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DE68921368T2 - Gate-Abschalthalbleitereinrichtung. - Google Patents

Gate-Abschalthalbleitereinrichtung.

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DE68921368T2
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DE
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regenerative
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Bantval Jayant Baliga
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General Electric Co
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General Electric Co
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft vierschichtige Verriegelungs-Halbleitereinrichtungen (Latch-Halbleitereinrichtungen), beispielsweise derartige Einrichtungen, deren Leitzustand und/oder deren Abschaltzustand über eine Spannung an der Gate- Elektrode eines Metalloxid-Halbleiter-Bereichs (MOS-Bereichs) der Einrichtung gesteuert werden kann.
  • So gesteuerte vierschichtige (NPNP) MOS-Halbleitereinrichtungen nach dem Stand der Technik, welche in einen Ein-Zustand kippen oder einrasten, wenn sie einen ausreichenden Strom führen, leiden unter dem Nachteil, daß zu der Zeit, zu der ein Durchlaßstrom mit hohem Pegel abrupt abgeschaltet wird, eine erhebliche Menge an Minoritätsträgern in ihrer inneren Struktur gespeichert ist. Als ein Beispiel eines derartigen Standes der Technik offenbart die FR-A-2284193 eine Halbleitereinrichtung mit einem Körper aus einem Halbleiterwerkstoff, der einen regenerativen Abschnitt und einen benachbarten nicht regenerativen Abschnitt umfaßt, wobei der regenerative Abschnitt aneinander angrenzend, einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Bereich aufweist, wobei die Bereiche alternierende Leitfähigkeitsarten haben und in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet sind, und der nicht regenerative Abschnitt nur den ersten, den zweiten und den dritten Bereich mit den alternierenden Leitfähigkeitsarten aufweist; mit einer ersten Leistungselektrode, die in ohmschem Kontakt mit dem ersten Bereich sowohl in dem regenerativen Abschnitt als auch in dem nicht regenerativen Abschnitt angeordnet ist; und mit einer zweiten Leistungselektrode, die in ohmschem Kontakt mit dem vierten Bereich des regenerativen Abschnitts und in ohmschem Kontakt mit dem dritten Bereich des nicht regenerativen Abschnitts angeordnet ist.
  • Um eine Einrichtung mit einem geringen Betriebswiderstand vorzusehen, wird die Lebensdauer der Träger in der Struktur der Einrichtung so groß wie möglich gemacht, Demzufolge benötigt die gespeicherte Ladung, welche vor dem Abschalten in der Einrichtung vorhanden ist und welche während des Abschaltens in der Einrichtung eingeschlossen wird, eine beträchtliche Zeitspanne, um durch Rekombination verbraucht zu werden. Die resultierende hohe Konzentration von Minoritätsträgern während des Abschaltvorgangs der Einrichtung beschränkt den sicheren Betriebsbereich, oder SOA (safe operating area), einer derartigen Einrichtung beträchtlich. Man erkennt daher, daß verriegelnde NPNP-Halbleitereinrichtungen (NPNP-Latch) benötigt werden, welche sowohl einen sehr geringen Betriebswiderstand als auch einen großen SOA haben.
  • Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung soll eine verbesserte MOS-gesteuerte verriegelnde NPNP-Halbleitereinrichtung mit einem geringen Betriebswiderstand und einem großen SOA angegeben werden.
  • Gemäß eines anderen Aspekts soll eine verriegelnde NPNP-Halbleitereinrichtung angegeben werden, welche schnell abschaltet.
  • Gemäß noch eines weiteren Aspekts soll eine NPNP-Halbleitereinrichtung mit einem geringen Betriebswiderstand und einer kurzen Abschaltzeit angegeben werden.
