DE2339440B2 - Thyristor - Google Patents

Thyristor

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DE2339440B2
DE2339440B2 DE19732339440 DE2339440A DE2339440B2 DE 2339440 B2 DE2339440 B2 DE 2339440B2 DE 19732339440 DE19732339440 DE 19732339440 DE 2339440 A DE2339440 A DE 2339440A DE 2339440 B2 DE2339440 B2 DE 2339440B2
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AEI SEMICONDUCTORS Ltd LINCOLN (GROSSBRITANNIEN)
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
    • H01L29/0839Cathode regions of thyristors
    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thyristor mit einer Verteilung von Kurzschlußbereichen über den ersten Emitter-Basis-PN-Übergang.
Derartige Thyristoren sind aus der britischen Palentschrift 12 39 067 und der Zeitschrift »IEEE Trans, on Electron Devices«, Bd. ED-17 (1970), Nr. 9 (Sept.), S. 687 bis 690, bekannt.
Wie allgemein bekannt, weisen Thyristoren vier benachbarte Zonen aus Halbleitermaterial auf, wobei der Leitfähigkeitstyp benachbarter Zonen entgegengesetzt ist, d. h., die eine Zone ist voin P-Leitfähigkeitstyp und die andere vom N-Leitfähigkeitstyp, wobei die beiden Innenzonen die erste und die zweite Basiszone und die beiden Außenzonen die erste und die zweite Emitterzone bilden. Die Thyristoren haben drei Kontaktelektroden: eine Steuerelektrode, die mit der ersten Basiszone Kontakt herstellt, eine erste Emitter-Kontaktelektrode, die Kontakt mit der ersten Emitterzone herstellt und im Betrieb als Kathode dient, sowie eine zweite Emitter-Kontaktelektrode, die einen Kontakt mit der zweiten Emitterzone herstellt und im Betrieb als Anode dient.
Für gewisse Verwendungszwecke ist es notwendig, daß ein Thyristor eine kurze Freiwerdezeit hat. Unter dem Ausdruck »Freiwerdezeit« wird die Zeit zwischen der Herabsetzung des Durchlaßstromes auf Null und dem Zeitpunkt verstanden, zu dem der Thyristor die Anlegung einer Durchlaßspannung ohne Selbst-Übergang in den leitenden Zustand zuläßt. Falls keine Schritte zur Reduzierung der Freiwerdezeit unternommen sind, so kann ein Niederleistungsthyristor, z. B. ein Thyristor, der eine Spannung von weniger als 800 V blockiert und eine mittlere Stromnennleistung von weniger als 10 A hat. eine Freiwerdezeit von etwa 50 Mikrosckunden und ein Hochleistungs- bzw. Hochspannungsthyristor, ζ. B. ein Thyristor, der einen mittleren Strom von 350 A bei einer Arbeitsspannung von 2000 V durchiäßi, eine Frciwerdezeii von etwa 200 Mikrosekunden (}ts) haben.
Wenn ein Thyristor in der Vorwärtsrichiunii leitet.
befindet sich eine große Anzahl von Minoritätsladunastriigern in den Basiszonen des P- und NM*itfähiRkeitstyps Wenn der Durchlaßstrom durch den Thyristor auf Null reduziert worden ist, sind d^sc Minoritätsladungsträger in ihrer Zahl durch die Rekombination mit Ladungsträgern des entgegensetzten Leitfähmkeitstyps und durch die Extraktion an den KontakTelektroden an den beiden Außenzonen reduziert. Wenn die Anzahl '!er Minoritätsladungsträsjer, die in den beiden Basiszonen vorhanden sind, unfer einen gewissen kritischen Wert fällt, so nimmt der Thyristor nicht die Leitung in der Vorwärtsrichtung wieder auf, falls eine in der Vcrwärtsrichtun» treibende Spannung zwischen die Anode und die Kathode angelegt ist.
Es ist au1= der Zeitschrift »IEEE Trans, on Electron Devices«, Bd. ED-17 (1970), Nr. 9 (Sept.), S. 687 bis 690 bereits bekannt, daß bei einem Thyristor mit einer Verteilung von Kurzschlußbereichen über den ersten Emitter-Basis-PN-Übergang die Kurzschlußbereiche einen Einfluß auf die Freiwerdezeit haben, und zwar deraestalt, daß die Freiwerdezeit mit wachsendem Flächenanteil der Kurzschlußbereiche an der Emitterzone abnimmt. Da die Flächenanteile der Kurzschlußbereiche jedoch nicht beliebig verändert bzw. vergrößert werden können, siellt eine einfache Vergrößerung dieser Kurzschlußbereiche keine pruk-.tisch verwertbare Möglichkeit zur Verringerung der Freiwerdezeit dar.
