DE2329398A1 - In sperrichtung leitende thyristoreinrichtung, sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

In sperrichtung leitende thyristoreinrichtung, sowie verfahren zu deren herstellung

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Description

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA
Tokyo, Japan
In Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine in Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung, enthaltend eine Thyristoreinheit und eine Diodeneinheit, die zu der Thyristoreinheit mit entgegengesetzter Leitfähigkeit parallelgeschaltet ist und die mit der betreffenden Thyristöreinheit in einer einzigen Halbleitereinrichtung ausgebildet ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Thyristoreinrichtung.
Der zuvor angegebene Typ von in Sperrichtung leitenden Thyristoreinrichtungen hat bisher aus einer von einer Diodeneinheit in einem einzigen Wafer aus einem Halbleitermaterial umgebenen Thyri store inhe it bestanden, wobei zwej. Elektroden in ohmschen Kontakt mit der gegenüberliegenden, beiden Einheiten gemeinsamen Seite des Wafers angeordnet waren. Dies diente dazu, zwischen einer Vielzahl von diskreten Emitterbereichen, die auf jeder Oberfläche des Wafers
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vorgesehen waren, und der zugehörigen Basisschicht der Thyristoreinheit gebildete Emitterstrecken mit einer zentralen Gateelektrode kurzzuschließen, die in ohmschen> Kontakt mit einer Basisschicht innerhalb einer Mittelöffnung der zugehörigen Elektrode vorgesehen waren. Die zuvor beschriebene kurzgeschlossene Emitterkonfiguration bringt den Vorteil mit sich, daß bei hohen Temperaturen oder bei hohen Anstiegsgeschwindigkeiten in der Durchlaßspannung die Ausschaltzeit absinkt, wodurch die Durchlaß-Sperrfähigkeit hoch gemacht wird. Von Nachteil hierbei ist jedoch, daß die Emitterfunktion behindert wird, da nämlich die Emitterbereiche und die benachbarte Basisschicht auf der Oberfläche der Verbindung mit der zugehörigen Elektrode kurzgeschlossen sind.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, eine neue, in Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung zu schaffen, die vergrößerte Maximalwerte bezüglich di/dt und vergrößerte Stromstoßwerte besitzt und bei der Störungen zwischen der Diodeneinheit und der Thyristoreinheit vermieden sind. Die Erfindung soll andererseits aber weitgehend die Vorteile von in Sperrichtung leitenden Thyristoreinrichtungen herkömmlichen Aufbaus mit kurzgeschlossener Emitterkonfiguration beibehalten. Schließlich soll ein Verfahren zur Herstellung von in Sperrichtung leitenden Thyristoreinrichtungen obengenannter Art angegeben werden.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe erfindungsgemäß durch eine in Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einziges Trägerteil vorgesehen ist, welches eine Hauptelektrode von zwei Hauptelektroden eines Wafers aus einem Halbleitermaterial bildet, enthaltend einen ersten Halbleiterbereich,
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der auf dem Trägerteil angeordnet ist, und enthaltend vier Halbleiterschichten wechselnder Leitfähigkeit zur Bildung einer Thyristoreinheit, und einen zweiten Halbleiterbereich, der sich unmittelbar daran parallel gegenüber dem ersten Halbleiterbereich auf dem Trägerteil anschließt, daß der zweite Halbleiterbereich zwei halbleitende Schichten unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps zur Bildung einer Diodeneinheit enthält, daß die Thyristoreinheit einön Elektrodenteil aufweist, der auf derjenigen Oberfläche untergebracht ist, die gegenüber dem Trägerteil liegt, daß die Diodeneinheit einen weiteren Elektrodenteil aufweist, der auf derjenigen Oberfläche vorgesehen ist, die gegenüber dem Trägerteil liegt, daß die beiden Elektrodenteile unabhängig voneinander sind und gemeinsam die andere Hauptelektrode der Hauptelektroden bilden, und daß zwischen der Thyristoreinheit und der Diodeneinheit eine Ausnehmung vorgesehen ist, die den in der Diodeneinheit enthaltenen pn-Ubergang von
Ausnehmung einem Zwischen-pn-Ubergang trennt, der durch diese/in der Thyristoreinheit enthalten ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Thyristoreinheit eine kreisförmige Querschnittsfläche besitzen, und die Diodeneinheit kann ringförmig ausgebildet sein, um auf die Ausnehmung hin die Thyristoreinheit zu umgeben. Die Ausnehmung kann mit einem elektrischen Isolationsmaterial, vorzugsweise mit Glas, ausgefüllt sein.
Zumindest eine der mit den Thyristoreinheiten wirksam verbundenen Elektroden kann vorteilhafterweise mit einer Vielzahl vqn kleinen Öffnungen versehen sein, deren jede sowohl einen Teil des zugehörigen Emitterbereichs und denjenigen
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Teil der Basisschicht freilegt, der dem Emitterbereich benachbart ist. Auf diese Yieise ist die die Vielzahl von kleinen Öffnungen enthaltende Elektrode von der benachbarten Basisschicht durch den Emitterbereich getrennt bzw. isoliert.
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer teilweiseri Persrjektivansicht eine gemäß bekannten Prinzipien aufgebaute, in Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung zürn Teil im Schnitt. Fig. 2 zeigt in einer teilweisen Perspektivansicht und zum Teil im Schnitt eine gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaute, in Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung.
Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Perspektivansicht und zum Teil im Schnitt einen Bereich der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, wobei jedoch eine Modifikation der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist.
