專利名稱：等離子顯示裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及等離子顯示裝置的省電化和低成本化，尤其適合于可以降低驅(qū)動電路的損失和削減部件數(shù)量的等離子顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，與現(xiàn)有的陰極射線管(布勞恩管)相比，等離子顯示裝置因其畫面較大并且形狀較薄而得以迅速普及。但由于畫面大而造成了消耗電流大、成本也高的問題。圖8為等離子顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)及其動作的示意圖。前面玻璃板10a和后面玻璃板10b由肋板10c間隔并封入了Xe等發(fā)光氣體9。在前面玻璃板10a上形成了電極Y 8a和電極X 8b等，對電極Y 8a和電極X 8b施加電壓，在與其相接觸的前面玻璃板10a的相對表面上產(chǎn)生電荷，當該電荷的電位差超過放電電壓時就會發(fā)光。即，對于電路而言，開關(guān)8c導通成放電狀態(tài)。為了將其實現(xiàn)，采用了開關(guān)1x、2x、1y、2y作為外部電路。首先1x和2y導通，然后1y和2x導通，彼此交替反復導通。通過每次導通時發(fā)光，增加反復交互的次數(shù)可以增加等離子顯示裝置的亮度。
圖9表示發(fā)光時的XY間的面板電壓和面板電流的時間變化。若在期間a施加面板電壓，則首先流過的是對前面玻璃板和XY布線等的電容進行充電的電流。面板電壓如果比放電開始電壓高，則在期間b流過急劇的發(fā)光電流。此時，因X和Y布線的電感，面板電壓降低ΔV。接下來，解除面板電壓，則在期間c中由前面玻璃板以及XY布線等電容存儲的電荷放電。該期間短至約3μs，以10KHz-數(shù)百KHz的高速反復進行。此時，流過開關(guān)1x、2x、1y、2y的充電電流、發(fā)光電流、放電電流引起的各開關(guān)的損失，成為等離子顯示裝置的電能消耗增加的原因。
圖10為專利文獻1(特開2000-330514號公報)中公開的等離子顯示裝置的驅(qū)動電路的示意圖。相對于圖8的電路，新增加了回收充電電流和放電電流的電能回收開關(guān)12a和12b，其特征為，這些開關(guān)元件使用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。通過使用IGBT，與現(xiàn)有的功率MOSFET相比，元件內(nèi)產(chǎn)生傳導率調(diào)制，電阻變小，可以降低電能損失。在上述專利文獻1的裝置中，由于一般的IGBT中未內(nèi)置二極管，輸出元件11a、11b以及電能回收開關(guān)12a、12b要另外設置二極管。因此，其部件數(shù)多，電路以及組裝加工復雜，成本較高。
圖11并非等離子顯示裝置而是專利文獻2(特開平9-199712號公報)中公開的用于機動車點火裝置的內(nèi)置有二極管的IGBT。當因點火線圈引起的電壓振蕩而向點火線圈施加反向電壓時，通過在IGBT芯片的周圍設置的二極管來回避反向電壓。二極管形成于p層108和n層110之間，因其pn間流過電流產(chǎn)生的正向電壓VF作得比p層120和n層121間的反向耐壓小。但是，由于點火器的開關(guān)因與每分鐘幾千轉(zhuǎn)的引擎轉(zhuǎn)數(shù)相對應而比較慢，其內(nèi)置的二極管也動作較慢，所以不能用于等離子顯示裝置。即，開關(guān)時的損失較大，不適于等離子顯示裝置的高速動作。
特開2000-307116號公報公開了一種溝槽絕緣柵型IGBT的例子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點，尤其是，通過使用內(nèi)置有二極管的IGBT實現(xiàn)等離子顯示裝置的省電化、低成本化，尤其適合于可以降低驅(qū)動電路的損失和削減部件數(shù)量的等離子顯示裝置。
