CS247248B1 - Back-conducting thyristor - Google Patents

Back-conducting thyristor Download PDF

Info

Publication number
CS247248B1
CS247248B1 CS856052A CS605285A CS247248B1 CS 247248 B1 CS247248 B1 CS 247248B1 CS 856052 A CS856052 A CS 856052A CS 605285 A CS605285 A CS 605285A CS 247248 B1 CS247248 B1 CS 247248B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
thyristor
contact
base
layer
diode
Prior art date
Application number
CS856052A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS605285A1 (en
Inventor
Ilja Mueller
Miroslav Skaloud
Karel Ramajzl
Jaroslav Zamastil
Jaroslav Homola
Original Assignee
Ilja Mueller
Miroslav Skaloud
Karel Ramajzl
Jaroslav Zamastil
Jaroslav Homola
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ilja Mueller, Miroslav Skaloud, Karel Ramajzl, Jaroslav Zamastil, Jaroslav Homola filed Critical Ilja Mueller
Priority to CS856052A priority Critical patent/CS247248B1/en
Publication of CS605285A1 publication Critical patent/CS605285A1/en
Publication of CS247248B1 publication Critical patent/CS247248B1/en

Links

Landscapes

  • Thyristors (AREA)

Abstract

Podstata řešeni spočívá ve vytvoření oddělovací vrstvy přiléhající k povrchu desky ze strany druhé základny. Oddělovací vrstva je stejného typu elektrické vodivosti jako katodový emitor tyristéru, tvoří přechod p-n s druhou vnitřní vrstvou 2 a nepřiléhá k žádné další polovodičové ani kontaktní vrstvě a její průmět na druhou základnu se nachází uvnitř průmětu anodového emitoru tyristoru a je tvořen souvislou oblastí ohraničenou dvěma uzavřenými křivkami, takže průmět anodového kontaktu diody leží vně oblasti vymezené na druhé základně vnějším okrajem oddělovací vrstvy a průměty řídicího kontaktu a katodového kontaktu tyristoru se nacházejí uvnitř oblasti vymezené z druhé základny vnitřním okrajem oddělovací vrstvy.The essence of the solution lies in the creation of a separation layer adjacent to the surface of the board from the side of the second base. The separation layer is of the same type of electrical conductivity as the cathode emitter of the thyristor, forms a p-n junction with the second inner layer 2 and does not adjoin any other semiconductor or contact layer and its projection onto the second base is located inside the projection of the anode emitter of the thyristor and is formed by a continuous area bounded by two closed curves, so that the projection of the anode contact of the diode lies outside the area bounded on the second base by the outer edge of the separation layer and the projections of the control contact and the cathode contact of the thyristor are located inside the area bounded from the second base by the inner edge of the separation layer.

Description

Vynález se týká zpětně vodivého tyristorů, obsahujícího výkonovou rychlou diodu a výkonový rychlý tyristor integrované na jedné monokrystalické polovodičové desce. Integrace rychlého tyristorů s antiparalelně zapojenou rychlou diodou zajišíuje optimální vypínací podmínky spolu s minimálními požadavky na komutační obvody· Výhoda spočívá především v potlačení parazitních indukčnosti přívodů a v úspoře místa a hmotnosti obvodu·The invention relates to a back-conducting thyristor comprising a power fast diode and a power fast thyristor integrated on a single single crystal semiconductor plate. Integration of fast thyristors with antiparallel connected fast diode ensures optimal switching conditions with minimum requirements for commutating circuits · The advantage lies mainly in suppression of parasitic inductance of leads and in saving of space and weight of circuit ·

Známá provedení zpětně vodivých tyristorů jsou'tvořena monokrystalickou polovodičovou deskou, obsahující vnitřní strukturu tyristorů a diody, opatřenou dvěma hlavními elektrodami pro vedení proudu a řídící elektrodou pro přivádění řídícího signálu·Known embodiments of reverse conductive thyristors are formed by a single crystal semiconductor plate comprising an internal structure of thyristors and a diode, provided with two main current conducting electrodes and a control electrode for supplying a control signal.