Im folgenden seien die Zeichnungen und insbesondere Fig. 1 näher betrachtet. In Fig. 1 ist eine in Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung herkömmlichen Aufbaus gezeigt und generell mit 100 bezeichnet. Diese Thyristoreinrichtung enthält einen plattenförmigen Siliciumwafer, der generell mit 10 bezeichnet ist. Der Siliciumwafer bzw. das Siliciumplättchen 10 enthält eine Basisschicht 12 vom η-Typ, eine auf einer Oberfläche, in diesem Fall der unteren Oberfläche bei Betrachtung der Fig. 1 der Basisschicht 12 des n-Typs liegende Basisschicht 14 vom n+-Typ und eine Basisschicht 16 vom p+-Typ, die auf der anderen bzw. oberen Fläche der Basis-
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schicht 12 zur Bildung einer Kollektorgrenzschicht 18 zwischen den betreffenden Schichten vorgesehen ist. Die Kollektorgrenzschicht 18 ist eine Durchlaß-Sperr-Grenzschicht für den Thyristor. Die Basisschicht 14 vom n+-Typ weist auf ihrem mittleren Teil einen mittleren Anoden-Emitter-Bereich vom p+-Typ in Form einer Scheibe und eine Vielzahl, in diesem Fall zwei ringförmige Anoden-Emitter-Bereiche vom p+-Typ auf, die den mittleren Emitterbereich konzentrisch umgeben. Diese Anoden-Emitter-Bereiche sind mit 20 bezeichnet; sie bilden individuelle Anoden-Emitter-Grenzschichten 22 zwischen sich und der Basisschicht 14 vom n+-Typ; die freiliegende Oberfläche der betreffenden Bereiche ist von den freiliegenden Oberflächenbereichen der Basisschicht 14 umgeben. In entsprechender Weise weist die Basisschicht 16 vom p+-Typ in ihrem mittleren Bereich eine Vielzahl, die im vorliegenden Fall drei beträgt, von Kathoden^Emitter-Bereichen 24 des p+-Typs in der Form von konzentrischen Ringen auf, wodurch zwischen den betreffenden Bereichen individuelle Kathoden-Emitter-Grenzschichten 26 gebildet sind. Die Emitterbereiche 24 sind mit ihren freiliegenden Oberflächen von freiliegenden Oberflächenteilen der Basisschicht 16 des p+-Typs umgeben.
Zwei Hauptelektroden befinden sidi in ohmschernKontakt mit den gegenüberliegenden Hauptseiten des Siliciumwafers Dabei ist insbesondere eine Anodehelektrode 28 in ohmschen Kontakt mit der Basisschicht 14 des n+-Typs und den Anoden-Emitter-Bereichen 18 des p+-Typs, urn die Anoden-Emitter-Grenzschichten 22 teilweise kurzzuschließen; demgegenüber ist eine eine Hittelöffnung aufweisende Kathodenelektrode 30 in ohmschemKontakt mit der Basisschicht 16 des p+-Typs und den Kathoden-Emitter-Bereichen 24 des n+*Typs, um die Kathoden-
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Emitter-Grenzschichten 26 teilweise kurzzuschließen. In der Mittelöffnung der Kathodenelektrode 30 befindet sich eine Gateelektrode 32, die in ohmschemKontakt mit der Basisschicht 16 des p+-Typs ist.
Es dürfte somit ersichtlich sein, dai3 bei der Anordnung gemäß Fig. 1 in ihrem mit A bezeichneten mittleren Bereich eine Thyristoreinheit gebildet ist, die einen Vier-Schichten-Aufbau und einen Kurzschluß-Emitter-Aufbau besitzt, wobei an dem Randbereich dieser Einheit eine Diodeneinheit mit einer pn-Grenzschicht vorgesehen ist, die aus der Verlängerung der Kollektorgrenzschicht 18 gebildet ist. Die Thyristoreinheit und die Diodeneinheit sind generell mit bzw. 60 bezeichnet.
Die in Fig. 1 dargestellte, in Sperrichtung leitende Tyhristoreinrichtung 100 spricht auf eine mit einer solchen Polarität ihr zugeführte Spannung an, daß die Anodenelektrode 28 auf einem höheren Potential liegt als die Kathodenelektrode 30, um selektiv zwei Zustände einzuführen, bei deren einem der resultierende Strom gesperrt und bei deren anderem ein Stromfluß ermöglicht ist. Demgemäß wird die Thyristoreinrichtung gemäß Fig. 1 als Schaltereinrichtung verwendet.
Wird demgegenüber eine Spannung mit einer Polarität, die entgegengesetzt ist zu der gerade erwähnten Polarität, an die Thyristoreinrichtung 100 angelegt, so ist die Kollektor grenzschicht 18 in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch ein hoher Durchlaßstrom in bezug auf die Grenzschicht 18
aucn durch sowohl durch die Diode 60 als/die Emitter-Kurzschlußteile oder jene Teile fließen kann, die zwischen den Emitterbe-
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reichen der Basisschichten 14 und 16 auf den Anoden- und Kathodenseiten in der Thyristoreinheit 50 liegen. Somit könnte eine einzige Thyristoreinrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, eingesetzt werden für eine Kombination eines gesonderten Thyristors und einer diesem parallelgeschalteten Diode mit entgegengesetzter Leitfähigkeitsrichtung. Die Anwendung derartiger in Sperrichtung leitender Thyristoreinrichtungen in Wechselrichtern und/oder Zerhackerschaltungen ist von Nutzen im Hinblick auf die Beseitigung von nachteiligen Auswirkungen, die aus der Streuinduktivität und dgl. auf Grund der Verdrahtung resultieren.
