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JP5552249B2 - 3-terminal thyristor - Google Patents
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Description

本発明は、3端子サイリスタに関する。   The present invention relates to a three-terminal thyristor.

従来、ゲートトリガ電流を制御することによって、アノード電極とカソード電極との間に流れる主電流を制御する3端子サイリスタが知られている(例えば、特許文献1及び2参照。)。   Conventionally, a three-terminal thyristor that controls a main current flowing between an anode electrode and a cathode electrode by controlling a gate trigger current is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図10及び図11は、従来の3端子サイリスタ900を説明するために示す図である。図10(a)は3端子サイリスタ900の平面図であり、図10(b)は図10(a)のA1−A1断面図である。図11は図10(a)のA2−A2断面図である。なお、図10(a)においては、カソード電極928、ゲート電極930及び酸化膜926の図示を省略している。また、図11中、矢印はゲートトリガ電流が流れる経路を示す。   FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining a conventional three-terminal thyristor 900. FIG. 10A is a plan view of the three-terminal thyristor 900, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 in FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. In FIG. 10A, the cathode electrode 928, the gate electrode 930, and the oxide film 926 are not shown. In FIG. 11, an arrow indicates a path through which the gate trigger current flows.

従来の3端子サイリスタ900は、ショートゲート構造を有する逆阻止3端子サイリスタである。そして、図10及び図11に示すように、p型アノード層910と、p型アノード層910における第1主面側に位置するn型ベース層912と、n型ベース層912における第1主面側に位置するp型ベース層914と、p型ベース層914の表面に形成されたn型カソード領域916、p型第1オーミック領域918及びp型第2オーミック領域920とを備え、p型アノード領域910の第2主面側にはp型オーミック層924を介してアノード電極932が形成され、n型カソード領域916及びp型第1オーミック領域918における第1主面側にはカソード電極928が形成され、p型第2オーミック領域920における第1主面側にはゲート電極930が形成された構造を有する。 The conventional three-terminal thyristor 900 is a reverse blocking three-terminal thyristor having a short gate structure. Then, as shown in FIGS. 10 and 11, a p-type anode layer 910, n is located on the first main surface side of the p-type anode layer 910 - -type base layer 912, n - first in the mold base layer 912 A p-type base layer 914 located on the main surface side, and an n + -type cathode region 916, a p + -type first ohmic region 918 and a p + -type second ohmic region 920 formed on the surface of the p-type base layer 914. In addition, an anode electrode 932 is formed on the second main surface side of the p-type anode region 910 via a p + -type ohmic layer 924, and the first main in the n + -type cathode region 916 and the p + -type first ohmic region 918 is formed. A cathode electrode 928 is formed on the surface side, and a gate electrode 930 is formed on the first main surface side in the p + -type second ohmic region 920.

このため、従来の3端子サイリスタ900によれば、ゲートトリガ電流を制御することによってアノード電極932とカソード電極928との間に流れる主電流を制御することが可能となる。   For this reason, according to the conventional three-terminal thyristor 900, the main current flowing between the anode electrode 932 and the cathode electrode 928 can be controlled by controlling the gate trigger current.

特開平5−82776号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-82776 特開平6−97426号公報JP-A-6-97426

しかしながら、従来の3端子サイリスタ900においては、ゲートトリガ電流が狭い経路を通って流れるため、これに起因して、当該狭い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、ターンオン時に主電流が高い電流密度で集中して流れることとなり、3端子サイリスタが破壊してしまうことがあるという問題がある。   However, in the conventional three-terminal thyristor 900, since the gate trigger current flows through a narrow path, the main current is initially ignited in the narrow range due to this. As a result, the main current flows in a concentrated manner at a high current density at the time of turn-on, and there is a problem that the three-terminal thyristor may be destroyed.

なお、このような問題は、逆阻止3端子サイリスタだけに限定される問題ではなく、逆導通3端子サイリスタその他の3端子サイリスタ全般に適用され得る問題でもある。   Such a problem is not limited to a reverse blocking three-terminal thyristor, but is a problem that can be applied to a reverse conducting three-terminal thyristor and other three-terminal thyristors in general.

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、ターンオン時に流れる主電流の電流密度を低くして、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a three-terminal thyristor having a structure that is difficult to be destroyed at turn-on by reducing the current density of the main current that flows at turn-on. To do.

[1]本発明の3端子サイリスタは、第1導電体型のアノード層と、前記アノード層における第1主面側に位置する第2導電型の第1ベース層と、前記第1ベース層における第1主面側に位置する第1導電型の第2ベース層と、前記第2ベース層の表面に形成された第2導電型のカソード領域、第1導電型の第1オーミック領域及び第1導電型の第2オーミック領域とを備え、前記アノード層における第2主面側にはアノード電極が形成され、前記カソード領域及び前記第1オーミック領域における第1主面側にはカソード電極が形成され、前記第2オーミック領域における第1主面側にはゲート電極が形成された3端子サイリスタにおいて、前記第2ベース層における前記カソード領域、前記第1オーミック領域及び前記第2オーミック領域よりも深い領域に、平面的に見て前記第2オーミック領域から前記カソード領域に延在するように、前記第2ベース層よりも高濃度の第1導電型不純物を含有する第1導電型の埋込拡散層が形成されていることを特徴とする。 [1] A three-terminal thyristor according to the present invention includes a first conductor type anode layer, a second conductivity type first base layer located on the first main surface side of the anode layer, and a first base layer of the first base layer. A first conductivity type second base layer located on the first main surface side; a second conductivity type cathode region formed on the surface of the second base layer; a first conductivity type first ohmic region; A second ohmic region of the mold, an anode electrode is formed on the second main surface side of the anode layer, a cathode electrode is formed on the first main surface side of the cathode region and the first ohmic region, In the three-terminal thyristor having a gate electrode formed on the first main surface side in the second ohmic region, the cathode region, the first ohmic region, and the second ohmic region in the second base layer. A first conductivity type containing a first conductivity type impurity at a higher concentration than the second base layer so as to extend from the second ohmic region to the cathode region in plan view in a deeper region. A buried diffusion layer is formed.

