DE102004062183B3

DE102004062183B3 - Thyristoranordnung mit integriertem Schutzwiderstand und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102004062183B3
Application number: DE102004062183A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kellner-Werdehausen; Franz-Josef Dr. Niedernostheide; Hans-Joachim Dr. Schulze; Carsten Schneider; Detlef Scholz
Original assignee: Infineon Technologies AG; EUPEC GmbH
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: US20060267104A1; GB0526065D0; GB2421853A; GB2421853B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tyristoranordnung mit einem Halbleiterkörper (1), in dem in einer vertikalen Richtung aufeinander folgend ein p-dotierter Emitter (8), eine n-dotierte Basis (7), eine p-dotierte Basis (6) sowie ein n-dotierter Hauptemitter (5) angeordnet sind, wobei die p-dotierte Basis (6) eine sich in einer zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung (r) erstreckende Widerstandszone (65) mit einem vorgegebenen elektrischen Widerstand (R.int) aufweist, wobei ein außerhalb des Halbleiterkörpers (1) angeordneter oder anordenbarer externer Widerstand (30, R.ext) elektrisch zu der Widerstandszone (65) parallel geschaltet ist und wobei der externe Widerstand (30) in einem bestimmten Temperaturbereich einen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Betrag kleiner ist als der Betrag des Temperaturkoeffizienten der Widerstandszone (65) in dem bestimmten Temperaturbereich. DOLLAR A Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Thyristoranordnung. Dabei wird der zu der Widerstandszone außerhalb des Halbleiterkörpers (1) angeordnete, externe Widerstand (30) parallel geschaltet, so dass die Widerstandszone (65) und der externe Widerstand (30) einen elektrischen Gesamtwiderstand (R.ges) bilden, der in einem bestimmten Temperaturbereich einen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Betrag kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Widerstandszone (65) in diesem Temperaturbereich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Thyristoranordnung mit einem Thyristor, insbesondere mit einem Thyristor mit Zündstufenstruktur, der einen integrierten Schutzwiderstand aufweist, welcher in der p-dotierten Basis des Thyristors angeordnet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Thyristoranordnung.

Die Zündstufenstruktur eines derartigen Thyristors umfasst eine oder mehrere aufeinanderfolgend angeordnete Zündstufen, die ein kontrolliertes Einschalten des Thyristors gewährleisten. Um die Zündstufenstruktur beim Einschalten des Thyristors nicht zu zerstören, ist ein Schutzwiderstand vorgesehen, der aus einem Abschnitt der p-dotierten Basis gebildet und daher in den Halbleiterkörper integriert ist. Ein solcher Schutzwiderstand ist beispielsweise aus der DE 199 47 036 C1 bekannt. Der den Schutzwiderstand bildende Abschnitt der p-dotierten Basis wird im Folgenden auch als Widerstandszone bezeichnet.

Derartige Schutzwiderstände sind allerdings stark temperaturabhängig. Diese Temperaturabhängigkeit ist bei Temperaturen unter 400 K im Wesentlichen durch die Beweglichkeit der Ladungsträger in der Widerstandszone bestimmt. Da die Anzahl der im Halbleiterkörper des Thyristors erzeugten Phononen mit zunehmender Temperatur steigt und da die Ladungsträger der Widerstandszone an Phononen gestreut werden, kommt es mit zunehmender Temperatur zu einer Abnahme der Beweglichkeit der Ladungsträger im Halbleiterkörper und insbesondere auch in der Widerstandszone, was mit einer Erhöhung des elektrischen Widerstands der Widerstandszone einher geht.

Ein gegenläufiger Effekt besteht darin, dass mit zunehmender Temperatur im Halbleiterkörper des Thyristors, insbesondere in der Widerstandszone, immer mehr thermische Ladungsträger erzeugt werden, was zu einem Absinken des Widerstandswertes insbesondere in der Widerstandszone führt.

Beide Effekte überlagern sich, so dass bei Temperaturen von typischerweise unter 400 K der Einfluss der Phononenstreuung, bei Temperaturen über 400 K der Einfluss der thermisch erzeugten Ladungsträger überwiegt, so dass der elektrische Widerstand der Widerstandszone mit zunehmender Temperatur bis etwa 400 K zunimmt und mit zunehmender Temperatur für Temperaturen größer 400 K abnimmt.

Durch die thermische Abhängigkeit des Schutzwiderstandes ist es schwierig, den Einschaltstrom in der Zündstufenstruktur beim Zünden des Thyristors auf einen definierten Wert zu begrenzen. Insbesondere bei sehr hohen Temperaturen kann es zu einer Zerstörung der Zündstufenstruktur beim Einschalten des Thyristors kommen, wenn der den Zündstrom begrenzende elektrische Schutzwiderstand der Widerstandszone unter einen zulässigen Minimalwert sinkt. Dies gilt vor allem dann, wenn die den Schutzwiderstand bildende Widerstandszone infolge ihrer hohen Temperatur in den Zustand der Eigenleitung übergeht.

Gemäß der DE 196 40 311 A1 besteht eine Möglichkeit, die Temperaturabhängigkeit eines in der p-dotierten Basis eines Thyristors angeordneten Schutzwiderstands zu reduzieren, in der Erzeugung von Streuzentren im Bereich der Widerstandszone, beispielsweise durch die Bestrahlung der Widerstandszone mit Heliumionen, bei gleichzeitiger Anhebung der Dotierungskonzentration im Bereich der Widerstandzone.

Um jedoch eine spürbare Reduktion der Temperaturabhängigkeit zu erreichen, sind relativ hohe Bestrahlungsdosen erforderlich. Allerdings können die Bestrahlungsdosen nicht beliebig hoch gewählt werden, da andererseits der Leckstrom des Thyristors zu stark ansteigen würde.

Aus der US 3,683,306 ist ein temperaturkompensierter Halbleiterwiderstand bekannt, der als Abschnitt eines Halbleiterkörpers ausgebildet ist. Der Halbleiterwiderstand weist elektrisch inaktive neutrale Fremdstoffe auf, die die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes des Halbleiterwiderstandes herabsetzen.

Die US 5,488,103 A zeigt einen Widerstandsschaltkreis mit einem ersten und einem zweiten Widerstand, die zueinander parallel oder in Reihe geschaltet sind und die unterschiedliche Temperaturkoeffizienten aufweisen, so dass der resultierende Gesamtwiderstand einen geringeren Temperaturkoeffizienten aufweist als die Einzelwiderstände.

