JPS6248073A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPS6248073A JPS6248073A JP19073585A JP19073585A JPS6248073A JP S6248073 A JPS6248073 A JP S6248073A JP 19073585 A JP19073585 A JP 19073585A JP 19073585 A JP19073585 A JP 19073585A JP S6248073 A JPS6248073 A JP S6248073A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[a楽土の利用分野]
この発明は半導体装置に関し、特に大電力高速高周波ス
イッチング素子をモノリシックで実現した半導体装置に
関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of Rakudo] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a semiconductor device in which a high-power, high-speed, high-frequency switching element is monolithically realized.
[従来の技術]
従来から低オン抵抗の大電力高速高周波スイッチング素
子としていくつかのものが用いられており、たとえば第
3図に示すようなものがあった。[Prior Art] Several types of high-power, high-speed, high-frequency switching elements with low on-resistance have been used in the past, such as one shown in FIG. 3, for example.
第3図は、従来の七ノリシックに構成された伝導度変調
金后酸化摸半導体電界効果トランジスタ(以下CAT素
子と称す)の構造を示す断面図である。初めにこのCA
T素子の構成について説明する。図にJ5いて、CA
T素子の構成は、従来の二■拡改で作られる金属国化膜
半導体電界効果トランジスタ(以下MO8FETと記す
)のn+形トドレイン基板p+形ドレイン/コレクタ層
で置き換えたものである。さらに詳細に説明すると、p
+形トドレイン/コレクタ11フ一方表面に、たとえば
n形エピタキシャル層からなるトレインドリフト111
6が形成されている。ドレインドリフト116表面に複
数個のp形ベース領域5が互いに間隔を隔てて形成され
ており、p形ベース領域5内のその表面に2個のn+形
ソース/エミッタ領域4が互いに間隔を隔てて形成され
ている。p形ベース領域5間のドレインドリフトFIJ
6表面、p形ベース領域5の周辺部の表面、および0+
形ソ一ス/エミツタ領域4表面の一部に、たとえば二酸
化シリコンからなる酸化膜3が形成されている。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional conductivity modulated gold oxide semiconductor field effect transistor (hereinafter referred to as a CAT device) having a seven-dimensional structure. First this CA
The configuration of the T element will be explained. J5 in the diagram, CA
The structure of the T element is such that the n+ type drain substrate and the p+ type drain/collector layer of a metallurgical film semiconductor field effect transistor (hereinafter referred to as MO8FET) manufactured by conventional 2-1 expansion and modification are replaced. To explain in more detail, p
A train drift 111 made of, for example, an n-type epitaxial layer is formed on one surface of the +-type drain/collector 11.
6 is formed. A plurality of p-type base regions 5 are formed spaced apart from each other on the surface of the drain drift 116, and two n+ type source/emitter regions 4 are formed spaced apart from each other on the surface within the p-type base region 5. It is formed. Drain drift FIJ between p-type base regions 5
6 surface, the peripheral surface of p-type base region 5, and 0+
An oxide film 3 made of silicon dioxide, for example, is formed on a part of the surface of the shaped source/emitter region 4.
酸化g13の内部に金属からなるゲート電極2が形成さ
れており、このゲート電極はn′形ソース/エミッタ領
域4上まで延びている。また、p形ベース領域5の中央
部表面、n+形ソース/エミッタ領域4表面の他の一部
、および酸化膜3表面にソース/エミッタ電極1が形成
されている。ここで、01形ソース/エミツタ領域4と
p形ベース領域5とドレインドリフト層6とはMOSF
ETに寄生するnpn トランジスタを構成し、p形ベ
ース領戚5とドレインドリフト116とp+形ドレイン
/コレクタli7とはMOSFETに寄生するpnpト
ランジスタを構成している。p+形トドレインコレクタ
層7他方表面にドレイン/コレクタ電極8が形成され′
ている。また、Gはゲート電極2下、S /’ Eはソ
ース/エミッタ電極端子、およびD/Cはトレイン/コ
レクタ電橋端子である。A metal gate electrode 2 is formed inside the oxide g13, and this gate electrode extends over the n' type source/emitter region 4. Further, a source/emitter electrode 1 is formed on the central surface of the p-type base region 5, another part of the surface of the n+ type source/emitter region 4, and the surface of the oxide film 3. Here, the 01 type source/emitter region 4, the p type base region 5, and the drain drift layer 6 are MOSFETs.