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Halbleitereinrichtung vor, mit einem Körper aus einem Halbleiterwerkstoff, der einen regenerativen Abschnitt und einen benachbarten nicht, regenerativen Abschnitt aufweist, wobei der regenerative Abschnitt aneinander angrenzend einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Bereich aufweist, wobei die Bereiche alternierende Leitfähigkeitsarten haben und in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet sind, und der nicht regenerative Abschnitt nur den ersten, den zweiten und den dritten Bereich mit den alternierenden Leitfähigkeitsarten aufweist; einer ersten Leistungselektrode, die in ohmschem Kontakt mit dem ersten Bereich sowohl in dem regenerativen Abschnitt als auch in dem nicht regenerativen Abschnitt angeordnet ist; und eine zweite Leistungselektrode, die in ohmschem Kontakt mit dem vierten Bereich des regenerativen Abschnitts und in ohmschem Kontakt mit dem dritten Bereich des nicht regenerativen Abschnitts angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Abschnüren des zweiten oder des dritten Bereiches in dem regenerativen Abschnitt, um Strom von dem regenerativen Abschnitt in den benachbarten nicht regenerativen Abschnitt umzuleiten, um die Einrichtung abzuschalten; wobei mindestens der zweite oder der dritte Bereich einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt eine Trägerlebensdauer hat, die im Verhältnis zur Trägerlebensdauer des zweiten Abschnittes groß ist, und mindestens ein Hauptteil des zweiten Abschnittes innerhalb des nicht regenerativen Abschnittes der Einrichtung angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufgaben durch eine Halbleitereinrichtung gelöst, mit einer regenerativen oder Thyristor-Struktur, welche einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Bereich aufweist, wobei die Bereiche alternierende Leitfähigkeitsarten haben und in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet sind, und mit einer dreischichtigen nicht regenerativen Struktur, welche angrenzend an die regenerative Struktur angeordnet ist. In dem nicht regenerativen Abschnitt der Struktur weist die mittlere der drei Schichten der nicht regenerativen Struktur einen Bereich oder Abschnitt mit einer relativ kurzen Lebensdauer auf. Diese Einrichtung umfaßt auch eine MOS-Gate-Elektrode oder MOS-Steuerelektrode, welche angrenzend an den zweiten oder den dritten Bereich des regenerativen Abschnittes in einer derartigen Konfiguration angeordnet ist, welche das Anlegen einer geeigneten Gate-Vorspannung an die Gate-Elektrode ermöglicht, um den zweiten oder den dritten Bereich abzuschnüren und um Strom von dem regenerativen Abschnitt der Struktur zu dem nicht regenerativen Abschnitt der Struktur umzuleiten. Wenn eine solche Stromumleitung stattfindet, wird die in der mittleren Schicht der dreischichtigen Struktur gespeicherte Ladung schnell innerhalb des geringen Lebenszeit-Anteils dieser Schicht aufgrund einer schnellen Rekombination der Träger verbraucht. Diese mittlere Schicht ist vorzugsweise kontinuierlich mit dem zweiten oder dem dritten Bereich der regenerativen Struktur ausgebildet, der dieselbe Leitfähigkeit aufweist, woraus sich ergibt, daß die in der regenerativen Struktur gespeicherte Ladung schnell durch Rekombination in diesem Bereich geringer Lebensdauer verbraucht wird.
  • Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch der Umsetzung in der Praxis in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen:
  • Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Teildarstellung der Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 2 eine teilweise geschnittene perspektivische Teildarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung und
  • Fig. 4 - 6 drei alternative Konfigurationen einer Gate- Vorrichtung für die Strukturen von Fig. 1 bis 3 in Draufsicht.
  • In Fig. 1 ist ein Beispiel eines Verarmungs-Thyristors (DMT; depletion mode thyristor) 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung gezeigt. Dieses Bauteil umfaßt einen Körper 30 aus einem Halbleiterwerkstoff, welcher eine erste oder untere Schicht 32 aus einem Werkstoff des (P+)- Leitfähigkeitstyps und eine zweite Schicht 34 aus einem Werkstoff des N-Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei die zweite Schicht angrenzend an die obere Oberfläche der Schicht 32 angeordnet ist und mit dieser einen PN-Übergang 33 bildet. Eine dritte Schicht 36 aus einem Werkstoff des P-Typs ist angrenzend an die obere Oberfläche der Schicht 34 des N-Typs angeordnet und bildet mit dieser einen zweiten PN-Übergang 35. Eine vierte Schicht 38 aus einem Werkstück des (N+)-Typs ist angrenzend an die obere Oberfläche der dritten Schicht angeordnet und bildet mit dieser einen dritten PN-Übergang 37. Angrenzend an diese vierte Schicht ist innerhalb desselben Halbleiterkörpers eine dreischichtige Struktur angeordnet, welche aus den Schichten 32, 34 und 36a besteht. Die Schicht 36a weist anstelle der P-Leitfähigkeit eine (P+)-Leitfähigkeit auf.