Vnitřní struktura součástky je tvořena čtyřmi vrstvami střídavě opačného typu elektrické vodivosti, z nichž dvě vnější vrstvy přiléhají každá k jedné základně desky· Dvě vnitřní vrstvy-vytvářejí vzájemně centrální vysokonapěíový přechod v celém průřezu součástky a v části průřezu leží mezi oběma vnějšími vrstvami; ve zbývající části průřezu přiléhají každá k příslušné základně desky»The internal structure of the component is made up of four layers of alternating opposite electrical conductivity, two outer layers adjacent each to the base of the plate. The two inner layers form a central high-voltage transition across the entire cross-section of the component and lie between the two outer layers; the rest of the cross-section are adjacent to the respective base »

Tyristorová část součástky je určena oblastí se čtyřvrštvou strukturou zahrnující katodový emitor tyristorů s emitor ovými šunty a s katodovým kontaktem tyristorů, oblast řídící elektrody s případnou další pomocnou tyristorovou strukturou pro zesílení řídícího signálu opatřenou samostatným kontaktem a ze stranyThe thyristor part of the component is determined by a four-layer structure comprising a cathode emitter of thyristors with emitter shafts and a cathode contact of the thyristors, a control electrode region with optional additional thyristor structure for amplifying the control signal provided with a separate contact and side

247 248 první základny oblast anodového emitoru tyristoru. Diodová část je určena oblastí s dvouvrstvou strukturou zahrnující oba diodové emitory a anodový kontakt diody» Přechod mezi diodovou a tyristorovou částí tvoří tzv» oddělovací zóna, která se nezúčastňuje vedení hlavního proudu mezi oběma hlavními elektrodami při žádné polaritě napětí na elektrodách. Obvykle bývá tyristorová část umístěna ve střední oblasti desky, diodová část v obvodové oblasti desky a oddělovací zóna má tvar prstence, který vnitřním okrajem přiléhá k tyristorové části a vnějším okrajem k diodové části desky»247 248 first base region of the anode emitter thyristor. The diode portion is determined by a dual-layer structure comprising both diode emitters and the anode contact of the diode. »The transition between the diode and thyristor portion forms a " decoupling zone that does not participate in the main current conduction between the two main electrodes. Usually, the thyristor portion is located in the central region of the board, the diode portion in the peripheral region of the board, and the separating zone is in the form of a ring adjacent the thyristor portion with the inner edge and the diode portion with the outer edge »

Při vypínání tyristoru musí koncentrace nadbytečných nosičů, nahromaděných ve vnitřních vrstvách tyristorové oblasti v průběhu propustné periody, poklesnout na úroveň srovnatelnou s rovnovážnou koncentrací majoritních nosičů v těchto vrstvách» Během vypínání tyristorové části protéká diodovou částí propustný proud a její vnitřní struktura je zaplavena vysokou koncentrací nerovnovážných nosičů, které pronikají přes oddělovací zónu do tyristorové oblasti a narušují tak proces jejího zotavení a obnovení blokovací schopnosti» Úroveň dosažených dynamických parametrů tyristoru závisí na tom, jak účinně omezuje oddělovací zóna toto nežádoucí pronikání nerovnovážných nosi-čů z diodové oblasti*When switching off the thyristor, the concentration of excess carriers accumulated in the inner layers of the thyristor region during the pass-through period must drop to a level comparable to the equilibrium concentration of the majority carriers in these layers. »The level of thyristor dynamic parameters achieved depends on how effectively the separation zone effectively reduces this unwanted penetration of unbalanced carriers from the diode region *

Známé způsoby konstrukce oddělovací zóny využívají např. širokou mezeru mezi katodovým emitorem tyristoru a anodovým emitorem diody na straně druhé základny desky a na protilehlé straně první základny širokou mezeru mezi katodovým emitorem diody a anodovým emitorem tyristoru. Další způsoby využívají např. nekontaktování oddělovací zóny na obou základnách, hluboké příkopy zasahující až pod úroveň •entrálního přechodu na povrchu pasivované sklem, dále tzv. anulátory * úzké kontaktované prstence vysokodotovaných vrstev umístěné při okrajích oddělovací zóny nebo různé kombinace těchto způsobů, Nevýhodou široké oddělovací zóny je snížení aktivní plochy součástky, která má nepříznivý vliv na propustné parametry. Vytváření hlubokých příkopů s pasivací skly je nevýhodné jak z technologického hlediska, tak i z hlediska nepříznivých dopadů na opakovatelné napětí součástky. Proto bývá nejčastěji využíváno emitorových anulátorů. Oddělovací zóna s emitorovými anulátory však vyžaduje pro účinné oddělení obou částí, aby druhé vnitřní vrstva mě-la nízkou příčnou vodivost. Pro zajištění dobrých dynamických vlastν' ností je potom nutné, aby katodová emitorová vrstva tyristoruThe known separation zone construction uses, for example, a wide gap between the cathode emitter of the thyristor and the anode emitter of the diode on the other side of the plate and on the opposite side of the first base a wide gap between the cathode emitter of the diode and the anode emitter of the thyristor. Other methods include, for example, not contacting the separation zone on both bases, deep ditches extending below the level of the entrained transition on the glass passivated surface, the so-called annulators * narrow contact rings of high-dot layers located at the edges of the separation zone or various combinations thereof. zone is a reduction in the active area of the component, which has an adverse effect on the permeability parameters. The formation of deep ditches with glass passivation is disadvantageous both in terms of technology and in terms of adverse impacts on the repeatable stress of the component. Therefore, emitter cancelers are most often used. However, for the effective separation of both parts, the separation zone with the emitter annulters requires that the second inner layer has a low transverse conductivity. It is then necessary for the cathode emitter layer of the thyristor to ensure good dynamic properties