Die in Fig. 1 dargestellten Thyristoreinrichtungen weisen jedoch mehrere Nachteile auf. So kann z.B. das Durchlaß-Sperr-Vermögen mit Fließen eines hohen Stromes durch die Diodeneinheit 60 und den Emitter-Kurzschlußteil der Basisschicht sowohl auf der Anodenseite als auch auf der Kathodenseite der Thyristoreinheit 50 aus folgenden Gründen verloren gehen: Das Fließen eines hohen Stromes durch die Diodeneinheit und jene Emitter-Kurzschlußbereiche bewirkt eine übermäßige Ansammlung der Träger sowohl in der Basisschicht 16 des p+-Typs als auch in der Basisschicht 12 des η-Typs, und sodann werden die angesammelten Träger seitlich durch die Basisschichten 16, 12 und 14 der Thyristoreinheit 50 bewegt. V/ird unter diesen Umständen eine an die Thyri store inrichtung angelegte Spannung plötzlich in ihrer Polarität umgekehrt, so kann die Thyristoreinheit 50 einen Durchbruch bei einer niedrigen Spannung erfahren, und zwar auf Grund des Einflusses der zuvor erwähnten seitlichen Bewegung bzw. Verschiebung der Träger. Dies führt zu dem Verlust des Durchlaß-Sperr-Vermögens. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bisher die Praxis ge-
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wesen, den die Diodeneinheit durchfließenden Strom auf einergewissenHöhe zu begrenzen oder eine Absenkgeschwindigkeit eines Diodenstromes oder -di/dt abzusenken. Daher sind bisher mit dem Aufbau und der Herstellung von in Sperrichtung leitenden Thyristoren verschiedene Schwierigkeiten verbunden gewesen. Um z.B. die Diffusion der Minoritätsträger von der Diodeneinheit zu der Thyristoreinheit zu unterbrechen, konnte die Thyristoreinheit 50 mit einer Zwischenzone versehen werden, in welche eine große Menge eines die Wirksamkeit der Träger aufhebenden Mittels, wie Gold, diffuniert ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß übermäßig viele Träger in die Thyristoreinheit 50 fließen. Mit der Bezeichnung eines die Wirksamkeit der Träger aufhebenden Mittels, eines sogenannten "Lifetimekillers" ist ein Material gemeint, welches den Trägern ihre Lebensdauer bzw. Wirksamkeit nimmt. Im Unterschied dazu kann derjenige Teil der Hauptelektrode, der mit der Diodeneinheit in ohmschemKontakt ist, von dem ohmschen Kontakt mit der Thyristoreinheit getrennt werden, um eine Zwischenzone zu bilden. In diesem Fall geht dann die Verhinderung eines derartigen Fließens übermäßig vieler Träger auf den Widerstandseffekt zurück, der durch die Halbleiterschichten auf Grund dieser Zwischenzone ausgeübt wird. Der Vorgang des selektiven Diffundierens eines sogenannten Lifetime-killers bzw. eines die Wirksamkeit der Träger aufhebenden Mittels in die Zwischenzone allein bringt nun nicht nur komplizierte Verfahrensschritte mit sich, sondern hierdurch sind insbesondere Befürchtungen hinsichtlich einer Verringerung der Stehspannung, eines Anstiegs des DurchlaßSpannungsabfalls usw. hervorgerufen. Bei jeder der oben beschriebenen Maßnahmen ist es praktisch kaum möglich gewesen, die Auswirkung von in der Thyristoreinheit 50 gebildeten kleinen Diodenbereichen zu vermeiden, d.h. die Auswirkungen der Dioden, die durch Kurzschließen der Emitter-Grenzschichten auf den Anoden- und
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Kathodenseiten der Thyristoreinheit gebildet sind.
Die in Sperrichtung bzw. Rückwärtsrichtung leitenden Thyristoreinrichtungen des herkömmlichen Aufbaus zeigen ein bedeutsames Problem hinsichtlich des Kurzschließens ihrer Emitter-Grenzschichten. Bei höheren Temperaturen oder bei höheren Anstiegsgeschwindigkeiten der Durchlaßspannung dient die kurzgeschlossene Emitteranordnung dazu, die Ausschaltzeit zu verkürzen, wodurch das Durchlaß-Sperr-Vermögen vergrößert wird. Hierbei ist jedoch von Nachteil, daß die Emitterfunktion behindert ist, da nämlich der Emitterbereich mit der benachbarten Basisschicht auf der Oberfläche ihrer Grenzschicht durch die zugehörige Elektrode kurzgeschlossen ist. Insbesondere bei in ihren leitenden Zustand geführter Thyristoreinrichtung nimmt die Elektrode die in der Basisschicht zu sammelnden überschüssigen Träger in der Nähe des Emitterkurzschlußbereiches auf. Dies führt zu einer Absenkung der Trägerkonzentration, die für die Ausbreitung des Einschaltplasmas erforderlich ist. Demgemäß wird die maximale Anstiegsgeschwindigkeit eines Laststromes dv/dt, dem Thyristoren zu widerstehen vermögen, beeinflußt.
Der Kurzschluß der Emittergrenzschicht bewirkt ferner eine Verringerung einer an die Grenzschicht angelegten Spannung, wobei insbesondere bei hohen Strompegeln, wie bei Stromstoßpegeln, der Durchlaßspannungsabfall an den Thyristoren im Vergleich zu jenen Thyristoren hoch wird, deren Emittergrenzschicht nicht kurzgeschlossen ist. Diese Nachteile sind bei in Sperrichtung leitenden Thyristoreinrichtungen, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, beachtlich gewesen, bei denen die Emittergrenzschichten auf der jeweiligen Anoden- und Kathodenseite kurzgeschlossen sind.
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Im folgenden sei auf Fig. 2 Bezug genommen, in der entsprechende Bezugszeichen mit einem nachfolgenden Buchstaben "a" verwendet sind, um in Fig. 1 vorgesehenen Elementen entsprechende Elemente zu bezeichnen. Dabei ist in Fig. 2 die eine Hälfte einer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten, in Sperrichtung leitenden Thyristoreinrichtung mit kreisförmigem Querschnitt gezeigt, wobei die betreffende Thyristoreinrichtung längs einer diametral verlaufenden Ebene axial geteilt ist. Die dargestellte Anordnung weist ein kreisförmiges Plättchen bzw. einen kreisförmigen Wafer aus irgendeinem geeigneten Halbleitermaterial, das in dem Fall durch Silicium gebildet ist, auf, und zwar enthaltend eine Substratschicht des p-Typs, die eine Basisschicht 12a des p-Typs bildet, eine Basisschicht 14a des n+-Typs auf der einen Oberfläche bzw. bei Betrachtung der Fig. 2 auf der unteren Oberfläche der Basisschicht 12a des p-Typs, und zwar zwecks Bildung eines pn-Übergangs bzw. einer pn-GrenzschLcht 18a zwischen den betreffenden Schichten, und eine auf der anderen bzw. oberen Fläche der Basisschicht 12a des p-Typs befindliche . Basisschicht 16a des p+-Typs. Die Basisschicht 14a des n+-Typs ist dadurch gebildet, daß eine Verunreinigung des η-Typs in starkem Maße in den Wafer 40a dotiert wird, oder durch ein Silicium-Substrat des p-Typs auf der einen oder unteren Oberfläche des betreffenden Wafers. Demgegenüber wird die Basisschicht 16a des ρ -Typs dadurch gebildet, daß eine Verunreinigung des p-Typs in hohem Maße auf der anderen oder oberen Seite des Wafers dotiert wird.