本発明の3端子サイリスタによれば、第2ベース層におけるカソード領域、第1オーミック領域及び第2オーミック領域よりも深い領域に、第2オーミック領域からカソード領域に延在するように、第2ベース層よりも高濃度の第1導電型不純物を含有する第1導電型の埋込拡散層が形成されているため、上記した埋込拡散層を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。   According to the three-terminal thyristor of the present invention, the second base layer extends from the second ohmic region to the cathode region in a region deeper than the cathode region, the first ohmic region, and the second ohmic region in the second base layer. Since the buried diffusion layer of the first conductivity type containing the first conductivity type impurity having a higher concentration than the layer is formed, the gate trigger current flows through the buried diffusion layer. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, the current density of the main current that flows at turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor has a structure that is not easily destroyed at turn-on.

なお、この明細書において、第1主面とは、カソード電極が形成される側の面をいう。また、第2主面とは、第1主面とは反対側の面をいう。   In this specification, the first main surface refers to the surface on the side where the cathode electrode is formed. In addition, the second main surface refers to a surface opposite to the first main surface.

[2]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記埋込拡散層は、前記第1ベース層と前記第2ベース層との境界部に形成されていることが好ましい。 [2] In the three-terminal thyristor of the present invention, it is preferable that the buried diffusion layer is formed at a boundary portion between the first base layer and the second base layer.

このような構成とすることにより、第2ベース層におけるカソード領域、第1オーミック領域及び第2オーミック領域よりも深い領域に埋込拡散層を比較的容易に形成することができる。   With such a configuration, the buried diffusion layer can be formed relatively easily in a region deeper than the cathode region, the first ohmic region, and the second ohmic region in the second base layer.

[3]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記埋込拡散層は、前記第1ベース層と前記第2ベース層との境界部よりも浅い位置に形成されていることが好ましい。 [3] In the three-terminal thyristor of the present invention, it is preferable that the buried diffusion layer is formed at a position shallower than a boundary portion between the first base layer and the second base layer.

このような構成とすることによっても、第2ベース層におけるカソード領域、第1オーミック領域及び第2オーミック領域よりも深い領域に埋込拡散層を比較的容易に形成することができる。   Even with such a configuration, the buried diffusion layer can be formed relatively easily in a region deeper than the cathode region, the first ohmic region, and the second ohmic region in the second base layer.

[4]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記埋込拡散層の不純物濃度は、5×1018cm−3〜1×1020cm−3の範囲に設定されていることが好ましい。 [4] In the three-terminal thyristor of the present invention, the impurity concentration of the buried diffusion layer is preferably set in the range of 5 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 20 cm −3 .

このような構成とすることにより、ゲートトリガ電流が埋込拡散層を容易に流れるようになる。   With this configuration, the gate trigger current can easily flow through the buried diffusion layer.

[5]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記第2オーミック領域と前記埋込拡散層との間隔は、20μm〜40mの範囲に設定されていることが好ましい。 [5] In the three-terminal thyristor of the present invention, it is preferable that an interval between the second ohmic region and the buried diffusion layer is set in a range of 20 μm to 40 m.

このように、第2オーミック領域と埋込拡散層との間隔が20μm〜40μmの範囲に設定されているのが好ましい理由は、第2オーミック領域と埋込拡散層との間隔が40μmよりも長くなると、第2オーミック領域から埋込拡散層を通ってゲートトリガ電流が流れ難くなるからであり、第2オーミック領域と埋込拡散層との間隔が20μmよりも短くなると、3端子サイリスタとしての耐圧性能を維持できないからである。   As described above, the reason why the distance between the second ohmic region and the buried diffusion layer is preferably set in the range of 20 μm to 40 μm is that the distance between the second ohmic region and the buried diffusion layer is longer than 40 μm. This is because it becomes difficult for the gate trigger current to flow from the second ohmic region through the buried diffusion layer. When the distance between the second ohmic region and the buried diffusion layer is shorter than 20 μm, the breakdown voltage as a three-terminal thyristor is obtained. This is because the performance cannot be maintained.

[6]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記埋込拡散層は、平面的に見て前記第2ベース層の全面に形成されていることが好ましい。 [6] In the three-terminal thyristor of the present invention, it is preferable that the buried diffusion layer is formed on the entire surface of the second base layer as viewed in plan.

このような構成とすることにより、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる。   With such a configuration, the gate trigger current flows through a wider path.

[7]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記埋込拡散層は、平面的に見て前記第2ベース層に部分的に形成されていることが好ましい。 [7] In the three-terminal thyristor of the present invention, it is preferable that the buried diffusion layer is partially formed in the second base layer as viewed in a plan view.

このような構成とすることによっても、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようにすることができる。   Even with this configuration, the gate trigger current can flow through a wider path.

[8]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記第2オーミック領域と前記埋込拡散層とは、高濃度の第1導電型不純物を含有する第1導電型の連結層により連結されていることが好ましい。 [8] In the three-terminal thyristor of the present invention, the second ohmic region and the buried diffusion layer are connected by a first conductivity type connection layer containing a high concentration first conductivity type impurity. Is preferred.

このような構成とすることにより、第2オーミック領域から埋込拡散層に向けてゲートトリガ電流がさらに流れ易くなる。   With such a configuration, the gate trigger current is more likely to flow from the second ohmic region toward the buried diffusion layer.

[9]本発明の3端子サイリスタにおいては、前記3端子サイリスタは、ショートゲート構造を有することが好ましい。 [9] In the three-terminal thyristor of the present invention, the three-terminal thyristor preferably has a short gate structure.

このような構成とすることにより、ショートゲート構造を有しないものに比べて、ゲートトリガ電流に対する感度が低くなるため、ゲートトリガ電流が埋込拡散層に向けてより確実に流れるようになる。   With such a configuration, the sensitivity to the gate trigger current is lower than that without the short gate structure, so that the gate trigger current flows more reliably toward the buried diffusion layer.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100を説明するために示す図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment. 実施形態1に係る3端子サイリスタ100を説明するために示す図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment. 実施形態1に係る3端子サイリスタの製造方法を説明するために示す図である。FIG. 3 is a view for explaining the method for manufacturing the three-terminal thyristor according to the first embodiment. 実施形態1に係る3端子サイリスタの製造方法を説明するために示す図である。FIG. 3 is a view for explaining the method for manufacturing the three-terminal thyristor according to the first embodiment. 実施形態2に係る3端子サイリスタ200の断面図である。6 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 200 according to Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る3端子サイリスタ300断面図である。6 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 300 according to Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る3端子サイリスタ400の断面図である。6 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 400 according to Embodiment 4. FIG. 実施形態5に係る3端子サイリスタ500の断面図である。7 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 500 according to Embodiment 5. FIG. 実施形態6に係る3端子サイリスタ600を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the 3 terminal thyristor 600 which concerns on Embodiment 6. FIG. 従来の3端子サイリスタ900を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional 3 terminal thyristor 900. 従来の3端子サイリスタ900を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional 3 terminal thyristor 900.

