JPS62109366A - Ｍｏｓ電界効果トランジスタ - Google Patents
Ｍｏｓ電界効果トランジスタInfo
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- JPS62109366A JPS62109366A JP60249437A JP24943785A JPS62109366A JP S62109366 A JPS62109366 A JP S62109366A JP 60249437 A JP60249437 A JP 60249437A JP 24943785 A JP24943785 A JP 24943785A JP S62109366 A JPS62109366 A JP S62109366A
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
- H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はマグネト−トランジスタ方式点火回路の主電流
制御用に用いることのできる定電圧の逆方向耐圧を存す
るＭ ＯＳ電界効果トランジスタ（以下ＭＯ５ＦＰ：Ｔ
と記す）に関する。
制御用に用いることのできる定電圧の逆方向耐圧を存す
るＭ ＯＳ電界効果トランジスタ（以下ＭＯ５ＦＰ：Ｔ
と記す）に関する。
第２図は公知のマグネト−トランジスタ方式点火回路を
示し、現在は主電流制御用のトランジスタとして高耐圧
のダーリントントランジスタ２１が使用されている。今
マグネト−の回転によりイグニションコイル２２のＡ点
がＢ点に対して正になる電圧が誘起されると、抵抗ｒｌ
＋ ｒａを通してダーリントントランジスタ２１のベー
スに電流が流れ、トランジスタ２１は導通する０次にＡ
点の電圧がさらに上昇した場合、抵抗ｒｌ＋ ｒ３の電
圧分担に従って所定の電圧で短絡用トランジスタ２３が
導通することになり、ダーリントントランジスタ２１は
オフになってその結果Ａ点に高電圧が誘起され、イグニ
ションコイル２２の二次側ＣＤ間にプラグを点火するに
充分な高圧が発生してプラグ２４が点火する。 次にＡ点に対してＢ点が正となる電圧が誘起された場合
、この電圧を一定電圧（イグニションコイル設計により
多少変化する）に抑えないと、プリスパーク現象、誤点
火等の問題が発生する。しかし、電圧を低く抑えすぎる
と、次にＡ点がＢ点に対して正となるときに電圧とｉｔ
の位相差が大きくなり、を流室上がりの時間的遅れが問
題となる。 逆に高くしすぎるとイグニションコイル二次側に不必要
な高圧が発生して誤点火するようになるので、１０〜５
０Ｖ程度に電圧を制御する必要がある。 この電圧制御は、第２図におけるイグニシ璽ンコイルの
Ｂ点とトランジスタ２１のベースの間に直列に接続され
た抵抗Ｒおよびダイオード２５を通してトランジスタ２
１のベースからコレクタに電流を流し、このダーリント
ントランジスタを通して電流が流れるようにしてＢ点が
一定電圧範囲にあるようにすることによって行われる。 もしＭＯＳＦＥＴのソース側のドレイン側に対して正と
なる電圧（逆電圧）が印加されたとき、一定範囲の電圧
でブレークダウンするような逆方向一定電圧ＭＯＳＦＥ
Ｔを製作し、第３図に示すようにそのようなＭＯＳＦＥ
Ｔ２６を第２図のダーリントントランジスタ２１の代わ
りに使用すれば、回路が簡単になる。また高耐圧になる
ほど二次破壊現象が起こりやす＜、ｉｔｉ密度が制限さ
れるダーリントントランジスタの欠点が回避でき、チッ
プ面積を小さくすることも可能であって経済的となる。 しかし、一般のＭＯＳＦＥＴでは逆方向阻止能力がなく
、ＰＮ接合での順方向電圧降下のみがあるが、逆方向■
止能力を有するＭＯＳＦＥＴとして第４図に示すような
構造の素子が伝導度変調形ＭＯＳＦＥＴまたはゲート絶
縁形トランジスタとして発表されている。すなわち、Ｎ
形シリコン基板１の下面には２９層２．上面にはＰウェ
ル層に囲まれたＮ゛ソース領域４が形成され、Ｐウェル
層３のＮ゛ソース領域４の外側での上面露出部上に絶縁
ＩＩ！Ｉ５を介してゲート電極６が設けられている。ソ
ース電極７はソース？Ｉ■域４およびＰウェル１ｉ３に
接触し、ドレイン電極８は２１層２に接触している。こ
の構造のＭＯＳＦＥＴは、ドレイン！１に接してＰ″層
２が形成されているために、ドレイン層に正孔が注入さ
れてドレイン層の伝導度変調が起こり、電圧降下を小さ
