DE1960424C3 - Thyristor mit mindestens vier Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thyristor mit mindestens vier Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps, bei dem der pn-übergang zwischen Basis- und Emitterzone an wenigstens einer Haupiseite der Thyristorscheibe durch eine auf diese Hauptseite aufgebrachte Elektrode teilweise kurzgeschlossen ist (shorted emitter).

Für bestimmte Anwendungen, z. B. für Pulswechselrichter, besteht eine starke Nachfrage nach Thyrir.toren mit kurzer Freiwerdezeit und mit hoher zulässiger Anstiegsgeschwindigkeit der Vorwarts-Sperr-Spannung. Die letztgenannte Eigenschaft ist bei Thyristoren der eingangs erwähnten Art mehr oder weniger gut ausgebildet anzutreffen. Derartige Thyristoren sind bekannt durch die US-PS 33 37 782 und 32 84681 und sind andeutungsweise beschrieben in »LOnde Electrique« Bd. 45 (1965), Nr. 456, S. 357.

Eine Hauptelektrode, nämlich die kurzschließende Elektrode, kontaktiert sowohl eine Emitterzone als auch solche Bereiche der an diese Emitterzone angrenzenden Basiszone, die mit der Emitterzone in der einen Hauptseite der Siliciumscheibe einen oder mehrere pn-Ubergänge bilden, wodurch diese pn-Ubergänge an der einen Hauptseite zum Teil kurzgeschlossen sind (vgl. bei L'Onde Electrique 45). Gewöhnlich ist die Kathode die kurzschließende Elektrode, was beispielsweise aus der US-PS 32 84 681 hervorgeht, wonach bei einem Thyristor nur ein zusammenhängender Teil des kathodenseitigen pn-Überganges kurzgeschlossen ist. Die η-Emitterzone ist dann die kurzgeschlossene Emitterzone und die daran angrenzende p-Basiszone die kurzgeschlossene Basiszone. Die kurzgeschlossene η-Emitterzone ist in die kurzgeschlossene p-Basiszone eingelassen und besonders bei großflächigen Bauelementen ist sie entsprechend der F i g. 5 der US-PS ?3 37 782 zusätzlich von p-leitenden Kurzschließungskanälen durchsetzt, welche zusätzliche Verbindungen zwischen der kurzge-

schlossenen p-Basiszone und der kurzschließenden Elektrode bilden. Im allgemeinen ist die Steuerelektrode in der einen Hauptseite der Siliciumscheibe auf der kurzgeschlossenen p-Basiszone angebracht In der Umgebung der Steuerelektrode ist die p-Basiszone sowie ein daran angrenzender Teil der n-Emitterzone nicht von der kurzschließenden Elektrode bedeckt. Des weiteren ist in der US-PS 33 42 651 ein Thyristor ohne kurzgeschlossenen Hmitter-Basis-pn-Übergang, jedoch mit kurzer Freiwerdezeit t₉ beschrieben. Demnach wird eine kurze Freiwerdezeit durch Bemessung der Trägerlebensdauer τ im Inneren einer mit einer Zonenstruktur bereits ausgebildeten Siliciumscheibe auf einem niedrigen Wert erhalten mittels einer Eindiffusion von Goldatomen, die als Rekombinationszentren wirken, in diese Siliciumscheibe.

Ein wesentlicher Nachteil bei Thyristoren ist ein hoher Wert des Größenverhältnisses t„h. Zur Erzielung einer kurzen Freiwerdezeit t„ ist eine sehr kurze Trägerlebensdauer τ erforderlich. Infolgedessen weisen Thyristoren mit kurzer Freiwerdezeit relativ niedrige höchstzulässige Vorwärts- und Rückwärtssperrspannungen auf. Wegen der kurzen Trägerlebensdauer im Inneren der Siliciumscheibe müssen die Basiszonen relativ dünn sein, damit sich hinreichend gute Durchlaßeigenschaften ergeben. Bei dünnen Basiszonen sind jedoch zwangläufig die höchstzulässigen Sperrspannungen niedrig. Bei Thyristoren mit zur Verwendung bei Mittelfrequenzwechselrichtern ausreichend kurzer Freiwerdezeit sind 7, B. die höchstzulässigen Sperrspannungen erheblich niedriger als 1000 Volt. Derart niedrige Sperrspannungen schließen die Verwendung von Thyristoren auch bei Leitungs-Wechselrichtern aus.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Thyristor der eingangs beschriebenen Art mit einem niedrigen und technisch günstigeren Verhältniswert von t„ τ zu schaffen, d. h., mit einer sehr kurzen Freiwerdezeit t_q und im Vergleich hierzu langer Trägerlebensdauer r, jedoch mit höchstzulässigen Sperrspannungen, die weit höher als 1000 Volt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die folgenden, zur Erzielung einer kurzen Freiwerdezeit zusammenwirkenden Merkmale, die darin bestehen, daß die den Leitungstyp bestimmende Netto-Störstellen-Konzentration der Basiszone an den Grenzflächen zur kurzschließenden Elektrode mindestens 10^l8cm~³ beträgt und von diesen Grenzflächen an wenigstens bis zu einer Tiefe, die der Dicke der kurzgeschlossenen Emitterzone entspricht, monoton abnimmt, daß die kurzschließende Elektrode eine ungefähr 1 μΐη starke, in der Grenzfläche der kurzgeschlossenen Basiszone durch Einlegieren von Gold gebildete Grundschicht aus Gold-Silicium-Eutektikum mit einem sehr kleinen Übergangswiderstand enthält, und daß zwischen dieser Grundschicht der kurzschließenden Elektrode u»id der Basiszone eine beim Einlegieren von Gold gebildete weniger als 1 μπι starke Schicht aus rekristallisiertem Silicium mit einer die Rekombinationsgeschwindigkeit von Ladungsträgern erhöhenden Goldkonzentration liegt.