以下、本発明の3端子サイリスタについて、図に示す実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the three-terminal thyristor of the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings.

[実施形態1]
1.実施形態1に係る3端子サイリスタの構造
図1及び図2は、実施形態1に係る3端子サイリスタ100を説明するために示す図である。図1(a)は3端子サイリスタ100の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA1−A1断面図である。図2は図1(a)のA2−A2断面図である。なお、図1(a)においては、カソード電極128、ゲート電極130及び酸化膜126の図示を省略している。また、図2中、矢印はゲートトリガ電流が流れる経路を示す。
[Embodiment 1]
1. Structure of 3-terminal thyristor according to Embodiment 1 FIGS. 1 and 2 are views for explaining a 3-terminal thyristor 100 according to Embodiment 1. FIG. FIG. 1A is a plan view of a three-terminal thyristor 100, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. In FIG. 1A, the cathode electrode 128, the gate electrode 130, and the oxide film 126 are not shown. Further, in FIG. 2, an arrow indicates a path through which the gate trigger current flows.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100は、ショートゲート構造を有するメサ型の逆阻止3端子サイリスタである。そして、図1及び図2に示すように、p型アノード層(第1導電体型のアノード層)110と、p型アノード層100における第1主面側に位置するn型第1ベース層(第2導電型の第1ベース層)112と、n型第1ベース層112における第1主面側に位置するp型第2ベース層(第1導電型の第2ベース層)114と、p型第2ベース層114の表面に形成されたn型カソード領域(第2導電型のカソード領域)116、p型第1オーミック領域(第1導電型の第1オーミック領域)118及びp型第2オーミック領域(第1導電型の第2オーミック領域)120とを備え、p型アノード層110における第2主面側にはアノード電極132が形成され、n型カソード領域116及びp型第1オーミック領域118における第1主面側にはカソード電極128が形成され、p型第2オーミック領域120における第1主面側にはゲート電極130が形成されている。 The three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment is a mesa-type reverse blocking three-terminal thyristor having a short gate structure. 1 and 2, a p-type anode layer (first conductor type anode layer) 110 and an n -type first base layer (on the first main surface side in the p-type anode layer 100) ( A first conductivity type first base layer) 112; a p-type second base layer (first conductivity type second base layer) 114 located on the first main surface side of the n -type first base layer 112; An n + type cathode region (second conductivity type cathode region) 116, a p + type first ohmic region (first conductivity type first ohmic region) 118 and p formed on the surface of the p type second base layer 114. + Type second ohmic region (second ohmic region of first conductivity type) 120, an anode electrode 132 is formed on the second main surface side of the p type anode layer 110, and n + type cathode region 116 and p + Type first ohmic region 118 A cathode electrode 128 is formed on the first main surface side of the gate electrode 130, and a gate electrode 130 is formed on the first main surface side of the p + -type second ohmic region 120.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100においては、図1及び図2に示すように、p型第2ベース層114におけるn型カソード領域116、p型第1オーミック領域118及びp型第2オーミック領域120よりも深い領域に、平面的に見てp型第2オーミック領域120からn型カソード領域116に延在するように、p型第2ベース層114よりも高濃度のn型不純物を含有するp型埋込拡散層122が形成されている。 In the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the n + -type cathode region 116, the p + -type first ohmic region 118, and the p + -type second base layer 114 in the p-type second base layer 114. N having a higher concentration than the p-type second base layer 114 so as to extend from the p + -type second ohmic region 120 to the n + -type cathode region 116 in a plan view in a region deeper than the two-ohmic region 120. A p + type buried diffusion layer 122 containing a type impurity is formed.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100においては、p型埋込拡散層122は、n型第1ベース層112とp型第2ベース層114との境界部に形成されている。 In the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the p + type buried diffusion layer 122 is formed at the boundary between the n type first base layer 112 and the p type second base layer 114.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100においては、p型アノード層110の不純物濃度は、例えば1×1016cm−3に設定されており、n型第1ベース層112の不純物濃度は、例えば1×1014cm−3に設定されており、p型第2ベース層114の不純物濃度は、例えば1×1018cm−3に設定されており、n型カソード領域116の不純物濃度は、例えば1×1020cm−3に設定されており、p型第1オーミック領域118の不純物濃度は、例えば1×1020−3に設定されており、p型第2オーミック領域120の不純物濃度は、例えば1×1020cm−3に設定されており、p型オーミック層124の不純物濃度は、例えば1×1020−3に設定されており、p型埋込拡散層122の不純物濃度は、5×1018cm−3〜1×1020cm−3の範囲に設定されている。 In the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the impurity concentration of the p-type anode layer 110 is set to, for example, 1 × 10 16 cm −3 , and the impurity concentration of the n -type first base layer 112 is, for example, is set to 1 × 10 14 cm -3, the impurity concentration of the p-type second base layer 114, for example, is set to 1 × 10 18 cm -3, the impurity concentration of the n + -type cathode region 116, for example, it is set to 1 × 10 20 cm -3, the impurity concentration of the p + -type first ohmic region 118 may, for example 1 × 10 20 m is set to -3, p + -type second ohmic region 120 impurity concentration, for example, 1 × 10 20 cm -3 is set in, the impurity concentration of the p + -type ohmic layer 124, for example, is set to 1 × 10 20 m -3, p + -type Umakomi拡Impurity concentration of the layer 122 is set in a range of 5 × 10 18 cm -3 ~1 × 10 20 cm -3.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100においては、p型アノード層110の厚さは、例えば40μmであり、n型第1ベース層112の厚さは、例えば120μmに設定されており、p型第2ベース層114の厚さは、例えば40μmに設定されており、n型カソード領域116の深さは、例えば15μmに設定されており、p型第1オーミック領域118及びp型第2オーミック領域120の深さは、例えば3μmに設定されており、p型オーミック層124の深さは、例えば5μmに設定されており、p+型埋込拡散層122の厚さは、5μm〜10μmの範囲に設定されている。 In the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the thickness of the p-type anode layer 110 is 40 μm, for example, and the thickness of the n -type first base layer 112 is set to 120 μm, for example. The thickness of the second base layer 114 is set to 40 μm, for example, the depth of the n + -type cathode region 116 is set to 15 μm, for example, and the p + -type first ohmic region 118 and the p + -type first The depth of the 2 ohmic region 120 is set to 3 μm, for example, the depth of the p + type ohmic layer 124 is set to 5 μm, for example, and the thickness of the p + type buried diffusion layer 122 is 5 μm to The range is set to 10 μm.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100においては、p型第2オーミック領域120とp型埋込拡散層122との間隔は、20μm〜40mの範囲に設定されている。 In the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the interval between the p + type second ohmic region 120 and the p + type buried diffusion layer 122 is set in a range of 20 μm to 40 m.

