DE2209518A1

DE2209518A1 - Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE2209518A1
Application number: DE19722209518
Authority: DE
Inventors: Alan Cheadle Cheshire Foster (Großbritannien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-03-01
Filing date: 1972-02-29
Publication date: 1972-10-12
Also published as: AU3941272A; DE2209518C3; ATA169472A; AU463708B2; BE780014A; US3739242A; IT952873B; SE368117B; DE2209518B2; JPS526078B1; CA954978A; AT334421B; CH537097A; GB1345186A; FR2128464B1; FR2128464A1; NL7202537A

Description

N.V. Philips¹ Gloeilampenfabrieken, Eindhoven / Holland

Halbleit eranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit einem gesteuerten bilateralen Schaltungselement mit einem Halbleiterkörper mit einer inneren Zone von einem bestimmten Leitfähigkeitstyp zwischen einer ersten und einer zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, wobei die erste äußere Zone an eine erste Hauptoberfläche des Körpers und die zweite äußere Zone an die gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche grenzt, und wobei die äußeren Zonen mit der erwähnten inneren Zone pn-Übergänge bilden, wobei eine erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp einen pn-übergang mit der erwähnten ersten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp bildet und ebenfalls an die erwähnte erste Hauptoberfläche des Körpers grenzt, während eine erste HauptStromelektrode auf der erwähnten ersten Hauptoberflache des Körpers liegt, die einen ohmschen Kontakt mit der erwähnten ersten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und mit der erwähnten ersten weiteren gone vom ein*⁷¹] text«

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fähigkeitstyp bildet, wobei eine zweite und eine dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp mit je der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp einen pn-übergang bilden und an je die erwähnte zweite Hauptoberfläche des Körpers grenzen, während ferner eine erste und eine zweite weitere Elektrode auf der erwähnten zweiten Hauptoberfläche des Körpers zur Bildung einer zweiten Hauptstromelektrode und einer Torelektrode vorgesehen sind, wobei die erwähnte erste weitere Elektrode einen gemeinsamen ohmschen Kontakt mit der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und mit der zweiten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp bildet, und wobei die erwähnte zweite weitere Elektrode einen gemeinsamen ohmschen Kontakt mit der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und mit der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp bildet*.

Halbleiteranordnungen mit einem Halbleiterkörper mit vier in Reihenfolge angeordneten Gebieten abwechselnder Leitfähigkeitstypen, die drei dazwischen gebildete pn-ttbergänge definieren, und mit Elektroden an den beiden äußeren Gebieten, sind bekannt. Derartige Anordnungen mit zwei Anschlußklemmen werden manchmal auch als Diodenthyristoren bezeichnet. Eine weitere Ausarbeitung derartiger Anordnungen ist ein Thyristor mit gesteuertem Tor oder ein siliciumgesteuerter Gleichrichter, in dem eine dritte Torelektrode auf einem der beiden Zwischengebiete vorgesehen ist. Beim Betrieb dieser Anordnungen kann eine verhältnismäßig niedrige Spannung, die an die Torelektrode angelegt wird, die Anordnung von einer hohen Impedanz (dem nichtleitenden Zustand) zu einer niedrigen Impedanz (dem leitenden Zustand) triggern, wenn eine Spannung geeigneter Form zwischen den Elektroden auf den beiden äußeren Gebieten angelegt wird. Infolge eines der Torelektrode zugeführten kleinen Stromes fängt ein viel größerer Strom an, die Anordnung zwischen den Hauptstromelektroden auf den beiden äußeren Gebieten zu durchfließen. Diese Anordnungen sind unilateral, indem sich bei einem an die Hauptstromelektroden angelegten Wechselstrom die Anordnung nur

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während einer Halbperiode des zugeführten Wechselstroms in der niedrigen Impedanz (dem leitenden Zustand) befinden kann. Um "full-wave"-Leistungssteuerung zu erzielen, müssen zwei oder mehr Thyristoren verwendet oder muß die Wechselstromquelle gleichgerichtet werden, damit eine pulsierende Welle in einer einzigen Richtung erhalten wird.

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Halbleiteranordnung/ die sich zur "full-wave"-Leistungssteuerung eines Wechselstroms eignen, sind bekannt und enthalten einen Halbleiterkörper mit fünf in Reihenfolge angeordneten Gebieten abwechselnder Leitfähigkeitstypen, zwischen denen drei pn-Übergänge gebildet werden. Der Körper besitzt eine innere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp zwischen einer ersten und einer zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, die sich auf ersten und zweiten einander gegenüber liegenden Oberflächen des Körpers erstrecken und mit der inneren Zone pn-Übergänge bilden, wobei die erste bzw. die zweite äußere Zone einen ohmschen Kontakt mit der ersten und der zweiten Hauptstromelektrode auf den erwähnten ersten und zweiten einander gegenüber liegenden Oberflächen des Körpers bildet. Die erste und die zweite weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp bilden pn-Übergänge mit der ersten bzw. zweiten äußeren Zone und erstrecken sich auf den erwähnten ersten und zweiten einander gegenüber liegenden Oberflächen des Körpers und bilden einen ohmschen Kontakt mit der ersten und der zweiten Hauptstromelektrode. Diese Anordnungen sind bilateral und können sich in den beiden Richtungen einer über den Hauptstromelektroden angeordneten Wechselstromquelle im leitenden Zustand befinden. Es sind verschiedene Formen dieser Anordnungen bekannt, die in bezug auf die Torsteuerungsmittel zum leitendmachen der Anordnung voneinander verschieden sind.

Nach der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp praktisch den gleichen Flächeninhalt aufweisen und auf der zweiten Hauptoberfläche des Körpers angebracht sind und sich praktisch völlig zu beiden Seiten einer Linie befinden, die die erwähnte Ober-

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fläche in zwei praktisch gleiche Oberflächenteile unterteilt, wobei die weiteren Elektroden, die die zweite Hauptstromv elektrode und die Torelektrode bilden, ebenfalls zu beiden Seiten der genannten Linie angebracht sind, wodurch das erwähnte Element praktisch die gleichen Kennlinienaufweist, unabhängig davon, ob die erwähnte erste weitere Elektrode oder die erwähnte zweite weitere Elektrode als zweite Hauptstromelektrode benutzt wird.

Da das Schaltungselement für die beiden alternativen Schaltungsweisen praktisch die gleichen Kennlinien aufweist, können die Herstellungskosten erheblich herabgesetzt werden, während erwünschtenfalls weitere günstige bauliche Eigenschaften der Anordnung in bezug auf die weiteren Verbindungen des Elements, d.h. die Verbindungen zwischen den Elektroden und dem Außenanschluß am Ende der Anordnung, erhalten werden, so daß die Anwendung der Anordnung vereinfacht wird. Zunächst wird die zuletzt genannte Möglichkeit betrachtet: Da eine der beiden Elektroden auf der zweiten Oberfläche des Körpers die Torelektrode bilden kann, wobei die andere der erwähnten Elektroden eine HauptStromelektrode bildet, kann die Umhüllung der Halbleiteranordnung verhältnismäßig einfach sein, weil es nicht erforderlich ist, die mit diesen Elektroden verbundenen Klemmen voneinander zu unterscheiden. Ferner ist der Gebraucher frei in der Wahl der Klemme für das Tor bei einer Umhüllung, die zwei auf gleiche Weise auf einer Seite angebrachte Klemmen enthält, die das Tor und eine Hauptklemme bilden, während auf einer anderen Seite der Umhüllung eine Klemme angebracht ist, die die andere Hauptklemme bildet. Es sei aber bemerkt, daß Umhüllungen mit derartigen elektrischen Eigenschaften in bezug auf Kapazität usw. verwendet werden können, daß die symmetrischen Kennlinien der in der Umhüllung untergebrachten Halbleiteranordnung, die die erwähnte gegenseitige Verwechselbarkeit ermöglichen, auf der Außenseite etwas asymmetrisch werden.

Ein viel wichtigerer Vorteil der besonderen Bauart der Anordnung nach der Erfindung besteht aber darin, daß die Herstellungs-

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kosten infolge dieser besonderen Bauart erheblich herabgesetzt werden. Obgleich im Rahmen der Erfindung auch Anordnungen hergestellt werden können, bei denen der Halbleiterkörper die Form einer Platte aufweist, ergibt sich der besondere Vorteil der Herabsetzung der Herstellungskosten bei drei Anordnungen, bei denen der Halbleiterkörper eine allgemeine Oberflächenkonfiguration aufweist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die beiden Elektroden auf verhältnismäßig einfache Weise auf der erwähnten zweiten Oberfläche des Körpers angebracht werden, wie nachstehend beschrieben wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper praktisch rechteckige Hauptoberflächen aufweist, wobei die von der zweiten und der dritten weiteren Zone eingenommenen Teile der.zweiten Hauptoberfläche zu einer Linie, die die rechteckige /zweite * * ^&

'Hauptoberfläche in zwei Teile unterteilt, praktisch symmetrisch sind.