Ein bekanntes Verfahren zur Herabsetzung der Freiwerdezeit besteht darin, daß in den Thyristor-Halbleiterkörper ein Material diffundiert wird, welches wirksam ist, um die Lebensdauer der Minoritätsladungsträger in den Basiszonen vom N- und P-Leitfähigkeitstyp zu reduzieren. Ein Material, welches zu diesem Zweck verwendet worden ist, ist Gold, wobei Thyristoren mit einer Freiwerdezeit von 2 us hergestellt worden sind. Je kurzer jedoch die erforderliche Freiwerdezeit ist, um so größer ist die Konzentration von Gold, welche notwendig ist, wobei die Einführung dieses Goldes den Sperrstrom des Thyristors vergrößert. Thyristoren müssen beispielsweise bei Spannungen über 800 V und bei Temperaturen über 100" C arbeiten, wobei in solchen Fällen die Verwendung von mit Gold diffundierten Thyristoren zu unerwünscht großen Sperrströmen führen kann.
Es ist auch schwierig, die Golddiffusionsverfahren mit Genauigkeit zu steuern, so daß ähnliche Charakteristiken nicht leicht zu produzieren sind.
Es ist ferner bekannt, daß der Durchlaßspannungsabfall in dem Thyristor-Halbleiterkörper nach der Golddiffusion zunimmt, d. h., der Innenwidersland nimmt zu, wobei dies einen größeren Leistungsverlust verursacht, der nicht annehmbar sein kann, jedoch in jedem Fall unerwünscht ist, insbesondere bei hohen Arbeitsspannungen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Schaffung von Thyristoren mit verkleinerter Freiwcrdezeil ohne die Notwendigkeit einer Einführung eines Dotieriingsmaterials, welches die Lcbensdauei der Minoritätsladiingsträgcr verringert, und zwar überhaupt oder zumindest in demselben Ausmaß, wie dies bei bekannten Thyristoren gcschiehi.
Es ist bekannt, daß Fliyristoren einen sogenannten kurzgeschlossenen Emitter haben, wobei Bereiche dei ersten Basiszone auch unmittelbar nut der eisiei Emilter-Kontaktelektrode verbunden sind. Diese Ausbildung ist durch die Ausdehnung von Kontakt·
3 J 4
metall'der'ersten EmiUer-Kontaktelektrode durch die durch diese Basiszoneriteile kurzgeschlossen wird,
erste Emitterzone hindurch oder durch die Ausdch- Diese Basiszonenteile werden daher Kurzschluß-
nung von Halbleitermaterial der Grsten Basiszone bereiche genannt. Der Teil der Basiszone 2 vom
durch' die Emitterzone hindurch erzielt worden,' um P-Leitfähigkeitstyp, der den Außenurnfang der Emit-
die erste EmiUer-Kontakldektrode ?u erreichen. Eine 5 terzone 5 umgibt, steht auch in Kontakt mit der
solche Vielem von Emitterkury..schlüssen ist schon in Emiiter-Kontaktelektrode 6 und bildet daher auch
verschiedenen Mustern ausgelegt worden, wobei je- einen Kurzschlußbereich für den Thyristor Das
doch in solchen bisher bekannten Mustern kein maxi- Muster, welches durch die Öffnungen 12 gebildet ist,
maler Abstand für die Entfernung /wisch?n einem sowie die Anordnung dieser Öffnungen in der Emit- <*
Punkt in der Emitterzone und einem kurzgeschlosst- ίο terzone 5 sind deuuicner in ι g. 2 gezeigt,
nen Bereich festgelegt worden ist, obwohl ein mini- Fig. 2 zeigt die Basiszone 2und~die Emitterzone 5
maler Abstand zwischen einem kurzgeschlossenen vor dem Anbringen der Kontaktelektroden 6 und 7.
Bereich und einer Kante der ersten Emitter-Kontakt- Wie ersichtlich, sind die Öffnungen 12 in zwei kreis-
elektrode, der der Steuerelektrode am nächsten liegt, ringförmigen Gruppen von 24 Öffnungen, 12« und
in der vorverölfentlichten britischen Patentschrift 15 12 ft, gebildet. Die inneren und äußeren Grenzen 13
12 39 067 vorgeschlagen worden ist, und für diesen und 14 der Emitterzone 5 sind auf Kreisen mit einem
Abstand 375 Mikrometer (um) verlangt worden sind. Durchmesser von 3000 bzw. 5500 um angeordnet.