  • Eine Steuerelektrode oder Gate-Elektrode 26 erstreckt sich in den Halbleiterkörper hinein, von der oberen Oberfläche durch die Schichten 38 und 36 in die Schicht 34, und zwar angrenzend an die regenerativen Abschnitte der Struktur. Die Abschnitte 43 der Schicht 34, welche sich zwischen benachbarten Gate- Elektrodensegmenten 26a nach oben erstrecken, sind schmal genug, so daß durch Anlegen einer geeigneten negativen Spannung an die Gate-Elektrode relativ zu der Schicht 34 der Abschnitt 43 der Schicht 34 zwischen diesen Bereichen verarmt, wodurch der durch diesen Bereich fließende Strom abgeschnürt wird. In dem nicht regenerativen Abschnitt der Struktur weist die Schicht 34 einen Abschnitt 34a auf, der eine wesentlich geringere Lebensdauer aufweist als der Rest der Schicht 34. Dieser Abschnitt 34a geringer Lebensdauer kann auf irgendeine der bekannten Weisen hergestellt werden. Diese umfassen die Implantation von Protonen oder bekannter Mittel zum Verkürzen der Lebensdauer, im allgemeinen Schwermetallionen, wie Gold, Elektronenbestrahlung und dgl. Um einen relativ begrenzten Bereich geringer Lebensdauer vorzusehen, wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Protonen- oder Goldimplantation gegenüber der Elektronenbestrahlung bevorzugt, da die Elektronenbestrahlung tendentiell die Lebensdauer der Träger über eine große Tiefe beeinflußt. Wenn eine gleichmäßige Verminderung der Lebensdauer durch die drei Schichten oder den nicht regenerativen Abschnitt der Struktur hindurch erwünscht ist, ist die Elektronenbestrahlung das bevorzugte Verfahren zum Vermindern der Lebensdauer. Unter diesen Umständen erstreckt sich der Bereich geringer Lebensdauer über die gesamte Tiefe des Halbleiterkörpers von dessen oberer Oberfläche zu seiner untersten Oberfläche, und er ist nicht, wie in Fig. 1 gezeigt, in seiner Tiefe begrenzt. Ein solcher Bereich verringerter Lebensdauer über die gesamte Tiefe ist jedoch vorzugsweise noch immer seitlich auf den nicht regenerativen Abschnitt der Struktur beschränkt.
  • Eine Anoden-Elektrode 22 ist in ohmschem Kontakt mit der unteren Oberfläche des (P+)-Bereiches 32 angeordnet, und eine Kathoden-Elektrode 24 ist in ohmschem Kontakt mit der oberen Oberfläche des (N+)-Bereiches 38 und dem (P+)-Abschnitt 36a der Schicht 36 angeordnet. Daraus ergibt sich eine Struktur mit drei Elektroden, welche die Leistungselektroden 22 und 24 und eine MOS-Gate-Elektrode 26 zum Steuern der Leitfähigkeit des Bauteils bzw. der Einrichtung umfassen. Wenn die Kathoden- Elektrode 24 auf Masse gehalten wird und die Anoden-Elektrode 22 relativ zu der Kathoden-Elektrode auf einer positiven Spannung gehalten wird, kann diese Einrichtung dadurch eingeschaltet werden, daß eine positive Spannung an die Gate-Elektrode 26 angelegt wird, welche ausreichend groß ist, um eine Inversionsschicht in dem an die Gate-Elektrode angrenzenden P-Bereich 36 zu erzeugen. Elektronen fließen von dem (N+ )-Emitterbereich 38 durch diesen Kanal in den Bereich 34 vom N-Typ, wo sie als ein Basisstrom für den durch die Schichten 32, 34 und 36 gebildeten PNP-Transistor dienen. Der sich ergebende Stromfluß ist ausreichend, um eine regenerative Thyristor-Funktion in der vierschichtigen Struktur auszulösen. Wenn eine solche Funktion einmal begonnen hat, kann die Gate-Spannung von der Gate-Elektrode 26 weggenommen werden, ohne die regenerative Funktion zu beeinflussen.
  • Während die Einrichtung in einem regenerativen Modus arbeitet, fließt ein großer Prozentsatz des Stromes vertikal durch die Einrichtung zwischen dem (P+)-Bereich 32 und dem (N+)-Bereich 38. Innerhalb der regenerativen Struktur haben alle Bereiche eine hohe Trägerlebensdauer, und die Struktur erzeugt einen geringen Betriebswiderstand. Einige Träger defundieren in den nicht regenerativen Abschnitt der Struktur, wo diese Träger, welche den Bereich 34a mit der geringen Lebensdauer erreichen, rekombinieren. Die sich ergebende Rekombination kann den Betriebswiderstand der Einrichtung erhöhen, sie hat jedoch aufgrund des relativ geringen Prozentsatzes der Träger, welche den Bereich 34a erreichen, nur eine geringe Auswirkung.