実施形態1に係る3端子サイリスタ100においては、図1(a)に示すように、p型埋込拡散層122は、平面的に見てn型第2ベース層114に部分的に形成されている。 In the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1A, the p + type buried diffusion layer 122 is partially formed in the n type second base layer 114 in plan view. Has been.

2.実施形態1に係る3端子サイリスタの効果
実施形態1に係る3端子サイリスタ100によれば、p型第2ベース層114におけるn型カソード領域116、p型第1オーミック領域118及びp型第2オーミック領域120よりも深い領域に、p型第2オーミック領域120からn型カソード領域116に延在するように、p型第2ベース層114よりも高濃度のp型不純物を含有するp型埋込拡散層122が形成されているため、上記したp型埋込拡散層122を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。
2. Effects of the three-terminal thyristor according to the first embodiment According to the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the n + -type cathode region 116, the p + -type first ohmic region 118, and the p + -type in the p-type second base layer 114. A p-type impurity having a concentration higher than that of the p-type second base layer 114 is included in a region deeper than the second ohmic region 120 so as to extend from the p + -type second ohmic region 120 to the n + -type cathode region 116. Since the p + type buried diffusion layer 122 is formed, the gate trigger current flows through the p + type buried diffusion layer 122 described above. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, the current density of the main current that flows at turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor has a structure that is not easily destroyed at turn-on.

また、実施形態1に係る3端子サイリスタ100によれば、p型埋込拡散層122がn型第1ベース層112とp型第2ベース層114との境界部に形成されているため、p型第2ベース層114におけるn型カソード領域116、p型第1オーミック領域118及びp型第2オーミック領域120よりも深い領域にp型埋込拡散層122を比較的容易に形成することができる。 Further, according to the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the p + type buried diffusion layer 122 is formed at the boundary between the n type first base layer 112 and the p type second base layer 114. The p + type buried diffusion layer 122 is relatively easy to be deeper than the n + type cathode region 116, the p + type first ohmic region 118, and the p + type second ohmic region 120 in the p type second base layer 114. Can be formed.

また、実施形態1に係る3端子サイリスタ100によれば、p型埋込拡散層122の不純物濃度は、5×1018cm−3〜1×1020cm−3の範囲に設定されているため、ゲートトリガ電流がp型埋込拡散層122を容易に流れるようになる。 Further, according to the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the impurity concentration of the p + -type buried diffusion layer 122 is set in the range of 5 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 20 cm −3 . Therefore, the gate trigger current easily flows through the p + type buried diffusion layer 122.

また、実施形態1に係る3端子サイリスタ100によれば、p型第2オーミック領域120とp型埋込拡散層122との間隔は、20μm〜40mの範囲に設定されているため、p型第2オーミック領域120からp型埋込拡散層122を通ってゲートトリガ電流が流れ難くなることがなく、また、3端子サイリスタとしての耐圧性能を維持できなくなることもない。 Further, according to the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the interval between the p + -type second ohmic region 120 and the p + -type buried diffusion layer 122 is set in the range of 20 μm to 40 m. The gate trigger current does not easily flow from the + type second ohmic region 120 through the p + type buried diffusion layer 122, and the withstand voltage performance as a three-terminal thyristor cannot be maintained.

また、実施形態1に係る3端子サイリスタ100によれば、ショートゲート構造を有するため、ショートゲート構造を有しないものに比べて、ゲートトリガ電流に対する感度が低くなり、ゲートトリガ電流が埋込拡散層に向けてより確実に流れるようになる。   In addition, since the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment has the short gate structure, the sensitivity to the gate trigger current is lower than that without the short gate structure, and the gate trigger current is embedded in the buried diffusion layer. It will flow more reliably toward.

3.実施形態1に係る3端子サイリスタの製造方法
図3及び図4は、実施形態1に係る逆阻止3端子サイリスタの製造方法を説明するために示す図である。図3(a)〜図3(e)及び図4(a)〜図4(d)は各工程図である。
3. Manufacturing Method of Three-Terminal Thyristor According to Embodiment 1 FIGS. 3 and 4 are views for explaining a manufacturing method of a reverse blocking three-terminal thyristor according to Embodiment 1. FIG. 3A to FIG. 3E and FIG. 4A to FIG. 4D are process diagrams.

実施形態1に係る3端子サイリスタは、以下に示す工程により製造することができる。以下、各工程を順次説明する。   The three-terminal thyristor according to Embodiment 1 can be manufactured by the following process. Hereinafter, each process is demonstrated one by one.

(1)半導体基体準備工程
まず、n型シリコンからなる、例えば厚さ120μm、不純物濃度1×1014cm−3のn型半導体基体(n型第1ベース層)112を準備する(図3(a)参照。)。
(1) Semiconductor substrate preparation step First, an n type semiconductor substrate (n type first base layer) 112 made of n type silicon, for example, having a thickness of 120 μm and an impurity concentration of 1 × 10 14 cm −3 is prepared ( (See FIG. 3 (a)).

(2)p型埋込拡散層形成工程
次に、エピタキシャル成長技術により、例えば厚さ5μm〜10μm、不純物濃度5×1018cm−3〜1×1020cm−3のp型埋込拡散層122をn型第1ベース層112上に形成する(図3(b)参照。)。
(2) p + -type buried diffusion layer formation step Next, the epitaxial growth technique, for example, a thickness of 5 m to 10 m, p + -type buried diffusion of an impurity concentration of 5 × 10 18 cm -3 ~1 × 10 20 cm -3 The layer 122 is formed on the n -type first base layer 112 (see FIG. 3B).

(3)p型第2ベース層形成工程
次に、エピタキシャル成長技術により、例えば厚さ40μm、不純物濃度1×1018cm−3のp型第2ベース層114をp型埋込拡散層122上に形成する(図3(c)参照。)。
(3) Step of forming p-type second base layer Next, by epitaxial growth technology, for example, the p-type second base layer 114 having a thickness of 40 μm and an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 is formed on the p + -type buried diffusion layer 122. (See FIG. 3C).