Bei dieser Ausführungsform werden bei der Herstellung Vorteile erhalten, weil die Elektroden auf der erwähnten zweiten Oberfläche in Form von Metallstreifen angebracht werden können.? die sich praktisch parallel zu der erwähnten Linie erstrecken. Durch Anwendung solcher Elektroden in Form von Metallstreifen kann bei der Bildung einer Anzahl von Schaltungselementen auf ein und derselben Scheibe das Elektrodenkontaktmuster, das auf der ganzen Scheibe angebracht ist, aus einer Anzahl paralleler Streifen bestehen. Dadurch können die Kosten erheblich herabgesetzt werden, weil die bei der Bildung eines Kontaktmusters erforderliche Maskierung sehr einfach ist und unter Verwendung der verhältnismäßig billigen Technik erhalten werden kann, bei der Wachs durch eine Metallmaske hindurchgespritzt wird, in der durch Funkenerosion streifenförmige öffnungen angebracht sind.

Bei der genannten bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren zur Bildung der ersten, der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp verhältnismäßig eiri^aoli sein, weil die Technik, bei der Wachs durch Metallmaske:*!* In

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denen durch Funkenerosion öffnungen angebracht sind, hindurchgespritzt wird, auch beim Anbringen von Maskierungsmustern angewandt werden kann, die bei der Bildung von öffnungen in Oberflächenisolierschichten auf der gegenüber liegenden Oberfläche des Körpers erforderlich sind, wobei Diffusion eines den einen Leitfähigkeitstyp herbeiführenden Verunreinigungselements anschließend in die Oberflächenteile durchgeführt wird, die durch die Öffnungen freigelegt sind, damit die erwähnte erste, zweite und dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp gebildet werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung mit einem Halbleiterkörper mit rechteckigen Hauptoberflächen ist dadurch gekennzeichnet, daß die von der zweiten und der dritten weiteren Zone eingenommenen !Teile der zweiten Hauptoberfläche zu einer Diagonale der zweiten Hauptoberfläche praktisch symmetrisch sind. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich Vorteile nicht nur in bezug auf die Weise, in der die Kontakte angebracht werden können, sondern auch dadurch, daß ein Teil der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp zwischen den angrenzenden Teilen der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp erzeugt werden kann, der eine größere Länge in einer zu der Diagonale parallelen Richtung aufweist. Tatsächlich kann für einen Körper mit einem quadratischen Umriß dieser Teil des zweiten äußeren Gebietes eine maximale Länge aufweisen, die annähernd gleich dem 2-fachen der Seitenlänge ist, während dagegen für einen solchen Körper mit einem quadratischen Umriß, in dem die Symmetrie der erwähnten zweiten und dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp um eine Linie herum liegt, die sich parallel zu der gegenüber liegenden Seite des Quadrates erstreckt, der erwähnte Teil des zweiten äußeren Gebietes vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eine maximale Länge haben kann, die erheblich geringer als die Länge der Seite und gewöhnlich höchstens nur gleich der Hälfte der Länge der Seite ist. Dies ist wichtig für die empfindliche Triggerung der Anordnung und wird nachstehend im Detail beschrieben.

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Bei der erwähnten bevorzugten Ausführungsform der Anordnung, bei der die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp zu einer Diagonale praktisch symmetrisch angebracht sind, können vorteilhaft die erste und die zweite weitere Elektrode an der zweiten Hauptoberfläche die Form von Metallstreifen einer praktisch gleichmäßigen Breite aufweisen, die sich in einer zu einer Diagonale praktisch parallelen Richtung erstrecken. In der Herstellungsstufe dieser Anordnung, in der die Metallstreifenelektroden angebracht werden, wird das Kontakt«- muster für eine Anzahl von Schaltungselementen auf ein und derselben Scheibe aus einer Anzahl Metallstreifen bestehen, die sich parallel zu den erwähnten Diagonalen jeder der Hauptoberflächen des Schaltungselements erstrecken. Beim Anbringen solcher längs einer Diagonale orientierter Elektroden ergibt sich der weitere Vorteil, daß eine größere Oberfläche für Kontaktierung, z.B. durch Wärme-Druck-Binden, erhalten wird als für längs der Seiten orientierte Elektroden der Fall wäre.

In der erwähnten bevorzugten Ausführungsform der Anordnung, in der die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp zu einer Diagonale symmetrisch angebracht sind, können die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp je einen ersten Randteil und einen zweiten Randteil aufweisen, wobei die pn-Übergangsteile zwischen den ersten Randteilen und der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sich zu beiden Seiten der Diagonale und in einer zu der Diagonale praktisch prallelen Richtung erstrecken, während sich die pn-Übergangsteile zwischen den zweiten Randteilen und der zweiten äußeren Zone zu beiden Seiten der Diagonale und in einer die Diagonale schneidenden Richtung erstrecken, wobei in Projektion quer zu den Hauptoberflächen die ersten Randteile der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers überlappen, während in Projektion die zweiten Randteile der zweiten und der dritten weiteren Zone

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vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers wenigstens über einen !Peil ihrer Länge in der Nähe der ersten Randteile die erste äußere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers nicht überlappen.

Durch diese Lokalisierung des Überlappungsgebietes der Zonen vom einen Leitfähigkeitstyp auf einander gegenüberliegenden Seiten des Körpers wird die Schaltgeschwindigkeit dadurch vergrößert, daß eine möglichst niedrige Stromdichte in der Nähe der Überlappung besteht. Diese Form einer lokalisierten Überlappung gestattet ferner eine empfindliche Triggerung der Anordnung, insbesondere in dem III⁺-Modus.

Bei Betrachtung der erwähnten zweiten Randteile, die die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp nicht überlappen, soll auch der Fall betrachtet werden, in dem in bezug auf die Richtung zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche des Körpers die erwähnten Zonen auf Abstand voneinander liegen, aber auch der Fall, in dem der Abstand zwischen diesen Zonen praktisch gleich null ist. In dem letzteren Fall, der durch eine Anforderung bedingt sein kann, die mit Rücksicht auf die betreffenden Herstellungsverfahren und andere Erwägungen bezüglich des Entwurfes gestellt werden muß, kann zwar nicht eine so große Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit erhalten werden als in dem Falle, in dem die erwähnten Zonen in bezug auf die Richtung zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche des Körpers auf Abstand voneinander liegen, aber trotzdem wird eine Zunahme dieser Geschwindigkeit erzielt.

Bei der Anordnung mit der genannten lokalisierten Überlappung ist eine weitere/AusTünrungsform dadurch gekennzeichnet, daß in einer Projektionsebene quer zu den HauptobexfLächen jede der erwähnten ersten und zweiten weiteren Elektroden an der erwähnten zweiten Hauptoberfläche des Körpers auf Abstand

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von dem Überlappungsgebiet der ersten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers mit der ersten Randzone der zweiten bzw. der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers liegt. Dadurch wird effektiv ein hoher Widerstand in dem Stromweg von der Elektrode zu dem Überlappungsgebiet herbeigeführt. Wenn eine der beiden genannten Elektroden eine Hauptstromelektrode bildet und sich die Anordnung in dem leitenden Zustand befindet, wobei die angelegte Spannungspolarität derartig ist, daß die zweite oder die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp die äußere Emitterzone einer Vierzonenstruktur bildet, durch die der Hauptstrom zwischen den HauptStromelektroden mit der erwähnten angelegten Spannungspolarität fließt, ist die Stromdichte am höchsten in dem unmittelbaren"Schatten" der erwähnten einen der beiden Elektroden, wobei in diesem Gebiet die zweite oder die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers nicht überlappt. Da das Überlappungsgebiet in der Nähe der anderen Elektrode an der zweiten Oberfläche des Körpers liegt, verläuft der Weg von Ladungsträgern, die den einen Leitfähigkeitstyp kennzeichnen, von der respektiven zweiten oder dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp zu dem Überlappungsgebiet über den Teil mit verhältnismäßig hoher Impedanz der erwähnten respektiven zweiten oder dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp, der nicht von der HauptStromelektrode bedeckt ist. Daher ist die stromdichte in dem Überlappungsgebiet sehr niedrig, so daß die gespeicherte Ladung in der inneren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp in diesem Gebiet auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Diese minimale gespeicherte Ladung rekombiniert bald, wodurch hohe Schaltgeschwindigkeiten erzielbar sind.

In der erwähnten bevorzugten Ausführungsform der Anordnung, in der die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp zu den beiden Seiten der Diagonale praktisch

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symmetrisch angebracht sind, können vorteilhaft die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp je einen hervorragenden Teil aufweisen, wobei die erwähnten hervorragenden Teile sich im allgemeinen parallel zu der Diagonale in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und zwischen der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp einen Teil der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp mit einer größeren Abmessung in einer zu der Diagonale parallelen Richtung als in einer Richtung quer zu der erwähnten Diagonale definieren. Diese günstige bauliche Eigenschaft sichert eine empfindliche Triggerung, weil dadurch ein verhältnismäßig langer Widerstandsweg in dem zweiten äußeren Gebiet vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp für Ladungsträger erhalten wird, die den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp kennzeichnen und die sich in dem an die Oberfläche grenzenden Teil der zweiten äußeren Zone zwischen der Torelektrode an ihrer Kontaktfläche mit der erwähnten Zone und der Hauptstromelektrode an ihrer Kontaktfläche mit der erwähnten Zone bewegen. Dieser rein ohmsehe Stromweg in dem zweiten äußeren Gebiet vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp bildet einen dissipierenden Nebenschlußstromweg und soll auf ein Mindestmaß beschränkt werden.

