JPS637472B2 - - Google Patents

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JPS637472B2
JPS637472B2 JP13402680A JP13402680A JPS637472B2 JP S637472 B2 JPS637472 B2 JP S637472B2 JP 13402680 A JP13402680 A JP 13402680A JP 13402680 A JP13402680 A JP 13402680A JP S637472 B2 JPS637472 B2 JP S637472B2
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JP
Japan
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thin film
semiconductor layer
film semiconductor
film
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Application number
JP13402680A
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English (en)
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JPS5759380A (en
Inventor
Kyoshi Sone
Koji Mori
Masakuni Itagaki
Koichi Sakurai
Hideo Segawa
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP13402680A priority Critical patent/JPS5759380A/ja
Publication of JPS5759380A publication Critical patent/JPS5759380A/ja
Publication of JPS637472B2 publication Critical patent/JPS637472B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/7317Bipolar thin film transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0817Thyristors only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • Thyristors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄膜型サイリスタに関する。
従来、逆阻子三端子サイリスタは、n型シリコ
ン結晶体にGaなどのp型不純物を熱拡散させpnp
接合とし、さらに合金法や、拡散法によりp型の
一部をn型に変換させてpnpnの4層構造とし、
p極端に入力端子を、n型端に出力端子を、中間
のp型層にゲート端子を設けることにより構成さ
れている。しかし、前記サイリスタは、その製造
に際して、微細な加工技術が必要とされるため、
製造工程の影響を受けやすく、このため素子特性
にバラツキが生じ、製品の歩留りが低くなり、製
造コストが高くなるという欠点がある。更に、前
記サイリスタを回路基板に組み込む場合には、回
路基板へのアライメントや、コレクタリードへの
ダイボンデイング等種々の工程を経た後、ワイヤ
ーボンデイング法あるいはテープキヤリア法等の
組み立て技術により、接続しなければならないの
で、工程が複雑であり、作業性が悪いという欠点
をもつている。
本発明はこれらの欠点を解決しようとするもの
であり、製造が容易でしかも任意の形状に作成が
可能であり、しかも安定で信頼性が高く、かつ回
路基板への組み込み工程が不必要な薄膜型サイリ
スタを提供することを目的としている。
本発明による薄膜型サイリスタは、同一の絶縁
性基板上に、p−n−p型薄膜半導体層およびn
−p−n型薄膜半導体層を積層して設け、前記p
−n−p型薄膜半導体層のp型部分とn−p−n
型薄膜半導体層のp型部分との間に、さらにp−
n−p型薄膜半導体層のn型部分とn−p−n型
薄膜半導体層のn型部分との間に接続部を形成
し、p−n−p型薄膜半導体層の接続に供されて
いないp型部分に入力端子を、そして、n−p−
n型薄膜半導体層の接続に供されていないn型部
分に出力端子を設け、前記接続部のいずれか一方
にゲート端子を設けてなつている。
以下本発明の一実施例を、図面を参照しつつよ
り詳しく説明する。
第1図は、本発明の薄膜型サイリスタの回路図
であり、第2図aは、該薄膜型サイリスタの構成
を表わす平面図、同bは側面断面図、同cは、a
に対応する回路図である。
第1図に示す様に、本発明の薄膜型サイリスタ