(4)p型アノード層形成工程
次に、不純物拡散技術により、例えば厚さ40μm、不純物濃度1×1016cm−3のp型アノード層110をn型第1ベース層112の第2主面側の表面に形成する(図3(d)参照。)。
(4) p-type anode layer forming step Next, the p-type anode layer 110 having a thickness of, for example, 40 μm and an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 is formed into a second main layer of the n -type first base layer 112 by an impurity diffusion technique. It is formed on the surface side surface (see FIG. 3D).

(5)p型オーミック層形成工程
次に、不純物拡散技術により、例えば深さ5μm、不純物濃度1×1020cm−3のp型オーミック層124をp型アノード層110の第2主面側の表面に形成する(図3(e)参照。)。
(5) p + type ohmic layer forming step Next, the p + type ohmic layer 124 having a depth of 5 μm and an impurity concentration of 1 × 10 20 cm −3 is formed on the second main surface of the p type anode layer 110 by an impurity diffusion technique. It forms on the surface of the side (refer FIG.3 (e)).

(6)p型第1オーミック領域及びp型第2オーミック領域形成工程
次に、不純物拡散技術により、例えば深さ3μm、不純物濃度1×1020cm−3のp型第1オーミック領域118及びp型第2オーミック領域120を、p型第2ベース層114の第1主面側の表面に形成する(図4(a)参照。)。
(6) p + -type first ohmic region and the p + -type second ohmic region formation step Next, the impurity diffusion technique, for example, depth 3 [mu] m, p + -type first ohmic region of an impurity concentration of 1 × 10 20 cm -3 118 and the p + -type second ohmic region 120 are formed on the surface of the p-type second base layer 114 on the first main surface side (see FIG. 4A).

(7)n型カソード領域形成工程
次に、不純物拡散技術により、例えば深さ15μm、不純物濃度1×1020cm−3のn型カソード領域116をp型第2ベース層114の第1主面側の表面に形成する(図4(b)参照。)。
(7) Step of forming n + -type cathode region Next, the n + -type cathode region 116 having a depth of 15 μm and an impurity concentration of 1 × 10 20 cm −3 is formed on the first p-type second base layer 114 by an impurity diffusion technique. It is formed on the surface on the main surface side (see FIG. 4B).

(8)溝形成工程
次に、図示しないマスクを用いて、半導体基体における第1主面側からn型第1ベース層112に達する深さの溝140を形成する(図4(c)参照。)。溝形成は、例えばエッチングにより行う。エッチング液としては、フッ酸、硝酸及び酢酸の混合液(例えば、HF:HNO:CHCOOH=1:4:1。)を用いる。
(8) Groove Formation Step Next, a groove 140 having a depth reaching the n -type first base layer 112 from the first main surface side of the semiconductor substrate is formed using a mask (not shown) (see FIG. 4C). .) The groove is formed by etching, for example. As an etchant, a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid (for example, HF: HNO 3 : CH 3 COOH = 1: 4: 1) is used.

(9)パッシベーション層形成工程
次に、溝140の内部にパッシベーション層142を形成する(図4(d)参照。)。この工程は、電気泳動法を用いてガラス材料を電着し、焼成することにより行う。
(9) Passivation Layer Formation Step Next, a passivation layer 142 is formed inside the groove 140 (see FIG. 4D). This step is performed by electrodepositing and baking a glass material using electrophoresis.

(10)電極形成工程
次に、p型第2ベース層114の第1主面側の表面に形成されていた酸化膜126をエッチングにより除去した後、n型カソード領域116及びp型第1オーミック領域118の表面及びp型第2オーミック領域120の表面に、それぞれアルミニウム膜及びニッケル膜等の積層膜からなるカソード電極128及びゲート電極130を形成し、p型2オーミック領域124の表面に、チタン膜、ニッケル膜及び銀膜の積層膜からなるアノード電極132を形成する(図4(d)参照。)。
(10) Electrode Formation Step Next, the oxide film 126 formed on the surface of the first main surface side of the p-type second base layer 114 is removed by etching, and then the n + -type cathode region 116 and the p + -type first layer are removed. the first surface and the p + -type surface of the second ohmic region 120 of the ohmic region 118, respectively to form a cathode electrode 128 and the gate electrode 130 composed of a laminated film such as aluminum film and the nickel film, the p + -type 2 ohmic region 124 An anode electrode 132 made of a laminated film of a titanium film, a nickel film, and a silver film is formed on the surface (see FIG. 4D).

上記のような工程を経て、実施形態1に係る3端子サイリスタ100を製造することができる。   Through the steps as described above, the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment can be manufactured.

[実施形態2]
図5は、実施形態2に係る3端子サイリスタ200の断面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 200 according to the second embodiment.

実施形態2に係る3端子サイリスタ200は、基本的には実施形態1に係る3端子サイリスタ100と同様の構成を有するが、p型埋込拡散層の形成位置が実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なる。すなわち、実施形態2に係る3端子サイリスタ200においては、図5に示すように、p型埋込拡散層222は、n型第1ベース層212とp型第2ベース層214との境界部よりも浅い位置に形成されている。 The three-terminal thyristor 200 according to the second embodiment basically has the same configuration as the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, but the formation position of the p + -type buried diffusion layer is the three-terminal according to the first embodiment. This is different from the case of the thyristor 100. That is, in the three-terminal thyristor 200 according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, the p + -type buried diffusion layer 222 is a boundary between the n -type first base layer 212 and the p-type second base layer 214. It is formed at a position shallower than the portion.

このように、実施形態2に係る3端子サイリスタ200は、p型埋込拡散層の形成位置が実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なるが、p型第2ベース層214におけるn型カソード領域216、p型第1オーミック領域218及びp型第2オーミック領域220よりも深い領域に、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、平面的に見てp型第2オーミック領域220からn型カソード領域216に延在するように、p型第2ベース層214よりも高濃度のn型不純物を含有するp型埋込拡散層222が形成されているため、当該n埋込拡散層222を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。 As described above, the three-terminal thyristor 200 according to the second embodiment differs from the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment in the formation position of the p + -type buried diffusion layer, but in the p-type second base layer 214. In a region deeper than the n + -type cathode region 216, the p + -type first ohmic region 218, and the p + -type second ohmic region 220, as viewed in plan, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment. A p + type buried diffusion layer 222 containing an n type impurity at a concentration higher than that of the p type second base layer 214 is formed so as to extend from the p + type second ohmic region 220 to the n + type cathode region 216. Therefore, a gate trigger current flows through the n + buried diffusion layer 222. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the current density of the main current that flows at the time of turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor having a structure that is not easily destroyed at the time of turn-on.