Aus der DE 100 53 957 A1 ist ein Halbleiterwiderstand und aus der US 4,243,998 sind Thyristoren bekannt, bei denen eine Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit eines bestimmten Halbleiterbereichs durch einen zweiten zu diesem Halbleiterbereich in Serie geschalteten Widerstand erfolgt.

Aus Duclos, R.A., Neilson, J. M. S.: "Thyristors with polysilicon shunt resistors" in RCA Technical notes, 1985, Mar. 21, TN-No. 1365, Seiten 1 bis 6, ist ein Thyristor mit einem externen Widerstand bekannt, der zwischen den n-dotierten Emitter und die p-dotierte Basis des Thyristors geschaltet ist.

Die US 3,445,687 zeigt einen gesteuerten Gleichrichter, in dem eine erste p-dotierte Schicht, eine erste n-dotierte Schicht, eine zweite p-dotierte Schicht und eine zweite n-dotierte Schicht aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die zweite p-dotierte Schicht und die zweite n-dotierte Schicht weisen jeweils eine Elektrode auf, zwischen die ein einstellbarer Wi derstand geschaltet ist. Die erste p-dotierte Schicht und die zweite n-dotierte Schicht weisen jeweils einen Anschluss auf, der zur äußeren Kontaktierung aus einem den Gleichrichter umgebenden Gehäuse herausgeführt ist.

Aus der US 2004/0031545 A1 ist ein Leistungshalbleiterbauelement bekannt, das beispielsweise als Thyristor ausgebildet sein kann und das in einem Gehäuse angeordnet ist. Aus dem Gehäuse sind mehrere Anschlüsse des Leistungshalbleiterbauelements herausgeführt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Temperaturabhängigkeit eines Schutz widerstands in einem Thyristor zu verringern, sowie ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Temperaturabhängigkeit eines Schutz widerstands in einem Thyristor verringert wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Thyristoranordnung gemäß den Ansprüchen 1 und 16 bzw. durch ein Verfahren zur Herstellung einer Thyristoranordnung gemäß Anspruch 22 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Eine erfindungsgemäße Thyristoranordnung umfasst einen Thyristor mit einem Halbleiterkörper, in dem in einer vertikalen Richtung aufeinanderfolgend ein p-dotierter Emitter, eine n-dotierte Basis, eine p-dotierte Basis sowie ein n-dotierter Hauptemitter angeordnet sind. In einer zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung r erstreckt sich eine in der p-dotierten Basis angeordnete Widerstandszone mit einem vorgegebenen elektrischen Widerstand. Der Ausdruck "lateral" schließt dabei auch den Begriff "radial" mit ein, der bevorzugt bei rotationssymmetrisch oder zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebauten Thyristoren häufig Verwendung findet.

Ein typischerweise außerhalb des Halbleiterkörpers angeordneter, externer Widerstand ist elektrisch zu der Widerstandszo ne parallel geschaltet, wobei der externe Widerstand zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich einen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Betrag kleiner ist als der Betrag des Temperaturkoeffizienten der Widerstandszone in dem bestimmten Temperaturbereich.

Durch diese Parallelschaltung entsteht ein Gesamtwiderstand, der eine geringere Temperaturabhängigkeit zeigt als der Widerstand der Widerstandszone, sofern der externe Widerstand hinsichtlich seines Temperaturverhaltens und/oder hinsichtlich seiner Anordnung geeignet gewählt ist.

Der Halbleiterkörper weist Anschlussstellen auf, an denen der externe Widerstand angeschlossen ist. Dabei kann der externe Widerstand auf dem Halbleiterkörper angeordnet und fest mit diesem verbunden sein. Ebenso kann der externe Widerstand jedoch auch in einer Kammer eines Gehäuses angeordnet sein, das den Halbleiterkörper umschließt, wobei der externe Widerstand zur Kontaktierung des Halbleiterkörpers an den Halbleiterkörper, beispielsweise unter Verwendung von Federkontakten, lediglich angedrückt ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein Thyristor, der derartige Anschlussstellen aufweist und dessen Halbleiterkörper von einem Gehäuse umschlossen ist, mit Anschlusskontakten versehen sein, die aus dem Gehäuse herausgeführt und mit jeweils einer der Anschlussstellen elektrisch leitend verbunden sind. Somit besteht die Möglichkeit, einen außerhalb des Gehäuses angeordneten externen Widerstand an die Anschlusskontakte anzuschließen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den externen Widerstand an individuelle Bedürfnisse, z.B. an einen bei einer bestimmten Anwendung auftretenden Betriebstemperaturbereich des Thyristors, anzupassen. Ebenso kann ein auf diese Weise außerhalb des Gehäuses angeordneter externer Widerstand durch zusätzliche Maßnahmen gekühlt oder auf eine definierte Temperatur gebracht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der externe Widerstand thermisch vom Halbleiterkörper weitestgehend entkoppelt und damit temperaturunabhängig.

Weiterhin können der externe Widerstand und die Widerstandzone zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich, z.B. zwischen 300 K und 450 K Temperaturkoeffizienten mit unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen, was insbesondere bei einer thermischen (Rest-)Kopplung zwischen dem externen Widerstand und der Widerstandszone eine verringerte Temperaturabhängigkeit des Schutzwiderstandes in dem betrachteten Temperaturbereich bewirken kann. Bevorzugt ist bei dem externen Widerstand ein positiver Temperaturkoeffizient in dem betrachteten Temperaturbereich anzuzielen.

Ändern die Temperaturkoeffizienten des Gesamtwiderstandes und der internen Widerstandszone mit zunehmender Temperatur ihr Vorzeichen, so tritt der Vorzeichenwechsel beim Temperaturkoeffizienten des Gesamtwiderstandes vorzugsweise bei einer höheren Temperatur ein als der Vorzeichenwechsel beim Temperaturkoeffizienten der internen Widerstandszone.

Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Thyristors werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigen:
1 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Thyristoranordnung mit einem zu einer Widerstandszone parallel geschalteten externen Widerstand im Querschnitt,
2 den Verlauf des Widerstandswertes eines Schutzwiderstandes, der gemäß 1 durch eine Parallelschaltung zwischen einem externen Widerstand und einer Widerstandszone gebildet ist, in Abhängigkeit von der Temperatur im Vergleich zum Verlauf des Wi derstandswertes eines herkömmlichen, lediglich aus einer Widerstandszone gebildeten Schutzwiderstandes in Abhängigkeit von der Temperatur,
3 eine erfindungsgemäße Thyristoranordnung, bei dem Teilchen in die Widerstandszone und in einen unterhalb der Widerstandszone angeordneten Abschnitt der n-dotierten Basis durch Bestrahlen eingebracht werden, im Querschnitt,
4 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Thyristoranordnung, bei der ein als Schichtwiderstand ausgebildeter und zu der Widerstandszone elektrisch parallel geschalteter externer Widerstand auf dem Halbleiterkörper angeordnet und fest mit diesem verbunden ist, im Querschnitt,
5a einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Thyristoranordnung, bei der ein als Schichtwiderstand ausgebildeter, nicht fest mit dem Halbleiterkörper verbundener externer Widerstand zu einer Widerstandszone elektrisch parallel geschaltet ist, im Querschnitt,
5b einen Querschnitt durch eine Thyristoranordnung gemäß 5a, die in einem Gehäuse angeordnet ist,
6a einen Querschnitt durch einen in einem Gehäuse angeordnete erfindungsgemäße Thyristoranordnung, die aus dem Gehäuse herausgeführte Anschlusskontakte aufweist, mittels denen ein externer Widerstand parallel zur Widerstandszone anschließbar ist, und
6b einen vergrößerten Abschnitt der Thyristoranordnung gemäß 6a im Querschnitt.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
1 zeigt einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Thyristoranordnung mit einem Thyristor im Querschnitt. Der Thyristor ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Achse A-A' aufgebaut. Er umfasst einen Halbleiterkörper 1, bei dem in einer vertikalen Richtung aufeinanderfolgend ein stark p-dotierter Emitter 8, eine schwach n-dotierte Basis 7, eine p-dotierte Basis 6 sowie ein stark n-dotierter Hauptemitter 5 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Eine Emitterelektrode 9 kontaktiert den stark n-dotierten Hauptemitter 5. Die p-dotierte Basis 6 umfasst p-dotierte Abschnitte 61, 64, einen stark p-dotierten Abschnitt 62 sowie einen schwach p-dotierten Abschnitt 63.
Der p-dotierte Abschnitt 64 wiederum umfasst einen nachfolgend auch als Widerstandszone bezeichneten Abschnitt 65, dessen lateral effektiver Widerstand durch Anwendung geeigneter Maßnahmen auch höher sein kann als derjenige, der sich ergeben würde, wenn der spezifische Widerstand der Zone 65 dem der Zone 64 entspräche. Solche Maßnahmen können außer einer lokalen Erhöhung des spezifischen Widerstandes z.B. das Entfernen eines oberflächennahen Bereiches der Widerstandszone 65 oder die lokale Bestrahlung der Widerstandszone 65 mit Teilchen sein. Da der Halbleiterkörper 1 bevorzugt rotationssymmetrisch um die Achse A-A' ausgebildet ist, weist die Widerstandszone 65 bevorzugt ebenfalls eine Rotationssymmetrie um die Achse A-A' auf.
In 1 ist symbolisch ein elektrischer Widerstand 29 dargestellt, der den elektrischen Gesamtwiderstand R.int der Widerstandszone 65 repräsentiert.
In einem Abschnitt 71 der schwach n-dotierten Basis 7 erstreckt sich diese zwischen den Abschnitten 61 und 63 der p- dotierten Basis 6 weiter in Richtung der Vorderseite 19 des Halbleiterkörpers 1 in die p-dotierte Basis 6 hinein als in den übrigen Bereichen der n-dotierten Basis 7. Zwischen den Abschnitten 61 und 63 der p-dotierten Basis 6 und dem abschnitt 71 der n-dotierten Basis 7 ist jeweils ein gekrümmter pn-Übergang ausgebildet, so dass die Durchbruchfeldstärke im Zentrum (r=0) des Thyristors eher erreicht wird als in den übrigen Bereichen des Thyristors. Der zwischen den Abschnitten 61, 62 und 63 der p-dotierten Basis 6 und der schwach n-dotierten Basis 7 ausgebildete pn-Übergang wird im Folgenden auch als Durchbruchstruktur 10 bezeichnet.
Infolge der beschriebenen Geometrie der Durchbruchstruktur 10 und dem damit verbundenen Verlauf des elektrischen Feldes zündet der Thyristor bei in Vorwärtsrichtung anliegender und ansteigender Spannung zunächst im Bereich der Durchbruchstruktur 10. Des Weiteren kann eine Zündung des Thyristors auch dadurch erreicht werden, dass in den Bereich der Durchbruchstruktur 10 Licht, insbesondere Infrarotlicht, auf die Vorderseite 19 des Halbleiterkörpers 1 eingestrahlt wird. Dadurch ist es möglich, den Thyristor mit Licht zu zünden.
Um ein kontrolliertes Einschalten des Thyristors zu erreichen, sind in lateraler Richtung r zwischen der Durchbruchstruktur 10 und dem n-dotierten Hauptemitter 5 eine oder mehrere Zündstufen angeordnet. In 1 sind beispielhaft vier Zündstufen 11, 12, 13, 14 dargestellt. Die erste 11, zweite 12, dritte 13 und vierte 14 Zündstufe sind ausgehend von der Durchbruchstruktur 10 in Richtung des stark n-dotierten Hauptemitters 5 aufeinanderfolgend angeordnet.
Jede der Zündstufen 11, 12, 13, 14 umfasst einen in die p-dotierte Basis 6 eingebetteten, stark n-dotierten Zündstufen-Emitter 51, der eine auf der Vorderseite 19 des Halbleiterkörpers 1 angeordnete Zündstufen-Elektrode 91 kontaktiert.
Die Widerstandszone 65 ist beispielhaft in der lateralen Richtung r zwischen der zweiten und der dritten Zündstufe 12 bzw. 13 angeordnet. Ein außerhalb des Halbleiterkörpers 1 angeordneter externer Widerstand 30 mit einem Widerstandswert R.ext ist elektrisch zu der Widerstandszone 65 parallel geschaltet. Zur elektrischen Kontaktierung der Widerstandszone 65 mit dem externen Widerstand 30 sind am Halbleiterkörper 1 eine erste Anschlussstelle 31 und eine zweite Anschlussstelle 32 vorgesehen.
Durch die Parallelschaltung der Widerstandszone 65 und des externen Widerstands 30 entsteht ein Gesamt-Schutzwiderstand R.ges., der sich wie folgt berechnet:
Der Wert R.ges des gesamten Schutzwiderstandes beträgt bei Raumtemperatur (293 K) bevorzugt zwischen 10 Ω und 500 Ω, besonders bevorzugt zwischen 80 Ω und 120 Ω.