The p-type base region 5, the drain drift 116, and the p+ type drain/collector li7 constitute a pnp transistor parasitic to the MOSFET. A drain/collector electrode 8 is formed on the other surface of the p+ type drain collector layer 7.
ing. Furthermore, G is below the gate electrode 2, S/'E is a source/emitter electrode terminal, and D/C is a train/collector bridge terminal.
第4図は、第3図のCAT素子の等価回路を示す図であ
る。このCA T m子の等価回路は、理想的な電流の
流れから右えはMOS F E Tとp1nダイオード
D2とを直列に接続したものになるべきであるが、実際
は〜IO8F E Tと、これに寄生するnpn トラ
ンジスタとpnp トランジスタとから構成されるサイ
リスタとを組合わせたものになる。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the CAT element of FIG. 3. Considering the ideal current flow, the equivalent circuit of this CA Tm should be a series connection of a MOS FET and a p1n diode D2, but in reality it is ~IO8FET and this. It is a combination of an npn transistor parasitic to the thyristor and a thyristor made up of a pnp transistor.
次にこのCAT素子の動作についテ説明する。Next, the operation of this CAT element will be explained.
ゲート電極端子Gとソース/1ミツタ電極端子S/Eと
を短絡してドレイン7・′コレクタ電極端子D/Cとソ
ース/エミッタ電極端子S /′E間に逆バイアス電圧
を印加すると、pinダイオードD2が逆バイアスにな
り逆バイアス阻止特性が現われる。When the gate electrode terminal G and the source/1 mitter electrode terminal S/E are short-circuited and a reverse bias voltage is applied between the drain 7' collector electrode terminal D/C and the source/emitter electrode terminal S/'E, the pin diode D2 becomes reverse biased and reverse bias blocking characteristics appear.
また、ドレイン/コレクタ霞極端子D/Cとソース/′
エミッタ電極端子S/E間に順バイアス電圧を印加する
と、ダイオードD、が逆バイアスになり順バイアス阻止
特性が現われる。この状態で、ゲート電極端子Gとソー
ス/エミッタ電極端子SZE間にMOS F E Tの
しきい値電圧以上の電圧を印加すると、p形ベースl1
15にチャンネルが形成されてMOS F E Tが動
作する状態になると同時に、plnダイオードD2はp
ioダイオード初動現象を起こし、p+形ドレイン/コ
レクタ層7からドレインドリフト層6へホールが注入さ
れてこのドレインドリフト層の伝導度が増大し、CAT
素子が低オン抵抗でターンオンする。また、CAT素子
をターンオフするためには、ゲート電極端子Gとソース
/エミッタ電極端子S/Eどを短絡してこれら端子間に
印加されている電圧をMOSFETのしきい値電圧以下
にし、これによって、ゲート電極2下のp形ベース領域
5表面の反転領域を元に戻してトレインドリフト層61
\の電子の供給を止める。ターンオフの開始時には、ド
レインドリフトH6にそれまでの間に注入された電子が
大量に集中しているが、これらの電子はp+形トドレイ
ン/コレクタ11フ注入され、それに見合つたホールに
よる電流がp形ベース領域5に流れる。このような状態
が続くとトレインドリフト層6の電子の集中度は低下す
るが、CAT素子がターンオフするためには残されたホ
ールと電子のプラズマは再結合によって打消し合わなけ
ればならない。Also, drain/collector haze terminal D/C and source/'
When a forward bias voltage is applied between emitter electrode terminals S and E, diode D becomes reverse biased and forward bias blocking characteristics appear. In this state, if a voltage higher than the threshold voltage of the MOS FET is applied between the gate electrode terminal G and the source/emitter electrode terminal SZE, the p-type base l1
At the same time that a channel is formed in 15 and the MOS FET becomes operational, the pln diode D2 becomes p
io diode initial operation phenomenon occurs, holes are injected from the p+ type drain/collector layer 7 to the drain drift layer 6, and the conductivity of this drain drift layer increases, causing the CAT
The device turns on with low on-resistance. In addition, in order to turn off the CAT element, the gate electrode terminal G and the source/emitter electrode terminals S/E are shorted to reduce the voltage applied between these terminals to below the threshold voltage of the MOSFET. , the inverted region on the surface of the p-type base region 5 under the gate electrode 2 is returned to its original state, and a train drift layer 61 is formed.