くする効果があって、一般のＭＯＳＦＥＴに比して電力
を員失が小さい、このＭＯＳＦＥＴでは、ソース電極７
がドレイン電極８に対して正となる逆方向電圧印加の場
合の耐圧は、Ｎ一層ｌの不純物濃度により決定され、ド
レイン電極８がソース電極７に対して正となる順方向電
圧印加に対する耐圧と同程度の耐圧を存し、順方向電圧
より低い一定電圧でブレークダウンして一定電圧を保持
する目的には使用できない。
示し、現在は主電流制御用のトランジスタとして高耐圧
のダーリントントランジスタ２１が使用されている。今
マグネト−の回転によりイグニションコイル２２のＡ点
がＢ点に対して正になる電圧が誘起されると、抵抗ｒｌ
＋ ｒａを通してダーリントントランジスタ２１のベー
スに電流が流れ、トランジスタ２１は導通する０次にＡ
点の電圧がさらに上昇した場合、抵抗ｒｌ＋ ｒ３の電
圧分担に従って所定の電圧で短絡用トランジスタ２３が
導通することになり、ダーリントントランジスタ２１は
オフになってその結果Ａ点に高電圧が誘起され、イグニ
ションコイル２２の二次側ＣＤ間にプラグを点火するに
充分な高圧が発生してプラグ２４が点火する。 次にＡ点に対してＢ点が正となる電圧が誘起された場合
、この電圧を一定電圧（イグニションコイル設計により
多少変化する）に抑えないと、プリスパーク現象、誤点
火等の問題が発生する。しかし、電圧を低く抑えすぎる
と、次にＡ点がＢ点に対して正となるときに電圧とｉｔ
の位相差が大きくなり、を流室上がりの時間的遅れが問
題となる。 逆に高くしすぎるとイグニションコイル二次側に不必要
な高圧が発生して誤点火するようになるので、１０〜５
０Ｖ程度に電圧を制御する必要がある。 この電圧制御は、第２図におけるイグニシ璽ンコイルの
Ｂ点とトランジスタ２１のベースの間に直列に接続され
た抵抗Ｒおよびダイオード２５を通してトランジスタ２
１のベースからコレクタに電流を流し、このダーリント
ントランジスタを通して電流が流れるようにしてＢ点が
一定電圧範囲にあるようにすることによって行われる。 もしＭＯＳＦＥＴのソース側のドレイン側に対して正と
なる電圧（逆電圧）が印加されたとき、一定範囲の電圧
でブレークダウンするような逆方向一定電圧ＭＯＳＦＥ
Ｔを製作し、第３図に示すようにそのようなＭＯＳＦＥ
Ｔ２６を第２図のダーリントントランジスタ２１の代わ
りに使用すれば、回路が簡単になる。また高耐圧になる
ほど二次破壊現象が起こりやす＜、ｉｔｉ密度が制限さ
れるダーリントントランジスタの欠点が回避でき、チッ
プ面積を小さくすることも可能であって経済的となる。 しかし、一般のＭＯＳＦＥＴでは逆方向阻止能力がなく
、ＰＮ接合での順方向電圧降下のみがあるが、逆方向■
止能力を有するＭＯＳＦＥＴとして第４図に示すような
構造の素子が伝導度変調形ＭＯＳＦＥＴまたはゲート絶
縁形トランジスタとして発表されている。すなわち、Ｎ
形シリコン基板１の下面には２９層２．上面にはＰウェ
ル層に囲まれたＮ゛ソース領域４が形成され、Ｐウェル
層３のＮ゛ソース領域４の外側での上面露出部上に絶縁
ＩＩ！Ｉ５を介してゲート電極６が設けられている。ソ
ース電極７はソース？Ｉ■域４およびＰウェル１ｉ３に
接触し、ドレイン電極８は２１層２に接触している。こ
の構造のＭＯＳＦＥＴは、ドレイン！１に接してＰ″層
２が形成されているために、ドレイン層に正孔が注入さ
れてドレイン層の伝導度変調が起こり、電圧降下を小さ
くする効果があって、一般のＭＯＳＦＥＴに比して電力
を員失が小さい、このＭＯＳＦＥＴでは、ソース電極７
がドレイン電極８に対して正となる逆方向電圧印加の場
合の耐圧は、Ｎ一層ｌの不純物濃度により決定され、ド
レイン電極８がソース電極７に対して正となる順方向電
圧印加に対する耐圧と同程度の耐圧を存し、順方向電圧
より低い一定電圧でブレークダウンして一定電圧を保持
する目的には使用できない。
本発明は、上述の問題を解決してマグネト−トランジス
タ方式の点火回路に用いることができ、逆方向耐圧を所
定の電圧範囲にすることが可能なＭＯＳＦＥＴを提供す
ることを目的とする。
タ方式の点火回路に用いることができ、逆方向耐圧を所
定の電圧範囲にすることが可能なＭＯＳＦＥＴを提供す
ることを目的とする。
本発明によれば、第一導電形の低不純物濃度ドレイン層
の一面側の一部に第二導電形のウェル層に囲まれた第一
導電形のソース領域を有し、ソース領域外方でのウェル