Bei einer Anordnung nach der Erfindung mit den erwähnten hervorragenden Teilen ist eine bevorzugte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Teil der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eine praktisch rechteckige Oberfläche aufweist, und daß das Verhältnis l/w wenigstens gleich 6 ist, wobei 1 die Länge des erwähnten Teiles darstellt, in einer Richtung parallel zu der Diagonale zwischen den Enden der hervorragenden Teile gemessen, und wobei w die Breite des erwähnten Teiles der zweiten äußeren Zone darstellt, in einer Richtung quer zu der Diagonale zwischen den einander zugekehrten Rändern der zweiten und dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp gemessen. Der Widerstand des dissipierenden Nebenschlußweges ist gleich dem spezilischen Widerstand der zweiten

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äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp multipliziert mit l/w. Der Spezifische Widerstand kann innerhalb gewisser Grenzen gesteuert werden, aber in einer praktischen Ausführungsform der Anordnung muß l/w mindestens gleich 6 sein, damit kritische Schaltströme erhalten werden können. Der kürzere Stromweg in der zweiten, äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, der sich unmittelbar unterhalb der hervorragenden Teile erstreckt, soll einen viel höheren spezifischen Widerstand aufweisen, was durch Regelung von Diffusionsgradienten erzielt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers zwei Aussparungen auf, die in einer Projektionsebene quer zu den Hauptoberflächen in der Nähe der hervorragenden Teile der zweiten und dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers liegen. Der Grund der Anbringung der Aussparungen ist folgender: Einige der Sehaltmechanismen der Anordnungen bewirken den Anfang von Leitung an dem Ende eines der hervorragenden Teile. Die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Oberfläche des Körpers unterteilt die erste äußere Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp effektiv in zwei Oberflächenteile, die zu beiden Seiten der Diagonale liegen und miteinander durch den übrigen Teil des Gebietes, in den die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp nicht eingedrungen ist, verbunden sind. Die Triggerung erfolgt von dem Ende eines hervorragenden Teiles einer der zweiten oder dritten weiteren Zonen vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Oberfläche des Körpers zu der ersten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp an der ersten Oberfläche des Körpers. Es ist wesentlich, daß dieser Strom zu dem nächsten unterliegenden Teil der erwähnten ersten äußeren Zone fließt, der auf derselben Seite der Diagonale wie der hervorragende Teil liegt, weil sonst der Hauptleitungsweg sich quer zu dem Teil der ersten äußeren Zone auf der gegenüberliegenden Seite der Diagonale

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erstrecken und auf diese Weise eine hohe Verlustleistung herbeiführen würde. Durch das Anbringen jeder Aussparung in der ersten äußeren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp wird auf zweckmäßige Weise der nächstliegende Teil der ersten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und somit das Leitungsgebiet näher zu dem betreffenden hervorragenden Teil geführt.

Sie Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine bekannte Anordnung,

Fig. 2 die elektrischen Kennlinien der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 und 4 das Diffusionsmuster auf der Oberseite

bzw. das Diffusionsmuster auf der Unterseite des Halbleiterkörpers einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung,

Fig. 5 und 6 für eine andere Orientierung des Halbleiterkörpers nach den Fig. 3 und 4 die Oberseite des Halbleiterkörpers bzw. die Unterseite des Halbleiterkörpers nach dem Anbringen von Elektrodenschichten auf der Oberseite bzw. Unterseite,

Fig. 7 und 8 senkrechte Schnitte durch den Halbleiterkörper längs der Linien VII-VII bzw. VIII-VIII der Fig. 5 und 6,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Oberseite eines Teiles des Halbleiterkörpers, in dem eine Anzahl der Schaltungselemente nach den Fig. 3 bis 8 gebildet sind, wobei diese Figur den Körper nach dem Anbringen der Elektrodenschichten und vor der Unterteilung in die einzelnen Elemente darstellt, und

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Oberseite einer weiteren

gesteuerten bilateralen Anordnung nach der Erfindung,

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Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine bekannte Ausführungsform einer gesteuerten bilateralen Halbleiteranordnung. Die Anordnung enthält einen Halbleiterkörper mit einer inneren η-leitenden Zone 1, die sich zwischen einer ersten und einer zweiten äußeren p-leitenden Zone 2 und 3 befindet, die auf ersten und zweiten einander gegenüberliegenden Oberflächen des Körpers liegen und pn-Übergänge J^ bzw. J^ mit der inneren η-leitenden Zone 1 bilden. Eine weitere η-leitende Zone 4 bildet einen pnübergang JV mit der ersten äußeren p-leitenden Zone 2 und erstreckt sich auf derselben einen Oberfläche des Körpers wie die erwähnte p-leitende Zone 2. Eine zweite weitere η-leitende Zone 5 bildet einen pn-übergang J, mit der zweiten äußeren p-leitenden Zone 3 und erstreckt sich auf derselben gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers wie die erwähnte p-leitende Zone 3. Die dritte weitere η-leitende Zone 6 bildet einen pn-übergang JV mit der zweiten äußeren p-leitenden Zone 3 und erstreckt sich ebenfalls auf derselben Oberfläche des Körpers wie die p-leitende Zone 3. Auf der ersten Oberfläche des Körpers ist noch eine η-leitende Zone 12 dargestellt, die sich auf der ersten Oberfläche des Körpers erstreckt und einen pn-übergang JV mit der ersten äußeren p-leitenden Zone 2 bildet. In der Praxis bilden die Zonen 4 und 12 üblicherweise ein Ganzes, aber für ein besseres Verständnis der Erfindung sind diese als gesonderte Zonen gezeigt. Auch da die zusammengesetzte Zone 4, 12 auf der ersten Oberfläche des Körpers eine komplexe Form aufweist, zeigen gewisse Schnitte durch den Körper, daß zwei gesonderte Zonen 4 und 12 vorhanden sind.

Auf der erwähnten einen Oberfläche des Körpers befindet sich eine erste HauptStromelektrode 7, die einen ohmschen Kontakt mit der p-leitenden äußeren Zone 2 und mit den n-leitenden Zonen 4 und 12 bildet und auf diese Weise Seile der Übergänge JV und Jg an den Stellen, an denen sie sich an der Oberfläche erstrecken, kurzschließt. Die Elektrode 7 ist mit der Hauptstromklemme T^ der Anordnung verbunden. Auf der ge-

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gegenüberliegenden Seite befindet sich eine zweite Hauptstromelektrode 8, die einen ohmschen Kontakt mit der pleitenden Zone 3 und mit der n-leitenden Zone 5 bildet und einen Teil des Überganges J, an der Stelle, an der er sich an der Oberfläche erstreckt, kurzschließt. Die Elektrode 8 ist mit der Hauptstromklemme T₂ der Anordnung verbunden. Auch befindet sich auf dieser Seite des Körpers eine Torelektrode 9, die einen gemeinsamen ohmschen Kontakt mit der p-leitenden Zone 3 und mit der n-leitenden Zone 6 bildet und auf diese Weise einen Teil des Oberganges J₅ an der Stelle, an der er sich an der Oberfläche erstreckt, kurzschließt. Die Elektrode 9 ist mit einer Torklemme G der Anordnung verbunden. In bezug auf die Richtung zwischen den einander gegenüberliegenden HauptoberfLächen des Körpers überlappen sich die η-leitenden Zonen 4 und 5 gewissermaßen, gleich wie die η-leitenden Zonen 5 und 12. Die Wirkung der Erfindung kann gesondert in den beiden Halbperioden einer über den Klemmen T₁ und Tp angeordneten Wechselstromquelle betrachtet werden. Wenn die Struktur ohne die η-leitende Zone 6 und die Torelektrode 9 in der ersten Halbperiode betrachtet wird, wobei T₁ positiv und T₂ negativ ist, würde nach dem Überschreiten der Durchschlagspannung des Übergangs J£ zwischen den Elektroden 7 und 8 Leitung über die npnp-Thyristörstruktur in der Mitte des gezeigten Querschnittes durch die Anordnung auftreten, welche Struktur durch die in Reihenfolge angeordneten Zonen 5, 3, 1 und 2 gebildet wird, während in der anderen Halbperiode, wobei T₁ negativ und T₂ positiv ist, nach dem Überschreiten der Durchschlagspannung des Übergangs J₁ zwischen den Elektroden 7 und 8 Leitung über die pnpn-Thyristörstruktur auf der linken Seite des dargestellten Querschnittes durch die Anordnung auftreten würde, welche Struktur durch die in Reihenfolge angeordneten Zonen 1> 2, 3, 4 gebildet wird. Die η-leitenden Zonen 6 und 12 und die Torelektrode 9 sind derart angebracht, daß, im Gegensatz zu der obenbeschriebenen Wirkung, wobei von der Abwesenheit dieser Zonen und dieser Elektrode ausgegangen wird, der anfängliche Strom in jeder Halbperiode gesteuert werden kann und nicht von der äußeren angelegten Spannung abhängig ist,

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die die Durchschlagspannungen der Übergänge J₂ und J₁ überschreitet. Die besondere Form einer gesteuerten Anordnung nach Fig. 1 ist derartig, daß entweder in dem ersten Quadranten oder in dem dritten Quadranten Strom dadurch zu fließen anfangen kann, daß eine Spannung an die Klemme G-angelegt wird, die in bezug auf die an die Klemme T₂ angelegte Spannung positiv oder negativ ist. Diese Form einer gesteuerten bilateralen Anordnung mit drei Klemmen, die unter der Bezeichnung "Triac" bekannt ist, ist die am meisten hergestellte und verkaufte Ausführungsform. Es gibt andere Typen, bei denen durch eine verschiedene Konfiguration der η-leitenden Zone 6 und/oder der Torelektrode 9 der Schaltmechanismus und/oder die Schaltmöglichkeiten der angelegten Spannungspolarität von der Struktur nach Fig. 1 verschieden sind. Es können z.B. Anordnungen mit drei Klemmen erhalten werden, in denen nur in dem ersten oder in dem dritten Quadranten getriggert werden kann, wenn an das Tor eine Spannung angelegt wird, die in bezug auf die an T₂ angelegte Spannung eine bestimmte Polarität aufweist.