Die Erfindung besteht darin, daß die Kurzschluß- Sämtliche Öffnungen 12 haben einen Durchmesser bereiche so angeordnet sind, daß kein Punkt in der von 250 μΐη, wobei jene der Gruppe 12λ Mittelersien Emitterzone weiter als 300 Mikrometer (um) 20 punkte haben, die auf einem Kreis mit einem Durchvon dem Außenumfang eines Kurzschlußberciches messer von 4700 um gleichmäßig im Abstand voneinentfernt liegt. ander angeordnet sind. Die Mittelpunkte der Öffnun-
Wie bei den vorher beschriebenen bekannten Thy- gen der Gruppe 12b sind auf einem Kreis mit einem ristoren mit kurzgeschlossenem Emitter können die Durchmesser von 3550 um gleichmäßig im Abstand Kurzschlußbereiche entweder das Kontaktmeiall der 25 voneinander angeordnet, so daß die kreisringförmiersten Emitter-Kontaktelektroden, das sich durch die gen Gruppen 12a und 12b zu einem gemeinsamen Emitterzone hindurch erstreckt, oder das Halbleiter- Mittelpunkt 15 konzentrisch liegen. Wie aus der material der eisten Basiszone aufweisen, das sich Zeichnungsfigur ersichtlich, ist das Muster der Öffdurch die Emitterzone hindurch bis zum Kontakt- nungen so bemessen, daß kein Punkt der Emittermetall der ersten Emitter-Kontaklclektrodc erstreckt. 30 zone 5 weiter als 300 μΐη von dem Außenumfang
Ausführungsbeispiele des Thyristors nach der Er- eines Kurzschlußbereiches 12 entfernt liegt, wobei
findung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeich- der Maximalabstand zwischen einem beliebigen
nungen näher erläutert; darin zeigt Punkt der Emitterzone 5 und dem Außenumfang
Fig. 2 eine schematische Teilschnittansicht des eines Kurzschlußbereiches 12 bei dem hier beschrie-
Thyristors und 35 bcnen Beispiel 225 um beträgt.
Fig. I einen Querschnitt des Thyristors nach Wenn der Thyristor nach den Fig. 1 und 2 in der
Fi g. 2 entlang der Schnittlinie A-A der Fi g. 2. Vorwärtsrichtung leitet, befindet sich eine große
Die Zeichnungen sind nicht maßstabgerecht, son- Anzahl beweglicher Elektronen in der ersten Basisdern rein schematische Darstellungen. zone 2 des p-Leitfähigkeitsl\ps. Wenn der Thyristor • Die Fi g. 1 und 2 zeigen eine übliche bekannte 40 umgekehrt vorgespannt oder der Durchlaßstrom auf Form eines Thyristoraufbaus. Dieser weist vier be- Null reduziert ist, so sind die Minoritätsladungsträger nachbarte Zonen aus Halbleitermaterial 5, 2, 1 und 3 in dieser Basiszone gegenüber einer Gleichgewichtsauf, wobei die benachbarten Zonen einen entgegen- zahl durch die Rekombination mit Ladungsträgern gesetzten Leitfähigkeitstyp haben, d. h., die Zonen 5 des entgegengesetzten Leilfähigkcitstyps und Extrak- und 1 sind vom N-Leitfähigkeitstyp, und die Zonen 2 45 tion an den Emitter-Kontaktelektroden reduziert, und 3 sind vom P-Leitfähigkeitstyp. Die Zone 5 ist Gleichzeitig beginnen sich die Sperrschichten an den eine kreisringförmige Zone und bildet die erste PN-Übergängen 9 und 11 zu bilden. Das elektrische Emitterzone; die Zone 3 ist die zweite Emitterzone. Feld in diesen Sperrschichten verhindert eine weitere Die Zonen 2 und 1 bilden die erste bzw. die zweite Beseitigung von Ladungsträgern aus den Basiszonen 1 Basiszone. Die vier Zonen haben drei PN-Übergänge 5° und 2, so daß die Größe der Abnahme der Minori-9, 10 und 11 zwischen sich sowie Kontaktelektroden tätsladungsträger in diesen Zonen reduziert wird.