は、p−n−p型トランジスタ構造を有する薄膜
半導体層1と、n−p−n型トランジスタ構造を
有する薄膜半導体層2を、同一の絶縁基板上に積
層し、サイリスタと等価な回路を構成してなる。
第2図に示すように、絶縁性基板3上に、例え
ば金などの金属電極4,5をそれぞれ入力端子
6、出力端子7のリード電極として埋め込むか、
あるいは蒸着して設ける。次に金属電極4の一端
部上にCdTeおよびCdTeを含むp型半導体膜8
を、スパッタ法あるいは真空蒸着法などにより、
膜厚0.1〜5μmで、好ましくは1〜3μmで積層す
る。ここでCdTeを含むp型半導体膜とは、
CdTe中にリチウム、アンチモン、リン、金、
銀、銅、鉛などを不純物として含むCdTe膜をい
う。同様に金属電極5の一端部上に、CdSおよび
CdSを含むn型半導体膜9を、スパツタ法あるい
は真空蒸着法などにより、膜厚0.5〜10μmで、好
ましくは1〜5μmで積層する。ここでCdSを含む
n型半導体膜とは、CdS中に塩素、臭素、ヨウ素
などの族元素、またはアルミニウム、ガリウ
ム、インジウムなどの族元素を不純物として含
むCdS膜をいう。なお、金属電極4の、半導体膜
が積層されていない他端に、入力端子6を設け、
そして金属電極5の、半導体膜が積層されていな
い他端に、出力端子7を設ける。
次いで、前記CdTeおよびCdTeを含むp型半
導体膜8と、CdSおよびCdSを含むn型半導体膜
9の間の基板3上に、二酸化珪素(SiO2)など
の絶縁膜10aを、また前記半導体膜8の他端と
前記端子6との間の基板3上に、SiO2などの絶
縁膜10bを、さらに前記半導体膜9の他端と前
記端子7との間の基板3上に、SiO2などの絶縁
膜10cを、それぞれスパツタ法あるいは真空蒸
着法などにより積層する。
次いで、前記半導体膜8,9間のSiO2絶縁膜
10a上の一部に、スパツタ法あるいは真空蒸着
法などにより、例えば金などの金属電極11を積
層する。この際、同時に前記電極11のほぼ中央
部から枝状の金属電極13を基板3上に、スパツ
タ法あるいは真空蒸着法などにより積層し、その
端部にゲート端子12を設ける。
次いで、前記CdTeおよびCdTeを含むp型半
導体膜8上に、CdSおよびCdSを含むn型半導体
膜14を、前記金属電極11の一部を含めて、ス
パツタ法あるいは真空蒸着法などにより、膜厚
0.5〜10μmで、好ましくは1〜5μmで積層させ
る。同様に前記CdSおよびCdSを含むn型半導体
膜9上に、CdTeおよびCdTeを含むp型半導体
膜15を、スパッタ法あるいは真空蒸着法などに
より、膜厚0.1〜5μmで、好ましくは1〜3μmで
積層させる。この際、前記半導体膜15とp−n
−p型薄膜半導体層1のp型部分とを接続するた
めに、前記半導体膜15の一部を突出させて接続
部を設ける。
次いで、前記CdSおよびCdSを含むn型半導体
膜14上に、CdTeおよびCdTeを含むp型半導
体膜16を、スパツタ法あるいは真空蒸着法など
により、膜厚0.1〜5μmで、好ましくは1〜3μm
で積層する。この際、前記半導体膜16とn−p
−n型半導体層2のp型部分とを接続するため
に、前記半導体膜16の一部を突出させて接続部
を設ける。同様に、前記CdTeおよびCdTeを含
むp型半導体膜15上に、CdSおよびCdSを含む
n型半導体膜17を、スパツタ法あるいは真空蒸
着法などにより、膜厚0.5〜10μmで、好ましくは
1〜5μmで積層する。この際前記金属電極11
と前記半導体膜17とが接するように、前記半導
体膜17の一部を突出させる。こうして金属電極
11を介して前記CdSおよびCdSを含むn型半導
体膜17と、前記CdSおよびCdSを含むn型半導
体膜14とを接続する。
次いで、CdTeおよびCdTeを含むp型半導体
膜16の突出部と、CdTeおよびCdTeを含むp
型半導体膜15の突出部を、スパツタ法あるいは
真空蒸着法などにより積層した、例えば金などの
金属電極18で接続する。こうしてp−n−p型
薄膜半導体層1のp型部と、n−p−n型薄膜半
導体層2のp型部とを、そしてp−n−p型薄膜
半導体層1のn型部と、n−p−n型薄膜半導体
層2のn型部とを接続した形のp−n−p型薄膜
半導体層1と、n−p−n型薄膜半導体層2とか
ら成る薄膜サイリスタを構成する。なお、薄膜半
導体層を構成する膜成分は、CdTeおよびCdTe
を含むp型半導体膜およびCdSおよびCdSを含む
n型半導体膜に限定されるものでなく、蒸着可能
なp型およびn型の半導体物質を、広く用いるこ
とが出来る。
また、入力端子6、出力端子7およびゲート端
子12が設けられる部分は、p−n−p型薄膜半
導体層1と、n−p−n型薄膜半導体層2とがサ
イリスタ構造をしている限り、どの部分に設けて
もよい。第3図、第4図は、本発明のサイリスタ
の他の構成を表わす例である。
第3図は、入力端子6を、p−n−p型薄膜半
導体層1の下層のp型部に、出力端子7を、n−
p−n型薄膜半導体層2の上層のn型部に、ゲー
ト端子12を、p−n−p型薄膜半導体層1の中