Stop the supply of electrons at \. At the start of turn-off, a large amount of electrons injected up to that point are concentrated in the drain drift H6, but these electrons are injected into the p+ type drain/collector 11, and a corresponding current due to holes is generated in the p type drain/collector 11. It flows into the base region 5. If this state continues, the concentration of electrons in the train drift layer 6 will decrease, but in order for the CAT element to turn off, the remaining hole and electron plasma must cancel each other out through recombination.
以上は、MOSFETに寄生するサイリスク領域がター
ンオン時にラッチングしない場合でのCAT素子の動作
の説明であるが、CAT素子の一番大きな問題点はサイ
リスタ領域が低電流レベルでラッチング現象を起こすこ
とであり、サイリスタ領域がラッチングづるとCAT索
子のゲート制御能力がなくなってこれをターンオフする
のが困難になる。ラッチング現象を起こす原因は、ター
ンオン時に高電流密度でサイリスタ領域のnpnトラン
ジスタおよびpnp トランジスタが相互にフィードバ
ック作用をするためである。サイリスク領域がターンオ
ン時にラッチングする条件は、npnトランジスタおよ
びpnp トランジスタのそれぞれの直流電流増幅率h
rEの合計が〉1であり、ホ−ルミ流によるnpn )
−ランリスタのp形ベース領域5の抵抗R8での電圧降
下vSが300°にで0.4〜0.8V以上になる場合
である。The above is an explanation of the operation of a CAT device when the parasitic thyristor region of the MOSFET does not latch at turn-on, but the biggest problem with CAT devices is that the thyristor region causes a latching phenomenon at low current levels. If the thyristor region latches, it loses its ability to gate the CAT cable, making it difficult to turn it off. The reason for the latching phenomenon is that the npn transistor and pnp transistor in the thyristor region interact with each other in feedback action at high current density during turn-on. The condition for the silice region to latch at turn-on is the DC current amplification factor h of each of the npn transistor and pnp transistor.
The sum of rE is 〉1, and npn due to Holumi flow)
- This is the case when the voltage drop vS across the resistor R8 of the p-type base region 5 of the run lister becomes 0.4 to 0.8 V or more at 300°.
第5図は、上記のような問題点を成るレベルまで解決し
た伯のCAT素子の構造を示ず断面図である。図におい
て、p形へ一ス領域5の中央部に不純物濃度の高いp“
形ベース中央領域50が形成されており、ドレインドリ
フト116とp+形ドレイン/コレクタIi?7間にn
+形バッファWJ9が挿入されている。また、このCA
T素子の等価回路は第4図に示す回路と同じである。p
+形ベース中央領域50にJ:り寄生npnトランジス
タの直流電流増幅率hFEを下げ、かつn+形バッファ
ff19によりp+形ドレイン/コレクタ層7からドレ
インドリフト層6へのホールの注入を抑えて寄生pnp
t−ランリスタの直流電流増幅率hrεを下げること
によって、CAT素子がターンオン時にラッチングしに
(いようにしている。すなわち、第3図のCAT素子に
比べてラッチングする電流レベルを上げている。FIG. 5 is a cross-sectional view, not showing the structure, of Haku's CAT device, which has solved the above-mentioned problems to a certain level. In the figure, p" with high impurity concentration is located in the center of the p-type first region 5.
A shaped base central region 50 is formed, with a drain drift 116 and a p+ type drain/collector Ii? n between 7
+ type buffer WJ9 is inserted. Also, this CA
The equivalent circuit of the T element is the same as the circuit shown in FIG. p
J: is applied to the + type base central region 50 to lower the direct current amplification factor hFE of the parasitic npn transistor, and to suppress the injection of holes from the p + type drain/collector layer 7 to the drain drift layer 6 by the n + type buffer ff19, thereby reducing the parasitic pnp transistor.
By lowering the DC current amplification factor hrε of the T-run lister, the CAT element is prevented from latching at turn-on. That is, the latching current level is increased compared to the CAT element of FIG. 3.
