JPS6143863B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6143863B2 JPS6143863B2 JP53118225A JP11822578A JPS6143863B2 JP S6143863 B2 JPS6143863 B2 JP S6143863B2 JP 53118225 A JP53118225 A JP 53118225A JP 11822578 A JP11822578 A JP 11822578A JP S6143863 B2 JPS6143863 B2 JP S6143863B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thyristor
- cathode
- gate
- auxiliary
- region
- Prior art date
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- Expired
Links
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はサイリスタのゲートに相当する領域に
光を当てることにより導通状態とすることができ
る光サイリスタに関するものである。
光を当てることにより導通状態とすることができ
る光サイリスタに関するものである。
第１図に示すPNPN構造を持つサイリスタは一
般的にはアノード５に正カソード４に負の電圧を
印加し、ゲート９に正の電圧を加えて所定の電流
をゲート・カソード間に流した場合素子を導通状
態とすることができる。しかしながらこの様な素
子においてはゲート・カソード間を電気的に絶縁
することは非常に困難である。このためゲートを
カソードと完全に絶縁する必要のある回路におい
ては最近光の信号を用いて素子を導通状態とする
ことのできるいわゆる光サイリスタが必要とされ
る様になつてきた。光サイリスタはPNPの逆バイ
アス接合に光をあてることにより接合内部で発生
するエレクトロン、ホールのベアーが空乏層内部
で増倍されてリーク電流が増加しNPNトランジ
スタによりさらに増倍されることによつて素子を
導通状態へ移すことの出来る素子である。この様
な素子においては素子のオンオフの制御するため
に必要な電力が小さい方が良いので光による感度
に高いことが要求される。この為にはNPNトラ
ンジスタのｈFEを高くし、受光部の面積を大きく
とらねばならない。又他の電気的特性からはアノ
ード、カソード間に印加された電圧の時間的変
化、すなわちdv／dtが大きい電圧が印加されて
も〓ON″しないいわゆるdv／dt耐量の大きい素
子が要求される。この為にはNPNトランジスタ
のｈFEを小とし受光部の面積を小とせねばならな
い。
般的にはアノード５に正カソード４に負の電圧を
印加し、ゲート９に正の電圧を加えて所定の電流
をゲート・カソード間に流した場合素子を導通状
態とすることができる。しかしながらこの様な素
子においてはゲート・カソード間を電気的に絶縁
することは非常に困難である。このためゲートを
カソードと完全に絶縁する必要のある回路におい
ては最近光の信号を用いて素子を導通状態とする
ことのできるいわゆる光サイリスタが必要とされ
る様になつてきた。光サイリスタはPNPの逆バイ
アス接合に光をあてることにより接合内部で発生
するエレクトロン、ホールのベアーが空乏層内部
で増倍されてリーク電流が増加しNPNトランジ
スタによりさらに増倍されることによつて素子を
導通状態へ移すことの出来る素子である。この様
な素子においては素子のオンオフの制御するため
に必要な電力が小さい方が良いので光による感度
に高いことが要求される。この為にはNPNトラ
ンジスタのｈFEを高くし、受光部の面積を大きく
とらねばならない。又他の電気的特性からはアノ
ード、カソード間に印加された電圧の時間的変
化、すなわちdv／dtが大きい電圧が印加されて
も〓ON″しないいわゆるdv／dt耐量の大きい素
子が要求される。この為にはNPNトランジスタ
のｈFEを小とし受光部の面積を小とせねばならな
い。
上に述べた２の要求は明らかに相反するもので
あり、これを同時に１つの素子の中で満足させる
ことは非常にむずかしい。
あり、これを同時に１つの素子の中で満足させる
ことは非常にむずかしい。
しかるに本発明においてはかかる欠点を除去し
光感度は高くdv／dt耐量の高い素子を提供しよ
うとするものである。
光感度は高くdv／dt耐量の高い素子を提供しよ
うとするものである。
本発明においてはdv／dt特性を改善し、光感
度を上げるために主サイリスタとして動作する領
域に隣接してメサ溝により接合が分離された補助
サイリスタを持ち、この補助サイリスタのカソー
ドが主サイリスタのゲート領域に接続され、かつ
補助サイリスタのカソードが主サイリスタのゲー
ト領域に接続され、かつ補助サイリスタ領域のみ
選択的に電子ビームを照射して素子を構成する。
主サイリスタはゲート・カソード間に短絡部を設
け、小さい電流レベルでのNPNトランジスタの
ｈFEを低下させることにより素子のdv／dt耐量