Die elektrischen Kennlinien der Anordnung nach Fig. 1 sind schematisch in Fig. 2 dargestellt, wobei die Spannung V über dem Strom I zwischen den Klemmen T.. und T₂ aufgetragen ist. In dem ersten Quadranten (oberer rechter Teil mit T₁ positiv und T₂ negativ) steigt bei einer Torvorspannung 0 der Ausgangsstrom langsam an, wobei sich die Anordnung in dem nichtleitenden Zustand befindet. Bei einer weiteren Zunahme der angelegten Spannung auf die Durchschlagspannung V_B1 weist die Kennlinie ein zweiteiliges negatives Widerstandsgebiet auf, das mit der gestrichelten Linie angedeutet ist. Die Anordnung schaltet dann in den leitenden Zustand auf einen durch die Kreisimpedanz bestimmten Strom um. Wenn anschließend der Strom herabgesetzt wird, schaltet die Anordnung schließlich auf dem Haltestrompegel I_H1 ab, weil die injizierte Ladung ungenügend wird, um die beiden inneren Zonen der betreffenden Vierzonen-Thyristorstruktur in dem Sättigungszustand zu halten. In dem dritten Quadranten (unterer linker Teil mit T₁ negativ und T₂ positiv) ist die Kennlinie im allgemeinen

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zu der im ersten Quadranten symmetrisch. Sowohl im ersten als auch im dritten Quadranten wird, wenn an die Klemme G eine niedrige Spannung angelegt wird, die in bezug auf die Spannung an T₂ entweder positiv oder negativ ist, die Anordnung von dem nichtleitenden zu dem leitenden Zustand getriggert. Diese Schaltungsweisen sind unter der Bezeichnung I⁺-, I~-, IH⁺- und III""-Modus bekannt, wobei I⁺ die Triggerung im ersten Quadranten (T^ positiv, T2 negativ) mit einer positiven Torspannung in bezug auf Tg, I~ die Triggerung im ersten Quadranten mit einer negativen Torspannung in bezug auf T₂, IH⁺ die Triggerung im dritten Quadranten (T₁ negativ, T₂ positiv) bei einer positiven Torspannung in bezug auf T₂, und III"" die Triggerung im dritten Quadranten mit einer negativen Torspannung in bezug auf T₂ darstellt.

Wenn eine der Vierzonen-Thyristorstrukturen 5, 3, 1, 2 oder 3, 1, 2, 4 dadurch eingeschaltet wird, daß an die Torelektrode 9 ein geeignetes Potential angelegt wird, wird nicht notwendigerweise das empfindlichste Gebiet zuerst eingeschaltet. Bas anfänglich eingeschaltete Gebiet kann, um den leitenden Zustand beizubehalten, einen größeren Strom als das Gebiet erfordern, das automatisch gefunden wird, wenn langsam ein größeres Leitungsgebiet gelöscht wird, bis der letzte empfindlichste Punkt ausgeschaltet wird. Ferner hat die Anordnung in den ersten Augenblicken nach dem Einschalten ihr endgültiges Muster der gespeicherten Ladung in den beiden inneren Zonen der betreffenden Vierzonen-Thyristörstruktur nicht aufgebaut. Mit Rücksicht auf diese Mechanismen ist es notwendig, daß die Leitung auf einem Pegel oberhalb I„ anfängt, bevor das an die Torelektrode angelegte Potential beseitigt werden kann. Der sichere Pegel ist als Sperr- oder Aufnahmestrom bekannt. Da für jeden der vier verschiedenen Triggermoden ein anderes Gebiet anfänglich eingeschaltet wird, wird jeder Modus einen entsprechenden Sperrstrom haben.

Es ist also einleuchtend, daß die bekannte "Triac"-Anordnung nach Pig. 1 vier Torströme, zwei Halteströme und vier Sperrströme aufweist.

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In hergestellten Anordnungen der in Fig. 1 dargestellten Art sind die Oberflächengeoraetrie der η-leitenden Gebiete, die sich auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers erstrecken, und ihre Überlappung verhältnismäßig verwickelt. Grundsätzlich gibt es in bezug auf die Form des Halbleiterkörpers zwei käuflich erhältliche "Triac"-Typen. In einem dieser "Triacs" ist der Körper im allgemeinen rechteckig gestaltet, während die sich auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers erstreckenden η-leitenden Gebiete, gleich wie die den Elektroden 8 und 9 nach Fig. 1 entsprechenden Elektroden, längs der Seiten des rechteckigen Körpers orientiert sind. Bei dem anderen Typ weist der Körper die Form einer Platte mit einer verhältnismäßig verwickelten Anordnung der n-leitenden Gebiete und ihrer Überlappung auf einander gegenüberliegenden Seite der Platte auf, wobei die Torelektrode (9 in Fig. 1) in der Mitte einer Seite der Platte angebracht ist, während die HauptStromelektrode (8 in Fig. 1) durch einen Ring gebildet wird, der die mittlere Torelektrode umgibt. Bei der Herstellung der Anordnung ist es aus wirtschaftlichen Gründen wünschenswert, daß Bearbeitungen, wie Diffusion zur Bildung einer Anzahl von "Triac"-Elementen in derselben Halbleiterscheibe und die anschließende Unterteilung der Scheibe, vor der Montage der gesonderten Elemente durchgeführt werden. Der Körper jedes "Triac"-Elements kann die Form einer Platte aufweisen, wobei diese Platte durch ein Ultraschallverfahren in Scheibchen unterteilt wird. Diese Technik eignet sich aber am besten für Anordnungen mit einem großen Flächeninhalt und einem verhältnismäßig hohen Strom, weil die Anzahl plattenförmiger "Triac"-Elemente, die auf ein und derselben Scheibe hergestellt werden kann, beschränkt ist. Für Anordnungen mit einem kleinen Flächeninhalt und einem verhältnismäßig niedrigen Strom wird für den Halbleiterkörper vorzugs weise die Rechteckform gewählt, weil auf wirtschaftliche Weiße aus derselben Materialscheibe eine Viε1-zahl von "Triac"-Elemen ten erhalten werden können. Bei der Behandlung solcher- 131e»ieBb mit einem verhältnismäßig kleinen FiäehenifiLait srglD^:- s'.eh aher ein Problem in bezur aul' rlj.fi Koni-Äirtle.-i.iuiT ·λγΛ (Hv ■i'r'.ii-Diers ist darauf ^urik;k£!<fähre;i, da u.Lg ^oi/uia-t¹.*-;/^-

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und die HauptStromelektrode auf der einen Oberfläche des Körpers besonders klein sind und, weil sie verschiedene Gebiete des Körpers kontaktieren, müssen sie gesondert identifiziert und während der nach der Unterteilung der Scheibe durchgeführten Bearbeitungen als solche beibehalten werden. Dies führt zu hohen Kosten, nicht nur beim Hantieren der Körper, sondern auch beim Anbringen in einer Umhüllung, wobei die Torklemme und die Hauptstromklemme mit der erwähnten Hauptstromelektrode auf ungleiche Weise angebracht werden müssen. Um die Herstellungskosten herabzusetzen und möglicherweise auch die Betätigung zu vereinfachen, wäre es erwünscht, eine Struktur einer gesteuerten bilateralen Anordnung zu schaffen, in der die elektrischen Verbindungen mit der Torelektrode und der Hauptstromelektrode auf derselben Seite des Halbleiterkörpers untereinander verwechselt werden können und dennoch die Anordnung praktisch die gleichen Kennlinien für jede der zwei alternativen Verbindungsweisen aufweist.

Die Halbleiteranordnung nach den Figuren 3 bis 9 ist eine neue Form eines "Triac"-Elements nach der Erfindung, die bei einer effektiven Stromstärke von 8 A (RMS) oder weniger anwendbar ist.