[発明が解決しようとする問題点]
大電力高速高周波スイッチング素子として用いられてい
る従来のCAT!子は、lvl OS F E Tに寄
生するサイリスタ領域がラッチングする電流レベルが低
く、CAT素子を正常に動作さばるにはこれをラッチン
グする電流レベル以下で使用する必要があり、そのゲー
ト制御範囲が狭いという問題点があった。[Problems to be solved by the invention] Conventional CAT used as a high-power, high-speed, high-frequency switching element! The current level at which the thyristor region parasitic to the lvl OS FET latches is low, and in order for the CAT element to operate normally, it must be used below the latching current level, and its gate control range is The problem was that it was narrow.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、MOSFETに寄生するサイリスタ領域のラ
ッチングする電流レベルを上げてゲート制御範囲を広げ
ることができる半導体装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain a semiconductor device that can widen the gate control range by increasing the latching current level of the thyristor region parasitic to the MOSFET. .
c問題点を解決するための手段]
この発明に係る半導体装置は、高不純物濃度の第1導電
形ドレイン半導体基板と、この基板の一方表面に形成さ
れる低不純物濃度の第1導電形ドレイン半導体層と、こ
の第1導電形ドレイン半導体層表面に形成される高不純
物濃度の第1導電形ソース半導体w414!と、第1導
電形ドレイン半導体層表面の所定位置に形成されるゲー
ト領域とを備えるM OS型電界効采トランジスタにお
いて、上記基板の他方表面に第1導電形ソース半導体8
jl域に対応し、て高不純物濃度の第2 +81形半導
体領域を部分的に形成し、この第2の電形半導体領域の
底部を第1′rs電形ドレイン半導体府と間隔を隔てる
ようにしlζものである。Means for Solving Problem c] A semiconductor device according to the present invention includes a drain semiconductor substrate of a first conductivity type with a high impurity concentration, and a drain semiconductor of the first conductivity type with a low impurity concentration formed on one surface of the substrate. layer, and a first conductivity type source semiconductor w414 with a high impurity concentration formed on the surface of this first conductivity type drain semiconductor layer. and a gate region formed at a predetermined position on the surface of the first conductivity type drain semiconductor layer.
Corresponding to the jl region, a second +81 type semiconductor region with a high impurity concentration is partially formed, and the bottom of the second +81 type semiconductor region is spaced apart from the first rs type drain semiconductor region. It is lζ.
「作用コ
この発明においては、高不純物濃度の第2導電形半導体
領域を高不純物e4度の第1導電形ドレイン半導体基板
の使方表面に高不純物濃度の第1導電形ソース半導体領
域に対応して部分的に形成し、この第2導電形半導体領
j或の底部を第1導電形ドレイン半導体層と間隔を隔て
るようにしたので、第281電形崖導体領域から第1導
電形ドレイン半導体層へのキャリアの注入が抑えられM
OSFETに寄生するトランジスタの直流?H′a11
幅率b 。In this invention, a semiconductor region of a second conductivity type with a high impurity concentration is formed on the surface of a drain semiconductor substrate of a first conductivity type with a high impurity concentration of E4, corresponding to a source semiconductor region of a first conductivity type with a high impurity concentration. Since the bottom of the second conductivity type semiconductor region j is separated from the first conductivity type drain semiconductor layer, the first conductivity type drain semiconductor layer is separated from the 281st conductivity type cliff conductor region. The injection of carriers into M is suppressed.
Direct current of transistor parasitic to OSFET? H'a11
Width ratio b.
εが下がる。また、キャリアが第2導電形半導体領域か
ら第1導電形ドレイン半導体層にジノ率的に注入される
ので、第1導電形ドレイン半導体居の伝導度は従来と同
程度に変調される。ε decreases. Moreover, since carriers are injected from the second conductivity type semiconductor region into the first conductivity type drain semiconductor layer in a dino-efficient manner, the conductivity of the first conductivity type drain semiconductor layer is modulated to the same degree as in the prior art.
[実施例コ 1ス下、この発明の実施例を図について説明する。[Example code] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、この実施例の説明において、従来の技術の説明と
腸複する部分については退官その説明を省略する。In addition, in the description of this embodiment, the description of parts that are redundant with the description of the conventional technology will be omitted.