を向上させることができる。又、補助サイリスタ
部はゲート・カソード短絡部を持たぬ構造とする
ことにより光感度を上げる構造とする。しかしな
がら短絡部を持たないとdv／dt耐量が低下する
ので、補助サイリスタのみに金属マスクを用いて
選択的に電子線を照射し結晶内に歪を与えて
NPNトランジスタのｈFEをいく分低下させるこ
とによりdv／dt耐量を向上させることが望まし
い。この場合補助サイリスタとしては前記光感度
を上げるとdv／dt耐量が低下することはまぬか
れないが、この為光感度を多少低げdv／dt耐量
を向上させる様に構成したとしても、光感度は主
サイリスタにみのものよりも高感度となる。さら
に補助サイリスタのカソードと主サイリスタのゲ
ートとを接続することにより補助サイリスタを導
通状態とすれば主サイリスタを導通状態とするこ
とができる。又dv／dt耐量はPNPの逆バイアス時
の接合容量が急激な電圧変化が起こつた時に変位
電流として流れる電流が素子の中を流れて導通状
態に導くのであるから、逆バイアスのかかる接合
面積を小として接合容量を減少させるため補助サ
イリスタの部分の面積を充分主サイリスタと比べ
て小さくすれば良く、この点からも主サイリスタ
と補助サイリスタの組み合せの構造は望ましいも
のである。この様な構造を持つ素子は光による感
度が高くdv／dt耐量を高くすることができる。
度を上げるために主サイリスタとして動作する領
域に隣接してメサ溝により接合が分離された補助
サイリスタを持ち、この補助サイリスタのカソー
ドが主サイリスタのゲート領域に接続され、かつ
補助サイリスタのカソードが主サイリスタのゲー
ト領域に接続され、かつ補助サイリスタ領域のみ
選択的に電子ビームを照射して素子を構成する。
主サイリスタはゲート・カソード間に短絡部を設
け、小さい電流レベルでのNPNトランジスタの
ｈFEを低下させることにより素子のdv／dt耐量
を向上させることができる。又、補助サイリスタ
部はゲート・カソード短絡部を持たぬ構造とする
ことにより光感度を上げる構造とする。しかしな
がら短絡部を持たないとdv／dt耐量が低下する
ので、補助サイリスタのみに金属マスクを用いて
選択的に電子線を照射し結晶内に歪を与えて
NPNトランジスタのｈFEをいく分低下させるこ
とによりdv／dt耐量を向上させることが望まし
い。この場合補助サイリスタとしては前記光感度
を上げるとdv／dt耐量が低下することはまぬか
れないが、この為光感度を多少低げdv／dt耐量
を向上させる様に構成したとしても、光感度は主
サイリスタにみのものよりも高感度となる。さら
に補助サイリスタのカソードと主サイリスタのゲ
ートとを接続することにより補助サイリスタを導
通状態とすれば主サイリスタを導通状態とするこ
とができる。又dv／dt耐量はPNPの逆バイアス時
の接合容量が急激な電圧変化が起こつた時に変位
電流として流れる電流が素子の中を流れて導通状
態に導くのであるから、逆バイアスのかかる接合
面積を小として接合容量を減少させるため補助サ
イリスタの部分の面積を充分主サイリスタと比べ
て小さくすれば良く、この点からも主サイリスタ
と補助サイリスタの組み合せの構造は望ましいも
のである。この様な構造を持つ素子は光による感
度が高くdv／dt耐量を高くすることができる。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
Ｎ型シリコン基板１を15〜30Ωcmのものを選び
両側よりボロンを拡散してアノード層３及びゲー
ト層２を50μの深さに形成する。この後公知の光
学的手法により選択的にカソード層８を拡散す
る。この時主サイリスタのカソードにはゲートと
の短絡領域７を設けておく。さらに主サイリスタ
と補助サイリスタとの間の領域及びペレツトの周
辺となる領域にメサ溝１２及び１３をそれぞれ形
成し、この表面に露出する接合１０，１４がガラ
ス６にて保護する。しかる後に電極５，４，９，
１１を蒸着によつて設けて、多くのペレツトが１
枚のウエハーの中に連なつた状態で作成する。こ
のウエハーをモリブデンのマスクを用いて選択的
に電子線を補助サイリスタのカソード領域１７に
のみ、そのフラツクスが１×1015ev／cm2となる様
な強度で当てる。この様にしたウエハーをレーザ
ースクライブにてペレツトに分離し通常の組立方
法で組立てる。この時補助サイリスタのカソード
電極１１と主サイリスタのゲート電極９をＡ線
１５で配線する。この様な素子のアノード５にプ
ラス電圧をカソードにマイナス電圧を印加し、補
助サイリスタのカソード領域１７に波長１μ程度
の赤外線１６を当てることによりこの光サイリス
タを導通状態とすることができる。本素子の電気
的特性の一例を示すと素子の耐圧は750V、dv／
dt耐量は20V／μsec、光感度は2mAなる特性を
得ることができた。
両側よりボロンを拡散してアノード層３及びゲー
ト層２を50μの深さに形成する。この後公知の光
学的手法により選択的にカソード層８を拡散す
る。この時主サイリスタのカソードにはゲートと
の短絡領域７を設けておく。さらに主サイリスタ
と補助サイリスタとの間の領域及びペレツトの周