Damit lässt sich bei einem vorgegebenem Wert R.ges des Schutzwiderstandes sowie bei einem bestimmten Wert R.int, vorzugsweise zwischen 20 Ω und 1000 Ω, des Widerstandes der Widerstandszone 65 aus Gleichung (1) der erforderliche Wert R.ext des externen Widerstandes 30 ermitteln.
Unter der Voraussetzung, dass in einem bestimmten Temperaturbereich der Betrag der Temperaturempfindlichkeit des externen Widerstands 30 kleiner ist als der Betrag der Temperaturempfindlichkeit der Widerstandszone 65, so weist auch der Gesamtwiderstand R.ges eine Temperaturempfindlichkeit auf, die kleiner ist als die Temperaturempfindlichkeit der Widerstandszone 65.
2 zeigt den Verlauf eines auf diese Weise gebildeten elektrischen Gesamtwiderstandes R.ges in Abhängigkeit von der Temperatur im Vergleich zum Verlauf eines lediglich durch eine Widerstandszone gebildeten Schutzwiderstandes.
Eine gestrichelte erste Kurve 21 zeigt den Verlauf des Widerstandswertes R.int einer Widerstandszone eines Thyristors gemäß dem Stand der Technik, d.h. bei dem der Schutzwiderstand lediglich aus der Widerstandszone gebildet ist, in Abhängigkeit von der Temperatur. Die erste Kurve 21 ist normiert auf den Widerstandswert R bei Raumtemperatur (293 K).
In dem dargestellten Temperaturintervall, das sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von einer Minimaltemperatur mit 293 K (Raumtemperatur) bis zu einer Maximaltemperatur von 460 K erstreckt, steigt der Widerstand R.int der Widerstandszone bis zu einer Temperatur von ca. 410 K an und fällt dann mit weiter steigender Temperatur wieder ab. Das Verhältnis zwischen dem Maximalwert des Widerstandes R.int der Widerstandzone in dem Temperaturintervall und ihrem Minimalwert bei Raumtemperatur (293 K) des Widerstands R.int in dem betrachteten Temperaturintervall beträgt dabei annähernd 1,8.
Im Vergleich dazu zeigt die zweite, durchgezogene Kurve 22 den Verlauf des Widerstands R.ges eines Schutzwiderstandes, der aus einer Widerstandzone und einem zu dieser elektrisch parallel geschalteten externen Widerstand R.ext gebildet ist. Auch die zweite Kurve 22 wurde auf den Wert des Gesamtwiderstandes R.ges (293 K) bei Raumtemperatur normiert. Des Weiteren wurde bei dieser Darstellung angenommen, dass der Wert R.ext des externen Widerstandes unabhängig von seiner Temperatur T konstant ist.
Da der Schutzwiderstand durch einfaches Parallelschalten eines externen Widerstandes abgesenkt würde, wurde im Fall der zweiten Kurve 22 der laterale Widerstand der internen Widerstandszone soweit erhöht, dass der Wert des Schutzwiderstandes R.ges bei Raumtemperatur mit dem Widerstandswert des Schutzwiderstandes R.int bei Raumtemperatur im Fall der ersten Kurve 21 übereinstimmt.
Wie der Verlauf der zweiten Kurve 22 zeigt, beträgt in diesem Fall das Verhältnis zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Widerstands R.ges in dem bereits oben betrachteten Temperaturintervall von 290 K bis 460 K ca. 1,27, was einer deutlich geringeren Temperaturabhängigkeit des Schutzwiderstandes entspricht als im Fall der ersten Kurve 21.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weicht der Gesamtwiderstand R.ges des externen Widerstandes und der zu diesem elektrisch parallel geschalteten Widerstandszone im Temperaturbereich zwischen 300 K und 450 K bevorzugt nicht mehr als 50%, besonders bevorzugt nicht mehr als 30%, vom Gesamtwiderstand R.ges bei einer Temperatur von 300 K ab.
Um die Wirksamkeit des externen Widerstands hinsichtlich einer Reduzierung der Temperaturabhängigkeit des Schutzwiderstandes zu unterstützen und die Temperaturabhängigkeit des internen Widerstands R.int der Widerstandszone 65 weiter zu reduzieren, können in die Widerstandszone 65 Teilchen, beispielsweise Helium-Ionen, Silizium-Ionen, Elektronen oder andere, vorzugsweise nicht dotierende Teilchen, eingestrahlt werden. Hierdurch kommt es in den bestrahlten Bereichen zu Störstellen, an denen die Ladungsträger der Widerstandszone gestreut werden, wodurch sich deren Beweglichkeit reduziert.
Wie in 3 dargestellt ist, erfolgt das Einstrahlen von Teilchen 105 in die Widerstandszone 65 bevorzugt mittels maskierter Bestrahlung ausgehend von der Vorderseite 19 des Halbleiterkörpers 1. Dazu wird eine Maske 100 verwendet, die eine oder mehrere Öffnungen 102 aufweist. Eine Öffnung 102 der Maske 100 ist gegenüberliegend der Widerstandszone 65 angeordnet. Beim Bestrahlungsvorgang treten Teilchen 105 durch die Öffnung 102 der Maske 100 hindurch und dringen abhängig von Ihrer Energie bis zu einer bestimmten Eindringtiefe in den Halbleiterkörper 1 ein und erzeugen dort die erwähnten Störstellen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Beweglichkeit der Ladungsträger in der Widerstandszone 65 zu reduzieren, wie dies bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß vorgesehen, auch in einen unterhalb der Widerstandszone 65 angeordneten Abschnitt 72 der n-dotierten Basis 7 Teilchen 105 einzustrahlen und dadurch die Beweglichkeit der Ladungsträger in diesem Abschnitt 72 zu verringern. Zur Bestrahlung des Abschnitts 72 kann dieselbe Art von Teilchen 105 verwendet werden, wie sie zur Bestrahlung der Widerstandszone 65 eingesetzt werden. Besonders geeignet sind Elektronen, da mit diesen eine besonders hohe Eindringtiefe erreichbar ist, so dass sich der bestrahlte Bereich 72 gegebenenfalls über die gesamte Tiefe des Bauelementes bis zum gegenüberliegenden Anodenkontakt erstrecken kann.
Die Bestrahlung der Widerstandszone 65 und des Abschnitts 72 erfolgt vorzugsweise während eines einzigen Bestrahlungsschritts. Verschiedene Eindringtiefen können beispielsweise durch eine entsprechende Verteilung der Energie der eingestrahlten Teilchen 105 erreicht werden. Ebenso ist es möglich, die Widerstandszone 65 und den Abschnitt 72 nacheinander in beliebiger Reihenfolge mit gleichen oder unterschiedlichen Teilchen 105 gleicher oder unterschiedlicher Energie zu bestrahlen.