Es sind bei einem derart ausgebildeten Thyristor nahezu alle Rekombinationszentrcn aus Goldatomen in einer dünnen Schicht in der Grenzfläche der Thyristorscheibe zur kurzschließenden Elektrode konzentriert, so daß in der Thyristorscheibe eine im Vergleich zur Freiwerdezeit lange Ladungsträgerlebensdauer erhalten wird. Hierzu trägt auch bei eine von der Grenzfläche ins Scheibeninnere stetig abnehmende Konzentration an Ladungsträgern. Die Rekombinationszentren in der Grenzfläche zwischen der Thyristorscheibe und dei kurzschließenden Elektrode wirken nach dem Nulldurchgang des Stromes aus der Vorwärtsrichtung in die Rückwärts-Sperrrichtung und nach dem Abklingen des überhöhten Sperrstromes als Senke für überschüssige (injizierte)

ίο Ladungsträger, wodurch die Wirkung von noch im Inneren der Halbleiterscheibe befindlichen Rekombinationszentren unterstützt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Thyristors mit einem teilweise kurzgeschlossenen pn-übergang zwischen

X5 Emitter- und Basiszone werden schließlich auch dessen dynamische Eigenschaften, nämlich die höchstzulässige Anstiegsgeschwindigkeit der Vorwärts-Sperrspannung und die Temperaturabhängigkeit der Nullkippspannung erheblich verbessert und stabili-

ao siert.

Als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird ein Thyristor mit einer npnp-Struktur angesehen, mit einer von mehreren Kanälen der p-leitenden Basiszone durchdrungenen n-ELmitterzone und

as mit einem beide Zonen kurzschließenden, über die η-leitenden Emitterzone hinausragenden Kathodenkontakt, bei dem die Netto-Störstellen-Konzentration von Akzeptoren in der kurzgeschlossenen p-leitenden Basiszone von den Grenzflächen zur kurzschließenden Elektrode bis zum pn-übergang der beiden Basiszonen monoton abnimmt.

Zur Herstellung eines Thyristors mit einer npnp-Zonenfolge, die mittels Eindiffusion von Akzeptoratomen und Donatoratomen in eine η-leitende SiIiciumscheibe durch zwei Diffusionsschritte erzeugt wird, wobei beim ersten DifTusionsschritt Akzeptoratome allseitig in die Siliciumscheibe eindiffundiert werden und beim zweiten Diffusionsschritt Donatoratome durch Teilgebiete der einen Hauptseite der Siliciumscheibe eindiffundiert werden und wobei diese Teilgebiete durch Maskierungsschichten festgelegt sind, die die Eindiffusion der Donatoratome, jedoch nicht der Akzeptoratome verhindern, so daß unter der einen Hauptseite eine η-leitende Emitterzone entsteht, die in die p-leitende Basiszone eingelassen und durch p-leitende Basiskanäle durchsetzt ist, werden gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung beim zweiten Diffusionsschritt Donator- und Akzeptoratome gleichzeitig eindiffundiert, so daß nach dem zweiten Diffusionsschritt die Netto-Störstellen-Konzentration der eindiffundierten Akzeptoratome in der p-leitenden Grenzfläche mindestens ebenso hoch wird wie nach dem ersten Diffusionsschritt und mindestens den Wert 10^1Bcm-³ erreicht. Außerdem wird die Grundschicht der kurzschließenden Kathode durch Einlegieren einer auf der Grenzfläche zuvor aufgebrach' ten ungefähr 1 μπι starken Goldschicht hergestellt.

Weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gemäß wird, was das Herstellungsverfahren anbetrifft, als Akzeptormaterial Gallium und als Donatormaterial Phosphor verwendet.

Des weiteren wird beim zweiten DifTusionsschritt als Quelle für das Akzeptor- und Donatormaterial Galliumphosphid verwendet.

Zur Verstärkung der einlegierten Grundschicht der kurzschließenden Elektrode und zur Ausbildung einer Kontaktierungsbasis hierfür mit einem sehr geringen Übergangswiderstand bestehen nach einer die Thy-

ristorscheibe betreffenden Ausgestaltung der Erfindung die kurzschließende Kathode und die Steuerelektrode aus einer ungefähr 1 μπι starken Grundschicht aus Gold-Silicium-Eutektikum und aus einer darüberliegenden aufgedampften Chrom-Gold-Chrom-Schichtenfolge, die insgesamt ungefähr 2 μΐη stark ist.

Im Unterschied zu einem Thyristor gemäß der Erfindung wird gemäß der US-PS 33 37 782 nicht erst nach Ausbildung der Zonenstruktur der Thyristorscheibe auf einer Hauptseite derselben eine kurzschließende Elektrode (Kathode) aufgebracht, sondern es wird die kathodenseitige Emitterzone mit dem Aufbringen der Kathode ausgebildet und danach erst wird der pn-übergang zwischen Basis- und Emitterzone an einzelnen Stellen kurzgeschlossen. Dies geschieht wiederum im Unterschied zu einem Thyristor gemäß der Erfindung durch Einlegieren von Metallscheibchen an diesen Stellen. Den Metallscheibchen sind Legierungsscheibchen aus p⁺-leitendem Material, das nach dem Legierungsvorgang rekristallisiert, vorgelagert und sind entweder teilweise in die Basis- und in die Emitterzone oder nach F i g. 5 ganz in die Emitterzone eingepflanzt. Bei einem solchen Thyristor ist in den ρ+-leitenden Gebieten die Konzentration der Störstellen weitgehend homogen verteilt und konstant und fällt dann am Übergang p⁺/ — ρ zur Basiszone abrupt ab. Ein Thyristor gemäß der Erfindung zeichnet sich demgegenüber aus durch einen von der Grenzfläche zur kurzschließenden Elektrode ausgehenden, ins Innere der Thyristorscheibe monoton abnehmenden Verlauf der Konzentration der Störstellen in der p-leitenden Basiszone. Ein solcher Verlauf ist allein durch einen Diffusionsprozeß herstellbar, während bei dem Thyristor des Standes der Technik der Verlauf der Konzentration wie auch die Emitterzone durch einen Legierprozeß entsteht. Ferner sind bei einem Thyristor gemäß der Erfindung, wie schon erwähnt, Rekombinationszentren nahezu ausschließlich an der Grenzfläche der Thyristorscheibe zur kurzschließenden Elektrode in einer dünnen Schicht stark konzentriert. Durch die vereinte Wirkung des vorerwähnten monoton abnehmenden Konzentrationsverlaufes, mit welchen ein zur Grenzfläche gerichtetes elektrisches Driftfeld eingeprägt wird, und der an der Grenzfläche zur kurzschließenden Elektrode konzentrierten Rekombinationszentren aus Gold wird der technische Erfolg bedingt, daß ein Thyristor gemäß der Erfindung eine erheblich kürzere Freiwerdezeit aufweist als ein Thyristor gemäß dem Stand der Technik.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und sind im folgenden be-

Fig. 1 eine Thyristorscheibe aus Silicium ohne Stromanschlüsse und Gehäuse, mit einer npnp-Struktur und teilweise kurzgeschlossenen pn-übergang zwischen der Emitter- und der Basiszone an der einen Hauptseite der Thyristorscheibe,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des vermuteten Leitungs- und Rekombinationsmechanismus.