Die Anordnung enthält einen plattenförmigen, aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper mit einem quadratischen Umriß von 2,5 mm χ 2,5 mm und einer Dicke von 230 /um. Der Körper weist eine innere η-leitende Zone 21 (Fig. 7 und 8) mit einer Dicke von 110 /um und diffundierte erste und zweite äußere p-leitende Zonen 22 bzw. 23 mit je einer Dicke von 60 /um auf, die sich auf der Unterseite bzw. der Oberseite des Siliziumkörpers erstrecken und pn-Übergänge J.. bzw. J~ mit der inneren n-leitenden Zone 21 bilden. Eine erste weitere η-leitende Zone 24 mit einer Dicke von 15 /um bildet einen pn-übergang J-, mit der ersten äußeren p-leitenden Zone 22 und erstreckt sich auf der Unterseite des SLliziuratcörpers. Eine zweite und eine dritte weitere η-leitende :'orie r:^p"> und 26 bilden pn-Übergänge J. bzw. Jc- mit der zweie en ^;iuiieren p-leitenden Zone 23 und erstrecken aich beide auf der Oberseite des Siliziuinkörpers.

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Die Übergänge J₁ und J₂ erstrecken sich völlig auf dem Halbleiterkörper und enden an den Seitenflächen. Der Übergang J, endet teilweise an den Seitenflächen und teilweise an der Unterfläche des Siliziumkörpers, wobei der letztere Abschluß in den Figuren 4 und 6 mit den gestrichelten Linien J₅ angedeutet ist. Die Übergänge J, und J,- enden teilweise an den Seitenflächen und teilweise an den oberen Flächen des SiIiziumkörpers, wobei die letzteren Abschlüsse in den Figuren 3, 5 und 9 mit den gestrichelten Linien J. und J_r„ angedeutet sind.

In jeder der Figuren 3 bis 6 sind die Ecken des quadratischen Siliziumkörpers mit A, B, G und D bezeichnet.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die Diffusionsmuster auf der Oberbzw, der Unterseite und stellen beide eine Draufsicht dar. Wenn auf diese Weise Fig. 1 längs der anschließenden senkrechten Diagonale A-B in Figuren 3 und 4 verschoben wird, bis sie der Fig. 4 überlagert ist, würde sich eine Draufsicht auf den Körper ergeben. Figuren 5 und 6 sind den Figuren 3 und 4 gleich, mit dem Unterschied, daß sie außerdem die Elektrodenschichten zeigen, die auf der Ober- und der Unterseite des Körpers angebracht sind, während diese Figuren eine verschiedene Orienta-

,de.s Halbleiterkörpers -,^. txon/zeigen, wobei die Anschließenden Diagonalen GD senkrecht sind. Dadurch, daß die beiden verschiedenen Orientationen des Siliziumkörpers dargestellt werden, kann die Lage der ersten weiteren η-leitenden Zone 24 in bezug auf die zweite und die dritte η-leitende Zone 25 bzw. 26 und kann die Lage des Übergangs J, in bezug auf die Übergänge J. und J^ abgeleitet werden, wie nachstehend im Detail beschrieben wird.

Aus den Figuren 3 und 5 ist ersichtlich, daß die zweite und die dritte weitere η-leitende Zone 25 bzw. 26 an den Stellen, an denen sie sich auf der Oberseite des Körpers erstrecken, zu einer Diagonale CD zwischen einander gegenüberliegenden Ecken der Oberfläche symmetrisch angebracht sind. Die Elektrodenstruktur ist folgende. Auf der Unterseite befindet sich eine

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Metallschichtelektrode 27, die in Fig. 6 schraffiert dargestellt ist und sich völlig auf der Unterseite der Siliziumoberfläche erstreckt und aus einer Nickelschicht mit einer Dicke von 2 bis 3 /um und einer darauf liegenden Goldschicht mit einer Dicke von weniger als 1 /um besteht. Die Elektrode 27 bildet somit auf der Unterseite des Siliziumkörpers einen gemeinsamen ohmschen Kontakt mit der ersten äußeren Zone 22 und mit der ersten weiteren n-leitenden Zone 24, wobei die Elektrode den Übergang J, an der Stelle, an der er sich an der Oberfläche erstreckt, kurzschließt und eine erste HauptStromelektrode bildet. Auf der Oberseite des Körpers befinden sich zwei weitere Metallelektroden 28 und 29, die je die Form von Metallstreifen aufweisen, die ebenfalls aus Nickel (2 bis 3 /um) und darauf liegendem Gold (< 1 /um) bestehen. Die Streifen weisen eine Breite von 1,0 mm auf und erstrecken sich völlig parallel zu einer Diagonale CD. Die Metallschichtelektrode 28 bildet einen gemeinsamen ohmschen Kontakt auf der Oberseite des Siliziumkörpers mit der zweiten äußeren p-leitenden Zone 23 und mit der zweiten weiteren η-leitenden Zone 25, wobei ein Teil des Überganges J. an der Stelle, an der er an der oberen Fläche endet, von der Elektrode 28 kurzgeschlossen wird. Die Metallschichtelektrode 29 bildet einen gemeinsamen ohmschen Kontakt auf der Oberseite des Siliziumkörpers mit der zweiten äußeren p-leitenden Zone 23 und der dritten weiteren η-leitenden Zone 26, wobei ein Teil des Überganges J,- an der Stelle, an der er an der oberen Fläche endet, von der Elektrode 29 kurzgeschlossen wird. Die Elektroden 28 und 29 bilden zusammen eine zweite Hauptstromelektrode und eine Torelektrode; die alternativen Schaltungsweisen für diese Elektroden sind beide möglich. Ferner weist die Anordnung, trotz der besonderen Lagerung der η-leitenden Zonen 25 und 26 gleichen Flächeninhalts in bezug auf die η-leitende Zone 25 und ihrer Symmetrie zu der Diagonale CD, praktisch die gleichen Kennlinien für jede der beiden alternativen Schaltungsweisen der Elektroden 28 und 29 auf.

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Zunächst sei der Fall betrachtet, in dem die Elektrode 28 als Torelektrode und die Elektrode 29 als zweite Hauptstromelektrode der Anordnung geschaltet ist. Bei einer derartigen Schaltungsweise kann beim Anlegen einer Wechselspannung zwischen den HauptStromelektroden 27 und 29, wenn die Elektrode 27 in bezug auf die Elektrode 28 negativ ist, nach der Triggerung ein Strom zwischen diesen Elektroden über die npnp-Thyristörstruktur fließen, die durch die Zonen 24, 22, 21, 23 gebildet wird, während wenn die Elektrode 27 in bezug auf die Elektrode 29 positiv ist, nach Triggerung ein Strom zwischen diesen Elektroden über die pnpn-Thyristorstruktur fließen kann, die durch die Zonen 22, 21, 23, 26 gebildet wird. Bei dieser Schaltungsweise der Anordnung tritt also der Hauptstrom, d.h. der Strom zwischen den Elektroden

27 und 29, nach der Triggerung in dem Teil des Körpers auf der rechten Seite der Diagonale C-D auf.

Auf entsprechende Weise wird bei der alternativen Schaltungsweise der Elektroden 28 und 29, d.h. mit der Elektrode 28 als zweite HauptStromelektrode und Elektrode 29 als Torelektrode, beim Anlegen einer Wechselspannung zwischen den Hauptstroiselektroden 27 und 28, wenn die Elektrode 27 in bzeug auf die Elektrode 29 negativ ist, nach Triggerung ein Strom zwischen diesen Elektroden über die npnp-Thyristorstruktur fließen können, die durch die Zonen 24, 22, 21, 23 gebildet wird, während wenn die Elektrode 27 in bezug auf die Elektrode 28 positiv ist, ein Strom zwischen diesen Elektroden nach Triggerung über die pnpn-Thyristörstruktur fließt, die durch die Zonen 22, 21, 23, 25 gebildet wird. Bei dieser Schaltungsweise der Elektroden 28 und 29 tritt also der Hauptstrom nach Triggerung in dem Teil des Körpers auf der linken Seite der Diagonale C-D auf.

Für jede der beiden alternativen Schaltungsweisen kann die Anordnung in dem ersten Quadranten und in dem dritten Quadranten mit einer positiven oder negativen Spannung an der 'Torelektrode

28 oder 29 in bezug auf die an die Hauptstromelektiüde lly π sw.

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28 angelegte Spannung getriggert werden. Während der übliche 3-Klemmen-Triac zwei Halteströme, vier Torströme und vier Sperrströme aufweist, kann die Anordnung als vier Halteströme, acht Torströme und acht Sperrströme aufweisend betrachtet werden. Die weitere Umhüllung des Halbleiterkörpere, einschließlich der Klemmenverbindungen mit dem Halbleiterkörper, geht auf folgende Weise vor sich. Der Halbleiterkörper wird mit der Elektrode 27 auf einem Teil der Fläche der mittleren Klemme eines Kammes befestigt, für den eine Normalausführung einer Kunststoffumhüllung verwendet wird, die unter der Bezeichnung "SOT-35" bekannt ist. Drähte können mit den Elektroden 28 und 29 durch Wärme-Druck-Binden verbunden und an ihren anderen Enden an weiteren Klemmteilen des Kammes befestigt werden, die sich zu beiden Seiten der mittleren Klemme erstrekken. Auch können die Verbindungen zwischen den Elektroden 28 und 29 und den weiteren Klemmenteilen des Kammes über einen sekundären Kamm hergestellt werden, wobei die Verbindungen zwischen den Endteilen des sekundären Kammes und den Elektroden 28 und 29 durch unmittelbares Löten hergestellt werden. Die* auf diese Weise montierte und an dem Kamm befestigte Halbleiteranordnung wird in einer Kunststoffumhüllung untergebracht. Die Unterseite des Teiles der Fläche der mittleren Klemme, auf dem der Halbleiterkörper montiert ist, liegt in derselben Ebene wie eine der Flächen der Umhüllung und ergibt eine befriedigende Wärmeableitung.