用于解決上述問題的本發(fā)明的等離子顯示裝置的特征在于至少具有第1驅(qū)動元件和第2驅(qū)動元件的任一個，第1驅(qū)動元件包括具有一對主表面且可由柵極控制從一個主表面的第1主電極向另一主表面的第2主電極流過的電流的第1 IGBT和具有集成于該第1 IGBT中并可流過與上述電流相反方向的電流的第1二極管，對發(fā)光電流進行控制；第2驅(qū)動元件包括具有一對主表面、且可由柵極控制從一個主表面的第3主電極向另一主表面的第4主電極流過的電流的第2 IGBT和具有集成于該第2 IGBT中可阻止與上述電流相反方向的電流流過的第2二極管，控制電能回收和充電電流。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，對集成了上述第1二極管的上述第1 IGBT和集成了上述第2二極管的第2 IGBT的至少一方進行壽命控制。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在具有上述第1IGBT和第2 IGBT的上述等離子顯示裝置中，上述第1驅(qū)動元件的上述第1二極管設置于上述第1 IGBT的終止區(qū)域，上述第1二極管的陽極電連接至上述第2主電極，上述第1二極管的陰極電連接至上述第1主電極。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第2主電極、上述第1二極管的陽極和上述第1二極管的陰極的任一個形成于上述另一主表面，上述第1二極管的陰極通過鍵合引線電連接至上述第1主電極。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中具有低電阻地與上述第1 IGBT的第1主電極相接觸的一種導電類型的第1半導體層；與該第1半導體層相接觸的另一種導電類型的第2半導體層；與該第2半導體層相接觸且比該第2半導體層的雜質(zhì)濃度低的另一種導電類型的第3半導體層；低電阻地與上述第1IGBT的第2主電極相接觸并在上述第3半導體層上延伸的、且比上述第3半導體層的雜質(zhì)濃度高的一種導電類型的第4半導體層；在該第4半導體層內(nèi)延伸并低電阻地與第2主電極相接觸的、比上述第4半導體層的雜質(zhì)濃度高的另一導電類型的第5半導體層；和與上述第3半導體層、上述第4半導體層以及上述第5半導體層相接觸的絕緣柵。
本發(fā)明的其他的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第2二極管由低電阻地與上述第2 IGBT的第3主電極相接觸的一種導電類型的第6半導體層和與該第6半導體層相接觸的另一導電類型的第7半導體層形成，由該第6半導體層和第7半導體層形成的pn二極管的耐壓與上述第2 IGBT的耐壓相同。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第6半導體層與從上述第2 IGBT的另一主表面伸出的一種導電類型的第8半導體層相接觸，在該第8半導體層和低電阻地與上述另一主表面的第4主電極相接觸的一種導電類型的第9半導體層之間具有上述第7半導體層。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中具有位于上述第8半導體層和上述第9半導體層之間、從另一主表面延伸向上述第7半導體層、比上述第7半導體層濃度高的另一導電類型的第10半導體層。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第1 IGBT和上述第2 IGBT的至少一方是由FZ的硅晶體制成。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第1 IGBT和上述第2 IGBT的至少一方的絕緣柵具有溝槽柵結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第1 IGBT比上述第2 IGBT的耐壓高。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，上述第1 IGBT和上述第2 IGBT的至少一方或者其溝槽柵間的電位為懸浮、或者具有通過電阻與第2主電極或第4主電極連接的一種導電類型的第11半導體層。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，具有控制發(fā)光電流的串聯(lián)連接的上臂IGBT和下臂IGBT，至少上臂的IGBT具有第1驅(qū)動元件，上臂的第1驅(qū)動元件的二極管電流或電流容量比與下臂IGBT并聯(lián)設置的二極管電流或電流容量小。