F i g. 3 eine Thyristorscheibe mit npnp-Struktur, bei der an den beiden Hauptseiten durch die Kathode bzw. die Anode der pn-übergang zwischen der Emitter- und der Basiszone teilweise kurzgeschlossen ist.

Thyristoren der in Fig. 1 dargestellten und im folgenden beschriebenen Art sind! für Mittelfrequenz-Wechselrichter geeignet. Die Freiwerdezeiten sind kleiner als 30 (is. Die Durchlaßspannung liegt unter 1,8VoIt bei einer Stromdichte von 333 Amp. pro cm^! Kathodenfläche; die höchstzulässige positive und negative Sperrspannung liegt meistens bei 1200 Volt. Diese Angaben gelten bei Temperaturen von 25 bis 12!!⁰C.

Die in Fig. 1 dargestellte Thyristorscheibe oder Siliciumscheibe enthält vier Zonen abwechselnden Leitungstyps, und zwar die n-Emitterzone 11, die

ίο p-Basiszone 12 mit den Teilzorien 12a, 12b und 12c, die n-Basiszone 13 und die p-Emitterzone 1.4. Die vier Zonen bilden drei pn-Übergänge /1, Jl und /3. Diese npnp-Zonenfolge wird durch Eindiffusion von Gallium und Phosphor in eine ursprünglich n-Ieitende mit Phosphor dotierte Siliciumscheibe erzeugt. Die nachfolgenden Bemessungsangaben sind beispielsweise angeführt.

Die Siliciumscheibe 10 ist 320 μΐη dick, ihr größter Durchmesser (in Höhe des unteren Randes der

so p-Emitterzone 14) beträgt 27 mm. Die ringförmige als kurzschließende Elektrode ausgebildete Kathode 15 hat einen Innendurchmesser von 5 mm und einen Außendurchmesser von 22 mm. Die kreisförmige Steuerelektrode 16 hat einen Durchmesser von 2,5 mm. Kathode 15 und Steuerelektrode 16 bestehen aus einer etwa 1 μπι dicken Grundschicht aus Gold-Silicium-Eutektikum und einer darüberliegenden insgesamt etwa 2 μΐη dicken aufgedampften Chrom-Gold-Chrom-Schichtenfolge. Die Anode 17 ist eine

so Molybdänscheibe, die einen Durchmesser von 27 mm und eine Dicke von 1 mm aufweist und mit der Siliciumscheibe 10 über eine Folie aus Silumin (AIuminium-Silicium-Eutektikum) durch einen Legierungsprozeß verbunden wird. Die durch den Legierungsprozeß am unteren Rand der p-Emitterzone 14 entstandene dünne rekristallisierte, ebenfalls p-leitende Zone und die angrenzende dünne eutektische Schicht, die die Siliciumscheibe 10 mit der Molybdänscheibe 17 verbindet, sind in der F i g. 1 nicht dargestellt. Ferner ist eine dünne Goldschicht, die auf der Unterseite der Molybdänscheibe 17 aufgebracht wird, nicht dargestellt. Der Rand 18 der Siliciumscheibe 1© ist abgeschrägt. Diese Randkontur in Verbindung mit einer in F i g. 1 gleichfalls nicht dargestellten auf der Randfläche aufgebrachten isolierenden und stabilisierenden Schutzschicht verhindert, daß bei Anlegen positiver oder negativer Sperrspannung Oberflächendurchbrüche auftreten.

Die n-Emitterzone 11 ist ringförmig. Sie hat einen Innendurchmesser von 3,5 mm und einen Außendurchmesser von 21 mm. Diese Zone ist entsprechend dem Querfeldemitter-Prinzip unter Freilassung eines ringförmigen Gebietes 19 von 0,75 mm Breite, das in der Nähe des Steuerkontaktes 16 liegt, durch die Kathode 15 bedeckt Eine größere Anzahl p-leitender Kurzschließungskanäle Ub durchstößt die n-Emitterzone 11 und verbindet den Teil 12a der p-Basiszone 12, der zwischen der Zone 11 und dem pn-übergang J₂ liegt, mit der Kiathode 15. Der Durchmesser der Kurzschließungskanäle 12 & beträgt 0,5 mm. Die an der kathodlenseitigen Oberfläche endenden Kurzschließungskanäle 126 können in dieser Oberfläche, die zugleich Oberfläche der n-Emitterzone 11 ist, bei entsprechender Anzahl ein quadratisches Netz bilden. Ein 2 nun breites an den inneren Rand angrenzendes ringförmiges Gebiet der n-Emitterzone 11 enthält keine Kurzschließungska-

näle. In Nähe des äußeren Randes der Emitterzone 11 sind dagegen diese Kanäle relativ dicht angeordnet. Außer den Kanälen 12 b verbindet noch ein Kurzschließungsbereich 12 c, der an den äußeren

U/ ₈

Rand der η-Emitterzone 11 angrenzt, den Basiszonenteil 12a mit der Kathode 15.

In der folgenden Tabelle sind weitere Angaber über die Zonen 11 bis 14 zusammengestellt:

Zone (Leitungstyp)	(n)	Dicke (am)	Angaben über die Dotierung	Sonstige Angaben
11	(P)	32	Ns = etwa 1021Cm-3
12	(P)	78	Ms = 4-1018cm-3	—
12a	(P) (ü)	46	qs = etwa 1500hm	—
12 b und 12 c	32	/Vs = 4-1018cm-3	In den Kurzschließungs- kanälen 126 und im kurz schließenden Rand-

13
14

(n) 164

(p) etwa 78

η = 55 Ohm cm

N_s — etwa 4-10¹⁸cm-3

bereich 12 c sowie in den
darunterliegenden Bereichen
der Teilzone 12 a verläuft
die Nettokonzentration
(N_A-N_D) monoton fallend
von der Kathode 15 bis zum
pn-Ubergang J₂

τ = 10 - 15 μβ

Darin bedeutet N_s die Nettokonzentration (Na-N₀) der den Leitungstyp bestimmenden Störstellen in den Grenzflächen zwischen der Thyristorscheibe und den Elektroden 15,16 oder 17. Ferner bedeuten:

N_A die Akzeptor(Gallium)-Konzentration,
N₀ die Donator(Phosphor)-Konzentration,
P_s den Schichtwiderstand,
η den spezifischen Widerstand,
τ die Trägerlebensdauer, die nach dem unten beschriebenen Verfahren bestimmt wird.