なお、実施形態2に係る3端子サイリスタ200は、p型埋込拡散層の形成位置以外の点においては実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係る3端子サイリスタ100が有する効果のうち該当する効果を有する。 The three-terminal thyristor 200 according to the second embodiment has the same configuration as that of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment except for the position where the p + type buried diffusion layer is formed. Among the effects of the three-terminal thyristor 100 according to FIG.

[実施形態3]
図6は、実施形態3に係る3端子サイリスタ300の断面図である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 300 according to the third embodiment.

実施形態3に係る3端子サイリスタ300は、基本的には実施形態1に係る3端子サイリスタ100と同様の構成を有するが、高濃度のp型不純物を含有するp型連結層323をさらに備える点で実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なる。すなわち、実施形態3に係る3端子サイリスタ300においては、図6に示すように、p型連結層323をさらに備え、p型第2オーミック領域320とp型埋込拡散層322とがp型連結層323により連結されている。p型連結層323は、選択エピタキシャル成長技術により形成することがでいる。 The three-terminal thyristor 300 according to the third embodiment basically has the same configuration as that of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, but further includes a p + -type coupling layer 323 containing a high-concentration p-type impurity. This is different from the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment. That is, in the three-terminal thyristor 300 according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, further comprising a p + -type connecting layer 323, and a p + -type second ohmic region 320 and the p + -type buried diffusion layer 322 The p + -type coupling layers 323 are connected. The p + type coupling layer 323 can be formed by a selective epitaxial growth technique.

このように、実施形態3に係る3端子サイリスタ300は、高濃度のp型不純物を含有するp型連結層323をさらに備える点で実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なるが、p型第2ベース層314におけるn型カソード領域316、p型第1オーミック領域318及びp型第2オーミック領域320よりも深い領域に、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、平面的に見てp型第2オーミック領域320からn型カソード領域316に延在するように、p型第2ベース層314よりも高濃度のp型不純物を含有するp型埋込拡散層322が形成されているため、当該p埋込拡散層322を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。 As described above, the three-terminal thyristor 300 according to the third embodiment is different from the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment in that it further includes the p + -type coupling layer 323 containing a high-concentration p-type impurity. In the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, a region deeper than the n + -type cathode region 316, the p + -type first ohmic region 318, and the p + -type second ohmic region 320 in the p-type second base layer 314 is used. Similarly to p, the p-type impurity containing p-type impurities at a higher concentration than the p-type second base layer 314 so as to extend from the p + -type second ohmic region 320 to the n + -type cathode region 316 in plan view. Since the + type buried diffusion layer 322 is formed, a gate trigger current flows through the p + buried diffusion layer 322. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the current density of the main current that flows at the time of turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor having a structure that is not easily destroyed at the time of turn-on.

また、実施形態3に係る3端子サイリスタ300は、p型連結層323をさらに備えているため、ゲートトリガ電流が効率良くp型埋込拡散層322に流れるようになる。 In addition, since the three-terminal thyristor 300 according to the third embodiment further includes the p + type coupling layer 323, the gate trigger current efficiently flows into the p + type buried diffusion layer 322.

なお、実施形態3に係る3端子サイリスタ300は、高濃度のp型不純物を含有するp型連結層323をさらに備える点以外の点においては実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係る3端子サイリスタ100が有する効果のうち該当する効果を有する。 The three-terminal thyristor 300 according to the third embodiment, as in the case at a point other than that it further includes a p + -type connecting layer 323 containing a high concentration p-type impurity of the three-terminal thyristor 100 according to Embodiment 1 Therefore, the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment has a corresponding effect.

[実施形態4]
図7は、実施形態4に係る3端子サイリスタ400の断面図である。
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 400 according to the fourth embodiment.

実施形態4に係る3端子サイリスタ400は、基本的には実施形態1に係る3端子サイリスタ100と同様の構成を有するが、p型埋込拡散層の形成位置が実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なる。すなわち、実施形態4に係る3端子サイリスタ400においては、図7に示すように、p型第2オーミック領域420の外周側にはp型埋込拡散層422は形成されていない。 The three-terminal thyristor 400 according to the fourth embodiment basically has the same configuration as the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, but the formation position of the p + -type buried diffusion layer is the three-terminal according to the first embodiment. This is different from the case of the thyristor 100. That is, in the three-terminal thyristor 400 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, p + -type buried diffusion layer 422 on the outer peripheral side of the p + -type second ohmic region 420 is not formed.

このように、実施形態4に係る3端子サイリスタ400は、p型埋込拡散層の形成位置が実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なるが、p型第2ベース層414におけるn型カソード領域416、p型第1オーミック領域418及びp型第2オーミック領域420よりも深い領域に、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、平面的に見てp型第2オーミック領域420からn型カソード領域416に延在するように、p型第2ベース層414よりも高濃度のp型不純物を含有するp型埋込拡散層422が形成されているため、当該p埋込拡散層422を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。 As described above, the three-terminal thyristor 400 according to the fourth embodiment differs from the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment in the formation position of the p + -type buried diffusion layer, but in the p-type second base layer 414. In a region deeper than the n + -type cathode region 416, the p + -type first ohmic region 418, and the p + -type second ohmic region 420, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, A p + type buried diffusion layer 422 containing a p type impurity at a higher concentration than the p type second base layer 414 is formed to extend from the p + type second ohmic region 420 to the n + type cathode region 416. Therefore, a gate trigger current flows through the p + buried diffusion layer 422. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the current density of the main current that flows at the time of turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor having a structure that is not easily destroyed at the time of turn-on.

なお、実施形態4に係る3端子サイリスタ400は、p型埋込拡散層の形成位置以外の点においては実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係る3端子サイリスタ100が有する効果のうち該当する効果を有する。 The three-terminal thyristor 400 according to the fourth embodiment has the same configuration as that of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment except for the position where the p + -type buried diffusion layer is formed. Among the effects of the three-terminal thyristor 100 according to FIG.

[実施形態5]
図8は、実施形態5に係る3端子サイリスタ500の断面図である。
[Embodiment 5]
FIG. 8 is a cross-sectional view of a three-terminal thyristor 500 according to the fifth embodiment.