Die beiden anderen Klemmen, und zwar die zweite Hauptstromklemme und die Torklemme, oder umgekehrt, ragen aus dem Kunststoffmaterial hervor und können ggf. je für sich als Hauptklemme und Torklemme identifiziert werden.

Die Möglichkeit der gegenseitigen Verwechselbarkeit ist unmittelbar den besonderen Entwurfeigenschaften der unterschiedlichen Gebiete in dem Halbleiterkörper zuzuschreiben.

Diese Entwurfeigenschaften ergeben jedoch auch einige vorteilhafte Effekte, nicht nur in bezug auf die elektrischen Kenn-

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linien der Anordnung, sondern auch in bezug auf die Herstellung, wie nachstehend beschrieben wird.

Die zweite und die dritte weitere η-leitende Zone 25 bzw. 26 (siehe insbesondere Fig. 3, 4 und 5, 6) weisen je einen ersten Eandteil 25a bzw, 26a und einen zweiten Randteil 25b bzw. 26b auf, wobei die Teile der Übergänge J, und Jjzwischen den ersten Randteilen 25a und 26a und der'zweiten äußeren p-leitenden Zone 23 sich zu beiden Seits tier Diagonale CD in einer im allgemeinen zu der Diagonal« OB parallelen Richtung erstrecken, während die Teile der Übergänge J. und Jf- zwischen den zweiten Handteilen 25b und 26ΐ> und der zweiten äußeren Zone 23 sich zu beiden Seiten der Diagonale CD und in einer von der Diagonalen GD abgekehrten Richtung erstrecken. Aus den Fig. 5 und 6 und dem Schnitt nach Fig. 8 geht hervor, daß in bezug auf die Richtung zwischen der Ober- und der Unterseite des Körpers der erste Randteil 25a der η-leitenden Zone 25 die η-leitende Zone auf der Unterseite des Körpers gewissermaßen überlappt. Die Größe dieser Überlappung ist mit der Abmessung "d^¹¹ zwischen den Fig. 5 und 6 und in dem Schnitt nach. 5¹Ig. S angegeben und beträgt etwa 0,2 mm. Es sei bemerkt, daß in der Iahe der Ecke D die Überlappung größer ist. Das letztere Gebiet großer Überlappung bildet keine Eigenschaft des Entwurfes, die auf den Wunsch zurückzuführen ist, etwas verbesserte Kennlinien zu erhalten, sondern ergibt sich aus dem Maskenentwurf, der beim Anbringen der diffundierten n-leitenden Gebiete 25 und 26 verwendet wird, wie nachstehend im Detail beschrieben wird.

Auf ähnliche Weise überlappt die erste Randzone 26a der n-leitenden Zone 26 gewissermaßen die η-leitende Zone 24 auf der Unterseite des Körpers. Die Größe dieser Überlappung ist mit der Abmessung "d₂" zwischen den Fig. 5 und 6 und im Schnitt nach Fig. 7 angegeben und beträgt ebenfalls 0,2 mm. Auf ähnliche Weise ist die Überlappung in der Nähe der Ecke C größer, was wieder eine Funktion des Maskenentwurfes ist, der für die

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Herstellung der η-leitenden diffundierten Gebiete 25 und verwendet wird.

Aus den Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, daß in bezug auf die Richtung zwischen der Ober- und der Unterseite des Körpers der zweite Randteil 25b der η-leitenden Zone 25 die n-leitende Zone 24 auf der Unterseite des Körpers nicht überlappt; tatsächlich beträgt der seitliche Abstand praktisch 0, weil sowohl die betreffenden Teile des Überganges J. als auch des Überganges J, in einer senkrechten Ebene liegen, die die Diagonale A-B enthält. Auf entsprechende Weise überlappt der zweite Randteil 26b der η-leitenden Zone 26 die n-leitende Zone 24 nicht, wobei der seitliche Abstand wieder praktisch 0 beträgt, weil sowohl die betreffenden Teile dee Überganges J₁- als auch des Überganges J, in der die Diagonale A-B enthaltenden senkrechten Ebene liegen.

Bei den besonderen lokalisierten Überlappungsgebieten der zweiten und der dritten weiteren η-leitenden Zone 25 bzw. auf der Oberseite des Körpers mit der ersten weiteren n-leitenden Zone 24 auf der Unterseite des Körpers wird eine optimale Schaltgeschwindigkeit erhalten, die mit kritischen Einschalterleichterungen vereinbar ist; insbesondere wird die Schaltempfindlichkeit in dem III⁺-Modus für die beiden Schaltungsweisen der Elektroden 28 und 29 durch diese lokalisierte Überlappung verbessert.

Ein weiteres Merkmal der Struktur in bezug auf die lokalisierte Überlappung betrifft die Lage der Elektroden 28 und 29 gegenüber den Überlappungsgebieten. Aus den Fig. 5 und 6 und dem Schnitt nach Fig. 8 ist ersichtlich, daß der Innenrand der Elektrode 28 seitlich in einem Abstand "d," von dem Überlappungsgebiet der n-l«itenden Zonen 25 und 24 liegt, während aus den Fig. 5 und 6 und dem Schnitt nach Fig. 7 ersichtlich ist, daß der Innenrand der Elektrode 29 seitlich in einem Abstand "d." von dem Überlappungsgebiet der n-leitenden Zonen 26 und 24 liegt. Diese Abstände ¹M₅" und "d,"

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betragen je etwa 0,15 mm. Diese Abstände führen effektiv einen hohen Reihenwiderstand von etwa 0,2 Hin dem Stromweg in den Zonen 25 und 26 von den Elektroden 28 und 29 zu den Überlappungsgebieten herbei. Diese Widerstände liegen in Reihe mit den Vorwärtswiderständen in den Überlappungsgebieten und sind gleich einem Vielfachen der letzteren Widerstände. Dadurch ergibt sich eine Herabsetzung der Stromdichten in den Überlappungsgebieten.

Die zweite und die dritte weitere η-leitende Zone 25 bzw. 26 weisen hervorragende Teile 25c bzw. 26c auf, die sich im allgemeinen parallel zu der Diagonale CD in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und zwischen den η-leitenden Zonen 25 und 26 einen Teil des zweiten äußeren p-leitenden Gebietes mit einer rechteckigen Oberfläche definieren, dessen länge 1 in einer zu der Diagonale CD parallelen Richtung wesentlich größer als seine Breite w in einer Richtung quer zu der Diagonale CD ist (siehe Fig. 3). In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist 1 1,5 mm und ist w 0,25 mm, so daß das Verhältnis 1/w = 6 ist. Durch das Anbringen der hervorragenden Teile 25c und 26c und des dazwischen liegenden fortgesetzten Teiles der p-leitenden Zone 23 wird eine sehr empfindliche Triggerung für die beiden alternativen Schaltungsweisen der Elektroden und 29 erhalten. Es sei z.B. der Fall betrachtet, in dem die Elektrode 28 das Tor und die Elektrode 29 die zweite Hauptstromelektrode ist. In dem I⁺-Modus ist die Elektrode 29 negativ in bezug auf die Elektrode 27 und wird an die Torelektrode 28 eine Spannung angelegt, die in bezug auf die Spannung an der Elektrode 29 positiv ist. Ein dissipierender löeherstrom fließt von der Torelektrode 28 über die p-leitende Zone 23 zu der HauptStromelektrode 29. Dieser Löcherstrom kann über den fortgesetzten Teil l/w zwischen den hervorragenden Teilen 25c und 26c und kann auch in der p-leitenden Zone 23 über einen kürzeren Weg unterhalb der η-leitenden Zonen 25 und 26 fließen. Die p-leitende Zone 22 wird jedoch durch eine zwei Schritte umfassende Diffusion erzeugt, so daß die Oberflächenleitung viel niedriger als die Leitung des unterhalb der n-leitenden Zonen 25 und 26 liegenden Teiles des Gebietes 22 ist, so daß

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der Weg unterhalb der n-leitenden Zonen 25 und 26 ein Weg hohen Widerstandes 1st; der Löcherstrom fließt also vorzugsweise über das fortgesetzte l/w-Gebiet zwischen den n-leitenden Zonen 25 und 26. Indem dieser Teil des Gebietes als fortgesetzter Teil angebracht wird, kann der Widerstand verhältnismäßig hoch gemacht werden. Dies ist aus den folgenden Gründen erwünscht. Zum Einschalten der auf der rechten Seite der Anordnung liegenden npnp-Struktur, die durch die Gebiete 26, 23, 21 und 22 gebildet wird, wird das η-leitende Gebiet 26 nur in den untenliegenden Teil des p-leitenden Gebietes 23 Elektronen injizieren, wenn der seitliche Spannungsabfall an dem mittleren Teil der p-leitenden Zone 23 entlang die Kniespannung von 0,8 V erreicht. Wenn der Widerstand des mittleren Teiles der p-leitenden Zone nur 10 XL beträgt, wird die Anordnung nicht getriggert, bevor der Strom zwischen der 'Elektrode 28 und der Elektrode 29 80 mA beträgt. Wenn aber der Widerstand 100 -ü. beträgt, erfolgt eine Trlggerung, wenn der Strom zwischen diesen Elektroden nur 8 mA ist.