Es wird angenommen, daß bei einem Thyristor mit der vorangehend beschriebenen Ausführung des sogenannten shorted-emitter-Prinzips ein niedriger Verhältniswert t„h auf Grund des nachfolgend erläuterten Mechanismus, welcher in der F i g. 2 schematisch dargestellt ist, erzielt wird. Dieser Mechanismus setzt bei einer Zwangslöschung des Thyristors spätestens dann ein, wenn nach dem Stromnulldurchgang aus der Schaltrichtung in die negative Sperrichtung der überhöhte negative Sperrstrom abgeklungen ist. In diesem Zeitpunkt, d.h. nach Abklingen des überhöhten negativen Sperrstromes, sind noch beiderseits des pn-Überganges J₂ im p-Basiszonenteil 12« und in der n-Basiszone 13 eine große Anzahl überschüso.;^- t -„-μ.=- -,-α TPj.-Vtriiner*. vorbanden, die während der voraufgegangenen Durchlaßbelastung (Betrieb in Schaltrichtung im hochleitenden Zustand des Thyristors) injiziert wurden. Dagegen sind die KurzscMieSungskanäle 126 und der kurzschließende Randbereich 12c in der Nähe der Kathode sowie der untere pn-übergang/₃ (s.Fig. 1) bereits von überschüssigen Ladungsträgern befreit. Die noch vorhandenen überschüssigen Ladungsträger beiderseits des Überganges /„ können im wesentlichen nur durch Rekombination "verschwinden, da der negative Sperrstrom bereits abgeklungen ist. Erst nach dem Abbau dieser überschüssigen Ladungsträger erlangt der Thyristor seine Sperrfähigkeit in der positiven Richtung wieder. Der Abbauprozeß, dessen Dauer die Freiwerdezeit t„ wesentlich mitbestimmt und der bei der bekannten Thyristoren im wesentlichen durch Re kombination beiderseits des Überganges/, bewirk wird, wird bei Thyristoren nach der Erfindung we sentlich beschleunigt durch Oberflächenrekombina tion in bestimmten Gebieten der Kontaktfläche zwi sehen der Kathode 15 und der Siliciumscheibe 10. Ei besteht die Vorstellung, daß dieser zusätzliche Re kombinationsmechanismus folgendermaßen abläuft In den Kurzschließungsbereichen 12b, lic fließet

Löcher zur Kathode 15, weil in den Kurzschließungs kanälen ein elektrisches Driftfeld in Richtung zur Ka thode besteht. Ein derartiges Driftfeld existiert zwi sehen der Kathode 15 und dem pn-übergang J₂ in stromlosen Zustand, da die Netto-Akzeplorkonzen tration N_A-N„ in den Kurzschließungsbereichen 12 b

12 c und den darunterliegenden Bereichen der Teil zone 12a von der Kathode 15 zum pn-übergang/ monoton abfällt. Im Durchlaßzustand hingegen is dieses Driftfeld infolge der Überschwemmung mi Ladungsträgern weitgehend abgebaut. Wenn dam nach dem Stromnulldurchgang aus der Durchlaßrich tung (Schaltrichtung) in die negative Sperrichtung de überhöhte negative Sperrstrom abgeklungen ist, ent steht das Driftfeld erneut. Es wächst die Driftfeld zone von der Kathode 15 zum mittleren pn-Über gang J₂ in dem Maße wie die überschüssigen La dungsträger verschwinden. Die durch das Driftfeh transportierten Löcher rekombinieren am Kathoden kontakt der Kurzschließungsbereiche. Rekombina tionspartner sind Elektronen, die aus dem p-Basis

zonenteil 12a über den pn-übergang/,, die n-Emit terzone 11 und die Kathode 15 zum Kathodenkontak der Kurzschließungsbereiche nachfließen. Je größei das Driftfeld und die Leitfähigkeit in den Kurz schließungsbereichen ist, d. h. je größer die Höhe um

das Gefälle der Netto-Akzeptorkonzentration N_A-N_t und je größer die Rekombinationsgeschwindigkei des Kathodenkontaktes der Kurzschließungsbereichi ist, desto schneller werden überschüssige Ladungs

609626/11,

träger aus dem p-Basiszonenteil \la entfernt. In dem Maße wie die Zone Ua an überschüssigen Ladungsträgern verarmt, fließen Locher und Elektronen aus der n-Basiszone 13 über den mittleren pn-übergang ]., nach. Daher beschleunigt der geschilderte Mechanismus den Abbau der überschüssigen Ladungsträger beiderseits des Überganges /., und unterstützt somit die Wirkung der im Innern der Siliciumscheibe vorhandenen Rekombinationszentren.

Das Verhältnis /„τ hängt außer von den oben angegebenen Parametern noch von weiteren geometrischen und physikalischen Parametern ab, z. B. vom Querschnitt der Kurzschließungskanäle \lb und von deren gegenseitigen Abstand sowie vom Schichtwiderstand und der Dicke des p-Basiszonenteils 12 λ. Diese Parameter beeinflussen, abgesehen vom Wert des Verhältnisses r„/r, noch andere wichtige Eigenschaften des Thyristors und sind daher nur in beschränktem Umfang frei wählbar.

Der oben beschriebene Thyristor stellt einen günstigen Kompromiß dar und genügt einer Reihe von Anforderungen. Insbesondere sind einerseits Anzahl und Querschnitt der Kurzschließungskanäle 12 b so groß, daß sowohl eine wesentliche Erniedrigung von ί_β/τ als auch eine hohe kritische Anstiegsgeschwindigkeit der positiven Sperrspannung erreicht werden; andererseits ist die durch die Existenz der Kurzschließungskanäle 12/) bedingte Erniedrigung der aktiven Kathodenfläche, das ist die von der Kathode 15 kontaktierte Oberfläche der n-Emitterzone II, so gering, daß die Durchlaßeigenschaften nur geringfügig beeinträchtigt werden.