本發(fā)明的其它的等離子顯示裝置的特征為，在上述等離子顯示裝置中，當?shù)?驅(qū)動元件的第6半導體層和第7半導體層被反向偏置而向反向截止狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，上述絕緣柵維持在開啟狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，通過在提供發(fā)光電流的驅(qū)動元件中安裝內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT、在回收電能并充電的驅(qū)動元件中安裝內(nèi)置有具有反向截止功能的二極管的IGBT，可以削減等離子顯示裝置的部件數(shù)量，并可以削減組裝加工成本，通過安裝適合于等離子顯示裝置的二極管并進行控制，可以降低損失，削減電能消耗。


圖1為本發(fā)明的等離子顯示裝置的實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT的實施例的示意圖；圖3為本發(fā)明的內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT的其他實施例的示意圖；圖4為本發(fā)明的內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT的又一實施例的示意圖；；圖5為本發(fā)明的內(nèi)置有反向截止二極管的IGBT的實施例的示意圖；圖6為本發(fā)明的內(nèi)置有反向截止二極管的IGBT的其他實施例的示意圖；圖7為本發(fā)明的內(nèi)置有反向截止二極管的IGBT的又一實施例的示意圖；圖8為AC型PDP的單元概要剖面圖和其驅(qū)動的示意圖；圖9為AC型PDP的驅(qū)動波形的示意圖；圖10為現(xiàn)有的等離子顯示裝置的驅(qū)動電路的示意圖；圖11為內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT的現(xiàn)有例的示意圖。
具體實施例方式
以下用實施例的圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行說明。圖1為本發(fā)明的等離子顯示裝置的一個實施例的示意圖。符號8為等離子面板的等價電路示意圖，內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT 1、2(以下簡稱反向?qū)↖GBT)與電源7串聯(lián)成圖騰柱電路結(jié)構(gòu)。2個反向?qū)↖GBT的連接點(中點50)50連接至等價電路8，主要在發(fā)光時供給電能。即，如果反向IGBT導通，則向等價電路8施加正電位并發(fā)光。其后，通過使內(nèi)置有反向截止二極管4b的IGBT 4導通，利用線圈5和電容8a、8b的共振電流將等離子面板的電容8a、8b中積蓄的電能回收至電容6。當反向?qū)↖GBT的中點50通過共振而下降至接近地的低電位時，反向?qū)↖GBT導通，將中點50固定于地電位。此時，通過將反向截止IGBT 4的柵電壓保持在開啟狀態(tài)直至反向?qū)↖GBT充分導通，可以將反向截止IGBT 4中的電荷高速釋放，從而可以降低開關(guān)損失。接著，當向等離子面板8再度施加電壓時，首先使反向截止IGBT 3導通，利用線圈5將存儲在電容器6中的電能向等離子面板8供給。當上述中點50的電位通過共振上升至接近電源7的電位時，反向?qū)↖GBT 1導通，等離子面板8的電位升高至電源7的電位，使之再度發(fā)光。當反向?qū)↖GBT 1導通時，同樣地通過將反向截止IGBT 3的柵保持開啟狀態(tài)直至反向?qū)↖GBT 1充分導通可以將反向截止IGBT 3中的電荷高速釋放，從而降低開關(guān)損失。在此，通過以上的動作原理，將包括電源7和反向?qū)↖GBT 1、2的電路稱為發(fā)光放電電路401，將包括線圈5、電容6、反向截止IGBT 3、4的電路稱為電能回收電路402。發(fā)光放電電路401和電能回收電路402也設置于等離子面板8的相反一側(cè)，并與中點51相連接，其動作相同。
另外，在下文中把在圖1的等離子顯示裝置中連接在與電源7相連接的高電位一側(cè)和與等離子面板相連接的中點50之間的電路部分稱為上臂，把與連接在與接地電位相連接的低電位一側(cè)和與等離子面板相連接的中點50之間的電路部分稱為下臂。