Durch das Einbringen von Teilchen 105 in die Widerstandszone 65 sowie in den Abschnitt 72 der n-dotierten Basis 7 wird die Temperaturabhängigkeit eines durch den Widerstand R.int gebildeten Schutzwiderstandes reduziert. Die Maßnahme, Teilchen 105 in die Widerstandszone 65 und/oder in den Abschnitt 72 der n-dotierten Basis 7 einzubringen, kann in besonders vorteilhafter Weise mit der Verwendung eines externen Widerstandes, wie er vorstehend detailliert beschrieben ist, kombi niert werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde bei 3 auf die Darstellung eines externen Widerstandes verzichtet.
Um einen externen Widerstand mit einer Widerstandszone elektrisch zu kontaktieren, sind erfindungsgemäß verschiedene Varianten vorgesehen. Wie oben erläutert sind zur elektrischen Kontaktierung der Widerstandszone 65 eine erste Anschlussstelle 31 und eine zweite Anschlussstelle 32 vorgesehen. Die Anschlussstellen 31, 32 sind vorzugsweise als Metallisierungen des Halbleiterkörpers 1 ausgebildet und auf dessen Vorderseite 19 angeordnet. Die Widerstandszone 65 erstreckt sich in lateraler Richtung r in etwa zwischen den einander zugewandten Seiten der Anschlussstellen 31, 32.
Die Realisierung eines externen Widerstandes lässt sich auf eine Vielzahl von Varianten realisieren.
Bei einer ersten in 4 dargestellten Variante wird ein vorzugsweise als Schichtwiderstand ausgebildeter externer Widerstand 30 verwendet, der die erste und die zweite Anschlussstelle 31, 32 elektrisch miteinander verbindet. Ein derartiger Schichtwiderstand ist bevorzugt mittels eines Isolators 33 vom Halbleiterkörper 1 beabstandet und vorteilhafter Weise mit diesem fest verbunden. Der Isolator 33 kann beispielsweise aus einer Keramik oder einem Oxid gebildet sein.
Weist der Widerstand R.ext des externen Widerstandes 30 in einem bestimmten Temperaturintervall einen Temperaturkoeffizienten auf, dessen Betrag kleiner ist als der Betrag des Temperaturkoeffizienten der Widerstandszone 65, so ist es vorteilhaft, den externen Widerstand 30 thermisch möglichst gut gegenüber dem Halbleiterkörper 1 zu isolieren.
Weist andererseits der externe Widerstand 30 in einem bestimmten Temperaturintervall einen Temperaturkoeffizienten auf, dessen Betrag größer ist als der Betrag des Temperaturkoeffizienten der Widerstandszone 65, so ist es vorteilhaft, den externen Widerstand 30 thermisch möglichst gut leitend mit dem Halbleiterkörper 1 zu koppeln.
Ein externer Widerstand 30 kann beispielsweise durch Aufdampfen, Sputtern, Abscheiden, Siebdruck oder ähnliche bekannte Verfahren hergestellt werden. Als Materialien für den externen Widerstand 30 eignen sich z.B. Konstantan, Manganin, Kohlemassewiderstände, usw. Geeignet ist auch ein Widerstand auf der Basis von polykristallinem Silizium, da dessen Widerstand im Allgemeinen einen deutlich geringeren Temperaturkoeffizienten aufweist als einkristallines Silizium.
Eine weitere Variante zur Realisierung eines externen Widerstands 30 ist in 5a gezeigt. Ebenso wie in 4 wird auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 6a die Widerstandszone 65 mittels einer ersten bzw. zweiten Anschlussstelle 31, 32 kontaktiert. Der externe Widerstand 30 gemäß 5a ist wie der externe Widerstand 30 gemäß 4 als Schichtwiderstand ausgebildet.
Allerdings ist der externe Widerstand 30 gemäß 5a bevorzugt als Beschichtung eines Keramikelements 95 ausgeführt, über das die in dem externen Widerstand 30 anfallende Verlustwärme abgeführt werden kann. Um den Widerstandswert in der erforderlichen Weise anpassen zu können, ist es insbesondere vorgesehen, das Keramikelement 95 mit einer oder mehreren Einbuchtungen oder dergleichen zu versehen, um die Fläche, über die sich die Beschichtung – d.h. der Widerstand 30 – erstreckt, zu vergrößern. Des Weiteren ist es vorgesehen, die Beschichtung mäanderförmig auf der Oberfläche des Keramikelementes 95 anzuordnen.
Der mit dem Keramikelement 95 fest verbundene externe Widerstand 30 ist mit den Anschlussstellen 31, 32 bevorzugt nicht fest verbunden, sondern lediglich elektrisch mit diesen kon taktiert. Insbesondere können an dem Keramikelement 95 in 5a nicht näher dargestellte Federkontakte vorgesehen sein, von denen einer oder mehrere die erste Anschlussstelle 31 und einer oder mehrere andere die zweite Anschlussstelle 32 kontaktieren. Die die erste 31 und die die zweite 32 Anschlussstelle kontaktierenden Federelemente sind mittels des externen Widerstands 30 elektrisch miteinander verbunden, so dass der externe Widerstand 30 bei einer ordnungsgemäßen Kontaktierung der Federelemente zwischen die Anschlussstellen 31 und 32 geschaltet ist.
5b zeigt eine Übersichtsdarstellung durch eine nicht maßstäblich dargestellte Thyristoranordnung mit einem externen Widerstand 30 gemäß 5a. Der Halbleiterkörper 1 des Thyristors weist ein Gehäuse auf, das insbesondere eine Anode 80 und eine Kathode 81 umfasst, welche bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet sind. Die Anode 80 kontaktiert den p-dotierten Emitter 8 und die Kathode 81 kontaktiert den n-dotierten Hauptemitter 5. Des Weiteren weist das Gehäuse einen Isolator 82 auf, der die Anode 80 und die Kathode 81 elektrisch voneinander isoliert.
In der Kathode 81 ist ein Lichtkanal 89 ausgebildet, durch den Licht, insbesondere Infrarotlicht, auf die Durchbruchstruktur 10 des Halbleiterkörpers 1 eintreten kann. Um das Eintreten von Feuchtigkeit und Schmutz zu verhindern, ist der Lichtkanal mit einem Lichtfenster 83 abgeschlossen, das über einen keramischen Isolator 84 mit der Kathode 81 verbunden ist. Die Kathode 81, die Vorderseite 19 des Halbleiterkörpers 1, das Lichtfenster 83 sowie der keramische Isolator 84 umschließen eine Kammer 90, in der ein oder mehrere Keramikelemente 95 gemäß 6a angeordnet sein können. Ein Keramikelement 95 steht mit der Kathode 81 bevorzugt in gutem thermischen Kontakt, so dass die Verlustwärme des externen Widerstandes 30 über den Keramikkörper 95 auf die Kathode 81 abgeführt werden kann. Das Keramikelement 95 ist dazu bevorzugt mit der Anode 81 verklebt und steht mit dieser in gutem ther mischen Kontakt, so dass die anfallende Verlustwärme weiter nach außen abgeführt werden kann. Das Keramikelement 95 und/oder der externe Widerstand sind vorzugsweise ringförmig ausgebildet und rotationssymmetrisch bzgl. der Achse A-A' angeordnet.
Eine weitere Variante zur elektrischen Kontaktierung eines externen Widerstands 30 ist in 6a dargestellt. Auch hier ist der Halbleiterkörper 1 von einem Gehäuse umgeben, das im Wesentlichen dieselben Komponenten umfasst wie das in 5b dargestellte Gehäuse. Anders als bei der in den 5a und 5b dargestellten Thyristoranordnung ist jedoch der externe Widerstand 30 außerhalb des Thyristorgehäuses angeordnet.
