DE1539695B2 - Steuerbares Halbleiterbauelement - Google Patents

Steuerbares Halbleiterbauelement

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Description

Die Erfindung betrifft ein steuerbares Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen, mindestens vier Schichten abwechselnden Leitungstyps aufweisenden scheibenförmigen Halbleiterkörper, in dessen seitlichen Rand die PN-Übergänge zwischen den einzelnen Schichten auslaufen, ferner mit einer Metallkontaktierung der beiden Außenschichten als Hauptelektröden und mit einer als Steuerelektrode dienenden Metallkontaktierung, die in einer Aussparung einer Hauptelektrode durch die darunterliegende Außenschicht hindurch sperrschichtfrei mit der unter dieser Außenschicht liegenden Innenschicht verbunden ist.
Es ist bereits ein steuerbares Halbleiterbauelement bekanntgeworden, bei dem die Kontaktierung der Emitterzone in dem der Steuerelektrode benachbarten Bereich ausgespart ist. Durch diese Maßnahme bildet sich unmittelbar nach dem Zünden ein Querfeld in der der Emitterzone benachbarten Basiszone aus, das für eine schnelle Zündausbreitungsgeschwindigkeit sorgt. Auf diese Weise können die steuerbaren Halbleiterbauelemente größeren Stromanstiegsgeschwindigkeiten ohne Zerstörung ausgesetzt werden (»Zeitschrift für angewandte Physik«, Bd. 19, S. 396 bis 400,1965).
Aufgabe der Erfindung ist es, gewisse Nachteile, die diesem Vorschlag noch anhaften, insbesondere eine je nach Position der Steuerelektrode zur Hauptelektrode bzw. der Lage der Aussparung noch festzustellende unsymmetrische Randbelastung, verbunden mit Überspannungsspitzen, zu überwinden.
Diese Aufgabe wird bei einem steuerbaren Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die mit einer Aussparung versehene Hauptelektrode so ausgebildet ist, daß die darunterliegende Außenschicht sowohl um die Steuerelektrode herum als auch längs des Randes des scheibenförmigen Halbleiterkörpers je einen nichtkontaktierten Bereich aufweist.
Dabei kann insbesondere bei zentraler Lage der
ίο Steuerelektrode vorteilhafterweise die Kontaktierung der Außenschicht im gesamten Randbereich des scheibenförmigen Halbleiterkörpers zurückgesetzt sein, d. h. einen ringförmig umlaufenden nichtkontaktierten Bereich aufweisen.
Bei einem solchen Halbleiterbauelement verursacht der Sperrstrom bei starkem, durch Überspannung hervorgerufenen Anstieg ein Durchzünden des Halbleiterelements in Durchlaßrichtung. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Halbleiterkörpers vermieden.
Da der Sperrstrom in der Regel vorwiegend als Oberflächenstrom am PN-Übergang auftritt, ist im Falle des ringförmig umlaufenden nichtkontaktierten Bereiches auch hier eine Zerstörung ausgeschaltet. Durch die Anordnung des Querfeldemitters am äußeren Rande der Emitterfläche ist eine überraschend hohe Zündausbreitungsgeschwindigkeit gewährleistet, die es gestattet, die bei Überspannungsspitzen auftretenden großen Stromanstiegsgeschwindigkeiten ohne Zerstörung des Halbleiterkörpers aufzufangen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Breite des nicht kontaktierten Bereichs der Außenschicht zumindest das Zehnfache der Dicke der benachbarten Basiszone, das sind mindestens 0,3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm.
Nachfolgend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauelements nach der Erfindung dargestellt ist. Die Darstellung ist auf den Halbleiterkörper beschränkt.
Der Halbleiterkörper 1 mit den Schichten 2 (stark N-Ieitend), 3 (P-leitend), 4 (N-leitend) und 5 (stark P-leitend) trägt an dem Bereich 6 (stark P-leitend) einen Kontakt 7 für die Steuerelektrode. Die Kontaktierung 8 der einen sich bis zum Rande erstreckenden Außenschicht 2 des Emitters, ist im Randbereich der HaIbleiterscheibe zurückversetzt. Auch im Bereich, der der Steuerelektrodenkontaktierung 7 benachbart liegt, ist die Kontaktierung 8 der Außenschicht in an sich bekannter Weise zurückversetzt.
Das mit einem in der Zeichnung dargestellten HaIbleiterkörper versehene Halbleiterbauelement kann demgemäß sowohl über den Oberflächensperrstrom als auch über den Steuerstrom mit großer Zündausbreitungsgeschwindigkeit gezündet werden und somit hohe Stromanstiegsgeschwindigkeiten ohne Zerstörung vertragen.
Die Geometrie der Kontaktierung 8 kann vorteilhaft so hergestellt werden, daß man, ausgehend von einem diffundierten Halbleiterelement mit PN-PN-Struktur, das mit Nickel- und Goldschichten bedeckt ist, diese die Kontaktierung 8 darstellenden Nickel- und Goldschichten unter Verwendung von Abdeckmasken od. dgl. in den gewünschten Bereichen entfernt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Steuerbares Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen, mindestens vier Schichten abwechselnden Leitungstyps aufweisenden scheibenförmigen Halbleiterkörper, in dessen seitlichen Rand die PN-Übergänge zwischen den einzelnen Schichten auslaufen, ferner mit einer Metallkontaktierung der beiden Außenschichten als Hauptelektroden und mit einer als Steuerelektrode dienenden Metallkontaktierung, die in einer Aussparung einer Hauptelektrode durch die darunterliegende Außenschicht hindurch sperrschichtfrei mit der unter dieser Außenschicht liegenden Innenschicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Aussparung versehene Hauptelektrode so ausgebildet ist, daß die darunterliegende Außenschicht (2) sowohl um die Steuerelektrode herum als auch längs des Randes des scheibenförmigen Halbleiterkörpers je einen nichtkontaktierten Bereich aufweist.
2. Steuerbares Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des nichtkontaktierten Bereiches der Außenschicht (2) zumindest das lOfache der Dicke der benachbarten Basiszone (3), das sind mindestens 0,3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm, beträgt.
DE19661539695 1966-07-09 1966-07-09 Steuerbares Halbleiterbauelement Expired DE1539695C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB0087937 1966-07-09
DEB0087937 1966-07-09

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1539695A1 DE1539695A1 (de) 1969-12-04
DE1539695B2 true DE1539695B2 (de) 1976-01-08
DE1539695C3 DE1539695C3 (de) 1976-08-26

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ID=

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Publication number Publication date
BE701091A (de) 1967-12-18
US3449649A (en) 1969-06-10
CH458545A (de) 1968-06-30
NL6709509A (de) 1968-01-10
NL153376B (nl) 1977-05-16
GB1182447A (en) 1970-02-25
DE1539695A1 (de) 1969-12-04

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