247 248 obsahovala relativně velký počet emitorových šuntů, což má jednak nepříznivý dopad na roašiřování sepnutého stavu a tím zapínací vlastnosti, jednak znamená obtížnou realizaci u vertikálně členěné struktury. Některé aplikace se zpětně vodivými tyristory pracují v pulsním režimu s krátkými proudovými pulsy e vysoké amplitudě a vyžadují proto velmi dobré zapínací vlastnosti, jichž se dosahuje právě pomocí vertikálně členěné struktury katodového emitoru tyristoru s členěnou řídící strukturou umístěnou v zahloubených příkopech.247 248 contained a relatively large number of emitter splints, which, on the one hand, has an adverse effect on the switching of the closed state and hence the switching properties, and on the other hand, makes it difficult to realize a vertically structured structure. Some reverse-conductive thyristor applications operate in pulse mode with short current pulses of high amplitude and therefore require very good switching properties, which are achieved by the vertically articulated structure of the cathode emitter of the thyristor with the articulated control structure located in the recessed trenches.

Řešení zpětně vodivého tyristoru podle vynálezu odstraňuje uvedené nevýhody a jeho podstata spočívá v tom, že k povrchu desky ze strany druhé základny přiléhá další vnější polovodičová oddělovací vrstva, která je stejného typu elektrické vodivosti jako katodový emitor tyristoru. Tvoří přechod p-n s druhou vnitřní vrstvou a nepřiléhá k žádné další polovodičové ani kontaktní vrstvě a její průmět na druhou základnu se nachází uvnitř průmětu anodového emitoru tyristoru a je tvořen souvislou oblastí ohraničenou dvěma uzavřenými křivkami tak, že průmět anodového kontaktu diody leží vně oblasti vymezené na druhé základně vnějším okrajem oddělovací vrstvy a průměty řídícího kontaktu a katodového kontaktu tyristoru se nacházejí uvnitř oblasti vymezené ze druhé základny vnitřním okrajem oddělovací vrstvy.The reverse conductive thyristor solution according to the invention overcomes these disadvantages and is based on the fact that a second outer semiconductor separating layer, which is of the same type of electrical conductivity as the cathode emitter of the thyristor, adjoins the surface of the board from the second base side. It forms a transition pn with the second inner layer and is not adjacent to any other semiconductor or contact layer and its projection on the second base is within the projection of the anode emitter of the thyristor and is formed by a continuous area bounded by two closed curves. and the control contact and cathode contact projections of the thyristor are located within an area defined from the second base by the inner edge of the separating layer.

