JP2009545179A - ワイドバンドギャップデバイスのためのアバランシェ保護 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (58)
- 電圧過渡の間、ワイドバンドギャップデバイスを保護する方法であって、
クランプデバイスをワイドバンドギャップデバイスと並列に配置し、逆方向過渡エネルギが前記クランプデバイスにより吸収されようにするステップを含み、
前記クランプデバイスは前記ワイドバンドギャップデバイスの逆方向ブレークダウン電圧よりも小さな逆方向ブレークダウン電圧を有し、
前記クランプデバイスは、アバランシェの間、前記ワイドバンドギャップデバイスのブレークダウン電圧よりも小さいブレークダウン電圧を維持し、
前記クランプデバイスは前記ワイドバンドギャップデバイスの順方向ブレークダウン電圧よりも大きな順方向ブレークダウン電圧を有することを特徴とする方法。 - 前記クランプデバイスは垂直オープンベースPNPトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記クランプデバイスは1つ以上のポリシリコンダイオードを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはSiCを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは窒化ガリウムを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはダイヤモンドを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは窒化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはショットキーダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記ショットキーダイオードは600V以上の定格電圧を有することを特徴とする請求項9に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはMOSFETであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはJFETであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ワイドバンドギャップデバイスであって、
クランプデバイスと並列に配置されたワイドバンドギャップデバイスを含み、
前記クランプデバイスは前記ワイドバンドギャップデバイスの逆方向ブレークダウン電圧よりも低い逆方向ブレークダウン電圧を有し、逆方向過渡エネルギは前記クランプデバイスにより吸収され、
前記クランプデバイスは、アバランシェの間、前記ワイドバンドギャップデバイスのブレークダウン電圧よりも小さなブレークダウン電圧を維持し、
前記クランプデバイスは前記ワイドバンドギャップデバイスの順方向電圧降下よりも大きな順方向電圧降下を有することを特徴とするデバイス。 - 前記クランプデバイスはオープンベースPNPトランジスタであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記PNPトランジスタは、P型材料の第1の領域と第2の領域との間にN型半導体材料の薄い領域を設けることにより形成されることを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- N型バッファ層が前記N型半導体材料と前記第2のP型材料領域との間に設けられることを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- 前記N型バッファ層はPNP利得が低いように十分にドープされていることを特徴とする請求項18に記載のデバイス。
- 前記N型バッファ層により、前記デバイスは非対称な遮断をするようになることを特徴とする請求項18に記載のデバイス。
- 前記N型バッファ層はBVceoスナップバックを防ぐのに十分な電荷を有していることを特徴とする請求項19に記載のデバイス。
- 前記オープンベースPNPトランジスタは、全ての順方向バイアス電流がワイドバンドギャップデバイスを通って流れるのに十分な逆阻止電圧を有することを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは、アノード金属及びカソード金属を有していることを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- 前記オープンベースPNPトランジスタは前記アノード金属と前記カソード金属との間に接続されていることを特徴とする請求項23に記載のデバイス。
- 前記オープンベースPNPトランジスタは前記ワイドギャップデバイスにワイヤボンドされることを特徴とする請求項24に記載のデバイス。
- 前記クランプデバイスは1つ以上のポリシリコンダイオードであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドギャップデバイスはアノード金属及びカソード金属を含むことを特徴とする請求項26に記載のデバイス。
- 前記1つ以上のポリシリコンダイオードは前記アノード金属と前記カソード金属との間に接続されることを特徴とする請求項27に記載のデバイス。
- 前記1つ以上のポリシリコンダイオードは前記ワイドギャップデバイスにワイヤボンドされることを特徴とする請求項28に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップダイオードは炭化ケイ素を含むことを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップダイオードは窒化ガリウムを含むことを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップダイオードはダイヤモンドを含むことを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップダイオードは窒化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはダイオードであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはショットキーダイオードであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ショットキーダイオードは600V以上の定格電圧を有することを特徴とする請求項35に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはMOSFETであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはJFETであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- ワイドギャップデバイスであって、前記ワイドバンドギャップデバイスは、
ワイドバンドギャップデバイスのブロック接合部に配置されるモノリシックに集積化された1つ以上のポリシリコンダイオードを含み、
前記クランプデバイスは前記ワイドバンドギャップの逆方向ブレークダウン電圧より低い逆方向ブレークダウン電圧を有し、逆方向過渡エネルギは前記クランプデバイスにより吸収され、
前記クランプデバイスは、アバランシェの間、前記ワイドバンドギャップのブレークダウン電圧よりも低いブレークダウン電圧を維持し、
前記クランプデバイスは前記ワイドバンドギャップの順方向電圧降下よりも大きな順方向電圧降下を有することを特徴とするワイドバンドギャップデバイス。 - 前記ワイドギャップデバイスは炭化ケイ素を含むことを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは窒化ガリウムを含むことを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはダイヤモンドを含むことを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは窒化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ポリシリコンダイオードは背中合わせに設けられることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ダイオードは直列に積み重ねられた形態に配置されることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 背中合わせに設けられたポリシリコンダイオードのモノリシックな組み合わせは前記ワイドバンドギャップデバイスのエッジ終端部の周縁の一部又は全体に設けられることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ポリシリコンダイオードは酸化物層上に設けられることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはダイオードであることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはショットキーダイオードであることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ショットキーダイオードは600V以上の定格電圧を有することを特徴とする請求項51に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップはMOSFETであることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはJFETであることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスは絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ワイドバンドギャップデバイスはアノード金属及びカソード金属を含むことを特徴とする請求項41に記載のデバイス。
- 前記ポリシリコンダイオードは前記アノード金属と前記カソード金属との間に接続されることを特徴とする請求項57に記載のデバイス。
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