在此，反向?qū)↖GBT 1的二極管1b，在電容6和電容8a、8b以及線圈5共振時，保護中點50的電壓不至達到電源7以上。中點50若成過電壓，就會向等離子面板8施加過電壓，在最壞情況下面板會被破壞。但是，流過該二極管1b的電流小到為流過IGBT 1a的電流的1/10以下，用小電流容量的二極管即可。因此，通過集成到IGBT1a的芯片外圍，可充分發(fā)揮作為等離子面板的二極管1b的作用，這在后面有詳細說明。但是，由于等離子面板以數(shù)10KHz～數(shù)100KHz的高速進行開關(guān)動作，即使二極管1b的電流容量很小，也必須是高速的，優(yōu)選利用電子束照射等降低少數(shù)載流子的壽命。此時，其壽命最大也必須在1μs以下。
另一方面，反向?qū)↖GBT 2的二極管2b在連接至中點51一側(cè)的反向截止IGBT 4導通時流過電流。這樣，二極管2b中流過與反向截止IGBT 4同等的數(shù)10A的大電流。因此，即使反向?qū)↖GBT 1、2是相同的，它們也是所使用二極管的電流容量完全不同的反向?qū)↖GBT。因此，當將二極管2b設置在IGBT芯片的外圍時，優(yōu)選在芯片的外圍整體地形成二極管，這在后面有詳細說明。此外，由于等離子面板以數(shù)10KHz～數(shù)100KHz的高速進行開關(guān)，在反向?qū)↖GBT 1導通之前，有必要降低反向?qū)↖GBT 2的二極管2b的少數(shù)載流子的壽命，以削減反向?qū)↖GBT 2的二極管2b內(nèi)部的電荷。如果二極管2b殘留有的壽命長的電荷，當反向?qū)↖GBT 1導通時，來自電源7的電流貫通反向?qū)↖GBT 1、2而導致流過短路電流，產(chǎn)生極大的損失。
圖10中所示的電能回收開關(guān)12a、12b與二極管簡單地串聯(lián)連接至IGBT。因此，當電流流過電能回收開關(guān)12a、12b時，產(chǎn)生雙重的電位，即正向偏置二極管的pn結(jié)的約1V的擴散電位和正向偏置位于IGBT的集電極側(cè)的pn結(jié)的約1V的擴散電位，產(chǎn)生很大的電能損失，出現(xiàn)電能回收效率低下的問題。本發(fā)明的反向截止IGBT 3、4共用了二極管3b、4b的pn結(jié)和IGBT 3a、4a的pn結(jié)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的二重pn結(jié)變成一個，消除了約1V的電壓降，顯著提高了電能回收效率?，F(xiàn)有的75％的電能回收效率變成85％。當電能回收效率提高時，中點50、51的電位能夠接近電源7的電位和地電位，從而使施加到二極管3b、4b的反向偏置變小，不易產(chǎn)生噪聲。為了進一步降低噪聲，優(yōu)選也通過電子束照射等手段降低反向截止IGBT 3、4的少數(shù)載流子的壽命。通過將壽命降至1μs以下可以進一步提高電能回收效率。
如上所述，通過在等離子顯示裝置中使用反向?qū)↖GBT 1、2以及反向截止IGBT 3、4，與現(xiàn)有的IGBT和二極管分別使用的情形相比，部件數(shù)減半，組裝加工也更為簡單。另外，通過將二極管內(nèi)置，可以降低損失，提高電能回收效率。另外，由于不需要二極管的專用供電，布線變短，因布線的電感而產(chǎn)生的噪聲也變小，可以實現(xiàn)容易操作的驅(qū)動電路。再者，通過縮短反向?qū)↖GBT 1、2以及反向截止IGBT 3、4的壽命(lifetime)，可以高頻驅(qū)動，提高等離子顯示裝置的亮度，色階也可以變得更加細致。
圖2為適用于圖1的反向?qū)↖GBT 1、2的實施方式示意圖。反向?qū)↖GBT 200包括在與p層210相接觸的n-層211上擴散的p層213、在p層213內(nèi)形成的n+層214，集電極252低電阻地與p層210接觸。p層210可以通過在以FZ法形成的n-襯底211上擴散p層210的方法形成，或者可以在p+襯底210上結(jié)晶生長n-層的外延層來形成。以與n+層214、p層213、n-層211相接觸的方式，隔著絕緣柵220形成溝槽形狀的柵電極254。在反向?qū)↖GBT 200的外圍，在終止區(qū)域(termination region)上形成抑制耗盡層的延伸的溝道阻擋層n+層230，該n+層230與陰極電極251低電阻地接觸。在n+層230和其附近的p層213之間，形成包括p層215的場限制環(huán)FLR(Field LimitingRing)，確保反向?qū)↖GBT 200的耐壓。通過將陰極電極251和集電極252用電連接布線253低電阻地連接，可以在p層213和n+層230之間將反向?qū)ǖ亩O管內(nèi)置在IGBT中。連接的方法有引線鍵合和焊接等方法。