Výhodou konstrukce zpětně vodivého tyristoru podle vynálezu je vysoká účinnost potlačení vzájemného ovlivňování funkčních částí. Účinnému oddělení obou funkčních částí přitom nevadí vysoká příčná vodivost druhé vnitřní vrstvy. Zpětně vodivý tyristor podle vynálezu může mít relativně menší hustotu šuntovací sítě v emitorové vrstvě katody tyristoru, což příznivě ovlivňuje zapínací vlastnosti součástky,. Využití vynálezu je zvláště vhodné pro zpětně vodivý tyristor s vertikálně členěnou strukturou určený pro pulsní pracovní režim. Další výhodou konstrukce zpětně vodivého tyristoru podle vynálezu je snadná technologická realizovatelnost. Realizace oddělovací zóny podle vynálezu nevyžaduje žádné mechanické zásahy do křemíkové desky, ani žádné samostatné difuzní nebo fotolitografické operace. Oddělovací vrstva se vytvoří v jedné technologické operaci současně s vrstvou katodového emitoru tyristoru difúzí přes společnou fotolitografickou masku. Oddělovací vrstva přitom nevyžaduje vyšší přesnost fotolitografických operací než zbývají4 cí část struktury» 247 248 An advantage of the design of the back-conducting thyristor according to the invention is the high efficiency of suppressing the interaction of the functional parts. The effective separation of the two functional parts does not interfere with the high transverse conductivity of the second inner layer. The back-conducting thyristor of the invention may have a relatively lower shunt network density in the emitter layer of the thyristor cathode, which favorably affects the switching properties of the component. The use of the invention is particularly suitable for a back-conducting thyristor with a vertically structured structure for pulse mode operation. Another advantage of the construction of the back-conducting thyristor according to the invention is its easy technological feasibility. The realization of the separation zone according to the invention requires no mechanical interference with the silicon wafer, nor any separate diffusion or photolithographic operations. The separating layer is formed in one technological operation simultaneously with the cathode emitter layer of the thyristor by diffusion through a common photolithographic mask. The separation layer, however, does not require higher photolithographic precision than the rest of the structure » 247 248

Nekontaktováná oddělovací vrstva zpětně vodivého tyristorů přiléhá k druhé základně desky a je vnořena do druhé vnitřní vrstvy, takže snižuje její příčnou vodivost v oddělovací zóně a tím zamezuje injekci děr z druhé vnitřní vrstvy. Ze strany první základny leží proti oddělovací vrstvě přesahující část anodového emitoru tyristorů, která zabraňuje injekci elektronů z katodovéhe émitoru diody do oddělovací zóny» Pronikání nerovnovážných nositelů difúzí přes slabě dotovanou první vnitřní vrstvu je omezeno lokálním snížením doby života nosičů v oddělovací zoněe The non-contact separation layer of the reverse conductive thyristor adjoins the second base of the plate and is embedded in the second inner layer, thereby reducing its transverse conductivity in the separation zone and thereby preventing injection of holes from the second inner layer. From the side of the first base station is located opposite the separating layer extending portion of the anode emitter thyristors, which prevents the injection of electrons from the cathode emitter diode to the zone »Penetration nonequilibrium carriers by diffusion through the weakly doped first inner layer is locally limited by reducing the lifetime of carriers in the buffer zone E

Na přiloženém výkresu jsou zobrazeny dva příklady provedení zpětně vodivého tyristorů; na obre 1 je v řezu struktura zpětně vodivého tyristorů dle popsaného stavu techniky a na obr. 2 je ve dvou pohledech struktura zpětně vodivého tyristorů podle vynálezu»Two examples of reverse conductive thyristors are shown in the attached drawing; e in Figure 1 is a cross-sectional structure of the reverse conducting thyristor according to the described prior art, and Fig. 2 show two views of the structure of reverse conducting thyristor according to the invention »