Sodann wird eine selektive Diffusionstechnik angewandt, um eine Verunreinigung bzw. Fremdatome des p-Typs in die Basisschicht des n+-Typs in dem mittleren Teil des relativ großen Bereiches in starkem Maße zu dotieren, um nämlich eine Anoden-Emitter-Schicht bzw. einen Bereich 20a des p+-Typs in Form
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einer Scheibe zu bilden, die eine bestimmte Anzahl von kleinen "Fenstern" 34 enthält, die von dem Material der Basisschicht 16a des p+-Typs eingenommen werden, und zwar nach erfolgter Ausdehnung durch den Emitterbereich 20a, wobei die Fenster 34 in bestimmten, nahezu gleichen Winkelabständen und äquidistant von der Mittelachse des Wafers 10a entfernt angeordnet sind.
Zwischen der Basisschicht 14a des n+-Typs und dem Emitterbereich 20a des p+-Typs ist ein pn-übergang bzw. eine pn-Grenzschicht 22a gebildet. In entsprechender Weise wird eine Verunreinigung des η-Typs in starkem Maße in die Basisschicht 16a des p+-Typs dotiert, um einen Kathoden-Emitter-Schichtbereich 24a des n+-Typs in der Form eines kreisförmigen konzentrischen Ringes in dem Wafer zu bilden sowie ein kleines "Fenster" 36, welches in axialer Richtung zu den Fenstern 34 auf der Basisschicht 20a des n+-Typs jeweils ausgerichtet ist. Das Material der Basisschicht 16a des ρ -Typs ist den Fenstern gegenüber freigelegt, und zwar nach Erweiterung durch den Kathoden-Emitter-Bereich 24a. Zwischen der Basisschicht 16a des p+-Typs und dem Kathoden-Emitter-Bereich 24a des n+-Typs ist ein pn-übergang 26a gebildet.
Die drei pn-übergänge bzw. Grenzschichten 18a, 22a und 26a bilden eine Kollektorgrenzschicht, an der eine Durchlaßbzw. Vorwärts-Sperrspannung angelegt wird, eine Anoden-Emitter-Grenzschicht bzw. eine Kathoden-Emitter-Grenzschicht. Die Grenzschicht 18a kann zuweilen als "Zwischengrenzschicht" bezeichnet werden.
Der Emitterbereich 20a des n+-Typs und die Basisschicht 14a des n+-Typs weisen sehr hohe Verunreinigungs- bzw. Frematomkonzentrationen auf der Oberfläche auf. Die Werte der be-
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treffenden Fremdatomkonzentrationen liegen vorzugsweise in der Größenordnung von 1·10 bzw. 5*10 Atomen pro Kubikzentimeter. In entsprechender Weise weisen der Emitterbereich 24a des n+-Typs und die Basisschicht 16a des p+-Typs eine
20 - 19 Fremdatomkonzentration von etwa 5*10 bzw. ί?·ΐθ Atomen pro Kubikzentimeter auf. Jene stark dotierten Schichten v/eisen dabei Fremdatomkonzentrationen auf, die von maximalen Werten auf den Oberflächen der betreffenden Schichten aus mit zunehmender Tiefe abnehmen. Somit bilden neben der Oberfläche des Fensters 34 auf der Basisschicht 14a des n+-Typs vorgesehene Bereiche der Anoden-Emitter-Grenzschicht und jene Bereiche der Kathoden-Emitter-Grenzschicht, die neben der Oberfläche der Fenster 36 auf der Basisschicht 16a des p+-Typs liegen, entartete pn-Grenzschichten bzw. -Übergänge, die Nebenschlußwege bezüglich der Emittergrenzschichten bereitstellen, durch die ein Tunnelstrom oder ein Rekombinationsstrom bei niedrigen Spannungen fließen kann.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der Wafer 10a eine metallische Tragscheibe 40 auf, die an der Unterseite des Wafers über eine Schicht 28a aus irgendeinem geeigneten Hartlötmaterial befestigt ist. Die betreffende Schicht 28a weist eine Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen auf, deren jede zu einem anderen Fenster der Fenster 34 in der Basisschicht 14a des n+-Typs ausgerichtet ist. Die betreffenden Öffnungen besitzen dabei einön etwas größeren Durchmesser als die Fenster. Somit kann derjenige Teil des Anoden-Emitter-Bereichs 20a, der neben dem jeweiligen Fenster 34 liegt, und derjenige Teil der Schicht 14a des n+-Typs, der das Fenster bildet, durch die zugehörige Öffnung der Hartlötschicht 28 gewissermaßen "betrachtet" werden. Die Hartlötschicht 28 dient als Anodenelektrode. Die Tragscheibe 40 besteht vor-
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zugsweise aus Molybdän; sie erstreckt sich auf der Unterseite des Wafers 10a.
Mit dem Kathoden-Emitter-Bereich 24a des n+-Typs ist eine metallische Kathodenelektrode 30a in Form eines Kreisringes in ohmschemKontakt; diese Elektrode 30a ist mit kreisförmigen Öffnungen versehen, die zu den Fenstern 36 der Basisschicht 16a des p+-Typs ausgerichtet sind und die einen etwas größeren Durchmesser als diese Fenster besitzen. Ferner ist eine kleine metallische Gateelektrode 32a in einer kreisförmigen Mittelöffnung der Kathodenelektrode 30a vorgesehen, wobei diese Elektrode einen Durchmesser besitzt, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringes 30a. Die Gateelektrode befindet sich dabei mit der Basisschicht 16a des p+-Typs in ohmschemKontakt.
Der unterhalb der Kathodenelektrode 30a liegende Teil des V/afers 10a bildet eine Thyristoreinheit 50a mit einer Anodenelektrode 28a und einer Kathodenelektrode 30a.
Mit dem Umfangskantenteil der Basisschicht 16a des p+-Typs befindet sich eine ringförmige metallische Elektrode. 38 in ohmschemKontakt, und zwar derart, daß sie von dem Außenunuang der Kathodenelektrode 30a um eine bestimmte Strecke in Abstand angeordnet ist. Der unterhalb der ringförmigen Elektrode 38 liegende Umfangskantenteil des Wafers 10a bildet eine Diodeneinheit 60a mit den Elektroden 38 und 28a.
Die Kathodenelektrode 30a und die Diodenelektrode 38 sind zu einem einzigen Kathodenteil zusammengefaßt, und zwar durch Verwendung einer externen Leitung. Die betreffende Verbindung kann dabei z.B. dadurch hergestellt sein, daß ein von den beiden Elektroden berührter gemeinsamer Leiter
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vorgesehen ist. Das somit gebildete Kathodenteil wird sodann in einen Hauptkreis mit der Tragscheibe 40 eingeschaltet, während zwischen der Gateelektrode 32a und dem Kathodenteil eine Tastschaltung angeschlossen wird.
Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Maßstab eines der Fenster 36 auf der Basisschicht 16a des p+-Typs. Ferner ist ein Stromweg I^ verdeutlicht, längs dessen ein Tunneloder Rekombinationsstrom durch den betreffenden Bereich der Kathoden-Emitter-Grenzschicht 26a neben dem betreffenden Fenster 26 fließt. Wenn der Strom I^ ansteigt, steigt auch der Spannungsabfall an dem durch das Fenster 36 sich erstreckenden Nebenschlußweg an, was dazu führt, daß ein Diffusionsstrom I^ ansteigt, der von der Basisschicht 16a des p+-Typs durch das Innere der Kathoden-Emitter-Grenzschicht 26a fließt. Nachdem der Diffusionsstrom I^ auf eine gewisse Höhe angestiegen ist, werden Elektronen von dem Kathoden-Emitter-Bereich 74a in die Basisschichten 16a und 12a injiziert, was zürn Einschalten der Thyristoreinheit 50a führt. Die kreisförmige Kante der Kathoden-Emitter-Grenzschicht 26a, die dem Fenster 36 gegenüber frei liegt, kann vorzugsweise einen Widerstand in der Größenordnung von 20 Ohm pro Längeneinheit der betreffenden Grenzschicht aufweisen. Der Durchmesser, die Anzahl oder Dichte sowie das Verteilungsmuster der Fenster und damit der öffnungen auf der Elektrode sollten durch den Vorwärts-Sperrspannungsnennwert dv/dt, die Schaltcharakteristik, etc. festgelegt werden, die für den bestimmten Thyristor gefordert ist. Obwohl die Kathodenelektrode 30a in Fig. 2 als acht öffnungen enthaltende Elektrode dargestellt ist, die in weitgehend gleichen Winkelabständen auf einem Kreis angeordnet sind, dürfte somit einzusehen sein, daß die Anzahl und Anordnung jener Öffnungen und damit der Fenster von den in Fig. 1 darge-
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stellten Verhältnissen ausgehend verändert sein können.
Da der Widerstand des oben beschriebenen Gegenschlußweges einen negativen Temperaturkoeffizienten bezüglich seines Widerstands innerhalb eines Arbeitstemperaturbereichs besitzt, neigt dieser Nebenschlußweg dazu, mit zunehmender Temperatur seinen Widerstand zu verringern. Dies führt zu einem charakteristischen Merkmal, nämlich dazu, daß ein Kippstrom bei höheren Temperaturen ansteigt.
Die Hartlötschicht 28a, durch die die Tragplatte 40 als Anodenelektrode. dient, ist an dem Wafer 10a fest angebracht. Die betreffende Hartlötschicht 28a wird dabei durch den Anoden-Emitter-Bereich 20a des p+-Typs berührt, wobei zwischen diesem Bereich und der Hartlötschicht ein niedriger Widerstand gebildet ist. Auf Grund der über den Fenstern 34 auf der Basisschicht 14a befindlichen Öffnungen wird die Hartlötschicht 28a jedoch nicht unmittelbar von der Basisschicht 14a des n+-Typs berührt. Die ringförmige Kathodenelektrode 30a wird ferner von dem Emitterbereich 24a des n+-Typs berührt, wobei zwischen der betreffenden Elektrode und dem genannten Bereich ein niedriger Widerstand gebildet ist. Die ringförmige Kathodenelektrode wird jedoch nicht von der Basisschicht 16a des p+-Typs direkt berührt. Demgemäß ist die Hartlötschicht 28a an und neben den Fenstern 34 mit der Basisschicht 14a des n+-Typs elektrisch verbunden, und zwar über Widerstände, die durch die betreffenden Nebenschlußwege oder Nebenschlußwiderstände dargestellt sind. Dies trifft auch für den Fall der Kathodenelektrode 30a zu.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist bei der Thyristoreinheit 50a zu dem Mittelteil der Oberfläche auf der Kathodenseite oder auf der oberen Oberfläche bei Betrachtung der Fig. 2 ein
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mittlerer Teil der einen Gatebereich bildenden Basisschicht 16a des p+-Typs freigelegt. Die Gateelektrode 32a befindet sich sodann in ohmschemKontakt mit dem mittleren Teil der Basisschicht 16a des p+-Typs. Bezüglich eines Teiles der Kathoden-Emitter-Grenzschicht 26a, die aus jenen Teilen der Basisschicht 16a des p+-Typs und des Kathoden-Emitter-Bereichs 24a des n+-Typs gebildet ist, die dem Gatebereich gegenüber frei liegen, ist ein höherer Widerstand erforderlich als bezüglich des die Oberfläche des jeweiligen Fensters 36 umgebenden Grenzschichtbereichs. Zu diesem Zweck ist die Oberflächenschicht hoher Fremdatomkonzentration von der Oberfläche der in Frage stehenden Grenzschicht beseitigt, wie durch Wegätzen der zuletzt genannten Fläche. Auf diese V/eise wird wirksam verhindert, daß ein für eine Gate-Triggerung erforderlicher Strom unnötig höher wird.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Thyristoreinheit 50a von der Diodeneinheit 60a über eine ringförmige Ausnehmung bzw. Nut umgeben, die einen V-förmigen Querschnitt besitzt und die mit irgendeinem geeigneten elektrischen Isoliermaterial 72, wie Glas, ausgefüllt ist. Die ringförmige V-Uut 70 verläuft mit ihrer Öffnung weitgehend in der gleichen Ebene, in der der ringförmige Zwischenraum zwischen der kreisförmigen Kathodenelektrode 30a und der ringförmigen Elektrode 38 liegt. Die Nut endet innerhalb des Anoden-Emitter-Bereichs 20a auf dem äußeren Umfangsteil. Die betreffende Nut 70 dient dazu, die Grenzschicht 18a in die Kollektorgrenzschicht für die Thyristoreinheit 30a und in eine pn-Grenzschicht bzw. einen pn-Ubergang für die Diodeneinheit 60a aufzuteilen. In entsprechender V/eise sind jene Teile der n+-, p- und p+-Schichten 14a, 12a bzw. 16a, die in der Diodeneinheit 60a vorgesehen sind, von den entsprechenden Schichten in der Thyristoreinheit 50a durch die V-förmige Nut 70 getrennt. Die V-förmige
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Hut 70 dient dabei gleichzeitig dazu, die Thyristoreinheit 50a zu der Kathodenelektrode 30a zu verjüngen. Dies bedeutet, daß der Umfang der Thyristoreinheit 50a durch eine nach oben und nach innen geneigte Wandfläche 74 der V-förmigen Nut 70 derart begrenzt ist, daß die Querschnittsfläche der betreffenden Einheit zu der Kathodenelektrode allmählich abnimmt. Die andere Wandfläche 78 der Nut 70 dient dazu, den Querschnittsbereich der Diodeneinheit 60a von der Tragplatte 40 aus zu der oberen ringförmigen Elektrode 38 hin mit der am Anfang geneigten Fläche 80 des Wafers 10a allmählich zu verringern.