層のn型部と、n−p−n型薄膜半導体層2の下
層のn型部との接続部分に設けた例であり、第4
図は、入力端子6をp−n−p型薄膜半導体層1
の上層のp型部に、出力端子7をn−p−n型薄
膜半導体層2の上層のn型部に、ゲート端子12
をp−n−p型薄膜半導体層1の中層のn型部
と、n−p−n型薄膜半導体層2の下層のn型部
との接続部分に設けた例である。
また、前述の場合ゲート端子は、いずれもp−
n−p型薄膜半導体層1と、n−p−n型薄膜半
導体層2のn型−n型接続部11に設けられてい
るが、p型−p型接続部18に設けられていても
よい。ただし前者では入力端子6−ゲート端子1
2間に負パルスをかけて、サイリスタをターンオ
フさせるのに対し、後者では出力端子7−ゲート
端子12間に正のパルスをかけて、サイリスタを
ターンオンさせる。
次に、本発明の薄膜型サイリスタの作動機構を
説明する。入力端子6を高電位側に、出力端子7
を低電位側に接続して、ゲート端子12と入力端
子6の間に負パルスを加えると、薄膜半導体層1
のCdTe−CdSからなるp−n型ヘテロ接合部に、
瞬間に電流が流れる。この結果、薄膜半導体層の
CdS−CdTeからなるn−p型ヘテロ接合部およ
び薄膜半導体層2のCdTe−CdSからなるp−n
型ヘテロ接合部も導通する。これに伴ない薄膜半
導体層2のCdS−CdTeからなるn−p型ヘテロ
接合部を導通し、ゲート端子12部は、出力端子
7部と、ほぼ等しい電位に下げられる。こうして
薄膜半導体層1と、薄膜半導体層2とは全て導通
し、入力端子6−出力端子7間は、電流が継続し
て流れる。この際、あらかじめ薄膜半導体層1と
薄膜半導体層2の、p型−p型の接続部18と、
出力端子7の間に、薄膜コンデンサ19を設置し
ておくと、初期段階で大電流が流れるため、該サ
イリスタの感応速度が早くなり好ましい。
また、ゲート端子12を、薄膜半導体層1と、
薄膜半導体層2の、p型−p型の接続部18に設
け、出力端子7との間に正パルスを加えて、該サ
イリスタをターンオンさせてもよい。
本発明の薄膜サイリスタは、積層工程により製
造されるので、製造が容易でしかも任意の形状に
作成が可能であり、しかも安定で信頼性が高い。
また各構成膜を、回路基板に直接積層して設けて
いるので、組み込み工程が不必要であり、作業性
にすぐれるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の薄膜型サイリスタの一実施
例の回路図、第2図aは、該サイリスタの平面
図、第2図bは同側面断面図、第2図cは同aに
対応する回路図である。第3図aおよび第4図a
はそれぞれ該サイリスタの他の構成を表わす平面
図、第3図bおよび第4図bはそれぞれ同側面断
面図。第3図cおよび第4図cはそれぞれ同aに
対応する回路図である。 1……p−n−p型薄膜半導体層、2……n−
p−n型薄膜半導体層、3……絶縁基板、4,
5,11,13,18……金属電極、6……入力
端子、7……出力端子、8……p型半導体膜、9
……n型半導体膜、10a,10b,10c……
絶縁膜、12……ゲート端子、14……n型半導
体膜、15……p型半導体膜、16……p型半導
体膜、17……n型半導体膜、19……薄膜コン
デンサー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 同一の絶縁性基板上に、p−n−p型薄膜半
    導体層およびn−p−n型薄膜半導体層を積層し
    て設け、前記p−n−p型薄膜半導体層のp型部
    分と、n−p−n型薄膜半導体層のp型部分との
    間に、さらにp−n−p型薄膜半導体層のn型部
    分と、n−p−n型薄膜半導体層のn型部分との
    間に接続部を形成し、p−n−p型薄膜半導体層
    の接続に供されていないp型部分に入力端子を、
    そしてn−p−n型薄膜半導体層の接続に供され
    ていないn型部分に出力端子を設け、前記接続部
    のいずれか一方にゲート端子を設けてなる薄膜型
    サイリスタ。
JP13402680A 1980-09-26 1980-09-26 Thin film type thyristor Granted JPS5759380A (en)

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JPS5759380A JPS5759380A (en) 1982-04-09
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JPS616864A (ja) * 1984-06-21 1986-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜光サイリスタ
JP3276930B2 (ja) * 1998-11-17 2002-04-22 科学技術振興事業団 トランジスタ及び半導体装置

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