Vynález se týká vícevrstvé polovodičové součástky řízené světlem, např. optotyristoru nebo optotriaku.The invention relates to a multilayer light-controlled semiconductor component, e.g. an optothyristor or optotriac.
Dosud známá provedení optotyristorů dosahují zlepšení relace mezi dynamiokými parametry a citlivostí ke spínání světlem zmenšením tlouitky emitorové vrstvy ve fotocitlivé oblasti leptáním. Tímto opatřením lze podstatně zvýšit citlivost struktury ke spínáni světlem při zachování odolnosti proti strmému nárůstu blokovacího napětí, protože silně dotovaná emitorová vrstva má pro používanou oblast vlnových dálek vysoký absorpční koeficient. Při úplném odstranění emitorové vrstvy z oelé fotocitlivé oblasti se věak citlivost ke spínání sníží, nebol místo s nejvyšším kladným potenciálem vůči katodě vzniká ve středu ozářené oblasti.The prior art optotristors achieve improved relation between dynamic parameters and sensitivity to light switching by reducing the thickness of the emitter layer in the photosensitive area by etching. By this measure, the sensitivity of the structure to light switching can be substantially increased while maintaining resistance to a steep increase in blocking voltage, since the heavily doped emitter layer has a high absorption coefficient for the wavelength range used. However, when the emitter layer is completely removed from the oil-sensitive area, the sensitivity to switching decreases since the site with the highest positive potential towards the cathode is formed in the center of the irradiated area.
Nevýhody výše popsaných řešení struktur polovodičových prvků řízenýoh světlem spočívají v tom, že kladou vysoké nároky na přesnost a homogenitu leptání emitorové vrstvy, což lze ve výrobě velmi obtížně zajistit s dostatečnou reprodukovatelností.The disadvantages of the light-controlled semiconductor structures described above are that they place high demands on the accuracy and homogeneity of the etching of the emitter layer, which is very difficult to ensure with sufficient reproducibility in production.
Vynález řeší daný problém v podstatě tak, že vnější emitorová vrstva zasahuje úzkým výběžkem až ke středu fotocitlivé nekontaktované oblasti kruhového tvaru, přičemž plocha výběžku emitorové vrstvy tvoří méně než 20 % celkové ploohy fotocitlivé oblasti. Řešení fotocitlivé oblasti podle vynálezu klade na přesnost operace leptáním minimální nároky a umožňuje při použití vhodného selektivního leptadla dosáhnout vysoké reprodukovatelnosti ve výrobě. Přitom zůstává zachována vysoká citlivost struktury ke spínání světlem a odolnost proti strmému nárůstu blokovacího napětí.The invention solves the problem essentially by extending the outer emitter layer through a narrow projection to the center of the photosensitive, non-contacted area of a circular shape, wherein the projection area of the emitter layer constitutes less than 20% of the total area of the photosensitive area. The solution of the photosensitive region according to the invention places minimal demands on the precision of the etching operation and makes it possible to achieve a high reproducibility in production using a suitable selective etching agent. The high light sensitivity of the structure and the resistance to a steep increase in the blocking voltage are maintained.
Příklad řešení vícevrstvé polovodičové součástky řízené světlem podle vynálezu je znázorněn na obr. la, b, o. Na obr. la je plošné uspořádání fotocitlivé oblasti. Emitorová vrstva 2 zasahuje úzkým výběžkem 2 čo středu fotooitlivé oblasti. Ze zbývajíoí části fotocitlivé oblasti je emitorová vrstva £ odstraněna a zářivý tok dopadá na povrch vrstvy £ opačného typu vodivosti ležící pod emitorovou vrstvou.An example of a light-controlled multilayer semiconductor component according to the invention is shown in Fig. 1a, b, o. Fig. 1a shows the planar arrangement of the photosensitive region. The emitter layer 2 extends through a narrow projection 2 as the center of the photo-sensitive area. From the remaining portion of the photosensitive region, the emitter layer 6 is removed and the radiant flux strikes the surface of the layer 6 of the opposite conductivity type lying below the emitter layer.
Na obr. lb je řez popsanou strukturou ve směru Σ a na obr. Io řez ve směru Y, Při ozáření fotocitlivé oblasti dojde nejprve k sepnutí na konoi výběžku 2 emitorové vrstvy 2. Efektem příčného pole v emitoru ee ryohle rozšíří sepnutý stav pod kontakt mezikroužku £, kterým se proud rovnoměrně rozvede a způsobí sepnutí pod oelým obvodem katodového kontaktu 2·Fig. 1b shows a cross-section of the structure described in the směru direction and Fig. Io shows a cross-section in the Y direction. When irradiating the photosensitive area, the emitter layer 2 is switched on at the end of the emitter layer. By which the current is evenly distributed and causes switching under the cathode contact 2