第1図は、この発明の実施例であるモノリシックに構成
されたCAT素子の構造を示す断面図である。この実施
例の構成は以下の点を除いて第3図の構成と同じである
aすなわち、ドレイン/′コレクタ電I!ii8表面に
p4形ドレイン/′コレクタ層7の代わりにn1形ドレ
イン/コレクタ&t10が形成されており、このn+ド
レイン/コレクタ層の−h:S面にトレインドリフト層
6が形成されている。また、各111形ソース/′エミ
ツタ領域4直下のn+形トドレイン/コレクタN10他
方表面にp+形ドレイン/゛コレクタ領域70が部分的
に形成されており、このp4形ドレイン/コレクタ領域
の底部はドレインドリフト86表面と間隔を隔てており
、この間隔がn+形バッファ層100を形成している。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a monolithically constructed CAT element according to an embodiment of the present invention. The structure of this embodiment is the same as that of FIG. 3 except for the following points: a, that is, the drain/'collector voltage I! An n1 type drain/collector &t10 is formed on the surface of ii8 instead of the p4 type drain/'collector layer 7, and a train drift layer 6 is formed on the -h:S plane of this n+ drain/collector layer. Further, a p+ type drain/collector region 70 is partially formed on the other surface of the n+ type drain/collector N10 immediately below each 111 type source/emitter region 4, and the bottom of this p4 type drain/collector region is a drain/collector region 70. It is spaced apart from the surface of the drift 86, and this space forms an n+ type buffer layer 100.
また、第5図と同様、p形ベース領熾5の中央部にp+
形ベース中央tin b/i 50か形成されている。Also, as in FIG. 5, p +
Shape base center tin b/i 50 is formed.
0+形ソース/エミツタ領域4どp形ベース領域5.1
)+形l\−ス中央領域50どドレインドリフト@6.
n+形ドレイン/コレクタ[10とはMOSFETに寄
生するnpnト5ンジスタを構成し、p形ベース領[5
,p+形ベース中央領域50とドレインドリフト116
.1 +形ドレイン、73199層10とp+形トドレ
イン/コレクタ領域70はMOS F E Tに寄生ず
るpnρトランジスタを構成し、これら両ト・ランリス
タは寄生サイリスタ領域を4!ff1Lでいる。0+ type source/emitter region 4 p-type base region 5.1
)+form l\-s central region 50drain drift @6.
The n+ type drain/collector [10] constitutes an npn transistor parasitic to the MOSFET, and the p type base region [5
, p+ type base central region 50 and drain drift 116
.. The 1+ type drain, 73199 layer 10 and the p+ type drain/collector region 70 constitute a pnρ transistor parasitic to the MOS FET, and both transistors form a parasitic thyristor region 4! I'm ff1L.
第2Mは、第1図のCATA子の等価回路を示す図であ
る。図において、このCAIA子の等価回路は、ゲート
′N揄端子Gとドレイン/コレクタ電極端子D/′C端
子間にpinダイオード02を寄生するnチャンネルM
OS F E Tとなっている。2M is a diagram showing an equivalent circuit of the CATA child of FIG. 1. In the figure, the equivalent circuit of this CAIA device is an n-channel M with a parasitic pin diode 02 between the gate terminal G and the drain/collector electrode terminal D/'C.
It is OS FET.
次にこのCA T素子の動作について説明する。Next, the operation of this CAT element will be explained.
p十形トレイン、/′コレクタ領域70が各n+形ソー
ス/エミッタ領域4直下のn+形トドレイン/コレクタ
l1iiIO他方表面に部分的に形成されており、かつ
このp+形ドレイン/コレクタ1Mの底部表面にn+形
バッファ層100が形成されているため、p“形トレイ
ン/コレクタ#4b170<Onpトランジスタのp+
エミッタ)からドレインドリフト層6ヘホールが部分的
に注入されるととらに、この注入がn+形バッフ1層1
00により抑えられる。このため、寄生pnp Ir−
ランリスタのベース領域の輸送効率が低下してその直流
電流増幅率hyεが従来のCATA子に比べて大幅に下
がる。また、p+形トドレイン/コレクタ領域70らの
ホールはトレインドリフトF#6を絞られた状態で上方
に向かって真っ直ぐ流れ、ホールの大部分はp形ベース
領域5の周辺部に、その一部分はp+形ベース中中央[
50に達して01形ソース/エミツタ領域4に抜ける。A p+ type drain/collector region 70 is partially formed on the other surface of the n+ type drain/collector l1iiIO directly below each n+ type source/emitter region 4, and on the bottom surface of this p+ type drain/collector 1M. Since the n+ type buffer layer 100 is formed, p" type train/collector #4b170<p+ of Onp transistor.