Auf Grund der Tatsache, daß die Kanten der Kollektor- und Dioden-Grenzschichten 18a zu der geneigten Oberfläche 74,78 und 80 hin freigelegt sind, ist die Stärke des elektrischen Feldes auf der Oberfläche neben der freigelegten Kante des pn-Ubergangs geringer als die Feldstärke in dem Bereich unterhalb der betreffenden Oberfläche. Dies dürfte ohne weiteres einzusehen sein auf Grund des Umstandes, daß die Schicht 14a auf der einen Seite der Grenzschicht 18a eine höhere Fremdatomkonzentration besitzt, wodurch ihr spezifischer Widerstand in der Querschnittsfläche größer ist als in der Schicht 12a auf der anderen Seite der Grenzschicht, die eine geringere Grenzatomkonzentration und damit einen geringeren spezifischen Widerstand besitzt. Mit anderen V/orten ausgedrückt heißt dies, daß die betreffenden Fremdatomkonzentrationen bzw. Verunreinigungskonzentrationen so festgelegt worden sind, daß ein positiver Kegel erreicht wird.
Die oben erwähnte ringförmige Nut 70 kann dadurch gebildet sein, daß zunächst das zwischen der Thyristoreinheit 50a und der Diodeneinheit 60a vorgesehene Material des Wafers entsprechend einer V-Form, wie sie aus Fig. 2 hervorgeht,
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durch Sandstrahlen beseitigt wird. Sodann wird die so gebildete Oberfläche der V-förmigen Nut 70 geätzt, wie durch die herkömmliche Oberflächenbehandlung von pn-Übergängen. Danach wird die Nut 70 mit einem elektrischen Isolationsmaterial 72 ausgefüllt.
Es hat sich gezeigt, daß als derartiges Material vorzugsweise Glas verwendet wird, obwohl auch irgendein anderes elektrisches Isolationsmaterial verwendet v/erden kann. Wird Glas verwendet, so wird ein Glaspulver in die ringförmige Nut 70 eingefüllt und auf eine oberhalb des Erweichungstemperaturs des betreffenden Glases liegende Temperatur erhitzt. Nach erfolgter Abkühlung ist das Glas an dem Halbleitermaterial der beiden Einheiten angeschmolzen. Diese Maßnahme ist wirksam hinsichtlich der Beibehaltung der Oberfläche neben der freigelegten Kante des pn-Übergangs sowie hinsichtlich der Isolation von der umgebenden Luft.
Ss sei bemerkt, daß die geneigte Oberfläche 80 der Diodeneinheit 60a in derselben Weise bearbeitet wird wie die ringförmige Nut 70, und zwar zum Zwecke des Schutzes der betreffenden Oberfläche 80 vor der Atmosphäre. Es ist aber auch möglich, hierfür einen elektrischen Isolationsüberzug zu verwenden, der jedoch in Fig. 2 nicht gezeigt ist.
Es dürfte einzusehen sein, daß es bezüglich der ringförmigen Nut 70 mit dem V-förmigen Querschnitt nicht erforderlich ist, dass diese Nut eine solche hinreichende Tiefe besitzt, daß sie vollständig den Wafer 10a in die Thyristoreinheit -50a und die Diodeneinheit 60a aufteilt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß es genügt, wenn die Nut die mittlere Schicht 12a hohen spezifischen Widerstands aufteilt, so daß die Thyristoreinheit 50a und die Diodeneinheit 60a ihre eigenen, von-
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einander getrennten Teile der betreffenden Schichten enthalten. In dem zuletzt genannten Fall sind gegenseitige Störungen der Thyristoreinheit und der Diodeneinheit ziemlich gebessert, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe gelöst werden kann.
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen sei bemerkt, daß die Thyristoreinheit 50a und die Diodeneinheit 60a an uer Träger-Molybdänplatte 40 durch die Hartlötschicht 28a fest angebracht sind und daß die betreffenden Einheiten durch aas Isolationsmaterial 72 fest miteinander verbunden sind, welches die zwischen ihnen gebildete ringförmige Nut mit dem V-förmigen Querschnitt ausfüllt. Die betreffenden Einheiten sind dabei weitgehend elektrisch voneinander isoliert. Die in der Thyristoreinheit und der Diodeneinheit jeweils enthaltenen Halbleiterschichten sind zunächst durchgehende Schichten im Hinblick auf die in der jeweils anderen Einheit enthaltenen Schichten; sie werden von den jeweils anderen Schichten durch die ringförmige Nut mit dem V-förmigen Querschnitt getrennt.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung wird dadurch gebildet, daß als Ausgangsmaterial ein Silicium-Plättchen bzw. -Wafer des p-Typs verwendet wird, daß in dem Wafer durch Anwendung eines auf dem vorliegenden Gebiet bekannten Diffusionsverfahrens die Basisschicht 14a des n+-Typs und die Basisschicht 16a des p+-Typs gebildet werden und daß auf beiden Oberflächen des Wafers durch Anwendung von auf dem vorliegenden Gebiet ebenfalls bekannten selektiven Diffusionstechniken die Emitterbereiche 20a und 24a gebildet werden. Die oben erwähnten Fenster 34 und 36 werden auf der Platte auf beiden Seiten des Wafers gebildet.
