DE1589538C3 - Thyristor - Google Patents
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Description
a5 a 5
Die Erfindung betrifft einen Thyristor mit einer Halbleiterscheibe mit mindestens drei pn-Übergängen, bei dem eine Hauptelektrode und mindestens eine Steuerelektrode gemeinsam an einer Oberfläche der Halbleiterscheibe liegen.The invention relates to a thyristor with a semiconductor wafer with at least three pn junctions, in which a main electrode and at least one control electrode together on one surface of the semiconductor wafer.
Derartige Thyristoren sind bekannt (französische Patentschrift 1 429 676).Such thyristors are known (French patent specification 1 429 676).
Den bekannten Thyristoren haftet der Nachteil an, daß die Zündung nahezu punktförmig erfolgt und demzufolge der anschließend über die Hauptelektrode steil ansteigende Hauptstrom nur über den anfänglich gezündeten kleinflächigen Bereich der als Emitter wirkenden Hauptelektrode fließt, was zu örtlicher Überhitzung und damit zur Zerstörung des Thyristors führen kann.The known thyristors have the disadvantage that the ignition takes place almost point-like and consequently the main current, which then rises steeply over the main electrode, only over the initially ignited small area of the main electrode acting as emitter flows, which leads to local Overheating and thus the destruction of the thyristor can lead.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Thyristor so auszubilden, daß dem Hauptstrom sofort nach Zündung ein großflächiger Bereich der Emitterzone zur Verfügung steht, so daß hohe Stromanstiegsgeschwindigkeiten ermöglicht werden.The invention is based on the object of designing a thyristor so that the main current immediately After ignition, a large area of the emitter zone is available, so that the current rise rates are high are made possible.
Diese Aufgabe wird bei einem Thyristor der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen der Steuerelektrode bzw. den Steuerelektroden und der einen Hauptelektrode auf der gemeinsamen Oberfläche der Halbleiterscheibe das drei- bis zehnfache der Diffusionslänge der Ladungsträger in dem Bereich der Basiszone zwischen der Steuerelektrode bzw. den Steuerelektroden und der Hauptelektrode beträgt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Abstand vom fünf- bis achtfachen der Diffusionslänge erwiesen.This object is achieved in a thyristor of the type mentioned according to the invention solved that the distance between the control electrode or the control electrodes and the one Main electrode on the common surface of the semiconductor wafer three to ten times the diffusion length the charge carrier in the area of the base zone between the control electrode or the Control electrodes and the main electrode. A distance from has been found to be particularly advantageous five to eight times the diffusion length.
Dadurch wird bewirkt, daß der Bereich zwischen der als Emitter wirkenden Hauptelektrode und der Steuerelektrode als stromlinearisierender Widerstand wirkt, man kann sich also jedem Punkt der Steuerelektrode einen über einen für den Zündstrom linearisierend wirkenden Widerstand verbundenen entsprechenden Punkt der als Emitter wirkenden Hauptelektrode zugeordnet denken.This causes the area between the main electrode acting as an emitter and the Control electrode acts as a current-linearizing resistor, so you can look at every point of the control electrode a corresponding resistor connected via a resistor that has a linearizing effect on the ignition current Think point assigned to the main electrode acting as emitter.
Bevorzugt beträgt die Oberflächenkonzentration der Dotierung in dem Bereich der Basiszone unter der Steuerelektrode zwischen 1019 und 1022 Ladungsträger/cm3. Eine hohe Konzentration der Ladungsträger in dem Bereich der Basiszone unter der Steuerelektrode durch eine hohe Dotierung vorzusehen, ist bei Thyristoren bekannt (französische Patentschrift 1 429 676).The surface concentration of the doping in the area of the base zone under the control electrode is preferably between 10 19 and 10 22 charge carriers / cm 3 . Providing a high concentration of charge carriers in the area of the base zone under the control electrode by means of high doping is known in thyristors (French patent specification 1 429 676).
Bei der im übrigen üblichen bekannten Dimensionierung wird bei einem Thyristor nach der Erfindung im allgemeinen der Abstand zwischen Steuerelektrode und als Emitter wirkenden Hauptelektrode zwischen etwa 0,3 bis 1 mm betragen.In the otherwise customary known dimensioning, a thyristor according to the invention generally the distance between the control electrode and the main electrode acting as an emitter between about 0.3 to 1 mm.
Die Diffusionslänge im linearisierend wirkenden Widerstandsbereich der Basiszone kann man gewünschtenfalls dadurch beeinflussen, daß man die Oberfläche sandstrahlt, wodurch ein Absinken der Diffusionslänge erreicht wird. Andererseits kann man die Diffusionslänge durch Abätzen der gestörten Oberflächen erhöhen. Damit ist es möglich, die Diffusionslänge auf eine bestimmte, etwa fertigungstechnisch gegebene Geometrie bis zu einem gewissen Grad so einzustellen, daß die erfindungsgemäße Bemessung des Verhältnisses zwischen Abstand der Steuerelektrode von der Hauptelektrode und Diffusionslänge erreicht wird.The diffusion length in the linearizing resistance range of the base zone can be changed if desired influence by sandblasting the surface, causing a sinking of the Diffusion length is reached. On the other hand, one can adjust the diffusion length by etching off the disturbed Increase surfaces. This makes it possible to reduce the diffusion length to a specific one, for example in terms of production technology set geometry to a certain extent so that the dimensioning according to the invention the ratio between the distance between the control electrode and the main electrode and the diffusion length is achieved.
Im folgenden wird zur näheren Erläuterung des Thyristors nach der Erfindung auf die Zeichnung Bezug genommen.In the following, reference is made to the drawing for a more detailed explanation of the thyristor according to the invention taken.
Die in der Figur dargestellte Halbleiterscheibe des Thyristors weist überwiegend einen üblichen Aufbau auf. Die in Verbindung mit der Steuerelektrode als Emitter wirksame Hauptelektrode ist mit 1 bezeichnet, der Elektrodenanschluß der Hauptelektrode ist nicht eingezeichnet. Die Steuerelektrode 2 (mit Anschluß gezeichnet) liegt asymmetrisch oder — wie gezeichnet — im Zentrum der sie umgebenden Hauptelektrode 1. Der Bereich der Basiszone unter der Steuerelektrode 2 ist — wie gezeichnet — bevorzugt hochdotiert (p+). Die gegenüberliegende Hauptelektrode ist mit 4 bezeichnet und ebenfalls ohne Anschluß gezeichnet. Um die Wirkung des Bereiches 3 der Basiszone zwischen der Steuerelektrode 2 und der Hauptelektrode 1 anzudeuten, ist der Zündstrom gestrichelt eingezeichnet; ebenso ist der für den Zündstrom linearisierend wirkende Widerstand des zwischenliegenden Bereiches 3 der Basiszone symbolisch angedeutet.The semiconductor wafer of the thyristor shown in the figure predominantly has a conventional structure. The main electrode, which acts as an emitter in connection with the control electrode, is denoted by 1, the electrode connection of the main electrode is not shown. The control electrode 2 (shown with connection) is asymmetrical or - as shown - in the center of the main electrode 1 surrounding it. The area of the base zone under the control electrode 2 is - as shown - preferably highly doped (p + ). The opposite main electrode is denoted by 4 and also shown without a connection. In order to indicate the effect of the area 3 of the base zone between the control electrode 2 and the main electrode 1, the ignition current is shown in dashed lines; the resistance of the intermediate area 3 of the base zone, which has a linearizing effect on the ignition current, is also indicated symbolically.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
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Legal Events
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