Hierzu ist das Thyristorgehäuse mit Anschlusskontakten 85, 86 versehen, von denen der erste Anschlusskontakt 85 die erste Anschlussstelle 31 und der zweite Anschlusskontakt 86 die zweite Anschlussstelle 32 elektrisch kontaktiert. Dabei sind die Anschlusskontakte 85, 86 durch in die Kathode 81 eingebrachte Öffnungen sowie durch Öffnungen in dem keramischen Isolator 82 nach außen geführt. Die Durchführung der Anschlusskontakte 85, 86 insbesondere durch die Öffnungen des keramischen Isolators 82 sind hermetisch dicht ausgebildet, um das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Innenraum 92 und die Kammer 90 des Thyristorgehäuses zu verhindern.
Der externe Widerstand 30 kann mit dem aus dem Thyristorgehäuse herausgeführten Anschlusskontakten 85, 86 auf einfache Weise mittels eines ersten 93 bzw. zweiten 94 Anschlussleiters verbunden werden. Um den externen Widerstand 30 zu kontaktierten, können die nach außen geführten Anschlusskontakte 85, 86 z.B. als Steck-, Schraub-, Klemm- oder Lötkontakte ausgebildet sein.
Zur elektrischen Isolierung ist der erste Anschlussleiter 93 durch eine Keramikhülse 87 und der zweite Anschlussleiter 94 durch eine zweite Keramikhülse 88 hindurchgeführt. Die Keramikhülsen 87, 88 sind vorzugsweise mit der Anode 81 verklebt und stehen mit dieser in gutem thermischen Kontakt, so dass anfallende Verlustwärme weiter nach außen abgeführt werden kann.
Unabhängig davon, auf welche der vorangehend beschriebenen Varianten ein externer Widerstand 30 eines Thyristors realisiert wurde, ist es vorteilhaft, wenn der externe Widerstand bestimmte Merkmale aufweist.
Der elektrische Widerstand eines Halbleiters und damit insbesondere auch der Widerstandszone eines Thyristors weisen bei höheren Temperaturen einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, d.h. der Widerstand sinkt mit zunehmender Temperatur.
Daher ist es vorteilhaft, wenn ein externer Widerstand, der entsprechend den Ausführungen gemäß 1 zu einer Widerstandszone parallel geschaltet ist, zumindest über einen bestimmten Temperaturbereich konstant ist oder einen dem Temperaturkoeffizienten der Widerstandszone entgegengesetzten Temperaturkoeffizienten aufweist, so dass der Schutzwiderstand in dem für den Thyristor relevanten Temperaturbereich möglichst temperaturunabhängig ist bzw. nur noch einen verhältnismäßig geringen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist. Zu beachten ist hierbei, dass sich die Temperaturen des externen Widerstandes und der Widerstandszone insbesondere abhängig von Ort und Art der Anbringung des externen Widerstands sowie von der im Thyristor anfallenden Verlustwärme mehr oder weniger stark unterscheiden können.
Als externe Widerstände 30 können insbesondere Widerstände mit positiven Temperaturkoeffizienten (Kaltleiter) verwendet werden. Als externe Widerstände 30 eignen sich beispielsweise Standardleistungswiderstände wie Kohlemassewiderstände. Auch Widerstände auf der Basis von polykristallinem Silizium sind gut geeignet.
Die Temperaturschwankungen eines außerhalb des Thyristorgehäuses angeordneten externen Widerstandes können auf einfache Weise dadurch begrenzt werden, dass der externe Widerstand beispielsweise mittels Wasser oder Luft gekühlt wird, oder dass er thermisch mit einem Wärmespeicher hoher Wärmekapazität gekoppelt wird. Ebenso ist auch eine aktive Kühlung des externen Widerstandes oder eine Regelung seiner Temperatur, z.B. mittels eines Peltierelementes, möglich.
Dadurch, dass der externe Widerstand 30 räumlich vom Halbleiterkörper 1 bzw. vom Gehäuse des Thyristors beabstandet angebracht werden kann, kann er auch auf einfache Weise thermisch davon entkoppelt werden. Eine möglicherweise vorhandene Temperaturabhängigkeit des externen Widerstands 30 ist damit weniger relevant, als wenn der externe Widerstand 30 mit dem Gehäuse oder dem Halbleiterkörper 1 des Thyristors 1 gekoppelt ist.
Einen vergrößerten Ausschnitt des in 6a dargestellten Thyristors zeigt 6b. Die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 sind ringförmig oder im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Der erste Anschlussleiter 93 kontaktiert dabei die erste Anschlussstelle 31, der zweite Anschlussleiter 94 die zweite Anschlussstelle 32. Die Kontaktierung erfolgt vorzugsweise mittels nicht näher dargestellter Federkontakte, wie sie beispielsweise von der Kontaktierung von Gate-Anschlüssen eines Thyristors her bekannt sind.
Bei allen voranstehenden Ausführungsbeispielen können die Anschlusskontakte 31, 32 als auf der Vorderseite 19 des Halbleiterkörpers 1 angeordnete Metallisierungen ausgebildet sein. Anstelle eine eigene Metallisierung für den der Durchbruchstruktur 10 zugewandten Anschlusskontakt 31 vorzunehmen (vergleiche hierzu insbesondere 1), kann auch die Zünd stufen-Elektrode 91 der der Widerstandszone 65 in Richtung der Durchbruchstruktur 10 nächstgelegenen Zündstufe 12 oder eine bereits vorhandene, zur elektrischen Zündung des Thyristors vorgesehene Gate-Metallisierung verwendet werden.
Die bisher beschriebenen Widerstandszonen wurden beispielhaft als Schutzwiderstand zur Begrenzung des Stromes einer Zündstufe (Amplifying-Gate-Stufe) in einem Thyristor dargestellt. Ebenso können jedoch auch andere Abschnitte des Halbleiterkörpers eines Thyristors oder eines anderen Halbleiterbauelementes als Widerstandszone ausgebildet sein, so dass die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes einer solchen Widerstandszone in entsprechender Weise mittels eines außerhalb des Halbleiterkörpers angeordneten, externen Widerstandes verbessert werden kann.
Widerstandszonen in der p-dotierten Basis von Thyristoren, deren Widerstandswert von der lateralen Richtung in Bezug auf die Kristallstruktur des Halbleiterkörpers abhängt, werden insbesondere auch dann eingesetzt, um durch die Kristallstruktur bedingte Unterschiede der Zündausbreitungsgeschwindigkeit zu kompensieren. Auch die elektrischen Widerstände derartiger Widerstandszonen zeigen eine Temperaturabhängigkeit, die mittels eines in der beschriebenen Weise angeordneten externen Widerstandes verringert werden kann.