在一般的IGBT中，除本實施方式中所示的溝槽型的柵結(jié)構(gòu)外，還有在硅表面平坦地形成絕緣柵的平面柵結(jié)構(gòu)，但研究結(jié)果表明，溝槽柵結(jié)構(gòu)的IGBT的損失更低。
其理由為，由于等離子顯示裝置的電容負載上流過急劇的電流，因此優(yōu)選飽和電流密度較大即相對于絕緣柵的單位面積較密集的IGBT。其結(jié)果是，優(yōu)選溝槽型的絕緣柵220、254的間隔A較小，其間形成的p層變窄。另一方面，反向?qū)ǖ亩O管需要流過電流，因此最外圍的p層213的寬度B需要變大，為了使二極管的動作導致的電荷運動不影響絕緣柵的下方，寬度B的大小至少要比A大。此外，寬度B的大小即使在所需的以上，二極管的正向電壓也并不減小，故寬度B在n-層211的厚度的二倍以下就足夠了。此外，n+層230的寬度C也和寬度B同樣，需要比A寬，優(yōu)選和寬度B同樣的幅度。
為了使反向?qū)↖GBT 200高速化，可以采用電子束照射反向?qū)↖GBT 200整體，來縮短少數(shù)載流子的壽命。據(jù)此，不僅IGBT區(qū)域，二極管區(qū)域也同時得以高速化，可以簡便地實現(xiàn)耐高頻動作的反向?qū)↖GBT 200。
圖3中，其特征為在p層210和n-層211之間設置有n層216。通過設置n層216，可以使得n-層211比圖1薄，可以將從n+層230注入的電子電流通過比n-層211的電阻低的n層216導向p層213，反向?qū)↖GBT 201的二極管的正向電壓得以減小，可以降低損失。n層216的雜質(zhì)濃度比n-高2個數(shù)量級以上，因此通過電子束縮短壽命的效果明顯，可以得到更加高速的反向?qū)↖GBT 201，是更適于等離子顯示裝置的高亮度化、高色階化的結(jié)構(gòu)。在具有溝槽柵的IGBT區(qū)域，n-層211較薄，因此快速引起傳導率調(diào)制，可以使發(fā)光電流低損失地流過，且n層216的壽命較短，可以高速截止。
圖4為反向?qū)↖GBT 202的其他實施方式。其特征為，在溝槽柵間交替設置懸浮的p層217。通過設置該懸浮p層217，可以進一步促進溝槽柵結(jié)構(gòu)的IGBT的傳導率調(diào)制，本發(fā)明者從其他的發(fā)明專利文獻3(特開2000-307116號公報)中看出，本結(jié)構(gòu)對作為電容負載的等離子顯示裝置亦有效，也可以將反向?qū)ǖ亩O管內(nèi)置。此外，對于形成二極管的p層240，形成比p層213深的p層240。
為了降低pn二極管的正向電壓，縮短具有FLR 215的p層240和n+層230間的距離是有效的。為此，可以看出，將p層240以及FLR 215的深度加深可以緩和電場，因而是有效的。此外通過加深p層240，使雜質(zhì)濃度的傾斜變緩，使得空穴的注入降低，橫向pn二極管柔和地恢復，從而可降低噪聲。
圖5為電能回收電路402的反向截止IGBT 3、4的一個實施方式示意圖。反向截止IGBT 300包括與p+襯底218相接觸地形成的p+層210、位于n-層211內(nèi)并在芯片位外圍延伸的p層219、與p層219低電阻接觸的陽極電極256以及低電阻地與n+層230接觸的陰極電極255等。在IGBT的區(qū)域內(nèi)形成溝槽型柵絕緣膜220和柵電極254。p層213及p層219與n+層215之間形成反向連接的pn二極管，也可以根據(jù)必要的耐壓形成包括p層的FLR 215。盡管在動作上不需陰極電極255和陽極電極256，但通過將發(fā)射極250、陰極電極255、陽極電極256隔著絕緣膜222延伸到n-層211上，可以容易地實現(xiàn)高耐壓化。在該反向截止IGBT 300中，正向的耐壓主要通過p層213和n-層211之間達成。另一方面，反向的耐壓主要由p+層210及p層219與n-層211之間確保。其結(jié)果是，無需圖10所示的電能回收開關(guān)的二極管，從電能回收電路402減少了一個二極管的正向電壓，可以實現(xiàn)電能回收電路402的低損失化和高效率化。