Struktura /obr«l/ obsahuje první vnitřní vrstvu 1 , která tvoří s druhou vnitřní vrstvou 2 opačného typu elektrické vodivosti přechod p-n, V části průřezu přiléhá první vnitřní vrstva 1 k první základně desky, druhá vnitřní vrstva 2 k druhé základně desky. První vnější vrstva tzv. anodový emitor 2 tyristorů, má stejný typ elektrické vodivosti jako druhá vnitřní vrstva 2, je silně dotovaná a je zanořena do první vnitřní vrstvy 1 takovým způsobem, že s ní tvoří přechod p-n a přiléhá k první základně desky. Silně dotovaná druhá vnější vrstva - katodový emitor 4 tyristorů, je zanořena do druhé vnější vrstvy tak, že s ní tvoří přechod p-n a přiléhá k druhé základně desky. První vnitřní vrstva 1 obsahuje v místě, kde přiléhá k první základně, oblast zvýšené vodivosti tvořící katodový emitor % diody. Rovněž druhá vnitřní vrstva 2 obsahuje v místě, kde přiléhá k druhé základně desky, oblast zvýšené vodivosti - anodový emitor 6 diody, opatřený kontakt ní vrstvou anodového kontaktu 2 diody. Druhá vnější vrstva - katodový emitor 4 tyristorů je na povrchu desky opatřena katodovým kontaktem 8 tyristorů. K první základně desky přiléhá první hlavní elektroda 2» která má kontakt s anodovým emitorem J tyristorů a s katodovým emitorem 2 diody. Ke druhé základně přiléhá druhá hlavní elektroda 10, vodivě spojená s katodovým kontaktem 8 tyristorů a s anodovým kontaktem 2 diody. K druhé základně desky přiléhá dále řídící elektroda 11, která má kontakt s druhou vnitřní vrstvou 2. Druhá vnitřní vrstva 2 má kromě toho kontakt s vrstvou katodovéhoThe structure (FIG. 1) comprises a first inner layer 1 which forms a transition p-n with the second inner layer 2 of the opposite type of electrical conductivity. In part of the cross-section the first inner layer 1 adjoins the first board base; The first outer layer, the so-called anode emitter 2 of thyristors, has the same type of electrical conductivity as the second inner layer 2, is heavily doped and is immersed in the first inner layer 1 in such a way that it forms a transition p-n with it and abuts the first plate base. The heavily doped second outer layer - the cathode emitter 4 of the thyristors, is immersed in the second outer layer such that it forms a transition p-n with it and abuts the second base of the plate. The first inner layer 1 comprises, at a location adjacent to the first base, an area of increased conductivity forming the cathode emitter% of the diode. Also, the second inner layer 2 comprises, at a point adjacent to the second base of the plate, an area of increased conductivity - the anode emitter 6, provided with a contact layer of the anode contact 2 of the diode. The second outer layer - cathode emitter 4 of thyristors is provided with a cathode contact 8 of thyristors on the surface of the plate. Adjacent to the first base of the plate is a first main electrode 2 having contact with the anode emitter J of the thyristors and the cathode emitter 2 of the diode. Adjacent to the second base is a second main electrode 10 conductively connected to the cathode contact 8 of the thyristors and to the anode contact 2 of the diode. A control electrode 11 having contact with the second inner layer 2 adjoins to the second base of the plate. The second inner layer 2 also has contact with the cathode layer.

247 248 kontaktu 8 tyristoru v řadě diskrétních míst tzv. emitorových šuntů 12.247 248 contact 8 thyristor in a series of discrete spots of so-called emitter pins 12.

Struktura zpětně vodivého tyristoru podle vynálezu /obr. 2/ integruje opět na kruhové monokrystalické desce rychlý tyristor umístěný v centrální Části desky a rychlou diodu v její obvodové části. Struktura sestává z první vnitřní vrstvy 1, která je tvořena výchozím polovodičovým materiálem desky s elektrickou vodivostí typu n. Druhá vnitřní vrstva 2 je p-typu elektrické vodivosti a je tvořena difúzí hliníku do jedné strany desky. Tyto dvě vnitřní vrstvy vytvářejí centrální p-n přechod v celém průřezu struktury. K první základně desky přiléhá první vnější vrstva anodový emitor 2 tyristoru a první vnitřní vrstva 1 s oblastí zvýšené vodivosti - katodovým emitorem 2 hiody. K druhé základně přiléhá druhá vnější vrstva - katodový emitor £ tyristoru a druhá vnitřní vrstva s oblastí zvýšené vodivosti - anodovým emitorem 6 diody. Ze strany první základny je křemíková deska připájena AISi pájkou k molybdenové termokompenzační elektrodě, tvořící první hlavní elektrodu 2i vytvářející ohmický kontakt s anodovým emitorem 2 tyristoru a s katodovým emitorem 2 diody. K druhé základně desky přiléhá anodový kontakt χ diody, vytvářející ohmický spoj s anodovým emitorem 6 diody, dále katodový kontakt 8 tyristoru, vytvářející ohmický spoj s katodovým emitorem £ tyristoru a s druhou vnitřní vrstvou 2. K druhé základně dále přiléhá kontakt 11 řídící elektrody, vytvářející ohmický spoj s druhou vnitřní vrstvou 2. Anodový kontakt χ diody je vodivě spojen s druhou hlavní elektrodou 10 a uvnitř oblasti vymezené jeho vnitřním okrajem je průmět katodového kontaktu 8 tyristoru rovněž vodivě spojeného s druhou hlavní elektrodou 10 a průmět kontaktu 11 řídící elektrody. Anodový emitor 2 tyristoru je p-typu elektrické vodivosti a je vytvářen současně s anodovým emitorem 6 diody difúzí bóru.The structure of the back-conducting thyristor according to the invention / FIG. 2 / integrates again on a circular single crystal board a fast thyristor located in the central part of the board and a fast diode in its peripheral part. The structure consists of a first inner layer 1 which is constituted by the starting semiconductor material of the n-type electrical conductivity plate. The second inner layer 2 is of the p-type electrical conductivity and is formed by the diffusion of aluminum into one side of the plate. These two inner layers form a central p-n transition throughout the cross-section of the structure. Adjacent to the first base of the plate is a first outer layer anode emitter 2 of a thyristor and a first inner layer 1 with a region of increased conductivity - a cathode emitter 2 hiody. Adjacent to the second base is a second outer layer - the cathode emitter 6 of the thyristor and a second inner layer with an increased conductivity region - the anode emitter 6 of the diode. On the side of the first base, the silicon wafer is brazed with an AISi solder to the molybdenum thermocompensation electrode forming the first main electrode 21 making ohmic contact with the anode emitter 2 of the thyristor and the cathode emitter 2 of the diode. Anode contact χ of the diode forming an ohmic connection to the anode emitter 6 of the diode, a cathode contact 8 of the thyristor forming an ohmic connection to the cathode emitter of the thyristor and a second inner layer 2 adjoins the second base. The anode contact χ of the diode is conductively connected to the second main electrode 10, and within the area defined by its inner edge, the projection of the thyristor cathode contact 8 is also conductively connected to the second main electrode 10 and the projection of the control electrode contact 11. The anode emitter 2 of the thyristor is of the p-type electrical conductivity and is formed simultaneously with the anode emitter 6 of the diode by boron diffusion.