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Der so hergestellte Wafer wird dann an der Träger-Molybdänplatte 40 durch die Hartlötschicht 28a befestigt. Die Imt wird in dem Wafer z.B. durch Sandstrahlen gebildet. Nach der bekannten Oberflächenbehandlung wird die Nut 70 mit einem elektrischen Isolationsmaterial, wie Glas, gefüllt. Die Anordnung wird dann vervollständigt, indem die Elektroden 30a, 32a und 38 an die Oberfläche des Wafers gegenüber der Trägerplatte 40 angebracht werden.
In Fig. 4 ist eine Modifikation der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dabei sind zur Bezeichnung von mit in Fig. 2 dargestellten Elementen übereinstimmenden Elementen die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 2, wobei jedoch anstelle des der jeweiligen Zahl nachfolgenden Buchstabens "a" hier der Buchstabe "b" verwendet ist. Bei der dcirgestellten Anordnung wird der die Trägerschicht 12b des η-Typs enthaltende Halbleiterwafer 10b auf einer Seite der Basisschicht I6b des p+-Typs auf der Träger-Molybdänplatte 40 abgestützt, die in der Form eines kreisförmigen Ringes vorliegt, und zwar über eine Hartlotschicht 28b. Die Gateelektrode 32b ist dabei in der Mitte in ohmschen Kontakt mit der Basisschicht 16b des p+-Typs; sie befindet sich innerhalb der Mittelöffnung der ringförmigen Trägerplatte 40. Somit dient die Trägerplatte als Kathodenelektrode, während die mit der Basisschicht 14b des n+-Typs in ohmscherruKontakt befindliche kreisförmige Elektrode 30a als Anodenelektrode dient. Die Diodenelektrode 38 befindet sich in ohmscheniKontakt mit der Basisschicht 14b des n+-Typs anstelle der Basisschicht 16b des p+-Typs. In anderer Hinsicht stimmt die Anordnung weitgehend mit der in Fig. 2 dargestellten Anordnung überein.
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Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung wird dadurch gebildet, daß der oben in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Vorgang wiederholt wird; eine Ausnahme hiervon bildet jedoch der Umstand, daß «in Wafer des η-Typs als Ausgangsmaterial verwendet wird.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 und 4 dürfte ersichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung in gleiher Weise auf den Rückwärts- bzw. Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtungen sowohl des p-Typs als auch des η-Typs anwendbar ist.
Um ähnliche Wirkungen hervorzubringen wie jene, die die Kurzschluß-Emitterkonfiguration mit sich bringt, ohne dabei diese Konfiguration zu verwanden, sind die Anoden- und die Kathoden-Emitter-Bereiche in Fig. 2 und 4 als Fenster enthaltende Bereiche dargestellt worden, zu denen das Material der passenden Basisschicht freigelegt ist, ohne daß auf herkömmliche Elektroden zum Kurzschluß des Emitterbereichs mit der benachbarten Basisschicht gebaut wird. Sofern erwünscht, kann einer der Anoden- und Kathoden-Emitter-Bereiche derartige Fenster enthalten. Anstelle der Fenster kann auch derjenige Teil der Emittergrenzschicht, der nahezu parallel zu der Kollektorgrenzschicht verläuft, teilweise Grenzschichten mit einem so starken Hebenschluß enthalten, daß bei niedrigen Strompegeln, d.h. bei Leck- bzw. Reststrompegel, der im Sperrzustand des Thyristors entsteht, das Fließen eines sich an den durch den ohmschen Kontaktteil fließenden Strom annähernden Stromes durch jene Grenzschichten ermöglicht ist.
Bei der in Fig. 2 und 4 jeweils dargestellten Anordnung ist der Zwischen-pn-Übergang in der Thyristoreinheit kein
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durchgehender Übergang zu dem Übergang in der Diodeneinheit, und außerdem sind die Basisschichten der Thyristoreinheit von den entsprechenden Schichten der Diodeneinheit unterbrochen, und zwar mittels der ringförmigen Uut. Der Emitterbereich auf der jeweiligen Anoden- und Kathodenseite innerhalb der Thyristoreinheit ist jedoch nicht mit der zugehörigen Basisschicht über die Elektrode direkt kurzgeschlossen. Auf die Umkehr der Vorspannung der Thryistoreinheit hin wird somit ein in Durchlaß- bzw. Vorwärtsrichtung durch die Kollektorgrenzschicht 18a oder 18b fließender Strom veranlaßt, in Rückwärtsrichtung bzw. Sperrichtung durch die Emittergrenzschichten zu fließen, wodurch eine Begrenzung durch deren Impedanz erfolgt. Damit wird der Durchlaßstrom sehr niedrig, so daß die Ansammlung der Träger verringert wird. Bei der,vorliegenden Einrichtung tritt keine Bewegung der Träger zwischen der Diodeneinheit und der Thyristoreinheit auf, die zu der Diodeneinheit mit entgegengesetzter Polarität parallelgeschaltet ist. Dies stellt sicher, daß die vorliegende Einrichtung nicht hinsichtlich der Ausführung des Kommutierungsbetriebs aufällt.
Die Nebenschlußwege bzw. Reststromwege oder die Fenster 12 bzw. 13, die mit den Anoden- und/oder Kathoden-imitter-Grenzschichten gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam verbunden sind, dienen ferner dazu, die Wirksamkeit der Injizierung in dem Emitterbereich bei niedrigen Strompegeln zu verringern, wie bei einem Strompegel, der in dem Vorwärts-Sperrzustand hervorgerufen wird. Auf diese Weise wird das Vorwärts- bzw. Durchlaß-Sperrvermögen bewahrt. Darüber hinaus v/eisen die Nebenschlußwege bzw. Reststromwege jeweils einen gewissen widerstand auf, und die Verteilung des Plasmas während des
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Leitendseins des Thyristors wird in sehr geringem Ausmaß beeinflußt, und zwar wie bei dem herkömmlichen Typ der Kurzschluß-Emitterkonfiguration von in Rückwärtsrichtung leitenden Thyristoren. Als Ergebnis dieser Maßnahme bringt die vorliegende Thyristoreinrichtung die Vorteile mit sich, daß ihre Einschaltzeit verringert ist und daß der maximale Wert von di/dt, dem die Einrichtung zu widerstehen imstande ist, hoch wird. Darüber hinaus ist die Thyristoreinrichtung verbessert gegenüber dem Widerstehen von Stoßspannungen.