在此，說明反向截止IGBT 300的制作方法。首先，在p+襯底218上形成具有相當于210層和211層合起來厚度的n-外延層。接著通過從陽極電極256一側(cè)利用離子注入來導入并通過擴散形成p層219。此時，來自p+襯底210的p型雜質(zhì)同時擴散，形成p層210并與p層219接觸。進而形成溝槽柵結(jié)構(gòu)220、254以及p層213、215以及n+層214，并形成各種電極252、250、255、256，從而完成。如在圖1中曾經(jīng)提到的，該反向截止IGBT 300也可以利用電子束照射等縮短少數(shù)載流子的壽命，可使等離子顯示裝置高亮度化，高色階化。
相對于圖1中所示反向?qū)↖GBT 1、2一直施加與電源7的電壓相當?shù)碾妷?，由于反向截止IGBT 3、4的線圈5和電容6保持電壓，只對其施加了電源7約一半的電壓。因此，反向截止IGBT 3、4的n-層的厚度優(yōu)選比反向?qū)↖GBT 1、2的n-層的厚度薄。
圖6表示其他的反向截止IGBT的實施例。在反向截止IGBT 301中首先利用以FZ法形成的n-層211的硅晶體形成p層218。再形成溝槽柵結(jié)構(gòu)220、254以及p層213、215、n+層214，形成電極250、255、256，在n-層211的硅晶體減薄至希望的厚度之后，形成p+層210，并形成集電極252。由此，可以不使用通過昂貴的外延而形成的n-層211地形成反向截止IGBT 301，可以降低等離子顯示裝置的成本。此外半導體層的總厚度減薄，熱阻抗變小，具有冷卻簡便的優(yōu)點。
圖7為反向截止IGBT的其他的實施例。與圖4同樣，形成懸浮的p層217和深的p層215，與圖4中所述相同，具有可以促進傳導率調(diào)制、使反向截止IGBT 302低損失化的效果，以及可以通過短距離的終止區(qū)域形成高耐壓從而可以使反向截止IGBT 302小型化、低成本化。
根據(jù)本發(fā)明，可以削減等離子顯示裝置的部件數(shù)，減少組裝加工工序，降低等離子顯示裝置的驅(qū)動電路的損失，實現(xiàn)電流消耗小的低成本的等離子顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種等離子顯示裝置，其特征為，至少具有第1驅(qū)動元件和第2驅(qū)動元件中的任一個，其中，上述第1驅(qū)動元件具有可由柵極控制從形成在襯底的一個主表面上的第1主電極流向形成在與上述一個主表面相對的另一主表面上的第2主電極的電流的第1IGBT(絕緣柵雙極晶體管)、和集成在上述第1IGBT中、可流過與從上述第1主電極流向上述第2主電極的電流相反方向的電流的第1二極管，該第1驅(qū)動元件對發(fā)光電流進行控制，上述第2驅(qū)動元件具有可由柵極控制從形成在與上述襯底不同的襯底的一個主表面上的第3主電極流向形成在與上述一個主表面相對的另一主表面上的第4主電極的電流的第2IGBT、和集成在該第2IGBT中、可阻止與從上述第3主電極流向上述第4主電極的電流相反方向的電流流過的第2二極管，該第2驅(qū)動元件對電能回收/充電電流進行控制。
2.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，對集成了上述第1二極管的上述第1IGBT和集成了上述第2二極管的第2IGBT的至少一方進行壽命控制。
3.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第1二極管設置于形成有上述第1IGBT的襯底的終止區(qū)域，上述第1二極管的陽極電連接至上述第2主電極，上述第1二極管的陰極電連接至上述第1主電極。
4.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第2主電極、上述第1二極管的陽極和上述第1二極管的陰極中的任一個形成于上述另一主表面上，上述第1二極管的陰極通過鍵合引線電連接至上述第1主電極。