層の前記一面への露出部上に絶縁膜を介してゲート電極
が設けられ、ゲート電極の側方においてソース領域およ
びソース領域内方でのウェル層の一面への露出部が共通
にソース電極に接触し、ドレイン層の他面側は高不純物
濃度の第一導電形層および高不純物１度の第二導電形層
を介してドレイン電極に接触することにより、逆方向耐
圧がドレインｉｐｉ側の高不純物濃度の第一導電形層と
第二導電形層により決り、その第一導電形層の不純’＆
７！度および厚さによって調整できるため上記の目的が
達成される。
の一面側の一部に第二導電形のウェル層に囲まれた第一
導電形のソース領域を有し、ソース領域外方でのウェル
層の前記一面への露出部上に絶縁膜を介してゲート電極
が設けられ、ゲート電極の側方においてソース領域およ
びソース領域内方でのウェル層の一面への露出部が共通
にソース電極に接触し、ドレイン層の他面側は高不純物
濃度の第一導電形層および高不純物１度の第二導電形層
を介してドレイン電極に接触することにより、逆方向耐
圧がドレインｉｐｉ側の高不純物濃度の第一導電形層と
第二導電形層により決り、その第一導電形層の不純’＆
７！度および厚さによって調整できるため上記の目的が
達成される。
第１図は本発明の一実施例を示し、第４図と共通の部分
には同一の符号が付されている。第４図と異なる点はＮ
−ドレイン層１にソースと反対側に同種の導電形で不純
物濃度の高いＮ′層９を形成し、その外側に逆の導電形
のＰ″層２が形成されている。この伝導度変調形ＭＯ５
ＦＥＴをソース１を極７がドレイン電極８に対して正で
ある逆方向電圧印加の際、一定電圧でブレークダウンさ
せるためには、このＮ゛層９不純物濃度および厚さを所
望のブレークダウン電圧に対応して定めればよい、
４００Ｖ程度の順方向耐電圧を得るのにはＮ一層１の不
純物濃度はＩＱ”ａｍ−’程度の値が必要であり、１０
〜５０Ｖの逆方向耐電圧を得るのには、Ｎ゛層９不純物
濃度は１０１ｔｈｅ１１−３程度の値が必要となる。 第３図に示す点火回路中のＭＯＳＦＥＴ２６に第１図に
示したＭＯＳＦＥＴを用いると、イグニションコイル２
２のＡ点がＢ点に対して正となる電圧が、ゲート電極６
にスレシュホールド電圧以上の電圧が加わるような値に
なったとき、このＭＯＳＦＥＴは導通状態となってコイ
ル２２に電流が流れる。Ａ点がさらにより高い電圧にな
ったときトランジスタ２３が導通してＭＯ５ＦＥＴ２６
はオフになり、Ａ点に３００■以上の高電圧が発生して
プラグ２４が点火する０次いでＢ点がＡ点より正の電位
になると、本発明による逆方向一定電圧ブレークダウン
効果により１０〜５０Ｖの電圧範囲でＮ“層９とＰ″７
１２の間にブレークダウンが起こり、ブリスパーク現象
または誤点火が口止され、良好なマグネートトランジス
タ点火システムを構成することケできる。このようなこ
とは、前にも述べたように第４図に示す伝導度変調形Ｍ
ＯＳ Ｆ ＥＴでは、この回路に必要な３００Ｖ以上の
順方向耐圧を持たせるようにＮ一層ｌの不純物４度と厚
さを設定したときに逆方向耐圧も大きくなって達成する
ことができない、こうして本発明によるＭＯＳ Ｆ Ｅ
Ｔを使用することによって、第２図に示したように主電
流制御にダーリントントランジスタ２１を使用した場合
のような逆方向電圧を低く抑えるための余分な回路部品
が必要でなくなる。 さらに、第４図に示した伝導度変調形ＭＯＳＦＥＴでは
ＮＰＮＰの４層構造が形成されるため、電流が大きくな
るとラッチング現象を起こし、ゲート信号により制御不
能になることがあるが、第１図に示した構造ではＮ一層
１のＰ″Ｎ２側にＮ゛層９形成したことにより、２４層
２からの正孔注入効率を下げる。ランチング現象を起こ
す条件であるところのソース電極 のＮ″ＰＮ−からの
電流増幅率α、とドレイン電極側のＰ’ Ｎ−Ｐからの
電流増幅率α８との和が１以上になることは、ドレイン
側のＰ” Ｎ’ Ｎ−Ｐ構成により電流増幅率α、が小
さくなることによって阻止でき、ラッチング現象が起こ
りにくくなる。 以上の説明ではＮチャネル伝導度変調形ＭＯＳＦＥＴに
ついて述べたが、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴにおいても同
様に構成することができる。
には同一の符号が付されている。第４図と異なる点はＮ
−ドレイン層１にソースと反対側に同種の導電形で不純