.■,ines der chark-Jteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, ohne weiteres einen positiven Kegel für den pn-übergang zur Verfügung zu haben, der die Umfangsflache des Halbleiterwählers schneidet, und zwar durch die Anwendung eines herkömmlichen Sandblasens bzw. Sandstrahlens. Dies führt zu den Vorteilen, daß der Bereich, der zur Schaffung des positiven Kegels erforderlich ist, einen geringen Verlust mit sich bringt und daß die Spannung, die hierdurch ausgehalten werden kann, hoch sein kann. Darüber hinaus hält die vorliegende Erfindung die Vorteile aufrecht, die durch herkömmliche, in Sperrichtung leitende Thyristoren erzielt werden. Durch die Erfindung kann sowohl der DurchlaßSpannungsabfall gesenkt werden als auch die Schaltzeit, da nämlich das Substrat oder die Basisschicht hohen spezifischen Widerstands in der Dicke auf einen minimalen Wert herabgesenkt werden kann, und zwar im Vergleich zu in Sperrichtung sperrenden Thyristoren. Da die Injektionswirksamkeit des Emitterbereichs auf der Anodenseite und der Kathodenseite bei niedrigen Strompegeln abgesenkt werden kann, kann ferner die Abnahme der Durchlaß- bzw. Vorwärts-Sperrspannung bei hohen Temperaturen oder bei hohen zugeführten Spannungen hinsichtlich dv/dt klein sein. Darüber hinaus sind die in einem einzigen Wafer aus einem Halbleitermaterial gebildeten Thyristor- und
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Diodeneinheiten an einer gemeinsamen Trägerplatte befestigt, obwohl beide Einheiten elektrisch voneinander durch die ringförmige Nut getrennt sind. Diese Maßnahme vermeidet vollständig die Notwendigkeit der Begrenzung der Amplituden eines durch die Diodeneinheit fließenden Stromes und einer negativen Ableitung dieses Stromes (-di/dt), um einen Ausfall der Kommutation zu verhindern. Demgemäß kann die vorliegende Erfindung in Rückwärtsrichtung leitende Thyristoreinrichtungen mit sehr niedriger Streuinduktivität bereitstellen.
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    .Jln Sperrichtung leitende Thyristoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet t daß ein einziges Tragteil vorgesehen ist, welches eine Hauptelektrode von zwei Hauptelektroden bildet, daß ein Plättchen aus einem Halbleitermaterial vorgesehen ist, welches mit einem ersten Halbleiterbereich auf dem Tragteil angeordnet ist und welches vier Halbleiterschichten wechselnder Leitfähigkeit zur Bildung einer Thyristoreinheit enthält, daß unmittelbar neben dem ersten Halbleiterbereich auf dem Tragteil und parallel zu diesem ein zweiter Halbleiterbereich vorgesehen ist, daß der zweite Halbleiterbereich zwei Halbleiterschichten unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps zur Bildung einer Diodeneinheit enthält, daß die Thyristoreinheit mit einem Elektrodenteil auf ihrer dem Tragteil gegenüberliegenden Oberfläche versehen ist, daß die Diodeneinheit einen weiteren Elektrodenteil aufweist, der auf der dem betreffenden Tragteil gegenüberliegenden Seite der betreffenden Diodeneinheit vorgesehen ist, daß der genannte Elektrodenteil und der genannte andere Elektrodenteil unabhängig voneinander sind und gemeinsam die andere Hauptelektrode bilden, und daß zwischen der Thyristoreinheit und der Diodeneinheit eine Nuteinrichtung (74, 78) vorgesehen ist, die einen in der Diodeneinheit enthaltenen pn-übergang von einem in der Thyristoreinheit enthaltenen Zwischen-pn-Übergang trennt.
  2. 2. jSinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pn-übergang in der Diodeneinheit und der Zwischenpn-Übergang in der Thyristoreinheit aus einem Halbleitermaterial hohen Widerstands gebildet ist, daß eine Halbleiterschicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps mit
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    niedrigem spezifischen V/iderstand derart angeordnet ist, daß die Halbleiterschicht hohen spezifischen V/iderstands weiter von dem Tragteil entfernt ist als die Halbleiterschicht niedrigen spezifischen Widerstands, und daß eine die pn-Übergänge jeweils umgebende Umfangsfläche eine positive Abschrägung aufweist ^ durch die die zugehörigen Halbleiterschichten in einer von dem Tragteil wegführenden Richtung im Querschnitt abnehmen.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodeneinheit die Thyristoreinheit umgibt.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2;, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuteinrichtung mit einem elektrischen Isolationsmaterial gefüllt ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ~j, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuteinrichtung mit einem elektrisch isolierenden Glas gefüllt ist.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden der Thyristoreinheit von den benachbarten Basisschichten durch entsprechende Emitterbereiche isoliert sind, die Emittergrenzschichten zwischen den betreffenden Emitterbereichen und den Basisschichten bilden, und daß zumindest eine der Emittergrenzschichten teilweise abgewand__elte pn-Grenzschichten enthält.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der auf der Thyristoreinheit vorgesehenen Elektroden eine Vielzahl von kleinen Öffnungen enthält, deren jede zu einem Teil des zugehörigen
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    Emitterbereichs und desjenigen Teiles einer Basisschicht freigelegt ist, die neben dem Emitterbereich liegt, und zwar derart, daß die sämtliche kleinen Öffnungen enthaltende Elektrode durch den Emitterbereich von der Basisschicht isoliert ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenteil auf der Thyristoreinheit die Form einer Platte besitzt und daß der andere Eiektrodenteil auf der Diodeneinheit ringförmig ist und den Elektrodenteil auf der Thyristoreinheit unter Freilassung eines bestimmten Isolationsabstands umgibt.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung einer in Sperrichtung leitenden Thyristoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vier Halbleiterschichten wechselnder Leitfähigkeit zur Bildung der Thyristoreinheit und zwei Halbleiterschichten entgegengesetzter Leitfähigkeit zur Bildung der Diodeneinheit in einem einzigen Plättchen aus einem Halbleitermaterial gebildet werden, daß die so gebildete Thyristoreinheit und die so gebildete Diodeneinheit an einem Tragteil befestigt werden und daß in dem Plättchen zwischen der Thyristoreinheit und der Diodeneinheit eine diese Einheiten voneinander trennende Nuteinrichtung gebildet wird.
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