5.如權(quán)利要求1中記載的等離子顯示裝置，其特征為具有低電阻地與上述第1IGBT的第1主電極相接觸的、具有第1導電類型的第1半導體層；與該第1半導體層相接觸且具有與上述第1半導體層相反導電類型的第2導電類型的第2半導體層；與該第2半導體層相接觸且比該第2半導體層的雜質(zhì)濃度低的、具有上述第2導電類型的第3半導體層；低電阻地與上述第1IGBT的第2主電極相接觸并在上述第3半導體層上延伸的、比上述第3半導體層的雜質(zhì)濃度高的具有第1導電類型的第4半導體層；在該第4半導體層內(nèi)延伸并低電阻地與第2主電極相接觸的、比上述第4半導體層的雜質(zhì)濃度高的、具有第2導電類型的第5半導體層；和分別與上述第3半導體層和上述第4半導體層以及上述第5半導體層相接觸的MIS柵。
6.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第2二極管由低電阻地與上述第2IGBT的第3主電極相接觸的具有第1導電類型的第6半導體層、和與該第6半導體層相接觸且比上述第6半導體層的雜質(zhì)濃度低的具有第2導電類型的第7半導體層形成，由該第6半導體層和第7半導體層形成的pn二極管的耐壓由上述第2IGBT的耐壓決定。
7.如權(quán)利要求6記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第6半導體層與從上述第2IGBT的另一主表面伸出的具有第1導電類型的第8半導體層相接觸，在該第8半導體層和與形成在上述另一主表面上的第4主電極低電阻地相接觸的具有第1導電類型的第9半導體層之間具有上述第7半導體層。
8.如權(quán)利要求6記載的等離子顯示裝置，其特征為，具有位于上述第8半導體層和上述第9半導體層之間、從上述另一主表面伸向上述第7半導體層、且比上述第7半導體層濃度高的具有第2導電類型的第10半導體層。
9.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第1IGBT和上述第2IGBT的至少一方的柵具有溝槽柵結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第1IGBT的集電極與發(fā)射極之間的耐壓比上述第2IGBT的集電極與發(fā)射極之間的耐壓高。
11.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第1IGBT和上述第2IGBT的至少一方或者其溝槽柵間的電位是懸浮的、或者具有通過電阻與上述第1驅(qū)動元件的上述第2主電極或上述第2驅(qū)動元件的上述第4主電極相連接的、具有第1導電類型的第11半導體層。
12.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，具有包含上述第1IGBT的上臂和包含第2IGBT的下臂，其中上述上臂的一端與電源相連接、另一端與等離子面板裝置相連接；上述下臂的一端與上述上臂相連接、另一端連接至地電位；至少對于上述第1IGBT使用上述第1驅(qū)動元件，構(gòu)成上述第1驅(qū)動元件的二極管的電流或電流容量比并聯(lián)地設置在上述第2IGBT上的二極管的電流或電流容量小。
13.如權(quán)利要求6記載的等離子顯示裝置，其特征為，當?shù)?驅(qū)動元件的上述第6半導體層和上述第7半導體層被反向偏置而向反向截止狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，上述MIS柵維持在開啟狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求6記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第2驅(qū)動元件的上述第6半導體層的厚度比上述第1驅(qū)動元件的上述第3半導體的厚度薄。
15.如權(quán)利要求1記載的等離子顯示裝置，其特征為，上述第1驅(qū)動元件和上述第2驅(qū)動元件的至少一方使用由FZ法形成的硅襯底。
全文摘要
一種等離子顯示裝置，在其驅(qū)動電路中，對于提供發(fā)光電流的驅(qū)動元件設置內(nèi)置有反向?qū)ǘO管的IGBT和/或在回收電能并充電的驅(qū)動元件設置內(nèi)置有具有反向截止功能的二極管的IGBT。
文檔編號H03K17/56GK101034526SQ200710003979
公開日2007年9月12日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者森睦宏 申請人:株式會社日立制作所, 株式會社次世代Pdp開發(fā)中心