CS218510B1

CS218510B1 - Multilayer semiconductor component for higher operating frequencies

Info

Publication number: CS218510B1
Application number: CS624981A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Homola; Ilja Muller; Bohumil Pina; Timotej Simko
Original assignee: Jaroslav Homola; Ilja Muller; Bohumil Pina; Timotej Simko
Priority date: 1981-08-20
Filing date: 1981-08-20
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Předmětem vynálezu je vícevrstvá polovodičová součástka určená pro provoz při vyšších pracovních kmitočtech. Podstata vynálezu spočívá ve vhodné geometrii členění řízené emitorové struktury ták, že okraj emitorové vrstvy se v žádném místě struktury nelomí v úhlu menším než 120°. Na povrchu .součástky je ze strany druhé hlavní elektrody vytvořeno alespoň šest stejně velkých oblastí ve tvaru pravidelného šestiúhelníka tak, že uvnitř každé takové oblasti se náčhází řízená emitorová vrstva a alespoň pět stran šestiúhelníka, ohraničujícího každou tuto oblast, je totožných s okrajem řízené emitorové vrstvy. V každé ze zmíněných oblastí jsou uspořádány mikrosvody symetricky podle středu kružnice opsané této oblasti.The subject of the invention is a multilayer semiconductor component intended for operation at higher operating frequencies. The essence of the invention lies in the appropriate geometry of the division of the controlled emitter structure such that the edge of the emitter layer does not bend at any point of the structure at an angle of less than 120°. On the surface of the component, at least six equally large areas in the shape of a regular hexagon are formed from the side of the second main electrode so that a controlled emitter layer is located inside each such area and at least five sides of the hexagon, delimiting each of these areas, are identical to the edge of the controlled emitter layer. In each of the mentioned areas, micro-leads are arranged symmetrically according to the center of the circle circumscribed by this area.

Description

Vynález se týká vícevrstvé polovodičové součástky určené pro provoz při vyšších pracovních kmitočtech. U tyristorů pro vyšší pracovní kmitočty se pro potlačení zapínacích ztrát využívá principu rozčleněného emitoru. Známá provedení těchto tyristorů mají emitorovou vrstvu členěnou do tvaru evolventních pásů, rozvětvených přímých pásů, pásů ve tvaru kruhových oblouků apod.The present invention relates to a multilayer semiconductor component for operation at higher operating frequencies. In thyristors for higher operating frequencies, the principle of a split emitter is used to suppress the closing losses. Known embodiments of these thyristors have an emitter layer divided into involute bands, branched straight bands, circular arcuate bands and the like.

Nevýhoda používaných členění emitoru spočívá v tom, že okraj emitorové vrstvy se na několika místech struktury lomí v ostrém úhlu. Vrcholy těchto ostrých úhlů představují nejslabší místa struktury z hlediska odolnosti při frekvenčním zatěžování a navíc zhoršují dynamické parametry součástky. Další nevýhodou je obtížné řešení rovnoměrného pokrytí struktury emitoru mikrosivody, což je nezbytné pro dosažení optimální kombinace zápínacích ztrát a vypínací doby.A disadvantage of the emitter layouts used is that the edge of the emitter layer breaks at an acute angle at several points in the structure. The peaks of these acute angles represent the weakest points in the structure in terms of resistance to frequency loading and, in addition, impair the dynamic parameters of the component. A further disadvantage is the difficulty of uniformly covering the microconductor emitter structure, which is necessary to achieve an optimal combination of fastening losses and tripping time.

Vynález odstraňuje uvedené nevýhody a řeší daný problém v podstatě tak, že na povrchu polovodičové součástky ze strany druhé hlavní elektrody je vytvořeno alespoň šest stejně velikých oblastí ve tvaru pravidelného šestiúhelníku, přičemž uvnitř každé takové oblasti se nachází řízená emitorová vrstva a alespoň pět stran šestiúhelníka ohraničujícího každou oblast je totožných s okrajem řízené emitorové vrstvy. Uspořádání mikrosvodů v každé ze zmíněných oblastí ve tvaru pravidelného šestiúhelníka je symetrické podle středu kružnice opsané této oblasti.The invention overcomes these drawbacks and solves the problem essentially by providing at least six equally sized regions of regular hexagonal shape on the surface of the semiconductor component from the side of the second main electrode, wherein within each such region there is a controlled emitter layer and at least five sides of the hexagon bounding each region being identical to the edge of the controlled emitter layer. The arrangement of the microconductors in each of said regions in the shape of a regular hexagon is symmetrical about the center of the circle described by that region.