実施形態5に係る3端子サイリスタ500は、基本的には実施形態1に係る3端子サイリスタ100と同様の構成を有するが、図8に示すように、プレーナ型である点で実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なる。   The three-terminal thyristor 500 according to the fifth embodiment has basically the same configuration as the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, but as shown in FIG. 8, is a planar type according to the first embodiment. This is different from the case of the three-terminal thyristor 100.

このように、実施形態5に係る3端子サイリスタ500は、プレーナ型である点で実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なるが、p型第2ベース層514におけるn型カソード領域516、p型第1オーミック領域518及びp型第2オーミック領域520よりも深い領域に、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、平面的に見てp型第2オーミック領域520からn型カソード領域516に延在するように、p型第2ベース層514よりも高濃度のp型不純物を含有するp型埋込拡散層522が形成されているため、当該p埋込拡散層522を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。 As described above, the three-terminal thyristor 500 according to the fifth embodiment is different from the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment in that it is a planar type, but the n + -type cathode region in the p-type second base layer 514. 516, p + -type region deeper than the first ohmic region 518 and the p + -type second ohmic region 520, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the embodiment 1, the p + -type second in plan view Since the p + type buried diffusion layer 522 containing a p type impurity at a higher concentration than the p type second base layer 514 is formed so as to extend from the ohmic region 520 to the n + type cathode region 516, A gate trigger current flows through the p + buried diffusion layer 522. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the current density of the main current that flows at the time of turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor having a structure that is not easily destroyed at the time of turn-on.

なお、実施形態5に係る3端子サイリスタ500は、プレーナ型である点以外の点においては実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係る3端子サイリスタ100が有する効果のうち該当する効果を有する。   Since the three-terminal thyristor 500 according to the fifth embodiment has the same configuration as that of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment except for the planar type, the three-terminal thyristor according to the first embodiment. 100 has a corresponding effect among the effects of 100.

[実施形態6]
図9は、実施形態6に係る3端子サイリスタ600を説明するために示す図である。図9(a)は3端子サイリスタ600の平面図であり、図9(b)は図9(a)のA1−A1断面図である。なお、図9(a)においては、カソード電極628、ゲート電極630及び酸化膜626の図示を省略している。
[Embodiment 6]
FIG. 9 is a diagram for explaining a three-terminal thyristor 600 according to the sixth embodiment. 9A is a plan view of the three-terminal thyristor 600, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. 9A. In FIG. 9A, the cathode electrode 628, the gate electrode 630, and the oxide film 626 are not shown.

実施形態6に係る3端子サイリスタ600は、基本的には実施形態1に係る3端子サイリスタ100と同様の構成を有するが、p型埋込拡散層の形成位置が実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なる。すなわち、実施形態6に係る3端子サイリスタ600においては、図9に示すように、p型埋込拡散層622が、平面的に見てp型第2ベース層614の全面に形成されている。 The three-terminal thyristor 600 according to the sixth embodiment basically has the same configuration as the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, but the formation position of the p + -type buried diffusion layer is the three-terminal according to the first embodiment. This is different from the case of the thyristor 100. That is, in the three-terminal thyristor 600 according to the sixth embodiment, as shown in FIG. 9, the p + -type buried diffusion layer 622 is formed on the entire surface of the p-type second base layer 614 in plan view. .

このように、実施形態6に係る3端子サイリスタ600は、p型埋込拡散層の形成位置が実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合とは異なるが、p型第2ベース層614におけるn型カソード領域616、p型第1オーミック領域618及びp型第2オーミック領域620よりも深い領域に、平面的に見てp型第2オーミック領域620からn型カソード領域616に延在するように、p型第2ベース層614よりも高濃度のp型不純物を含有するp型埋込拡散層622が形成されているため、当該p埋込拡散層622を通ってゲートトリガ電流が流れるようになる。このため、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになる結果、より広い範囲で主電流が初期点弧するようになる。その結果、実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様に、ターンオン時に流れる主電流の電流密度が低くなり、ターンオン時に破壊されにくい構造を有する3端子サイリスタとなる。 As described above, the three-terminal thyristor 600 according to the sixth embodiment is different from the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment in the formation position of the p + -type buried diffusion layer, but in the p-type second base layer 614. n + -type cathode region 616, p + -type first ohmic region 618 and the p + -type second region deeper than the ohmic region 620, planarly viewed p + -type second ohmic region 620 of n + -type cathode region 616 Since the p + type buried diffusion layer 622 containing a p type impurity at a concentration higher than that of the p type second base layer 614 is formed so as to extend through the p + type second base layer 614, the p + type buried diffusion layer 622 passes through the p + buried diffusion layer 622. As a result, a gate trigger current flows. For this reason, as a result of the gate trigger current flowing through a wider path, the main current is initially fired in a wider range. As a result, as in the case of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment, the current density of the main current that flows at the time of turn-on is reduced, and the three-terminal thyristor having a structure that is not easily destroyed at the time of turn-on.

また、実施形態5に係る3端子サイリスタ600によれば、ゲートトリガ電流がより広い経路を通って流れるようになるという効果もある。   In addition, according to the three-terminal thyristor 600 according to the fifth embodiment, there is an effect that the gate trigger current flows through a wider path.

なお、実施形態6に係る3端子サイリスタ600は、p型埋込拡散層の形成位置以外の点においては実施形態1に係る3端子サイリスタ100の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係る3端子サイリスタ100が有する効果のうち該当する効果を有する。 The three-terminal thyristor 600 according to the sixth embodiment has the same configuration as that of the three-terminal thyristor 100 according to the first embodiment except for the position where the p + type buried diffusion layer is formed. Among the effects of the three-terminal thyristor 100 according to FIG.

以上、本発明の3端子サイリスタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   Although the three-terminal thyristor of the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.

(1)上記した各実施形態においては、逆阻止3端子サイリスタを例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は逆導通3端子サイリスタその他の3端子サイリスタにも適用することができる。 (1) In each of the above-described embodiments, the present invention has been described taking the reverse blocking three-terminal thyristor as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to reverse conducting three-terminal thyristors and other three-terminal thyristors.

(2)上記した各実施形態においては、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型として説明したが、本発明の発明はこれに限定されるものではない。第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としてもよい。 (2) In each of the above-described embodiments, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. However, the invention of the present invention is not limited to this. The first conductivity type may be n-type and the second conductivity type may be p-type.