When holes are partially injected from the emitter into the drain drift layer 6, this injection
This can be suppressed by 00. Therefore, the parasitic pnp Ir−
The transport efficiency of the base region of the runlister is reduced, and its DC current amplification factor hyε is significantly reduced compared to the conventional CATA element. In addition, the holes in the p+ type drain/collector region 70 flow straight upward with the train drift F#6 being narrowed, and most of the holes are in the periphery of the p+ type base region 5, and some of them are in the p+ type base region 5. Shape base middle center [
50 and exits to the 01 type source/emitter region 4.
このため、ホール電流によるベース領域のRsでの電圧
降下■、は従来のCATA子に比べて小さくなる。この
ように、このCΔ丁丁子子おいては、奇生ρnp トラ
ンジスタの直流電流増幅率hrEが下がり、かつ奇生O
pnトランジスタのρ形ベース領域、p十形ベース中央
領域50での電圧降下V、が小さくなるため、従来のC
ATA子でのラッチングする電流レベルでは寄生サイリ
スタ領域がラッチングしなくなる。Therefore, the voltage drop (2) at Rs in the base region due to the Hall current is smaller than in the conventional CATA element. In this way, in this CΔ clove, the DC current amplification factor hrE of the strange ρnp transistor decreases, and the strange
Since the voltage drop V in the ρ-type base region and the p-type base central region 50 of the pn transistor becomes smaller, the conventional C
At the current level that causes latching in the ATA terminal, the parasitic thyristor region does not latch.
すなわち、従来のCATA子に比べてラッチングする電
流レベルが上がることになる。このため、CATA子の
ターンオフが容易になって高速高周波スイッチング特性
が向上する。また、このCATA子では、上述のように
ラッチングする電流レベルが上がるため、従来のCAT
A子に比べてゲート制御範囲が広くなり、またその分C
AT素子の高電流密度化が可能となり、チップサイズを
小さくしてCA丁丁子子小形化、低コスト化を図ること
ができる。また、ドレインドリフト召6の伝導度変調に
ついては、n+形ソース/′エミッタ領域4直下の部分
で発生させるのが効果的であり、p+形ベース中央領域
50直下での伝導度変調は不必要である。このため、p
+形トドレイン/コレクタ領域70n+形ソース/エミ
ッタ領域4直下にのみ部分的に形成して、p+十形トレ
インコレクタ領域70からドレインドリフト層6へのホ
ールの注入を効率的に行なうようにしており、これによ
って、従来のCATA子と同等の伝4度変調効果を得る
ことができ、オン電圧を低くすることができる。また、
従来のCATl子においてはp+形ドレイン/コレクタ
層7がドレインドリフト層6の全域にわたって形成され
ているため、ターンオフ時において、ターンオン時にド
レインドリフトH6にN積されたホールがp+形ドレイ
ン/コレクタ層7でブロックされて抜けにくかったが、
このCATA子においてはホールがp+形ドレイン/コ
レクタ領戚70底部の狭い範囲でしかブロックされず、
そのまわりのn+形ドレイン/′コレクタ層10に容易
に扱けることができ、これによってもCATA子のター
ンオフ動作が容易となって高速高周波スイッチング特性
が向上する。That is, the latching current level is increased compared to the conventional CATA element. Therefore, turn-off of the CATA element becomes easy and high-speed high-frequency switching characteristics are improved. In addition, in this CATA device, the latching current level increases as described above, so compared to the conventional CAT
The gate control range is wider than that of A, and C
It becomes possible to increase the current density of the AT element, and by reducing the chip size, it is possible to reduce the size and cost of the CA block. Furthermore, it is effective to generate conductivity modulation of the drain drift 6 directly under the n+ type source/emitter region 4, and conductivity modulation directly under the p+ type base central region 50 is unnecessary. be. For this reason, p
The +-type drain/collector region 70 is partially formed only directly under the n+-type source/emitter region 4 to efficiently inject holes from the p+-type train collector region 70 into the drain drift layer 6. As a result, it is possible to obtain a transmission fourth degree modulation effect equivalent to that of a conventional CATA element, and it is possible to lower the on-state voltage. Also,
In the conventional CATl element, the p+ type drain/collector layer 7 is formed over the entire region of the drain drift layer 6. Therefore, during turn-off, N holes accumulated in the drain drift H6 during turn-on are transferred to the p+ type drain/collector layer 7. It was difficult to escape because it was blocked by
In this CATA child, holes are blocked only in a narrow range at the bottom of the p+ type drain/collector region 70,
The surrounding n+ type drain/'collector layer 10 can be easily handled, which also facilitates the turn-off operation of the CATA element and improves high-speed high-frequency switching characteristics.