  • Wenn die Einrichtung abgeschaltet werden soll, wird eine große negative Spannung relativ zu der Schicht 34 an die Gate-Elektrode 26 angelegt. Demzufolge bilden sich Verarmungsbereiche 42 um die Gate-Elektrodensegmente 26a. Wie in Fig. 1 gezeigt, verschmelzen die Verarmungsbereiche, welche an die Gate-Elektrodensegmente angrenzen, und schnüren den Abschnitt 43 des Bereiches 34 ab. Dies unterbricht sofort den Strom durch diesen Abschnitt der Schicht 34. Es hat jedoch keine Auswirkung auf die Fähigkeit des nicht regenerativen Abschnittes der Struktur, Strom zu leiten. Demzufolge wird die in der Schicht 34 gespeicherte Ladung aufgrund der relativen Potentiale innerhalb der Einrichtung in den nicht regenerativen Abschnitt angezogen, und die Träger geraten in den Bereich 34a mit der geringen Lebensdauer und rekombinieren schnell. Daraus ergibt sich, daß die gespeicherten Träger in dieser Struktur sehr viel schneller verbraucht werden als in einer ähnlichen Struktur, welche den Bereich 34a mit der geringen Lebensdauer nicht aufweist. Als eine Folge ergibt sich, daß die Einrichtung von Fig. 1 eine wesentlich schnellere Schaltgeschwindigkeit und einen höheren SOA hat als Einrichtungen, die in den oben genannten verwandten Anmeldungen offenbart sind.
  • Der Bereich 34a ist in Fig. 1 derart dargestellt, daß er sich bis zu der Grenze des Verarmungsbereiches erstreckt, der von den Gate-Elektrodensegmenten 26a während des Abschnürens gebildet wird. Der Bereich 34a könnte jedoch innerhalb des nicht regenerativen Abschnittes begrenzt sein und einen Abstand zu diesen Verarmungsbereichen aufweisen, oder er könnte größer sein und sich in die Verarmungsbereiche hinein erstrecken. Die spezielle Größe und Position des Bereiches 34a innerhalb des nicht regenerativen Abschnittes ist eine Frage der Entwurfsmöglichkeiten und des Kompromisses zwischen dem Betriebswiderstand der Thyristor-Struktur und der Zeit, welche während des Abschaltens zum Verbrauchen der gespeicherten Ladungen benötigt wird.
  • Betrieb und Herstellung von solchen Einrichtungen sind in der DE-A-3821459 und/oder der US-A-4827321 beschrieben.
  • Wenn man nun die Einrichtung 10' von Fig. 2 betrachtet, erkennt man, daß diese Einrichtung der Einrichtung 10 abgesehen von der Tiefe, bis zu der sich die Gate-Segmente 26a in die Struktur hinein erstrecken, ähnlich ist. In Fig. 2 ist der Basisbereich 36 des P-Typs wesentlich dicker dargestellt als in Fig. 1, um die Details der Struktur von Fig. 2 deutlicher herauszustellen. Bei realistischen Strukturen könnte die Schicht 36 der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung 10 und der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung 10' eine ähnliche Dicke haben.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung erstrecken sich die Gate-Segmente 26a weit genug in den Basisbereich 36 des P-Typs hinein, damit diese den Basisbereich des P-Typs abschnüren können. Sie erstrecken sich jedoch nicht in den Basisbereich 34 des N-Typs hinein. Darüberhinaus sind die Strukturen ähnlich. Der Abschnitt 34a mit der geringen Lebensdauer des Basisbereiches des N-Typs liegt wiederum unter dem (P+ )-Abschnitt 36a des Basisbereiches des P-Typs in den dreischichtigen oder nicht regenerativen Abschnitten der Struktur. Diese Struktur unterscheidet sich von der von Fig. 1 darin, daß sich der Bereich 34a nicht bis zu dem Verarmungsbereich erstrecken kann, welcher von der Gate-Elektrode induziert wird, außer wenn sich der Bereich 34a in den Basisbereichen des P-Typs hinein erstreckt. Es gibt hier also einen Strompfad 60, durch den Träger um den Bereich 34a mit der geringen Lebensdauer herum fließen können. Das Bestehen dieses Strompfades hat jedoch während des Abschaltens eine geringe Wirkung, weil die schnellere Kombination der Träger in dem Bereich 34a die Trägerkombination darin im Vergleich zum Rest des Basisbereichs des N-Typs relativ gering hält, bis ein erheblicher Teil der gespeicherten Ladung in dem Basisbereich des N-Typs rekombiniert hat. Demzufolge diffundiert die gespeicherte Ladung schneller in den Bereich mit der geringen Lebensdauer.