100,200,300,400,500,600,900…3端子サイリスタ、110,210,310,410,510,610,910…p型アノード層,112,212,312,412,512,612,912…n型ベース層、114,214,314,414,514,614,914…p型ベース層、116,216,316,416,516,616,916…n型カソード領域、118,218,318,418,518,618,918…p型第1オーミック領域、120,220,320,420,520,620,920…p型第2オーミック領域、122,222,322,422,522,622…n型埋め込み拡散層、124,224,324,424,524,624,924…p型オーミック層、126,226,326,426,526,626,926…酸化膜、128,228,328,428,528,628,928…カソード電極、130,230,330,430,530,630,930…ゲート電極、132,232,332,432,532,632,932…アノード電極、323…p型連結層 100, 200, 300, 400, 500, 600, 900 ... 3-terminal thyristor, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 910 ... p-type anode layer, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 912 ... n - type base layer, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 914 ... p-type base layer, 116, 216, 316, 416, 516, 616, 916 ... n + -type cathode region, 118, 218, 318,418,518,618,918 ... p + -type first ohmic region, 120,220,320,420,520,620,920 ... p + -type second ohmic region, 122,222,322,422,522, 622 ... n + -type buried diffusion layer, 124,224,324,424,524,624,924 ... p + type O Mic layer, 126, 226, 326, 426, 526, 626, 926 ... oxide film, 128, 228, 328, 428, 528, 628, 928 ... cathode electrode, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 930 ... Gate electrode, 132,232,332,432,532,632,932 ... Anode electrode, 323 ... p + type coupling layer

Claims (9)

第1導電体型のアノード層と、
前記アノード層における第1主面側に位置する第2導電型の第1ベース層と、
前記第1ベース層における第1主面側に位置する第1導電型の第2ベース層と、
前記第2ベース層の表面に形成された第2導電型のカソード領域、第1導電型の第1オーミック領域及び第1導電型の第2オーミック領域とを備え、
前記アノード層における第2主面側にはアノード電極が形成され、
前記カソード領域及び前記第1オーミック領域における第1主面側にはカソード電極が形成され、
前記第2オーミック領域における第1主面側にはゲート電極が形成された3端子サイリスタにおいて、
前記第2ベース層における前記カソード領域、前記第1オーミック領域及び前記第2オーミック領域よりも深い領域に、平面的に見て前記第2オーミック領域から前記カソード領域に延在するように、前記第2ベース層よりも高濃度の第1導電型不純物を含有する第1導電型の埋込拡散層がエピタキシャル成長技術によって形成されていることを特徴とする3端子サイリスタ。
A first conductor type anode layer;
A first base layer of a second conductivity type located on the first main surface side in the anode layer;
A second base layer of a first conductivity type located on the first main surface side in the first base layer;
A second conductive type cathode region, a first conductive type first ohmic region, and a first conductive type second ohmic region formed on a surface of the second base layer;
An anode electrode is formed on the second main surface side of the anode layer,
A cathode electrode is formed on the first main surface side in the cathode region and the first ohmic region,
In the three-terminal thyristor in which a gate electrode is formed on the first main surface side in the second ohmic region,
In the second base layer, the cathode region, the first ohmic region, and a region deeper than the second ohmic region extend from the second ohmic region to the cathode region in plan view. 2. A three-terminal thyristor, wherein a buried diffusion layer of the first conductivity type containing a first conductivity type impurity having a higher concentration than the two base layers is formed by an epitaxial growth technique .
請求項1に記載の3端子サイリスタにおいて、
前記埋込拡散層は、前記第1ベース層と前記第2ベース層との境界部に形成されていることを特徴とする3端子サイリスタ。
The three-terminal thyristor according to claim 1,
The three-terminal thyristor, wherein the buried diffusion layer is formed at a boundary portion between the first base layer and the second base layer.
請求項1に記載の3端子サイリスタにおいて、
前記埋込拡散層は、前記第1ベース層と前記第2ベース層との境界部よりも浅い位置に形成されていることを特徴とする3端子サイリスタ。
The three-terminal thyristor according to claim 1,
The three-terminal thyristor, wherein the buried diffusion layer is formed at a position shallower than a boundary portion between the first base layer and the second base layer.
請求項1〜3のいずれかに記載の3端子サイリスタにおいて、
前記埋込拡散層の不純物濃度は、5×1018cm−3〜1×1020cm−3の範囲に設定されていることを特徴とする3端子サイリスタ
The three-terminal thyristor according to any one of claims 1 to 3,
The three-terminal thyristor is characterized in that the impurity concentration of the buried diffusion layer is set in a range of 5 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 20 cm −3 .
請求項1〜4のいずれかに記載の3端子サイリスタにおいて、
前記第2オーミック領域と前記埋込拡散層との間隔は、20μm〜40μmの範囲に設定されていることを特徴とする3端子サイリスタ
The three-terminal thyristor according to any one of claims 1 to 4,
The three-terminal thyristor is characterized in that an interval between the second ohmic region and the buried diffusion layer is set in a range of 20 μm to 40 μm .
請求項1〜5のいずれかに記載の3端子サイリスタにおいて、
前記埋込拡散層は、平面的に見て前記第2ベース層の全面に形成されていることを特徴とする3端子サイリスタ。
The three-terminal thyristor according to any one of claims 1 to 5,
The three-terminal thyristor, wherein the buried diffusion layer is formed on the entire surface of the second base layer in plan view.
請求項1〜6のいずれかに記載の3端子サイリスタにおいて、
前記埋込拡散層は、平面的に見て前記第2ベース層に部分的に形成されていることを特徴とする3端子サイリスタ。
In the 3 terminal thyristor in any one of Claims 1-6,
The three-terminal thyristor, wherein the buried diffusion layer is partially formed in the second base layer as viewed in plan.
請求項1〜7のいずれかに記載の3端子サイリスタにおいて、
前記第2オーミック領域と前記埋込拡散層とは、高濃度の第1導電型不純物を含有する第1導電型の連結層により連結されていることを特徴とする3端子サイリスタ。
In the 3 terminal thyristor in any one of Claims 1-7,
The three-terminal thyristor, wherein the second ohmic region and the buried diffusion layer are coupled by a first conductivity type coupling layer containing a high concentration of first conductivity type impurities.
請求項1〜8のいずれかに記載の3端子サイリスタにおいて、
前記3端子サイリスタは、ショートゲート構造を有することを特徴とする3端子サイリスタ。
The three-terminal thyristor according to any one of claims 1 to 8,
The three-terminal thyristor has a short gate structure.
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