Im folgenden werden nun die wichtigsten Herstellungsschritte bei der Herstellung des beschriebenen Thyristors angegeben.

Das Halbleiterausgangsmaterial besteht aus n-Ieitenden kreisrunden Siliciumscheiben, die beispielsweise einen spezifischen Widerstand von etwa 55 Ohm cm, einen Durchmesser von 29 mm und eine Dicke von 320 μΐη aufweisen. Diese Scheiben sind beidseitig geläppt, es können jedoch auch geätzte Scheiben eingesetzt werden.

Nach Reinigung der Scheiben mit Trichloräthylen, Aceton und Königswasser erfolgt eine Galliumdiffusion bei etwa 1260" C während einer Dauer von 40 Stunden. Beim Diffusionsprozeß befinden sich die Scheiben zusammen mit der Galüumquelle in einer geschlossenen Quarzampulle auf gleicher Temperatur. Die Galliumquelle besteht aus einem in einem Quarzschiffchen eehalterten Siliciumstück, in dem etwa 20 mg Gallium gelöst sind. Durch ein Distanzstück aus Quarz wird die Galliumquelle von den Siliciumscheiben in einem solchen Abstand ge-

Γ?-Γ -"", ?!·Γ:·5 G^-:? ~:ίί'£:- i-;.^c;i;ui;5 tier Oäiiium-

quelle von den Siliciumscheiben etwa 30 cm beträgt. Durch die Galliumdiffusion erhalten die Siliciumscheiben eine pnp-Struktur. Die p-leitenden Zonen sind etwa 70 μπι dick, die Gallium-Oberflächenkonzentration beträgt etwa 1 · 10¹⁸Cm-³ bis 3 ■ I0^ie cm""³.

Anschließend werden die Scheiben in Königswasser gereinigt und sodann oxydiert. Die Oxydation erfolgt bei 1220° C während einer Dauer von 2 Stunden in einem mit Wasserdampf beladenen Sauerstoffstrom. Die entstandene Siliciumdioxidschicht wird von denjenigen Oberflächengebielen wieder entfernt, durch die in einem nachfolgenden Diffusionsprozeß Phosphor zur Erzeugung der n-Emitterzone 11 ein-

dilTundiert werden soll. Diese teilweise Entfernung der Siliciumdioxidschicht erfolgt durch Ätzen in verdünnter Flußsäure, nachdem mit Hilfe des Siebdruckverfahrens diejenigen Oberflächengebiete der SiIiciumscheiben, auf denen die Oxidschicht erhalten bleiben soll, mit einer gegen Flußsaurc resistenten Schicht bedeckt worden sind.

Die Scheiben werden nach einer abermaligen Reinigung in Trichlorethylen, Aceton und Königswassei

ίο einem Diffusionsprozeß unterworfen, bei dem Galliumphosphid als Qucllsubstanz diem. Die Diffusionstemperatur beträgt etwa I 260 C, die Diffusionsdauer etwa 9 Stunden. Beim Diilusionsprozeß befinden sich die Scheiben zusammen mit der Galliumphosphidquelle in einer geschlossenen Quarzampulle auf gleicher Temperatur. Die Galliumphosphidquelle enthält etwa 20 mg Galliumphosphid, das in einem Quarzschiffchen gehalten ist. Durch die Galliumphosphid-Diffusion wird die pnp-Struktur der Schei-

ben in die endgültige, in F i g. 1 dargestellte, npnp-Struktur umgewandelt. Während Phosphoratome nur durch die oxidfreien Oberflächengebiete der Scheiben diffundieren, wodurch die η-Emitterzone Il entsteht, diffundieren gleichzeitig Galliumatome durch

die gesamte Scheibenoberfläche. Der Galliumdampfdruck in der Quarzampulle ist während dieser zweiten Diffusion höher als während der ersten Galliumdiffusion. Nach der Galliumphosphid-Diffusion ist die Gallium-Oberflächenkonzentration zumindest in

den oxidbedeckten Oberflächengebielen, insbesondere in den Grenzflächen zwischen den Kurzschließungskanälen Ub und dem Kathodenkontakt 15, höher als nach der ersten Galliumdiffusion und beträgt z.B. 4 10'« cnr-'. In den oxidfreien Oberflächeneebie-

ten, durch die Phosphor eindiffundiert wurde, ist die Phosphor-Oberflächenkonzentration wesentlich großer als die Gallium-Oberflächenkonzentration.

Nach der Galliumphospid-Diffusion weisen die Siliciumscheiben in den Oberflächengebieten der Be-

reiche 12 6 und 12c eine hohe Netto-Akzeptor-Oberilachenkonzentration/V₄-ZV,, sowie einen im wesentlichen monoton fallenden keineswegs aber ansteigenden Verlauf der Netto-Akzeptor-Konzentration — von der Oberfläche der Bereiche Ub und

12 r aus zum mittleren pn-übergang J, gesehen — auf. Ohne gleichzeitige Galliumdiffusion während der Phosphordiffusion bei einem Galliumdampfdruck, der mindestens ebenso hoch ist wie bei der ersten Galhumcl.ffus.on, würde die Galliumkonzentration

so in den Oberflächen- und den daran angrenzenden Gebieten der Siliciumscheibe unter die bei der ersten OaHinmdiffusion erreichten Werte der Konzentration absinken. Das Resultat ·.·.··> rr .-^:^.- ,,, ^-~~_c W etto-Akzeptorkonzentration in den Oberflächenge- bieten der Bereiche 126, 12 c und auch ein nicht monoton fallender Verlauf der Netto-Akzeptorkonzentration von diesen Oberflächengebieten bis zum pn-Ubergangi,. Die Ausführungen zweier Diffusionssenntte, einer ersten Galliumdiffusion und einer nachfolgenden simultanen Phosphor-Gallium-Diffusion ermöglicht in vorteilhafter Weise sowohl die Einstellung weitgehend voneinander unabhängiger Dicken der beiden Zonen Ii und 12« als auch die Umstellung der vorangehend erläuterten Eigenschaften bezugheh der Netto-Akzeptorkonzentrafion.

aus der Galhumphosphid-Diffusions-Charge werden zur Bestimmung der wichtigsten Parameter, nämlicn der geometrischen Abmessungen und Dotierungs-

konzentrationen der einzelnen Zonen sowie der Trägerlebensdauer im Scheibeninnern, einige Scheiben entnommen. Die Trägerlebensdauer wird auf folgende Weise bestimmt.

