域) 8・・・不純物低濃度N層(不純物低濃度
領域)
Claims (1)
- (1)半導体基板一側にアノード領域を備え、この基板
他側にカソード領域とゲート領域を備えているとともに
、アノード・カソード領域間に電流通路となるベース領
域を備えている静電誘導サイリスタにおいて、前記ベー
ス領域が、通常の遮断動作時において形成される空乏層
が達する位置に不純物高濃度領域を備えているとともに
、この領域と前記アノード領域の間に不純物低濃度領域
を備えていることを特徴とする静電誘導サイリスタ
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62038335A JPS63205957A (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | 静電誘導サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62038335A JPS63205957A (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | 静電誘導サイリスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63205957A true JPS63205957A (ja) | 1988-08-25 |
JPH0553306B2 JPH0553306B2 (ja) | 1993-08-09 |
Family
ID=12522410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62038335A Granted JPS63205957A (ja) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | 静電誘導サイリスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63205957A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5025293A (en) * | 1989-01-25 | 1991-06-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Conductivity modulation type MOSFET |
US5182626A (en) * | 1989-09-20 | 1993-01-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Insulated gate bipolar transistor and method of manufacturing the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5615071A (en) * | 1979-07-16 | 1981-02-13 | Mitsubishi Electric Corp | Electrostatic induction type thyristor |
JPS61214470A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-02-21 JP JP62038335A patent/JPS63205957A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5615071A (en) * | 1979-07-16 | 1981-02-13 | Mitsubishi Electric Corp | Electrostatic induction type thyristor |
JPS61214470A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5025293A (en) * | 1989-01-25 | 1991-06-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Conductivity modulation type MOSFET |
US5182626A (en) * | 1989-09-20 | 1993-01-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Insulated gate bipolar transistor and method of manufacturing the same |
US5292672A (en) * | 1989-09-20 | 1994-03-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an insulated gate bipolar transistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0553306B2 (ja) | 1993-08-09 |
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