物濃度の高いＮ′層９を形成し、その外側に逆の導電形
のＰ″層２が形成されている。この伝導度変調形ＭＯ５
ＦＥＴをソース１を極７がドレイン電極８に対して正で
ある逆方向電圧印加の際、一定電圧でブレークダウンさ
せるためには、このＮ゛層９不純物濃度および厚さを所
望のブレークダウン電圧に対応して定めればよい、
４００Ｖ程度の順方向耐電圧を得るのにはＮ一層１の不
純物濃度はＩＱ”ａｍ−’程度の値が必要であり、１０
〜５０Ｖの逆方向耐電圧を得るのには、Ｎ゛層９不純物
濃度は１０１ｔｈｅ１１−３程度の値が必要となる。 第３図に示す点火回路中のＭＯＳＦＥＴ２６に第１図に
示したＭＯＳＦＥＴを用いると、イグニションコイル２
２のＡ点がＢ点に対して正となる電圧が、ゲート電極６
にスレシュホールド電圧以上の電圧が加わるような値に
なったとき、このＭＯＳＦＥＴは導通状態となってコイ
ル２２に電流が流れる。Ａ点がさらにより高い電圧にな
ったときトランジスタ２３が導通してＭＯ５ＦＥＴ２６
はオフになり、Ａ点に３００■以上の高電圧が発生して
プラグ２４が点火する０次いでＢ点がＡ点より正の電位
になると、本発明による逆方向一定電圧ブレークダウン
効果により１０〜５０Ｖの電圧範囲でＮ“層９とＰ″７
１２の間にブレークダウンが起こり、ブリスパーク現象
または誤点火が口止され、良好なマグネートトランジス
タ点火システムを構成することケできる。このようなこ
とは、前にも述べたように第４図に示す伝導度変調形Ｍ
ＯＳ Ｆ ＥＴでは、この回路に必要な３００Ｖ以上の
順方向耐圧を持たせるようにＮ一層ｌの不純物４度と厚
さを設定したときに逆方向耐圧も大きくなって達成する
ことができない、こうして本発明によるＭＯＳ Ｆ Ｅ
Ｔを使用することによって、第２図に示したように主電
流制御にダーリントントランジスタ２１を使用した場合
のような逆方向電圧を低く抑えるための余分な回路部品
が必要でなくなる。 さらに、第４図に示した伝導度変調形ＭＯＳＦＥＴでは
ＮＰＮＰの４層構造が形成されるため、電流が大きくな
るとラッチング現象を起こし、ゲート信号により制御不
能になることがあるが、第１図に示した構造ではＮ一層
１のＰ″Ｎ２側にＮ゛層９形成したことにより、２４層
２からの正孔注入効率を下げる。ランチング現象を起こ
す条件であるところのソース電極 のＮ″ＰＮ−からの
電流増幅率α、とドレイン電極側のＰ’ Ｎ−Ｐからの
電流増幅率α８との和が１以上になることは、ドレイン
側のＰ” Ｎ’ Ｎ−Ｐ構成により電流増幅率α、が小
さくなることによって阻止でき、ラッチング現象が起こ
りにくくなる。 以上の説明ではＮチャネル伝導度変調形ＭＯＳＦＥＴに
ついて述べたが、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴにおいても同
様に構成することができる。
【発明の効果】
本発明は、逆方向阻止能力を存する伝導度変調形Ｍ Ｏ
Ｓ Ｆ Ｅ Ｔのドレイン層とドレインＴ１橿側に設け
られる逆Ｒ電形のキャリア注入層の間にドレイン層と同
導電形で不純物濃度の高い層を挿入し、その心の不純物
ンｎ度および厚さを制御することにより逆方向の所定の
電圧でブレークダウンさせるもので、マグネト−トラン
ジスタ方式点火回路の主制御トランジスタに従来のダー
リントントランジスタに代わって使用すればプリスパー
ク現象または誤点火防止のための余分な回路が不要とな
り、信頼性の高い点火回路が経済的に得られるのでその
効果は極めて高い。
Ｓ Ｆ Ｅ Ｔのドレイン層とドレインＴ１橿側に設け
られる逆Ｒ電形のキャリア注入層の間にドレイン層と同
導電形で不純物濃度の高い層を挿入し、その心の不純物
ンｎ度および厚さを制御することにより逆方向の所定の
電圧でブレークダウンさせるもので、マグネト−トラン
ジスタ方式点火回路の主制御トランジスタに従来のダー
リントントランジスタに代わって使用すればプリスパー
ク現象または誤点火防止のための余分な回路が不要とな
り、信頼性の高い点火回路が経済的に得られるのでその
効果は極めて高い。
第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２図は従来
のマグネト−トランジスタ点火回路図、第３図は本発明
によるＭＯＳ Ｆ ＥＴを使用した場合のマグネト−ト
ランジスタ点火回路の回路図、第４図は伝導度変調形Ｍ
ＯＳ Ｆ ＥＴの要部断面図である。 １ニドレイン層、３：ウエル石、４：ソース領域、５：