Aus einigen mit Flußsäure gereinigten Scheiben werden kleinere Testscheiben mit einem Durchmesser von 7 mm mittels Ultraschallbohrung ausgebohrt. Von diesen Testscheiben werden durch einseitiges Abläppen die p-Basiszone 12 (einschließlich derTeilzonen 12a, 126, 12c) und die η-Emitterzone Il entfernt. Dann werden die Testscheiben in einem Gemisch aus 2 Teilen Salpetersäure (rauch.), einem Teil Flußsäure (4O°/oig), einem Teil Eisessig kurz geätzt, wobei die Dicke um einige μΐη reduziert wird, und anschließend bei 720° C zu Testdioden mit pnn⁺- Struktur und mit metallischen Elektroden legiert. Die Anode ist eine Molybdänscheibe von 7 mm Durchmesser, die durch eine dünne beim Legierungsprozeß aufgeschmolzene Folie aus einer Aluminium-Silicium-Legierung mit der p-Emitterzone 14 verbunden ist; die Kathode besteht im wesentlichen aus einem GoId-Silicium-Eutektikum, das durch Einlegieren einer 50 μπι dicken antimonhaltigen Goldfolie von 5 mm Durchmesser in die freigelegte n-Basiszone 13 entstanden ist, wobei sich gleichzeitig unter der Kathode eine etwa 15 um dicke, mit Antimon dotierte, stark η-leitende rekristallisierte Siliciumzone (n⁺-Zone) ausgebildet hat. Bei den so hergestellten Testdioden mit pnn+-Struktur, die den pn-übergang/₃ enthalten, wird nach einer kurzen Ätzung in einem Gemisch aus einem Teil Salpetersäure (rauch.), einem Teil Flußsäure (40%>ig), einem Teil Eisessig, wodurch die von der Ultraschallbohrung noch vorhandenen kristallographisch gestörten Randbereiche der Siliciumscheibe entfernt werden, die Trägerlebensdauer nach der Injektions-Extraktionsmethode von R. H. Kingston mit 5 mA Durchlaßstrom und 1 mA Rückstrom gemessen. Die Trägerlebensdauer wird dabei aus der folgenden Gleichung bestimmt:

«IFF. - -

worin mit

erf die Gaußsche Fehlerfunktion,

t, die Zeitspanne zwischen dem Umschalten des Stromes aus der Vorwärts (Durchlaß)-in dit; Rückwärtsrichtung und dem Nulldurchgang der Spannung von der Vorwärtsin die Rückwärtsrichiung,

if der Vorwärtssirom (Durcniaüsiruinj und nut i_R der Rückwärtsstrom bezeichnet sind.

Wenn die τ-Meßwerte zwischen 10 und 20 μ5 liegen, was im allgemeinen der Fill ist, dann werden die npnp-Scheiben mit Elektroden 15,16 und 17 versehen. In Ausnahmefällen, wenn die τ-Meßwerte außerhalb des genannten Bereiches liegen, wird die Trägerlebensdauer durch im Prinzip bekannte Verfahrensschritte erniedrigt oder erhöht. Die geometrischen Abmessungen und Dotieningskonzentrationen der einzelnen Zonen werden dabei, abgesehen von unmittelbar an die Scheibenoberfläche angrenzenden Bereichen sehr geringer Dicke, nur unwesent- ^ 12

lieh verändert. Die Trägerlebensdauer wird sodann nach dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt. Bei den Arbeitsgängen zum Anbringen der Elektroden steigt die Temperatur der Siliciumscheiben für höchstens 15 min auf maximal 730° C an. Diese Arbeitsgänge sind daher praktisch ohne Einfluß auf die Parameter der Siliciumscheiben, abgesehen von dünnen an die Scheibenoberflächen angrenzenden Zonen, in denen die Dotierungskonzentration und

ίο die Trägerlebensciauer geändert werden. Auch bleibt die Trägerlebensdauer im Innern der Scheiben nahezu die gleiche wie vor dem Anbringen der Elektroden.
Die npnp-Scheiben werden durch mehrere Aufdampfprozesse und durch einen Legierungsprozeß mit Elektroden 15, 16 und 17 versehen. Nach der Phosphor-Gallium-Diffusion wird die auf den npnp-Scheiben noch vorhandene Oxidschicht mit Flußsäure entfernt. Danach wird als Grundschicht der Kathode 15 und des Steuerkontaktes 16 eine etwa 1 μπι dicke Goldschicht aufgedampft. Beim Aufdampf ungsprozeß liegt die Scheiben temperatur unterhalb von 200° C. Es folgt ein Legierungsprozeß, bei dem die Scheibentemperatur bis auf 720° C ansteigt und etwa 10 min lang auf dieser Temperatur gehalten wird. Durch diesen Legierungsprozeß wird die Gold-Grundschicht der Kathode 15 und des Steuerkontaktes 16 einlegiert, gleichzeitig wird die p-Emitterzone 14 über eine etwa 30 μηι dicke Siluminfolie mit der Molybdänscheibe 17 (Anode) verbunden.

Durch das Einlegieren der dünnen Gold-Grundschicht wird in einfacher, vorteilhafter Weise ein niederohmiger Kontakt hoher Rekombinationsgeschwindigkeit zwischen der Kathode 15 und den Kurzschließungsbereichen 12ft, 12c hergestellt. Ein gleichartiger Kontakt bildet sich zwischen der Steuerelektrode 16 und dem zentral gelegenen Teil der p-Basiszone 12 aus. Auch der gleichzeitig zwischen der Kathode 15 und der η-Emitterzone Il entstandene Kontakt hat einen sehr geringen Übergangswiderstand. Durch den Legierungsprozeß entsteht eine sehr dünne (durchschnittlich weniger als 1 μπι dicke) Zone aus rekristallisiertem Silicium unter einer eutektischen Schicht, die im wesentlichen Gold und Silicium enthält. In dieser rekristallisierten Zone ist Gold in hoher Konzentration vorhanden. Zumindest in den denjenigen Teilen der rekristallisierten Zone, die an die galliumdotierte p-Basiszonenbereiche 12, 12 ft, 12 c angrenzen, wirken die eingebauten GoIdatome als Rekombinationszentren. Diese Teile dei rekristallisierten sehr dünnen Zone verhalten sich daher praktisch wie Grenzflächen hoher Rekombinationsgeschwindigkeit zwischen den p-Basiszonenbe-• eichen 12, 12 b, 12 c und den meulHschen ElekUc; denschichten.