Katodový emitor £ tyristoru je tvořen difúzí fosforu současně v téže operaci s katodovým emitorem 2 úiody a s další vnější polovodičovou oddělovací vrstvou 13. přiléhající k povrchu desky ze strany druhé základny a tvořící p-n přechod s druhou vnitřní vrstvou 20 Oddělovací vrstva 13 nepřiléhá k žádné další polovodičové vrstvě, je nekontaktovaná a její průmět na druhou základnu se nachází uvnitř průmětu anodového emitoru 2 tyristoru a je tvořen souvislou oblastí ohraničenou dvěma uzavřenými křivkami tak, že průmět anodového kontaktu χ diody leží vně oblasti vymezenéThe cathode of the thyristor £ emitter is formed by diffusion of phosphorus in the same operation simultaneously with the cathode emitter 2 and the other outer úiody semiconductor spacer layer adjacent to the 13th plate from the side surface of the base and forming a second pn junction with the second inner layer 2 0 The buffer layer 13 is not adjacent to any other the semiconductor layer is non-contacted and its projection to the second base is located within the projection of the anode emitter 2 of the thyristor and is formed by a continuous area bounded by two closed curves so that the projection of the anode contact χ diodes lies outside the area

247 248 na druhé základně 'vnějším okrajem oddělovací vrstvy 13 a průměty řídícího kontaktu 11 a katodového kontaktu 8 tyristoru se nacházejí uvnitř oblasti vymezené z druhé základny vnitřním okrajem oddělovací vrstvy 13.247 248 on the second base by the outer edge of the separating layer 13 and the projections of the control contact 11 and the cathode contact 8 of the thyristor are located within the area defined from the second base by the inner edge of the separating layer 13.

V oddělovací zóně struktury je lokálně snížena doba života nositelů náboje ozářením křemíkové desky s vytvořenou kontaktní strukturou vysokoenergetickými elektrony přes stínící kovovou masku.In the separation zone of the structure, the lifetime of the charge carriers is locally reduced by irradiating the silicon plate with the formed contact structure with high-energy electrons through the shielding metal mask.

Oblastí využití vynálezu je výroba zpětně vodivých tyristorů s jednoduchou anebo členěnou řídící strukturou s planární nebo vertikálně členěnou vrstvou katodového emitoru tyristorové části vytvořené difuzní technologií na monokrystalické křemíkové desce.The field of application of the invention is the production of back-conducting thyristors with a single or segmented control structure with a planar or vertically segmented layer of the cathode emitter of the thyristor part formed by diffusion technology on a single-crystal silicon wafer.