なお、上記実施例では、CATA子がp形のものについ
て示したが、この発明は第1図の各層、各領域の導電形
を反対にしたp形のCATA子についても適用できるこ
とは言うまでもない。In the above embodiment, the CATA element is p-type, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a p-type CATA element in which the conductivity types of each layer and each region in FIG. 1 are reversed.
[発明の効果]
以上のようにこ発明によれば、高不純物濃度の第1導電
形ドレイン半導体基板と、この基板の一方表面に形成さ
れる低不純物濃度の第1導電形ドレイン半導体層と、第
1導電形ドレイン半導体層表面に形成される高不純物濃
度の第1導電形ソース半導体fr4域と、第1導電形ド
レイン半導体層表面の所定位置に形成されるゲート領域
とを漸えるMO8型電界効果トランジスタにおいて、上
記基板の他方表面に第1導電形ソース半導体A域に対応
して高不純物濃度の第2導電形半導体領域を部分的に形
成し、この第2導電形半導体領域の底部を第1導電形ド
レイン半導体層と間隔を隔てるようにしたので、MOS
FETに寄生するサイリスタ領域のラッチングする電流
レベルを上げてゲート制御範囲を広げることができる半
導体装置を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a first conductivity type drain semiconductor substrate with a high impurity concentration, a first conductivity type drain semiconductor layer with a low impurity concentration formed on one surface of this substrate, An MO8 type electric field that moves between a highly impurity-concentrated first conductivity type source semiconductor fr4 region formed on the surface of the first conductivity type drain semiconductor layer and a gate region formed at a predetermined position on the first conductivity type drain semiconductor layer surface. In the effect transistor, a second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration is partially formed on the other surface of the substrate corresponding to the first conductivity type source semiconductor region A, and a bottom part of the second conductivity type semiconductor region is formed as a second conductivity type semiconductor region. Since the 1 conductivity type drain semiconductor layer is separated from the MOS
It is possible to obtain a semiconductor device in which the gate control range can be expanded by increasing the level of current latching in the thyristor region parasitic to the FET.
第1図は、この発明の実論例であるモノリシックに構成
されたCAT素子の構造を示す断面図である。
第2図は、第1図のCAT素子の等価回路を示す図であ
る。
第3図は、従来の七ノリシックに構成されたCAT素子
の構造を示′8j′断面図である。
第4図は、従来のCAT素子の等価回路を示す図である
。
第5図は、従来のモノリシックに構成された他のCAT
素子の構造を示す断面図である。
図において、1はソース/エミッタ電極、2はゲート電
極、3は酸化膜、4はn+形ソース/′エミッタ領域、
5はp形ベース領域、50はp+形ベース中央領域、6
はドレインドリフト層、70はp+形トドレイン/コレ
クタ領域8はドレイン/コレクタ電極、10はn4形ド
レイン/コレクタ層、100はn+形バッファ層である
。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
代 理 人 大 岩 増 雄第1回
第2 図
児3図 第4(¥1
第5図
手続補正器(自発)
20発明の名称
半導体装置
3、補正をする者
5、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の欄
6、補正の内容
(1) 明m書第4頁第12行のrcAT素子の動作」
をrcAT素子の特性および動作Jに訂正する。
(2) 明細書第12頁第13行ないし第14行の「大
部分は」を「一部分は」に訂正する。
(3) 明細書第12頁第14行の「一部分は」を「大
部分は」に訂正する。
(4) 明細書第12頁第13行ないし第16行の「n
+形ソース7/エミッタ領域4」を「ソース、/エミッ
タ電極1」に訂正する。
以上FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a monolithically constructed CAT element which is a practical example of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of the CAT element shown in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along the line '8j' and shows the structure of a conventional CAT element having a seven-dimensional structure. FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional CAT element. Figure 5 shows another conventional monolithically configured CAT
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the element. In the figure, 1 is a source/emitter electrode, 2 is a gate electrode, 3 is an oxide film, 4 is an n+ type source/'emitter region,
5 is a p-type base region, 50 is a p + type base central region, 6
70 is a p+ type drain/collector region 8 is a drain/collector electrode, 10 is an n4 type drain/collector layer, and 100 is an n+ type buffer layer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa 1st session 2 Figure 3 Figure 4 (¥1 Figure 5 Procedure corrector (spontaneous) 20 Name of the invention Semiconductor device 3, Person making the amendment 5, Specification subject to amendment Column 6 of Detailed Description of the Invention, Contents of Amendment (1) Operation of rcAT element on page 4, line 12 of Memorandum M”