Durch eine Folge weiterer Aufdampfprozesse, be denen die Temperatur der Siliciumscheiben unterhalb von 20Q⁰C liegt, wird die einlegierte Grundschicht der Kathode 15 und des Steuerkontaktes K durch eine etwa 0,2 μπι dicke Chromschicht, ferne durch eine zweite etwa 1 μπι dicke Goldschicht unt schließlich durch eine weitere etwa 0,5 μπι dick« Chromschicht verstärkt Anschließend erhält de: Rand 18 der Siliciumscheibe 10 durch Schleifen un< Ätzen in einem Gemisch aus Salpetersäure, FIuS säure und Eisessig die in Fig. 1 dargestellte Kontur Bei der Randätzung werden die zwischen der Ka thode 15 und dem Steuerkontakt 16 liegenden Grenz

13 ' 14

flächen der n-Eioitterzone 11 und der p-Basiszone 12 und damit die Wirkung der Rekombinationszsntren durch Abdecken vor dem Ätzangriff geschützt Da- im Innern der Halbleiterscheibe unterstützen. Der mit haben die Thyristorelemrnte das in Fig. 1 dar- oben beschriebene vermutete Leitungsmechanismus, gestellte Herstellungsstadium erreicht Die noch fol- der zur Rekombination von Ladungsträgern an den genden Arbeitsgänge -£ur Fertigstellung der Thyristo- 5 Grenzflächen 15' auf der Kathodenseite führt, ist rep bestehen aus dem Abdecken der freiliegenden Si- ähnlich dem auf der Anodenseite In den Kurzschlielkiumoberfiächen, insbesondere der Randfläche 18, ßungskanälen 13 b und im Randkurzschließungsbcmit Silikonkautschuk, dem Ausheizen der Abdeck- reich 13 c besteht ein elektrisches Driftfeld von den masse bei maximal 200° C zur Stabilisierung der Grenzflächen 17' in Richtung zum n-Basiszonenteil Sperrkennlinien und der Zündeigenschaften, dem io 13 a, in diesem Fall auf Grund des monoton fallen-Anbringen der Druckkontakt-Stromzuführungen und den Verlaufs der Netto-Donatorkonzentration N_D-N_A. dem Eingehäusen der kontaktierten Thyristor- Daher fließen Elektronen aus dem n-Basiszonenteil scheiben. 13 a durch die Kurzschließungsbereiche 13 b, 13 c zu Das gegebene Ausführungsbeispiel betrifft Silicium- den Grenzflächen 17'. Gleichzeitig fließen Löcher aus Thyristoren, deren Kathode als kurzschließende EIek- 15 dem n-Basiszonenteil 13 a über den pn-übergang J₃ trode ausgebildet ist. Jedoch beschränkt sich die Er- zu den Grenzflächen 17". Die Rekombination erfolgt findung nicht auf derartige Thyristoren, sie umtaiit an den Grenzflächen 17", denn durch die Grenzflävielmefcr auch andere Thyristoren, bei denen auf chen 17" können keine Löcher treten, während Elekmindestens einer Seite der Thyristorscheibe der pn- tronen durch die Grenzflächen 17' in die Anode 17 Übergang zwischen Emitter- und Basiszone durch ao eintreten und zu den Grenzflächen 17" gehuigen köneine Elektrode teilweise kurzgeschlossen ist Als Bei- nen. Damit bei dem geschilderten Vorgang möglichst spiel für weitere Anwendungsmöglichkeiten der Er- viele Ladungsträger pro Zeiteinheit aus de η n-Basisfindung ist in Fig. 3 ein Thyristor dargestellt, bei zonenteil 13a entfernt werden, muß die Rikombinadem die Kathode und die Anode als kurzschließende tionsrate in den Grenzflächen 17" hoch sein. Diese Elektroden ausgebildet sind. Soweit die Elektroden, 35 Bedingung is< im allgemeinen erfüllt, denn sie ist unZonen und pn-Übergänge in gleicher Weise angeord- erläßlich für einen geringen Übergangswiderstand net und ausgebildet sind wie bei dem in F i g. 1 dar- zwischen der Anode 17 und der p-Emitterzone 14 gestellten Thyristor, sind sie mit den gleichen Bezugs- und daher unerläßlich auch für hinreichend gute zeichen wie in F i g. 1 versehen. Bei dem in F i g. 3 Durchlaßeigenschaften. Außerdem muß nach der dargestellten Thyrisor besteht die n-Basiszone 13 aus 30 Lehre der Erfindung der Kontakt zwischen der Anode dem Teil 13 a zwischen dem pn-übergang J₂ und den 17 und den Kurzschließungsbereichen 13/>, 13 c ein dazu parallel verlaufenden Teilen des pn-Überganges ohmscher Kontakt mit sehr geringem Übergangs- J_a sowie aus den Kurzschließungskanälen 136 und widerstand sein. Dann haben nämlich die Grenzflädem Randkurzschließungsbereich 13 c, die den n-Ba- chen 17' keinen Einfluß auf die Elektronenkonzensiszoneüteil 13 a mit der Anode 17 verbinden. Der- 35 tration in den η-leitenden Kurzschließungsbereichen artige Thyristoren sperren nur in der Vorwärtsrich- 13 ft, 13c, d. h., das Driftfeld wird nicht gi:stört, und tung, d. h., wenn die Kathode 15 negativ gegen die die Elektronen können ungehindert in die Anode 17 Anode 17 ist. Der Nachteil einer fehlenden Sperr- eintreten. Hinsichtlich des Kontaktes zwischen einer fähigkeit in der Rückwärtsrichtung wird bei man- metallischen Elektrode und einem p-leitunden Bechen Anwendungen in Kauf genommen, wobei die 40 reich, z. B. zwischen der Anode 15 und den p-leiten-Sperrspannung in Rückwärtsrichtung durch eine in den Kurzschließungsbereichen 12 b und 12 c, sei hier Reihe mit dem Thyristor geschaltete Diode über- noch erwähnt, daß der Ausdruck »ohmseher Konnommen wird, sofern dieser Nachteil durch eine sehr takt« besagen soll, daß die Rekombinationsrate an hohe kritische Anstiegsgeschwindigkeit der positiven den Grenzflächen zwischen Metall und !Halbleiter, Sperrspannung und eine sehr kleine Freiwerdezeit 45 z. B. an den Grenzflächen 15', hoch ist. Es ist nicht kompensiert wird. Eine sehr hohe kritische Anstiegs- erforderlich, daß die Netto-Donatorkonzentration geschwindigkeit der positiven Sperrspannung wird er- N_Ü-N_A ^von den Grenzflächen 17' bis zum pn-Überreicht, wenn das shorted-emitter-Prinzip auf beide gang J₂ monoton fallend verläuft. Das Abfließen von Hauptseiten der Thyristorscheibe angewendet wird. Elektronen aus dem n-Basiszonenteil 13 α zu den Wenn dann noch die Kurzschließung auf beiden Sei- 50 Grenzflächen 17' erfolgt auch dann mit genügender ten der Thyristorscheibe nach der Lehre der Erfin- Schnelligkeit, wenn die Netto-Donatorkonzentration dung ausgeführt wird, dann ergibt sich zusätzlich ein N₁₁-N_A von den Grenzflächen 17' bis mindestens zu besonders vorteilhaftes, sehr niedriges Verhältnis t_Qh, einer Tiefe, die der Dicke der p-Emitterzone 14 entweil dann beide Hauptseiten der Thyristorscheibe spricht, monoton fallend verläuft und dann längs nach dem Ende der Durchlaßbelas'ung als Senke für eines Teiles des n-Basiszonenteils 13a bis zum pnnoch vorhandene überschüssige Ladungsträger wirken Übergang J₂ konstant ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: 19 424