Claims (3)

Předmět vynálezuObject of the invention 247 248247 248 1· Zpětně vodivý tyristor obsahující na jedné monokrystalické polovodičové desce strukturu rychlého tyristoru a rychlé diody tvořenou čtyřmi polovodičovými vrstvami střídavě opačného typu elektrické vodivosti s přechody p-n mezi přilehlými vrstvami, přičemž dvě vnitřní vrstvy přiléhají k sobě navzájem a vytvářejí centrální přechod p-n v celém průřezu desky, v části průřezu přiléhají každá k jedné základně desky a obsahují každá oblast zvýšené vodivosti, přilehlou k příslušné základně desky, do každé z obou vnitřních vrstev je vnořena příslušná vnější vrstva vytvářející s ní přechod p-n a přiléhající k příslušné základně tak, že k první základně přiléhá první vnější vrstva tzv, anodový emitor tyristoru a první vnitřní vrstva s oblastí zvýšené vodivosti tzv, katodovým emitorem diody a ke druhé základně přiléhá druhá vnější vrstva tzv, katodový emitor tyristoru a druhá vnitřní vrstva s oblastí zvýšené vodivosti tzv, anodovým emitorem diody, k první základně přiléhá dále první hlavní elektroda vytvářející ohmický kontakt s anodovým emitorem tyristoru a s katodovým emitorem diody a k druhé základně přiléhá vrstva anodového kontaktu diody vytvářející ohmický spoj s anodovým emitorem diody, dále vrstva katodového kontaktu tyristoru, vytvářející ohmický spoj s vrstvou katodového emitoru tyristoru a s druhou vnitřní vrstvou a dále k druhé základně přiléhá vrstva kontaktu řídící elektrody vytvářející ohmický spoj s druhou vnitřní vrstvou, přičemž anodový kontakt diody je vodivě spojen s druhou hlavní elektrodou a je umístěn v obvodové části desky tak, že mezi jeho vnějším okrajem desky se nachází pouze nekontaktovaný povrch desky a uvnitř oblasti vymezené na druhé základně vnitřním okrajem anodového kontaktu diody se nachází průmět katodového kontaktu tyristoru vodivě spojeného s druhou hlavní elektrodou a průmět kontaktu řídící elektrody a mezi řídícím kontaktem a katodovým kontaktem tyristoru je případně pomocná tyristorová struktura, opatřená samostatnou kontaktní vrstvou, případně členěnou, vyznačený tím , žek povrchu desky ze strany druhé základny přiléhá další vnější polovodičová1 · A back-conducting thyristor containing on one monocrystalline semiconductor board a fast thyristor structure and a fast diode consisting of four semiconductor layers of alternating opposite electrical conductivity with pn transitions between adjacent layers, the two inner layers abutting each other to form a central pn transition across the board in a portion of the cross-section each adjacent one base of the board and comprising each region of increased conductivity adjacent to the respective base of the board, a respective outer layer forming a transition pn thereto and adjacent to the respective base is embedded in each of the two inner layers the first outer layer is adjacent to the so-called anode thyristor emitter and the first inner layer has a region of increased conductivity by the so-called cathode emitter diode and the second base is adjacent to the second outer layer is called the cathode thyristor emitter and a second inner layer having an increased conductivity area by a so-called anode diode emitter, the first base adjacent a first main electrode making ohmic contact with the anode emitter of the thyristor and the cathode emitter diode and a second base adjacent the anode contact diode forming ohmic connection to the anode emitter diode; a thyristor cathode contact layer forming an ohmic junction with the cathode emitter thyristor layer and the second inner layer and further adjacent the second base is a control electrode contact layer forming an ohmic junction with the second inner layer, wherein the anode contact of the diode is conductively connected to the second main electrode and the peripheral portion of the plate such that only the non-contacted surface of the plate is located between its outer edge of the plate and within the area defined on the second base by the inner edge of the anode contact of the diode there is a projection of the cathode contact optionally, an auxiliary thyristor structure provided with a separate contact layer, possibly articulated, characterized in that the plate surface of the second base side abuts another outer semiconductor, and the projection of the control electrode contact and between the control contact and the cathode contact of the thyristor. 247 248 oddělovací vrstva /13/, která je stejného typu elektrické vodivosti jako katodový emitor /4/ tyristoru, tvoří přechod p-n s druhou vnitřní vrstvou /2/ a^r&iléhá k žádné další polovodičové ani kontaktní vrstvě a její průmět na druhou základnu se nachází uvnitř průmětu anodového emitoru /3/ tyristoru a je tvořen souvislou oblastí ohraničenou dvěma uzavřenými křivkami tak, že průmět anodového kontaktu /7/ diody leží vně oblasti vymezené na druhé základně vnějším okrajem oddělovací vrstvy /13/ a průměty řídícího kontaktu /11/ a katodového kontaktu /8/ tyristoru se nacházejí uvnitř oblasti yjvmezené ze druhé základny vnitřním okrajem oddělovací vrstvy /13/·247 248 a separating layer (13), which is of the same type of electrical conductivity as the cathode emitter (4) of the thyristor, forms a transition pn with the second inner layer (2) and is adjacent to no further semiconductor or contact layer and its projection on the second base is within the projection of the anode emitter (3) of the thyristor and is formed by a continuous region bounded by two closed curves so that the projection of the anode contact (7) of the diode lies outside the region delimited on the second base by the outer edge of the separating layer (13); of the thyristor contact (8) are located within the area y defined between the second base and the inner edge of the separating layer (13). 2, Zpětně vodivý tyristor podle bodu 1,vyznačený tím, že v monokrystalické desce se nachází oblast zvýšené koncentrace rekombinačních center taková, že průmět oddělovací vrstvy /13/ se nachází uvnitř průmětu oblasti zvýšené koncentrace rekombinačních center, který zaujímá méně, než 25 % plochy druhé základny desky·2. The reverse conductive thyristor according to claim 1, characterized in that the monocrystalline plate has an area of increased concentration of recombination centers such that the projection of the separating layer (13) is within the projection of the area of increased concentration of recombination centers which occupies less than 25% second base plate · 3· Zpětně vodivý tyristor podle bodu 1 vyznačený tím , že mezi anodovým kontaktem /7/ diody a katodovým kontaktem /8/ tyristoru se nachází na straně druhé základny nekontaktovaná zahloubená oblast v níž je vzdálenost povrchu desky od centrálního přechodu p-n tvořeného první' vnitřní vrstvou /1/ a druhou vnitřní vrstvou /2/ alespoň o 10 % menší než v oblasti k níž přiléhá anodový kontakt /7/ diody, přičemž oddělovací vrstva /13/ se nachází uvnitř zahloubené oblasti.The reverse conductive thyristor according to claim 1, characterized in that between the anode contact (7) of the diode and the cathode contact (8) of the thyristor there is a non-contacted recessed area on the second base where the board surface distance from the central transition pn (1) and a second inner layer (2) at least 10% smaller than in the region adjacent to the anode contact (7) of the diode, the separating layer (13) being located within the recessed region.
CS856052A 1985-08-22 1985-08-22 Back-conducting thyristor CS247248B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS856052A CS247248B1 (en) 1985-08-22 1985-08-22 Back-conducting thyristor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS856052A CS247248B1 (en) 1985-08-22 1985-08-22 Back-conducting thyristor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS605285A1 CS605285A1 (en) 1986-04-17
CS247248B1 true CS247248B1 (en) 1986-12-18