6, 7 und 8 zum Anlegen von Spannungen. Die Kon- Es wurde jedoch durch Versuche gefunden, daß taktelektrode 7 bildet die Steuerelektrode, die Kon- bei einem Maximalabstand von 300 Mikrometern taktelektrode 6 bildet die erste Emitter-Kontaktelck- (μηι) zwischen einem Punkt in der Emitterzone und trode, und die Kontaktelektrode 8 bildet die zweite 55 einem Kurzschlußbereich eine kleinere Freiwerdezeit Emitter-Kontaktelektrode. Die erste Emitter-Kontakt- als bei Thyristoren mit nicht kurzgeschlossenem elektrode 6 ist eine Ringkontaktelektrode, deren Emitter oder bei Thyristoren, bei welchen der Abinnerc und äußere Kanten einen etwas größeren stand dieses Maximum wesentlich überschreitet, erDurchmesser aufweisen als jenen der kreisringförmi- zielt worden ist.
gen Emitterzone 5. Die Emitterzone 5 enthält ein 1So Während die Erfindung in keiner Weise von der
Muster von öffnungen 12, die sich durch diese Zone Genauigkeit der nun vorzutragenden Theorie ab-
hindurch erstrecken und mit dem Halbleitermaterial hängt oder dadurch oder sonstwie beschränkt ist,
des P-Leitfähigkeitstyps ausgefüllt sind, das einen glaubt man, daß bei einem Emiuer-Basis-PN-Über-
Teil der Basiszone 2 bildet. Die'Kontaktelektrode 6 gang, der gemüß der Erfindung kurzgeschlossen ist,
stellt den elektrischen Kontakt mit der Emitter- 65 nach der Bildung der Sperrschichten Elektronen aus
zone 5 und mit den Teilen der Basiszone 2 her, die der ersten Basiszone 2 des P-LeitfähigkeiKUns immer
innerhalb der Öffnungen 12 enthalten sind, wodurch noch infolge des unmittelbaren Zugangs zur ersten
der Emitter-Basis-PN-Übergang über den Strompfad Emitter-Kontaktclektrodc 6 extrahiert werden kön-
nen, wobei das entgegengesetzte elektrische Feld am PN-Übergang 9 an vielen Punkten neutralisiert ist und infolgedessen die Freiwerdezeit reduziert wird.
Durch die Anwesenheit des Kurzschlußmusters wird ferner der Injektionswirkungsgrad des PN-Übcrgangs 9 reduziert, was zur Reduzierung der Zündempiindlichkeit des Thyristors führt. Sogar dann, wenn die Basiszonen 1 und 2 eine Anzahl von Minoritätsladungsträgern enthält, die wesentlich über dem Gleichgewichtswert liegt, ist infolgedessen weniger wahrscheinlich, daß ihre Anwesenheit eine Vorwärtsleitung einleiten würde. Infolgedessen wird die Freiwerdezeit auch durch diese Wirkung reduziert.
Die Wirkung der verteilten Kurzschlußbereiche 12 innerhalb der leitenden N-Emitterzone 5 ist gemäß der nachfolgenden Gleichung zu beschreiben:
auf, worin
Vr =
(D
worin Vv die Spannung am Emitter-Basis-PN-Obergang 9 infolge einer Kurzschlußsirorndichte Jn des in der P-leitenden Basiszone 2 fließenden Stromes isi, welche einen Flächenwiderstand Ps hat, wobei G ein geometrischer Faktor ist, der auf den Durchmesser »d« und den Abstand »D« zwischen den Kurzschlußbereichen bezogen ist.
Falls der Thyristor nicht durch Elektroneninjektion aus der n-leitendcn Emitterzone 5 EIN-schalten muß, so muß der Wert von Vr auf annähernd 0,5 V für einen herkömmlichen bekannten Thyristor beschränkt werden. Somit ist aus (1)
JnP8G < 0,5
P5, der Flächenwiderstand der p-leitenden ersten Basiszone 2, wird durch die Diffusionsdaten bestimmt. Der geometrische Faktor G ist auf die Größe und den Abstand der Kurzschlußbereiche 12 durch die Gleichungen
1,27 D*-
G =
\ d
21n( -|-0,76
- cm-
für in einer rechteckigen Anordnung angeordnete Kiirzschlußbcrciche und
ds + 2,2
21η (—\- 0.45
ι v.r.._' J - dm-
' dv al
der Beitrag zu /;, ist, der durch die Ladung der Kapazität des PN-Übcrganges 10 zwischen den beiden Basiszonen 1 und 2 durch einen linearen Spannungsanstieg einer angelegten Spannung erzeugt ist. während
die Stromdichte ist. die die Folge der Restladung der n-leitendcn Basiszone und zur Zeit nicht berechenbar ist. Die Stromdichte
Jd.