1. Thyristor mit mindestens vier Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps, bei dem an wenigstens einer Hauptseite der Thyristor-Scheibe der pn-übergang zwischen Basis- und Emitterzone durch eine auf diese Hauptseite aufgebrachte Elektrode teilweise kurzgeschlossen ist, gekennzeichnet durch die folgenden, zur Erzielung einer kurzen Freiwerdezeit (tq) zusammenwirkenden Merkmale, die darin bestehen, daß die den Leitungstyp bestimmende Netto-Störstellenkonzentration (N_A-N,>) der Basiszone (12) an den Grenzflächen (15') zur kurzschließenden Elektrode (15) mindestens IG¹⁸Cm-³ beträgt und von diesen Grenzflächen an wenigstens bis zu einer Tiefe, die der Dicke der kurzgeschlossenen Emitterzone (11) entspricht, monoton abnimmt, daß die kurzschließende Elektrode (15) eine ungefähr 1 μΐη starke, in der Grenzfläche (15') der kurzgeschlossenen Basiszone (12) durch Einlegieren von Gold gebildete Grundschicht aus Gold-Silicium-Eutektikum mit einem sehr kleinen Übergangswiderstand enthält, und daß zwischen dieser Grundschicht der kurzschließenden Elektrode (15) und der Basiszone (12) eine beim Einlegieren von Gold gebildete weniger als 1 um starke Schicht aus rekristallisiertem Silicium mit einer die Rekombinationsgeschwindigkeit von Ladungsträgcrn erhöhenden Goldkonzentration liegt.

2. Thyristor nach Anspruch 1, mit einer npnp-Zonenfolge, bei dem die η-leitende Emitterzone von mehreren Kanälen der p-leitenden Basiszone durchdrungen ist und beide Zonen durch einen über die η-leitende Emitterzone in Richtung des Randes der Thyristorscheibe hinausragenden Kathodenkontakt kurzgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Netto-Störstellenkonzentration (N₁₄-N,,) von Akzeptoren (.4) in der kurzgeschlossenen p-leitenden Basiszone (12) von den Grenzflächen v'15') zur kurzschließenden Elektrode (15) bis zum pn-übergang (/.,) der beiden Basiszonen (12, 13) monoton abnimmt.

3. Verfahren zur Herstellung eines Thyristors nach Anspruch 2, mit einer npnp-Zonenfolge, die mittels Eindiffusion von Akzeptoratomen und Donatoratomen in eine η-leitende Siliciumscheibe durch zwei Diffusionsschritte erzeugt wird, wobei beim ersten Diffusionsschritt Akzeptoratome allseitig in die Siliciumscheibe eindiffundiert werden und beim zweiten Diffusionsschritt Donatoratome durch Teilgebiete der einen Hauptseite der Siliciumscheibe eindiffundiert werden, wobei diese Teilgebiete durch Maskierungsschichten festgelegt sind, die die Eindiffusion der Donatoratome jedoch nicht der Akzeptoratome verhindern, so daß unter der einen Hauptseite eine η-leitende Emitterzone entsteht, die in die p-leitende Basiszone eingelassen und durch p-leitende Basiskanäle durchgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Diffusionsschritt Donator- und Akzeptoratome gleichzeitig eindiffunuiert werden, daß nach dem zweiten Diffusionsschritt die Netto-Störstellen-Konzcntration (N_Α-Ν_ϋ) der eindiffundierten Akzeptoratome in der p-leitenden Basiszone an der zu bildenden Grenzfläche (15') mindestens ebenso hoch wird wie nach dem ersten Diffusionsschritt und mindestens den Wert lO^cm"³ erreicht und in der Grenzfläche die Grundschicht der kurzschließenden Kathode (15) durch Einlegieren einer auf der Grenzfläche (15') zuvor aufgebrachten ungefähr 1 um starken Goldschicht hergestellt wild.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Akzeptormateriai Gallium und als Donatormaterial Phosphor verwendet

wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Diffusionsschritt Gallium-Phosphid als Quelle für das Akzeptor- und das Donatormaterial verwendet wird.

6. Thyristor nach Anspruch 2, hergestellt nach Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzschließende Kathode (15) und die Steuerelektrode (16) aus einer ungefähr 1 tim starken Grundschicht aus Gold-Silicium-Eutektikum und aus einer darüberliegenden aufgedampften Chröm-Gold-Chrom-Schichtenfolge, die insgesamt ungefähr 2 Lim stark ist, bestehen.