1: Halbleiterkörper
5: n-dotierter Hauptemitter
6: p-dotierte Basis
7: n-dotierte Basis
8: p-dotierter Emitter
9: Emitterelektrode
10: Durchbruchstruktur
11: erste Zündstufe
12: zweite Zündstufe
13: dritte Zündstufe
14: vierte Zündstufe
19: Vorderseite des Halbleiterkörpers
21: erste Kurve
22: zweite Kurve
29: interner Widerstand
30: externer Widerstand
31: erste Anschlussstelle
32: zweite Anschlussstelle
33: Isolator
51: Zündstufen-Emitter
61: Abschnitt der p-dotierten Basis
62: Abschnitt der p-dotierten Basis
63: Abschnitt der p-dotierten Basis
64: Abschnitt der p-dotierten Basis
65: Widerstandszone
71: Abschnitt der n-dotierten Basis
72: Abschnitt der n-dotierten Basis

80: Anode
81: Kathode
82: keramischer Isolator
83: Lichtfenster
84: keramischer Isolator
85: Erster Anschlusskontakt des Thyristorgehäuses
86: Zweiter Anschlusskontakt des Thyristorgehäuses
87: Erste Keramikhülse
88: Zweite Keramikhülse
89: Lichtkanal
90: Kammer
91: Zündstufen-Elektrode
92: Innenraum
93: erster Anschlussleiter
94: zweiter Anschlussleiter
95: Keramikelement
100: Maske
102: Maskenöffnung
105: Teilchen
r: laterale Richtung
A-A': Achse
R.int: Widerstandswert des internen Widerstands
R.ext: Widerstandswert des externen Widerstands
R.ges: Gesamtwiderstand
T: Temperatur