絶帽Ｌ６：ゲートを漸。 ・七゛庁又弄肘 山 口 ｙ７１、 、ノ
ー一ノ゛ ６ｔｒ’−トｔｂｘ し 第１図 第３図
のマグネト−トランジスタ点火回路図、第３図は本発明
によるＭＯＳ Ｆ ＥＴを使用した場合のマグネト−ト
ランジスタ点火回路の回路図、第４図は伝導度変調形Ｍ
ＯＳ Ｆ ＥＴの要部断面図である。 １ニドレイン層、３：ウエル石、４：ソース領域、５：
絶帽Ｌ６：ゲートを漸。 ・七゛庁又弄肘 山 口 ｙ７１、 、ノ
ー一ノ゛ ６ｔｒ’−トｔｂｘ し 第１図 第３図
Claims (1)
- １）第一導電形の低不純物濃度ドレイン層の一部に第二
導電形のウェル層に囲まれた第一導電形のソース領域を
有し、ソース領域外方でのウェル層の前記一面への露出
部上に絶縁膜を介してゲート電極が設けられ、ゲート電
極の側方においてソース領域およびソース領域内方での
ウェル層の前記一面への露出部が共通にソース電極に接
触し、ドレイン層の他面側は高不純物濃度の第一導電形
層および高不純物濃度の第二導電形層を介してドレイン
電極に接触することを特徴とするＭＯＳ電界効果トラン
ジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60249437A JPS62109366A (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | Ｍｏｓ電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60249437A JPS62109366A (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | Ｍｏｓ電界効果トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62109366A true JPS62109366A (ja) | 1987-05-20 |
Family
ID=17192953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60249437A Pending JPS62109366A (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | Ｍｏｓ電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62109366A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013088544A1 (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置および電力変換装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52132233A (en) * | 1976-04-28 | 1977-11-05 | Nippon Gakki Seizo Kk | Ignition apparatus |
| JPS56150870A (en) * | 1980-03-25 | 1981-11-21 | Rca Corp | Vertical mos-fet device |
| JPS5743461A (en) * | 1980-06-26 | 1982-03-11 | Siemens Ag | Controllable semiconductor switch |
-
1985
- 1985-11-07 JP JP60249437A patent/JPS62109366A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2013088544A1 (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置および電力変換装置 |
| US9349847B2 (en) | 2011-12-15 | 2016-05-24 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and power converter |
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