Výhoda geometrie členění emitorové vrstvy polovodičové součástky podle vynálezu spočívá v tom, že okraj emitorové vrstvy se v žádném místě struktury nelomí v úhlu menším než 120°. V emitorové vrstvě se pak nevyskytují slabá místa, a to umožňuje dosáhnout optimální kombinace parametrů součástky. Další výhodou členění podle vynálezu je možnost zcela pravidelného rozmístění mikrosvodů v celé emitorové vrstvě.An advantage of the breakdown geometry of the emitter layer of the semiconductor device according to the invention is that the edge of the emitter layer does not break at an angle of less than 120 ° at any point in the structure. There are no weak points in the emitter layer, and this allows for an optimal combination of component parameters. Another advantage of the subdivision according to the invention is the possibility of a very regular distribution of the microconductors throughout the emitter layer.

Na přiloženém výkresu je znázorněn příklad struktury tyristorů pro střední kmitočty. Na obr. 1 je řez strukturou a na iObr. 2 je znázorněna geometrie členění emitorové vrstvy.The attached drawing shows an example of the structure of thyristors for medium frequencies. FIG. 1 is a cross-sectional view of the structure and FIG. 2 shows the geometry of the breakdown of the emitter layer.

Vrstva základního polovodičového' materiálu 5 je umístěna mezi dvěma vnějšími polovodičovými vrstvami 6, 8 opačného typu vodivosti než vrstva základního polovodičového materiálu 5. První vnější vrstva 6 má kontakt s první hlavní elektrodou 7 a druhá vnější vrstva 8 má v řadě diskrétních míst tzv. mikrosvodů 4 kontakt š druhou hlavní elektrodou 9, dále má kontakt s rameny řídicí oblasti 2 a souvisí s řízenou emitorovou vrstvou 1, stejného typu elektrické vodivosti jako vrstva základního polovodičového materiálu 5. Řízená emitorová vrstva 1 má kontakt s druhou hlavní elektrodou 9.The layer of base semiconductor material 5 is positioned between two outer semiconductor layers 6, 8 of the opposite conductivity type than the layer of base semiconductor material 5. The first outer layer 6 has contact with the first main electrode 7 and the second outer layer 8 has so-called microconductors in a number of discrete locations. 4 has a contact with the second main electrode 9, further has contact with the arms of the control region 2 and is associated with a controlled emitter layer 1 of the same type of electrical conductivity as the base semiconductor material layer 5. The controlled emitter layer 1 has contact with the second main electrode 9.

Řízená emitorová vrstva je rozčleněna rameny řídicí oblasti 2 (obr. 2J na šest stejně velikých oblastí 3 ve tvaru pravidelného šestiúhelníka, vzájemně propojených na. obvodu součástky a obsahujících pravidelnou síť mikrosvodů 4.The controlled emitter layer is subdivided by the arms of the control area 2 (FIG. 2J) into six regular hexagon-shaped areas 3 of equal size interconnected at the periphery of the component and comprising a regular network of microconductors 4.

Oblastí využití vynálezu jsou tyristory s vysokou proudovou zatížitelností při vyšších frekvencích.Field of application of the invention are thyristors with high current carrying capacity at higher frequencies.

Claims

Multilayer semiconductor component for higher operating frequencies, comprising a layer of basic semiconductor material between two outer semiconductor layers of the opposite conductivity type than the layer of basic semiconductor material, the first having contact with the first main electrode and the second having microconductors in a number of discrete locations contacting the second main electrode and further associated with a controlled emitter layer of a semiconductor material of the same type of electrical conductivity as the base layer, the controlled emitter layer having contact with the second main electrode and the second outer layer having contact with the arms of the control region, The surface of the component on the side of the second main electrode (9) is formed by at least six equally sized regions (3) in the shape of a regular hexagon, and within each such region (3) there is a controlled emitter layer (11j). at least five sides of the hexagon bounding each region (3) are identical to the edge of the controlled emitter layer (1).

Multilayer semiconductor device according to Claim 1, characterized in that the arrangement of the microconductors (4) in each of said regions (3) in the shape of a regular hexagon is symmetrical with respect to the center of the circle described by said region.