Claims

Thyristoranordnung mit – einem Thyristor mit einem Halbleiterkörper (1), in dem in einer vertikalen Richtung aufeinanderfolgend ein p-dotierter Emitter (8), eine n-dotierte Basis (7), eine p-dotierte Basis (6) sowie ein n-dotierter Hauptemitter (5) angeordnet sind, wobei die p-dotierte Basis (6) eine sich in einer zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung (r) erstreckende Widerstandszone (65) mit einem vorgegebenen elektrischen Widerstand aufweist, – einem außerhalb des Halbleiterkörpers (1) angeordneten externen Widerstand (30, R.ext), der elektrisch zu der Widerstandszone (65) parallel geschaltet ist, wobei der externe Widerstand (30) und die Widerstandszone (65) jeweils einen Temperaturkoeffizienten aufweisen und wobei in einem bestimmten Temperaturbereich der Betrag des Temperaturkoeffizienten des externen Widerstandes (30) kleiner ist als der Betrag des Temperaturkoeffizienten der Widerstandszone.
Thyristoranordnung nach Anspruch 1, bei dem der Temperaturkoeffizient des externen Widerstands (30) und der Temperaturkoeffizient der Widerstandszone (65) in dem bestimmten Temperaturbereich unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.
Thyristoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich der Temperaturbereich von 300 K bis 450 K erstreckt.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der externe Widerstand (30) im Temperaturbereich zwischen 300 K und 450 K konstant ist oder um nicht mehr als 50% von seinem Wert bei 300 K abweicht.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Widerstandszone (65) und der zu dieser elektrisch parallel geschaltete externe Widerstand (30) einen Gesamtwiderstand (R.ges) aufweisen, der im Temperaturbereich zwischen 300 K und 450 K um höchstens 50% von seinem Wert bei 300 K abweicht.
Thyristoranordnung nach Anspruch 5, bei dem die Widerstandszone (65) und der zu dieser elektrisch parallel geschaltete externe Widerstand (30) einen Gesamtwiderstand (R.ges) aufweisen, der im Temperaturbereich zwischen 300 K und 450 K um höchstens 30% von seinem Wert bei 300 K abweicht.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Widerstandszone (65) und der zu dieser elektrisch parallel geschaltete externe Widerstand (30) einen Gesamtwiderstand (R.ges) aufweisen, der bei einer Temperatur von 293 K zwischen 10 Ω und 500 Ω beträgt.
Thyristoranordnung nach Anspruch 7, bei dem die Widerstandszone (65) und der zu dieser elektrisch parallel geschaltete externe Widerstand (30) einen Gesamtwiderstand (R.ges) aufweisen, der bei einer Temperatur von 293 K zwischen 80 Ω und 120 Ω beträgt.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Widerstandszone (65) einen elektrischen Widerstand (R.int) aufweist, der bei einer Temperatur von 293 K zwischen 20 Ω und 1000 Ω beträgt.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der externe Widerstand (30) zumindest eines der Materialen Konstantan, Manganin oder polykristallines Silizium umfasst oder als Kohlemassewiderstand ausgebildet ist.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Beweglichkeit der Ladungsträger in der Widerstandszone (65) infolge der Einstrahlung von Teilchen (105) in die Widerstandszone (65) reduziert ist.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem in einem unterhalb der Widerstandszone (65) angeordneten Abschnitt (72) der n-dotierten Basis (4) die Beweglichkeit der Ladungsträger infolge der Einstrahlung von Teilchen (105) in diesen Abschnitt (72) der n-dotierten Basis (4) reduziert ist.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der externe Widerstand (30) auf dem Halbleiterkörper (1) angeordnet und fest mit diesem verbunden ist.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der externe Widerstand (30) auf einem Keramikelement (95) angeordnet ist.
Thyristoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Gehäuse, in dem der Halbleiterkörper (1) angeordnet ist, wobei der externe Widerstand (30) außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Thyristoranordnung mit – einem Thyristor mit einem Halbleiterkörper (1), in dem in einer vertikalen Richtung aufeinanderfolgend ein p-dotierter Emitter (8), eine n-dotierte Basis (7), eine p-dotierte Basis (6) sowie ein n-dotierter Hauptemitter (5) angeordnet sind, wobei die p-dotierte Basis (6) eine sich in einer zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung (r) erstreckende Widerstandszone (65) mit einem vorgegebenen elektrischen Widerstand (R.int) aufweist, – zwei in der lateralen Richtung (r) voneinander beabstandeten Anschlussstellen (31, 32) zur elektrischen Kontaktierung der Widerstandszone (65), und – einem den Halbleiterkörper (1) umschließenden Gehäuse, aus dem zwei Anschlusskontakte (85, 86) herausgeführt sind, die elektrisch leitend mit jeweils einer der Anschlussstellen (31, 32) verbunden sind und die zum Anschluss eines außerhalb des Gehäuses angeordneten externern Widerstandes (30) vorgesehen sind.
Thyristoranordnung nach Anspruch 16, bei dem die Widerstandszone (65) einen elektrischen Widerstand (R.int) aufweist, der bei einer Temperatur von 293 K zwischen 20 Ω und 1000 Ω beträgt.
Thyristoranordnung nach Anspruch 16 oder 17, bei dem an die Anschlusskontakte (85, 86) ein externer elektrischer Widerstand angeschlossen und elektrisch parallel zu der Widerstandszone (65) geschaltet ist.
Thyristoranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem die Widerstandszone (65) einen elektrischen Widerstand (R.int) aufweist, der bei einer Temperatur von 293 K zwischen 20 Ω und 1000 Ω beträgt.
Thyristoranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem die Beweglichkeit der Ladungsträger in der Widerstandszone (65) infolge der Einstrahlung von Teilchen (105) in die Widerstandszone (65) reduziert ist.
Thyristoranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei dem in einem unterhalb der Widerstandszone (65) angeordneten Abschnitt (72) der n-dotierten Basis (4) die Beweglichkeit der Ladungsträger infolge der Einstrahlung von Teilchen (105) in diesen Abschnitt (72) der n-dotierten Basis (4) reduziert ist.
Verfahren zur Herstellung einer Thyristoranordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (1), in dem in einer vertikalen Richtung aufeinanderfolgend ein p-dotierter Emitter (8), eine n-dotierte Basis (7), eine p-dotierte Basis (6) sowie ein n-dotierter Hauptemitter (5) angeordnet sind, wobei die p-dotierte Basis (6) eine sich in einer zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung (r) erstreckende Widerstandszone (65) mit einem vorgegebenen elektrischen Widerstand (R.int) aufweist, – Parallelschalten eines außerhalb des Halbleiterkörpers (1) angeordneten, externen elektrischen Widerstandes (30) zu der Widerstandszone (65), so dass die Widerstandszone (65) und der externe Widerstand (30) einen elektrischen Gesamtwiderstand (R.ges) bilden, der in einem bestimmten Temperaturbereich einen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Betrag kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Widerstandszone (65) in diesem Temperaturbereich.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der externe Widerstand (30) in dem bestimmten Temperaturbereich einen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Betrag kleiner ist als der Temperaturkoeffizient der Widerstandszone (65) in diesem Temperaturintervall.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem sich der Temperaturbereich von 300 K bis 450 K erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem der elektrische Widerstand der Widerstandszone (65) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem zum Erhöhen des elektrischen Widerstands (R.int) der Widerstandszone (65) Teilchen (105) in die Widerstandszone (65) eingestrahlt werden.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, bei dem Teilchen (105) in einen unterhalb der Widerstandszone (65) angeordneten Abschnitt (72) der n-dotierten Basis (7) eingestrahlt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem der elektrische Widerstand (R.int) der Widerstandszone (65) verringert wird.