辺となる領域にメサ溝１２及び１３をそれぞれ形
成し、この表面に露出する接合１０，１４がガラ
ス６にて保護する。しかる後に電極５，４，９，
１１を蒸着によつて設けて、多くのペレツトが１
枚のウエハーの中に連なつた状態で作成する。こ
のウエハーをモリブデンのマスクを用いて選択的
に電子線を補助サイリスタのカソード領域１７に
のみ、そのフラツクスが１×1015ev／cm2となる様
な強度で当てる。この様にしたウエハーをレーザ
ースクライブにてペレツトに分離し通常の組立方
法で組立てる。この時補助サイリスタのカソード
電極１１と主サイリスタのゲート電極９をＡ線
１５で配線する。この様な素子のアノード５にプ
ラス電圧をカソードにマイナス電圧を印加し、補
助サイリスタのカソード領域１７に波長１μ程度
の赤外線１６を当てることによりこの光サイリス
タを導通状態とすることができる。本素子の電気
的特性の一例を示すと素子の耐圧は750V、dv／
dt耐量は20V／μsec、光感度は2mAなる特性を
得ることができた。
第１図は従来のサイリスタの横断面図であり、
第２図は本発明の一実施例による光サイリスタの
横断面図である。 なお図において、１……Ｎ型基板、２……Ｐ型
ゲート層、３……Ｐ型アノード層、４……カソー
ド電極、５……アノード電極、６……ガラス表面
保護膜、７……ゲートカソード短絡部、８……主
サイリスタのカソード層、９……主サイリスタゲ
ート電極、１０……サイリスタ順方向接合、１２
……主サイリスタ、補助サイリスタ分離部、１３
……ペレツト周辺メサ部、１４……サイリスタ逆
方向接合、１５……主サイリスタゲート電極補助
サイリスタカソード電極短絡導線、１６……外部
赤外線、１７……補助サイリスタのカソード層を
それぞれ示している。
第２図は本発明の一実施例による光サイリスタの
横断面図である。 なお図において、１……Ｎ型基板、２……Ｐ型
ゲート層、３……Ｐ型アノード層、４……カソー
ド電極、５……アノード電極、６……ガラス表面
保護膜、７……ゲートカソード短絡部、８……主
サイリスタのカソード層、９……主サイリスタゲ
ート電極、１０……サイリスタ順方向接合、１２
……主サイリスタ、補助サイリスタ分離部、１３
……ペレツト周辺メサ部、１４……サイリスタ逆
方向接合、１５……主サイリスタゲート電極補助
サイリスタカソード電極短絡導線、１６……外部
赤外線、１７……補助サイリスタのカソード層を
それぞれ示している。
Claims (1)
- １ 光を用いて導通状態とすることのできる
PNPNサイリスタにおいて、主サイリスタとして
動作する領域に隣接してメサ溝により接合が分離
された補助サイリスタを有し、該補助サイリスタ
のカソードが主サイリスタのゲート領域に接続さ
れかつ該補助サイリスタには選択的に電子ビーム
を照射された領域を有していることを特徴とする
光サイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11822578A JPS5544757A (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Photo-thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11822578A JPS5544757A (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Photo-thyristor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5544757A JPS5544757A (en) | 1980-03-29 |
| JPS6143863B2 true JPS6143863B2 (ja) | 1986-09-30 |
Family
ID=14731312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11822578A Granted JPS5544757A (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Photo-thyristor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5544757A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593262A (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-15 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1978
- 1978-09-25 JP JP11822578A patent/JPS5544757A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5544757A (en) | 1980-03-29 |
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