kann aus praktischen Ergebnissen errechnet werden. Nun ist
worin C die Kapazität des PN-Überganges 10 und durch Diffusionsparanieter bestimmt ist. Die Stromdichte
Jd.,..
ist daher auf die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges und der Anwendungszeit bezogen. Falls die Freiwerdezeit reduziert werden soll, so stellt dies effektiv eine Erhöhung der Stromdichte von
35
dar. da die erforderliche Spannung eher angelegt ist.
d. h. eine Erhöhune von -~ . Um dies zu erzielen.
dt
ohne die Werte der rechten Seite des Ausdruckes ir der Gleichung (1) zu erhöhen, ist eine Reduzierung des Wertes von G erforderlich. Wie aus den Gleichungen (2) und (3) ersichtlich, kann diese Reduzierung von G durch die Reduzierung des Wertes von L erzielt werden, d. h. durch die Reduzierung des Abstandes zwischen den Kurzschlußbereichen. Der Ab stand zwischen den Kurzschlußbercichcn ist dahe:
auf ein Maximum von 300 um beschränkt.
Der Flächenanteil F des Teils der n-leitender Emitterzone, der von den Kurzschlußbereichen cinge nommen ist, ist
für in einer sechseckigen Anordnung angeordnete Kurzschlußbcrcichc bezogen. Eine rechteckige Anordnung ist jene, bei welcher die Stellung, von Punkten in der Mitte zwischen zwei Kurzschlußbcrcichcn, welche einen ausgewählten Kurzschlußbereich umgeben, ein Rechteck ist, während eine sechseckige Anordnung jene ist, bei welcher die Stellung der Punkte in der Mitte zwischen zwei Kurzschlußbereichen, welche einen ausgewählten Kurzschhißbcrcich umgeben, ein Sechseck ist.
Die Stromdichte Jn weist zwei Teile
Jn (Iv und JT
für eine rechteckige Anordnung und
i/
3,46
für eine sechseckige Anordnung.
Derselbe Wert von G, der die Frciwcrdczeit bc stimmt, kann für eine Anzaiil von Kombinationei von Durchmesser und Abstand dci Kurzschlußbc reiche erhalten werden, wobei icdoch der Flächen
anteil F an der gesamten Emittcrfiäche abnimmt, wenn das Verhältnis , zunimmt. In dieser Hinsicht
ist eine sechseckige Anordnung bevorzugt, da der Flächenanleil F der Kurzschlußbereiche für denselben Wert von G kleiner ist.
Darüber hinaus ist die Minimalimpedanz gegenüber der Ausbreitung des eingeschalteten Gebiets in der ersten Emitterzone für dieselbe Kurzschlußwirkung theoretisch erhalten, wenn die kleinsten möglichen Werte von »rf« und »D« verwendet werden. Mit anderen Worten ergeben dicht im Abstand voneinander liegende Kurzschlußbereiche mit kleinem Durchmesser eine bessere Ausbreitung des eingeschalteten Gebiets für dieselbe Reduzierung der Freiwerdezeit. Infolgedessen kann zumindest eine der zuvor erwähnten schädlichen Wirkungen kurzgeschlossener Thyristoren durch eine optimale Bemessung reduziert werden.
Für eine gegebene Kurzschlußwirkung muß sowohl der geometrische Faktor G als auch der Flächenwiderstand der p-leitenden Basiszone berücksichtig! werden. Für typische Thyristoren, die zur Verwendung in NEIN-Schaltungen bestimmt sind und eine Dicke der p-lcitenden Basiszone zwischen 20 und 35 (im aufweisen, wird eine bedeutende Reduzierung der Freiwerdezeit für einen Wert von G von weniger als 5 · 10'4 cm'2 erzielt.
Obwohl das Ziel der Erfindung die Schaffung von Thyristoren mit kleiner Freiwerde-Ausschaltzeit ohne die Notwendigkeit einer Eindiffusion von Gold in den Halbleiterkörper in dem zur Zeit üblichen bekannten Ausmaß ist, ist es vorteilhaft, wenn etwas Gold diffundiert wird, damit die überschüssige Ladung reduziert wird, die in den Basiszonen verbleibt, so daß die Freiwerdezeit weiter herabgesetzt wird. Die Golddiffusion wird jedoch auf jene beschränkt, welche eine optimale Wirkung ohne ernsthafte begleitende Nachteile ergibt.