is corrected to the characteristics and operation J of the rcAT element. (2) "Mostly" on page 12, lines 13 to 14 of the specification is corrected to "partly." (3) "Partly" on page 12, line 14 of the specification is corrected to "mostly." (4) “n” on page 12, line 13 to line 16 of the specification
"+-type source 7/emitter region 4" is corrected to "source,/emitter electrode 1". that's all
Claims (1)
と、 前記基板の一方表面に形成され、ドレイン層となる低不
純物濃度の第1導電形半導体層と、前記第1導電形半導
体層表面に形成され、ソース領域となる高不純物濃度の
第1導電形半導体領域と、 前記第1導電形半導体層表面の所定位置に形成されるゲ
ート領域とを備えるMOS型電界効果トランジスタにお
いて、 前記基板の他方表面に前記第1導電形半導体領域に対応
して高不純物濃度の第2導電形半導体領域を部分的に形
成し、該第2導電形半導体領域の底部を前記第1導電形
半導体層と間隔を隔てるようにすることを特徴とする半
導体装置。[Scope of Claims] A first conductivity type semiconductor substrate having a high impurity concentration and serving as a drain layer; a first conductivity type semiconductor layer having a low impurity concentration formed on one surface of the substrate and serving as a drain layer; A MOS field effect transistor comprising: a first conductivity type semiconductor region formed on a surface of a conductivity type semiconductor layer and having a high impurity concentration and serving as a source region; and a gate region formed at a predetermined position on the surface of the first conductivity type semiconductor layer. A second conductivity type semiconductor region having a high impurity concentration is partially formed on the other surface of the substrate corresponding to the first conductivity type semiconductor region, and a bottom portion of the second conductivity type semiconductor region is formed in the first conductivity type semiconductor region. 1. A semiconductor device characterized in that the shaped semiconductor layer is spaced apart from the semiconductor layer.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19073585A JPS6248073A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Semiconductor device |
DE19863628857 DE3628857A1 (en) | 1985-08-27 | 1986-08-25 | SEMICONDUCTOR DEVICE |
US06/900,443 US4841345A (en) | 1985-08-27 | 1986-08-26 | Modified conductivity modulated MOSFET |
FR868612130A FR2586862B1 (en) | 1985-08-27 | 1986-08-27 | SEMICONDUCTOR DEVICE IN PARTICULAR OF THE MOSFET TYPE. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19073585A JPS6248073A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6248073A true JPS6248073A (en) | 1987-03-02 |
JPH0551188B2 JPH0551188B2 (en) | 1993-07-30 |
Family
ID=16262905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19073585A Granted JPS6248073A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6248073A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006332199A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | SiC SEMICONDUCTOR DEVICE |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101637380B1 (en) * | 2014-06-30 | 2016-07-07 | 주식회사 에이원에듀 | Angle adjustment type Collection bookshelf |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57120369A (en) * | 1980-12-02 | 1982-07-27 | Gen Electric | Gate enhanced rectifier |
JPS594077A (en) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Toshiba Corp | Field-effect transistor |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP19073585A patent/JPS6248073A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57120369A (en) * | 1980-12-02 | 1982-07-27 | Gen Electric | Gate enhanced rectifier |
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JP2006332199A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | SiC SEMICONDUCTOR DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0551188B2 (en) | 1993-07-30 |
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