Da es aus Obenstehendem deutlich hervorgeht, daß es zum Erhalten einer hohen Triggerempfindlichkeit bei niedrigem Schaltstrom erwünscht ist, daß ein langer Mittelteil des p-leitenden Gebietes 23 zwischen den η-leitenden hervorragenden Teilen 25c und 26c liegt, ist die Orientierung der η-leitenden Zonen 25 und 26 derartig, daß sie zu einer Diagonale CD symmetrisch angebracht sind, was günstig ist, weil bei dieser Orientierung die Abmessung größer sein kann als der fall wäre, wenn die η-leitenden Zonen symmetrisch zu einer Mittellinie angebracht sind, die sich parallel zu einander gegenüberliegenden Seiten des Körpers erstreckt.

Die wichtigsten Schritte bei der Herstellung der Anordnung nach den Fig. 3 bis 8 werden nachstehend beschrieben. Es wird von einer η-leitenden Siliziumscheibe mit einem Durchmesser von 35 mm und einer Dicke von 0,35 mm und einem spezifischen Widerstand von 25&.cm ausgegangen. Die beiden Hauptoberflächen der

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Scheibe werden durch Läppen und Ätzen vor der ersten Diffusionsbehandlung flach gemacht. In dieser Scheibe müssen etwa 70 bis 80 der Anordnungen nach den Fig. 3 bis 8 gebildet werden, wobei Bearbeitungen, wie Diffusion, Maskierung usw., gleichzeitig an allen Stellen der Scheibe durchgeführt werden, und wobei die Scheibe nach dem Anbringen der Elektrodenschichten in die einzelnen Körper mit quadratischer Oberfläche unterteilt wird. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich aber nur auf die Bearbeitungen für eine einzige Stelle. Akzeptorverunreinigungen werden in einander gegenüberliegende Hauptoberflächen der Scheibe eindiffundiert zur Bildung der äußeren p-leitenden Zonen 22 und 23 und der Übergänge J.. und J2i die auf je einer Tiefe von etwa 60 /um von der benachbarten Hauptoberfläche liegen. Vorzugsweise wird ein zwei Stufen umfassendes Akzeptordiffusionsverfahren verwendet, bei dem zunächst Aluminium mit einem Schichtwiderstand von mehr als 200 &pro Quadrat eindiffundiert wird, um den verlangten spezifischen Widerstand des p-leitenden Gebietes zu erhalten, das unter den hervorragenden Teilen 25c und 26c zur Anlage kommen muß, während danach Bor eindiffundiert wird, um eine höhere Oberflächenkonzentration zu erhalten, die für einen guten ohmschen Kontakt mit den nachher anzubringenden Elektroden benötigt wird.

Durch ein in der Halbleitertechnik übliches Verfahren wird die Scheibe mit einer Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von etwa 1,3 /um auf allen Oberflächen versehen. Dann werden auf den Oxidschichten auf einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen der Scheibe Maskierungsschichten angebracht, welche Schichten die Muster aufweisen, die erforderlich sind, um, durch anschliessende Diffusion von Phosphor in die frei gelegten Siliziumteile, die durch die örtliche Entfernung der Oxidschichten gebildet werden, in den Öffnungen in den Maskierungsschichten die ersten weiteren η-leitenden Zonen 24 und die zweiten und dritten weiteren η-leitenden Zonen 25 und 26 zu erhalten. Die Maskierungsschichten können unter Verwendung eines Photoreservierungsmittels gebildet werden, das durch ein photographisches Verfahren

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unter Verwendung von Photomasken angebracht wird. Auch kann das Verfahren Anwendung finden, bei dem Wachs durch öffnungen in Metallmasken hindurchgespritzt wird. Bei dem letzteren Verfahren werden die Gebiete der Oxidschichten, die geschützt werden müssen, mit Wachs überzogen. Sann werden die nicht überzogenen Teile der Oxidschichten z.B. mit Fluorwasserstoffsäure geätzt, um die untenliegenden Siliziumoberflächenteile freizulegen. Die Wachsmaskierung oder ggf. das verbleibende Photoreservierungsmittel wird anschließend entfernt. Danach wird ein Phosphordiffusionsschritt unter Verwendung eines in der Halbleitertechnik üblichen Verfahrens durchgeführt zur Bildung der η-leitenden Zonen 24, 25 und Die Übergangstiefen der η-leitenden Zonen 24, 25 und 26 betragen in jedem Einzelfall etwa 15 /um, während die Phosphor-

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Oberflächenkonzentration etwa 10 Atome/cnr ist. Während dieses Phosphordiffusionsschrittes wird eine weitere Oxidschicht auf den frei gelegten Oberflächenteilen gebildet, während die Dicke der verbleibenden Teile der ursprünglichen Oxidschichten zunimmt.

Die Elektrodenschichten werden dann auf folgende Weise angebracht. An der oberen Fläche wird ein Maskierungsmuster auf der Oberflächenoxidschicht dadurch angebracht, daß Wachs durch öffnungen in einer Metallmaske hindurchgespritzt wird. Die Öffnungen in der Maske bestehen aus einer Anzahl paralleler Streifen, wobei die Metallmaske derart angebracht wird, daß sich die Streifen in einer zu der Diagonale C-D der gesonderten quadratischen Flächen parallelen Richtung erstrecken, auf welchen Streifen die Gebiete jedes einzelnen Elements gebildet werden. Diese Maske, die eine verhältnismäßig einfache Form hat, wird durch Funkenerosion erhalten. Das Wachs wird an den Stellen der Oberflächenoxidschicht angebracht, die von den Metallkontaktstreifen frei bleiben müssen. Die unmaskierten Teile der Oberflächenoxidschicht auf der oberen Fläche werden dann durch Ätzen mit Fluorwasserstoffsäure entfernt. Gleichzeitig wird die Oxidschicht auf der gegenüberliegenden unteren Fläche mit Fluorwasserstoffsäure weggeätzt. Anschließend wird die Wachsmaskierungsschicht auf der Oberseite entfernt. Danach

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werden auf den streifenförmigen freigelegten Siliziumoberflächenteilen an der durch das Oxid maskierten oberen Fläche und auf der ganzen freigelegten unteren Fläche dadurch Elektrodenschichten angebracht, daß zunächst Nickel (2 bis 3 /um) und dann Gold (< 1 /um) auf elektrolytischem Wege niedergeschlagen wird. Auf diese Weise werden eine Anzahl sich parallel erstreckender Metallelektrodenstreifen auf der oberen Fläche und wird eine ununterbrochene Elektrodenschicht auf der unteren Fläche gebildet.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite eines Teiles des Siliziumkörpers nach der Bildung der Metallelektrodenstreifen. In der Mitte der Figur ist eine Anordnung mit einer quadratischen Oberfläche mit Diagonalen A-B und C-D (siehe Fig. 3 bis 8) und mit Elektroden 28 und 29 (siehe die schraffierten Gebiete) dargestellt. Die senkrechten und waagerechten Linien geben die Stellen an, an denen nachher durch Sägebearbeitungen Schnittlinien gebildet werden sollen. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Elektroden 28 und 29 in der mittleren Anordnung einen Teil ununterbrochener Streifen bilden, die sich parallel zu der Diagonale G-D erstrecken. Der Streifen, aus dem die Elektrode 28 der mittleren Anordnung erhalten ist, bildet auch die Elektrode 29 der sofort unterhalb der mittleren Anordnung gezeigten Anordnung und auch die Elektrode 28 der sofort rechts von der letzteren Anordnung liegenden Anordnung. Der Streifen, aus dem die Elektrode 29 der mittleren Anordnung erhalten ist, bildet auch die Elektrode 28 der sofort unterhalb der mittleren Anordnung liegenden Anordnung und ebenfalls die Elektrode 28 der sofort rechts von der mittleren Anordnung liegenden Anordnung. Fig. 9 zeigt die Form eines Diffusionsmusters der η-leitenden Zonen 25 und 26 oberhalb anschließender Teile der Scheibe. Übergänge J, und JV enden beide an den beiden Seitenflächen A-C und D-B jeder Anordnung. Für optimale Symmetrie der Kennlinien wäre es erwünscht, daß der Übergang J,- in der Nähe der Ecken C und B und daß der Übergang J, an den Ecken A und D endet. Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite

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des Halbleiterkörpers einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in der die Abschlüsse der Übergänge J. und J₅ sich an den Ecken A,D bzw. B,C befinden. Übrigens ist die Anordnung genau gleich der an Hand der Fig. 3 bis 8 beschriebenen Anordnung. Der Grund, aus dem die Übergänge J\ und JV an den Seitenflächen der in den Fig. 3 bis 9 dargestellten Anordnung längs der Seite A-C enden, läßt sich durch die Maskierung erklären, die"zur Herstellung des Diffusionsmusters der η-leitenden Zonen 25 und 26 erforderlich ist (siehe Fig. 9). Wenn es wünschenswert wäre, eine Vielzahl von Anordnungen der in Fig. 10 gezeigten Art auf ein und derselben Scheibe nach Fig. 9 herzustellen, würde, dank dem Abschluß der Übergänge J^ und Jc an den Ecken jedes Teiles des Elements auf der Scheibe, die Maske, die zum Definieren der zu entfernenden Oxidechichtteile für die n-Typ-Diffusion verwendet wird, aus einer Anzahl isolierter öffnungen bestehen, d.h. aus einer isolierten Insel für jedes Quadrat. Dagegen weist die für die Herstellung der Anordnung nach Fig. 9 erforderliche Maske nicht eine solche Anzahl isolierter Öffnungen auf, weil die Übergänge J, und Jc an den Seitenflächen jedes Teiles eines Elements enden. Tatsächlich besteht diese Maske aus einer Anzahl streifenförmiger Öffnungen, die sich in Reihen erstrecken, deren Flächeninhalt praktisch dem der ununterbrochenen p-leitenden sich in Seihen auf der Scheibe erstreckenden Zonen entspricht. Obgleich die Öffnungen der Maske, die zum Definieren der Öffnungen in der Oxidschicht für den Diffusionsschritt verwendet wird, eine kompliziertere Form als die Öffnungen in der Maske aufweisen, die zum Definieren der Öffnungen in der Oxidschicht für die Elektrodenstreifen verwendet wird, kann die erstere Maske noch ohne Schwierigkeiten durch Funkenerosion gebildet werden, dank der Kontinuität der sich in Reihen erstreckenden Öffnungen. Bei der Herstellung können also Anordnungen nach Fig. 9, wenigstens in bezug auf diese besondere Maskierungsbearbeitung, leichter erhalten werden.

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Bei der Herstellung der Anordnung nach den Fig. 3 "bis 8 wird die Scheibe nach Anbringung der Elektroden, wie oben beschrieben, längs der orthogonalen Linien nach Fig. 9 unterteilt. Diese Unterteilung erfolgt durch Sägen in Gegenwart eines Läppmittels. Die gesonderten Elemente werden dann einer Ätzbehandlung unterworfen, um eine etwaige mechanische Beschädigung der Ränder der Sägeschnitte zu beseitigen. Während dieser Ätzbehandlung dienen die verbleibenden Teile der Oxidschicht an der oberen Fläche zusammen mit den vorhandenen Elektrodenschichten als Schutzmaske. Vorzugsweise werden die verbleibenden Oxidschichtteile an der oberen lläclis nicht entfernt und in der endgültigen Anordnung zur Förderung der Stabilität beibehalten. Der Deutlichkeit halber sind diese Oxidschichtteile in den Figuren aber nicht dargestellt.

Anschließend werden die einzelnen Elemente montiert, und zwar 8 bis 10 Elemente pro SOT-35-Kamm. Die Befestigung der unteren Elektrode 27 an den Flächenteilen der mittleren Klemme erfolgt durch unmittelbares Löten. Dann werden die weiteren Verbindungen zwischen den Elektroden 28 und 29 und den weiteren Klemmenteilen des Kammes entweder durch unmittelbares Löten unter Verwendung eines sekundären Kammes oder durch Drähte hergestellt. Danach wird der Kamm mit 8 bis 10 Anordnungen in einer Kunststoffumhüllung untergebracht. Die einzelnen Anordnungen werden schließlich dadurch erhalten, daß die Rückseite des Kammes an geeigneten Stellen durchgeschnitten wird.

Es dürfte einleuchten, daß sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern daß für den Fachmann im Rahmen der Erfindung noch viele Abwandlungen möglich sind. Insbesondere können andere Halbleitermaterialien und andere Metalle, Isolierschichten usw. verwendet werden, während ferner andere Geometrien gewählt werden können. Auch können alle Leitfähigkeitstypen in den beschriebenen Beispielen gleichzeitig durch die entgegengesetzten Leitfähigkeitstypen ersetzt werden, wobei die Vorspannungspotentiale umgekehrt werden müssen.

Patentansprüche: 209842/1021

Claims

Patentansprüche:

1. Halbleiteranordnung mit einem gesteuerten bilateralen Schaltungselement mit einem Halbleiterkörper mit einer inneren Zone von einem bestimmten Leitfähigkeitstyp zwischen einer ersten und einer zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, wobei die erste äußere Zone an eine erste Hauptoberfläche des Körpers und die zweite äußere Zone an die gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche grenzt, und wobei die äußeren Zonen mit der erwähnten inneren Zone pn-Übergänge bilden, wobei eine erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp einen pnübergang mit der erwähnten ersten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp bildet und ebenfalls an die erwähnte erste Hauptoberfläche des Körpers grenzt, während eine erste Hauptstromelektrode auf der erwähnten ersten Hauptoberfläche des Körpers liegt, die einen ohmschen Kontakt mit der erwähnten ersten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und mit der erwähnten ersten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp bildet, wobei eine zweite und eine dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp mit je der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp einen pn-übergang bilden und an je die erwähnte zweite Hauptoberfläche des Körpers grenzen, während ferner eine erste und eine zweite weitere Elektrode auf der erwähnten zweiten Hauptoberfläche des Körpers zur Bildung einer zweiten Hauptstromelektrode und einer Torelektrode vorgesehen sind, wobei die erwähnte erste weitere Elektrode einen gemeinsamen ohmschen Kontakt mit der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und mit der zweiten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp bildet, und wobei die erwähnte zweite weitere Elektrode einen gemeinsamen ohmschen Kontakt mit der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und mit der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp bildet, dadurch gekennzeichnet,

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daß die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp praktisch den gleichen Flächeninhalt aufweisen und auf der zweiten Hauptoberfläche des Körpers angebracht sind und sich praktisch völlig zu beiden Seiten einer Linie befinden, die die erwähnte Oberfläche in zwei praktisch gleiche Oberflächenteile unterteilt, wobei die weiteren Elektroden, die die zweite Hauptstromelektrode und die Torelektrode bilden, ebenfalls zu beiden Seiten der genannten Linie angebracht sind, wodurch das erwähnte Element praktisch die gleichen Kennlinien aufweist, unabhängig davon, ob die erwähnte erste weitere Elektrode oder die erwähnte zweite weitere Elektrode als zweite HauptStromelektrode benutzt wird.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper praktisch rechteckige Hauptoberflächen aufweist, wobei die von der zweiten und der dritten weiteren Zone eingenommenen Teile der zweiten Hauptoberfläche zu einer Linie, die die rechteckige zweite Hauptoberfläche in zwei Teile unterteilt, praktisch symmetrisch sind,

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadur ch gekennssei ohnet, daß die von der zweiten und der dritten weiteren Zone eingenommenen Teile der zweiten Hauptoberfläche zu einer Diagonale der zweiten Hauptoberfläche praktisch symmetrisch sind.

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite weitere Elektrode an der zweiten Hauptoberfläche die Form von Metallstreifen einer praktisch gleichmäßgen Breite aufweisen, die sich in einer zu einer Diagonale praktrisch parallelen Richtung erstrecken.

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5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet. daß die zweite und die dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp je einen ersten Randteil und einen zweiten Randteil aufweisen, wobei die pn-Übergangsteile zwischen den ersten Randteilen und der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sich zu beiden Seiten der Diagonale und in einer zu der Diagonale praktisch parallelen Richtung erstrecken, während sich die pn-Übergangsteile zwischen den zweiten Randteilen und der zweiten äußeren Zone zu beiden Seiten der Diagonale und in einer die Diagonale schneidenden Richtung erstrecken, wobei in Projektion quer zu den Hauptoberflächen die ersten Randteile der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers überlappen, während in Projektion die zweiten Randteile der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers wenigstens über einen Teil ihrer Länge in der Nähe der ersten Randteile die erste äußere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers nicht überlappen.

6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Projektion quer zu den Hauptoberflächen jede der erwähnten ersten und zweiten weiteren Elektroden an der erwähnten zweiten Hauptoberfläche dee Körpers auf Abstand von dem Überlappungsgebiet der ersten leitenden Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers mit der ersten Randzone der zweiten bzw. der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers liegt.

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7. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp je einen hervorragenden Teil aufweisen, wobei die erwähnten hervorragenden Teile sich im allgemeinen parallel zu der Diagonale in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und zwischen der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp einen Teil der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp mit einer größeren «Abmessung in einer zu der Diagonale parallelen Richtung als in einer Richtung quer zu der erwähnten Diagonale definieren.

8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Teil der zweiten äußeren Zone vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eine praktisch rechteckige Oberfläche aufweist, und daß das Verhältnis l/w wenigstens gleich 6 ist, wobei 1 die Länge des erwähnten Teiles darstellt, in einer Richtung parallel zu der Diagonale zwischen den Enden der hervorragenden Teile gemessen, und wobei w die Breite des erwähnten Teiles der zweiten äußeren Zone darstellt, in einer Richtung quer zu der Diagonale zwischen den einander zugekehrten Rändern der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp gemessen.

9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste weitere Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der ersten Hauptoberfläche des Körpers zwei Aussparungen aufweist, die in Projektion quer zu den Hauptoberflächen in der Nähe der hervorragenden Teile der zweiten und der dritten weiteren Zone vom einen Leitfähigkeitstyp an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers liegen.

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