  • Auch bei dieser Ausführungsform ist die spezielle Größe und genaue Position des Abschnittes 34a mit der geringen Lebensdauer des Basisbereiches 34 eine Frage der Entwurfsmöglichkeiten und hängt ab von den Kompromissen zwischen dem Betriebswiderstand der Einrichtung und der Abschaltzeit der Einrichtung.
  • Während die in Fig. 1 und 2 gezeigten Einrichtungen dahingehend beschrieben wurden, daß sie Bereiche mit geringer Lebensdauer nur in dem Basisbereich des N-Typs haben, wird man erkennen, daß Bereiche mit geringer Lebensdauer auch in dem Basisbereich des P-Typs in dem nicht regenerativen Abschnitt der Einrichtung vorgesehen werden können, um die Ladungsspeicherzeit in diesem Bereich sowie in dem Basisbereich des N-Typs zu minimieren. Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 3 gezeigt, bei der der Bereich 65 mit der geringen Lebensdauer sich durch die Bereiche 32, 34 und 36a in dem nicht regenerativen Abschnitt der Struktur erstreckt. Ein Bereich mit geringer Lebensdauer, der sich über eine solche Tiefe erstreckt kann am einfachsten durch Elektronenbestrahlung dieses Bereiches erzeugt werden, obwohl auch andere Techniken eingesetzt werden können, um ihn zu erzeugen.
  • Drei von vielen möglichen Alternativen für die Oberflächenkonfiguration der Gate-Elektroden-Segmente, welche sich in den Körper aus dem Halbleiterwerkstoff erstrecken, sind in Fig. 4 bis 6 gezeigt. In Fig. 4 ist eine Struktur gezeigt, bei der das Gate eine doppelte Kammkonfiguration hat, wobei sich die Finger oder Zinken 26a von einem zentralen Rücken 26b in beide Richtungen erstrecken. In Fig. 5 umfaßt die Gate-Elektrode mehrere voneinander entfernte parallele Segmente 26a. In Fig. 6 haben die Gate-Elektroden-Segmente 26a einen serpentinenförmigen Aufbau.
  • Während die Erfindung vorstehend im einzelnen mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, können von dem Fachmann auf diesem Gebiet viele Modifikationen und Anderungen vorgenommen werden. Die folgenden Ansprüche sollen alle diese Modifikationen und Anderungen umtassen, welche unter den wahren Erfindungsgedanken und -gegenstand fallen.

Claims (14)

1. Halbleitereinrichtung, mit
einem Körper (30) aus einem Halbleiterwerkstoff, der einen regenerativen Abschnitt und einen benachbarten nicht regenerativen Abschnitt aufweist, wobei der regenerative Abschnitt aneinandergrenzend einen ersten (32), einen zweiten (34), einen dritten (36) und einen vierten (38) Bereich aufweist, wobei die Bereiche alternierende Leitfähigkeitsarten haben und in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet sind, und der nicht regenerative Abschnitt nur den ersten (32) und den zweiten (34) Bereich und einen dritten Bereich (36a) aufweist, wobei die Bereiche alternierende Leitfähigkeitsarten haben,
einer ersten Leistungselektrode (22), die in ohmschem Kontakt mit dem ersten Bereich (32) sowohl in dem regenerativen Abschnitt als auch in dem nicht regenerativen Abschnitt angeordnet ist,
und einer zweiten Leistungselektrode (24), die in ohmschen Kontakt mit den vierten Bereich (38) des regenerativen Abschnitts und in ohmschem Kontakt mit den dritten Bereich (36a) des nicht regenerativen Abschnitts angeordnet ist, gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Abschnüren (26) eines der zweiten und dritten Bereiche (34. 36) in dem regenerativen Abschnitt, um Strom von dem regenerativen Abschnitt in den benachbarten nicht regenerativen Abschnitt abzuleiten, um die Einrichtung abzuschalten, wobei
mindestens einer der zweiten (34> und dritten Bereiche (36; 36a) einen ersten und einen zweiten (34a) Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt eine Trägerlebensdauer hat, die im Verhältnis zur Trägerlebensdauer des zweiten Abschnittes (34a) groß ist, und mindestens ein Hauptteil des zweiten Abschnittes (34a) innerhalb des nicht regenerativen Abschnittes der Einrichtung angeordnet ist.
2. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Abschnitt des mindestens einen der zweiten und dritten Bereiche einen Bereich (34a) mit implantierten Protonen aufweist.
3. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Abschnitt des mindestens einen der zweiten und dritten Bereiche einen Bereich (34a) mit implantierten Schwermetalionen aufweist.
4. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Schwermetalionen Gold umfassen.
5. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Abschnitt des inindestens einen der zweiten und dritten Bereiche (34, 36, 36a) einen mit Elektronen bestrahlten Bereich (34a) aufweist.
6. Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der zweite Abschnitt (34a) des nicht regenerativen Abschnitts sich durch den zweiten und den dritten Bereich (34, 36a) erstreckt.
7. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 6, bei der der zweite Abschnitt (34a) des nicht regenerativen Abschnittes sich durch den ersten Bereich (32) erstreckt.
8. Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung zum Abschnüren eines der zweiten, und dritten Bereiche eine isolierte Gateelektrode (26) aufweist, welche sich in den Körper des Halbleiterwerkstoffes von einer ersten Oberfläche desselben in einer solchen Anordnung erstreckt, daß Abschnitte (43) des einen der zweiten und dritten Bereiche (34, 36) in dem regenerativen Abschnitt eingegrenzt werden, welche schmal genug sind, damit das Anlegen einer geeigneten Vorspannung an die isolierte Gateelektrode (26) diese schmalen Abschnitte verarmen läßt und den Stromfluß durch den einen der zweiten und dritten Bereiche (34, 36) in dem regenerativen Abschnitt abschnürt, ohne den nicht regenerativen Abschnitt abzuschnüren.
9. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 8, bei der die isolierte Gateeiektrode (26) sich in den dritten Bereich (23) erstreckt und zum zweiten Bereich (34) einen Abstand aufweist.
10. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 8, bei der die isolierte Gateelektrode (26) sich sowohl in den zweiten als auch in den dritten Bereich (34, 36) erstreckt.
11. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der in einer zu der ersten Oberfläche parallelen Ebene die isolierte Gateelektrode (26) eine kammartige Konfiguration aufweist, mit einem Rücken (26b), von dem sich eine Vielzahl von Zinken (26a) erstrecken.
12. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der in einer zur ersten Oberfläche parallelen Ebene die isolierte Gateelektrode mehrere voneinander entfernte, im wesentlichen parallele Finger (26a) aufweist.
13. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der
der Körper (30) des Halbleiterwerkstoffes eine erste und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, welche einander gegenüber liegen,
die erste Leistungselektrode (22) auf der ersten Oberfläche und die zweite Leistungselektrode (24) auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist,
der nicht regenerative Abschnitt nur den ersten, den zweiten und den dritten Bereich (32, 34, 36a) umfaßt,
die zweite Leistungselektrode in ohmschen Kontakt mit dem dritten Bereich (36a) in dem nicht regenerativen Abschnitt der Einrichtung angeordnet ist,
die zweite Oberfläche einen ebenen Abschnitt und einen Grabenabschmitt aufweist, wobei der Grabenabschnitt eine Vielzahl von Gräben umfaßt, die sich in dem regenerativen Abschnitt in den Körper hineinerstrecken,
ein Abschnitt des, dritten Bereiches (36) sich zu dem Grabenabschnitt der zweiten Oberfläche erstreckt, und
jeder der Gräben ein Segmemt (26a) der isolierten Gateelektrode (26) darin enthält, welches benachbart zu einem entsprechenden Abschnitt des dritten Bereiches (36) angeordnet sind, der sich zu diesem Grabenabschnitt der zweiten Oberfläche erstreckt.
14. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 13, bei der der zweite Bereich (34) sich zu dem Grabenabschnitt der zweiten Oberfläche erstreckt, und
das isolierte Gateelektrodensegment (26a), welches in jedem der Gräben angeordnet ist, auch in der Nachbarschaft des zweiten Bereiches (34) liegt.
DE68921368T 1988-05-02 1989-04-28 Gate-Abschalthalbleitereinrichtung. Expired - Lifetime DE68921368T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/188,888 US4982258A (en) 1988-05-02 1988-05-02 Metal oxide semiconductor gated turn-off thyristor including a low lifetime region

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DE68921368D1 DE68921368D1 (de) 1995-04-06
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US (1) US4982258A (de)
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