CS207288B1

CS207288B1 - Multilayer semiconductor element

Info

Publication number: CS207288B1
Application number: CS130580A
Authority: CS
Inventors: Ilja Mueller; Jaroslav Homola; Bohumil Pina
Original assignee: Ilja Mueller; Jaroslav Homola; Bohumil Pina
Priority date: 1980-02-26
Filing date: 1980-02-26
Publication date: 1981-07-31

Description

(54) Vícevrstvá polovodičová součástka(54) Multilayer semiconductor device

Vynález se týká vícevrstvé řízené polovodičové součástky s vysokou úrovní dynamických parametrů a současně se statickou propustnou charakteristikou vhodnou pro aplikace využívající paralelní řazení dvou nebo více součástek.The invention relates to a multilayer controlled semiconductor device with a high level of dynamic parameters and at the same time with a static throughput characteristic suitable for applications using parallel shifting of two or more devices.

U tyristorů známého provedení jsou pro dosažení vysoké úrovně dynamických parametrů realizovány zkraty (mikrosvody) mezi elektrodou katody a vrstvou ležící pod emitorovou vrstvou. Nevýhodou součástek tohoto provedení je tvar jejich statické propustné charakteristiky, která obsahuje až do úrovně proudů srovnatelných se zatěžovacím proudem součástky oblast s extrémně nízkým diferenciálním odporem. Tato oblast odpovídá stavu, kdy propustný proud neprotéká celým průřezem součástky, ale pouze jeho částí a při zvyšování propustného proudu zůstává proudová hustota konstantní a roste pouze velikost části průřezu, která se podílí na vedení propustného proudu. Při paralelním chodu dvou nebo více takových součástek lze dosáhnout dobrého rozdělení propustného proudu mezi jednotlivé součástky pouze při vysokém proudovém zatížení, kdy všechny součástky pracují nad oblastí s extrémně nízkým diferenciálním odporem. Tato podmínka není v řadě aplikací splněna.In thyristors of the known embodiment, short circuits (microconductors) between the cathode electrode and the layer lying below the emitter layer are realized to achieve a high level of dynamic parameters. A disadvantage of the components of this embodiment is the shape of their static permeability characteristic, which comprises, up to the level of currents comparable to the load current of the component, an area with an extremely low differential resistance. This region corresponds to a state where the passage current does not flow through the entire cross-section of the component but only a part thereof, and as the passage current increases, the current density remains constant and only the size of the cross-section that participates in the passage current line increases. With two or more such components running in parallel, good forward current distribution between the components can only be achieved at high current load, where all components operate above an extremely low differential resistance area. This condition is not met in many applications.

Vynález odstraňuje uvedenou nevýhodu a řeší daný úkol v podstatě tím, že obsahuje mikrosvody alespoň tří různých velikostí, rozmístěné po ploše druhé hlavní elektrody tak, že ji lze rozdělit na několik souvislých oblastí, přičemž každé dva mikrosvody patřící do stejné oblasti jsou stejně veliké, každé dva mikrosvody nacházející se ve dvou různých oblastech jsou různě veliké a pro každou dvojici těchto oblastí platí, že oblast obsahující menší mikrosvody leží mezi oblastí obsahující větší mikrosvody a řídicí oblastí.The present invention eliminates this disadvantage and solves the object essentially by comprising microconductors of at least three different sizes distributed over the surface of the second main electrode such that it can be divided into several contiguous regions, wherein each two microconductors belonging to the same region are of equal size, each the two microconductors located in two different regions are of different sizes and for each pair of these regions the region containing the smaller microconductors lies between the region containing the larger microconductors and the control region.

Vícevrstvá polovodičová součástka podle vynálezu znamená podstatné zlepšení především u těchto aplikací, kde několik paralelně zapojených součástek pracuje převážně v režimu nízkého proudového zatížení s nárazovým krátkodobým mnohonásobným proudovým přetížením.The multilayer semiconductor device according to the invention represents a significant improvement especially in these applications, where several parallel connected devices operate predominantly in the low current load mode with short-term multiple surge current surges.

Plošné uspořádání řízené emitorové vrstvy takové součástky je znázorněno na výkrese. Struktura obsahuje jednu řídicí oblast 1 a mikrosvody 2 rozmístěné v pravidelné síti v emitorové vrstvě 3. Velikost mikrosvodů roste se vzdáleností od rozhraní emitoru s řídicí oblastí.The planar arrangement of the controlled emitter layer of such a component is shown in the drawing. The structure comprises one control area 1 and microconductors 2 distributed in a regular network in the emitter layer 3. The size of the microconductors increases with distance from the emitter interface with the control area.

Vhodným geometrickým uspořádáním mikrosvodů se dosahuje toho, že jejich účinnost vzrůstá se vzdáleností od rozhraní katody s řídicí oblastí. To má za následek, že při zvyšování propustného proudu se zvyšuje nejenom velikost části průřezu, která se podílí na vedení proudu, ale i proudová hustota, a tedy i propustné napětí na součástce. Při vyšších proudech, kdy propustný proud protéká celým průřezem součástky, uvedená úprava prakticky neovlivňuje propustné napětí na součástce.By a suitable geometrical arrangement of the microconductors, their efficiency increases with the distance from the interface of the cathode with the control region. As a result, as the throughput current increases, not only the size of the cross-section that is involved in the current conduction increases, but also the current density and hence the throughput voltage on the component. At higher currents, where the through current flows through the entire cross-section of the component, said treatment practically does not affect the through voltage on the component.

Příkladem provedení takové vícevrstvové polo-An example of such a multilayer semi-layer

Claims

SUBJECT

A multilayer semiconductor device comprising a layer of basic semiconductor material between two outer semiconductor layers of the opposite type of electrical conductivity than the layer of basic semiconductor material, the first having contact with the first main electrode and the second having contact with the second main electrode in a number of discrete locations. the controlled emitter layer of a semiconductor material of the same type of electrical conductivity as the base layer, the emitter layer having contact with the second main electrode and associated with the control region of the conductor component is a thyristor structure formed by conventional diffusion technology. according to the invention.

·· j

OF THE INVENTION comprising a control electrode having contact with a second outer semiconductor layer, characterized in that it comprises microconductors (2) of at least three different sizes distributed over the surface of the second main electrode such that it can be divided into several contiguous areas, each two microconductors (2) belonging to the same area are the same size, each two microconductors (2) located in two different areas are different sized and for each pair of these areas the area containing the smaller microconductors (2) lies between the area containing the larger microconductors (2) and the control areas (1).