Family

ID=5406698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS856052A CS247248B1 (en) 1985-08-22 1985-08-22 Back-conducting thyristor

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS247248B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS605285A1 (en) 1986-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10170607B2 (en) Semiconductor device
CN110574146B (en) Semiconductor device
CN110462838B (en) Semiconductor device
JP4984345B2 (en) Semiconductor device
US20110291223A1 (en) Semiconductor device
JP6733829B2 (en) Semiconductor device
US20210202725A1 (en) Semiconductor device
US6822313B2 (en) Diode
CN111092114A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2017103456A (en) Semiconductor device
JP6806213B2 (en) Semiconductor element
KR20250142282A (en) Schottky barrier diode
KR920010675B1 (en) Complex Diode Device
CN111247639B (en) Semiconductor device
US5142347A (en) Power semiconductor component with emitter shorts
US20240097014A1 (en) Semiconductor device
JP2020145367A (en) Semiconductor device
US4825270A (en) Gate turn-off thyristor
CN120129254B (en) A diode and a method for manufacturing the same
US20050121732A1 (en) Active semiconductor component with an optimized surface area
JP2021082725A (en) Semiconductor device
US20260076186A1 (en) Power semiconductor devices
CN115117164B (en) Semiconductor device with a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips
US20240162223A1 (en) Semiconductor device
US4007475A (en) Semiconductor switching device