Es ist jedoch wesentlich, daß nicht einmal ein einziger Punkt der ersten Emitterzone des n-Leitfähigkeitstyps weiter als 300 um von einem Kurzschlußbercich entfernt liegt, um eine wesentliche Herabsetzung der Freiweidezeit zu erreichen. Wenn dieser Abstand auf etwa 225 iim herabgesetzt wird, kann die Freiwerdezeit, wie bei praktischen Versuchen gefunden wurde, durch einen Faktor von 5 gegenüber der Freiwerdezeit eines einsprechenden Thyristors mit einem nicht kurzgeschlossenen Emitter reduziert werden. Falls ein Punkt der Emitterzone, der durch die Emitterkontaklelektrodc kurzgeschlossen weiden soll, nicht kurzgeschlossen wird, dann geht der Vorteil der
ίο herabgesetzten Freiwerdezeil verloren.
Während bei sämtlichen bekannten Thyristoren zwar manche Punkte unter dem bei dem Thyristor nach der Erfindung geforderten Maximalabstand bleiben können, weisen sie stets zumindest einen Punkt auf, der nicht unter diesem Maximalabstand bleibt.
Die öffnungen 12 können an Stelle des Halbleitermaterials der Basiszone ein Metall, wie z. B. Nickel oder Aluminium, enthalten, das einen Teil der Kontaktelektrode 6 bildet und sich durch die Emitterzone hindurch erstreckt, um mit der Basiszone in Kontakt 7ü kommen, woduieh ein Stmmpfad durch diesen Teil der Kontaktelektrode 6 gebildet wird, welchei den Emitter-Basis-PN-Übergang kurzschließt.
Durch die Ausbildung nach der Erfindung werden jedoch Thyristoren erhalten, welche eine herabgesetzte Zündempfindlichkeit haben und bei welchen die Geschwindigkeit der Ausbreitung des »EIN«· Gebiets, wenn gezündet, im Vergleich mit einem entsprechenden Thyristor mit nicht kurzgeschlossenem Emitter herabgesetzt ist. Diese Wirkungen können jedoch reduziert werden, indem die Geometrie vor Steuerelektrode und Kathode und die Geometrie dei eindiffundierten Zonen entsprechend gewählt wird.
Derartige Maßnahmen sind an sich bekannt. Bei der bekannten Zündschaltungen wird die herabgesetzte Zündempfindlichkeit nicht als ein ernsthafter Nachteil betrachtet, weil es bekannt ist, daß Zündimpulse ohne weiteres erzeugt werden können, welche einer Zündstrom von etwa 1 A ergeben. Durch solche Zündimpulse konnten auch Versuchsausführunger des Thyristors nach der Erfindung eingeschaltet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
$09 524/25<

Claims (3)

  1. Patentansprüche:
    -1. Thyristor mit einer Verteilung von Kurzschlußbereichen über den ersten Emitter-Basis-PN-Übergang, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbereiche (12) so angeordnet sind, daß kein Punkt in der ersten Emitterzone (S) weiter als 300 Mikrometer (μπι) von dem Außenumfang eines Kurzschlußbereiches (12) to entfernt liegt.
  2. 2. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbereiche das Kontaktmetall der ersten Emitter-Kontaktelektrode aufweisen, das sich durch Öffnungen der ersten Emitterzone hindurch bis zu der ersten Basiszone erstreckt.
  3. 3. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbereiche (12) das Halbleitermaterial der ersten Basiszone (2) aufweisen, das sich durch öffnungen der Emitterzone (5) hindurch bis zum Kontaktmetall der ersten Emitter-Kontaktelektrode (6) erstreckt.
DE19732339440 1972-08-04 1973-08-03 Thyristor Pending DE2339440B2 (de)

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DE2339440A1 DE2339440A1 (de) 1974-02-28
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JPS50123282A (de) * 1974-03-15 1975-09-27
CH598696A5 (de) * 1976-10-08 1978-05-12 Bbc Brown Boveri & Cie
DE3017584C2 (de) * 1980-05-08 1982-12-23 SEMIKRON Gesellschaft für Gleichrichterbau u. Elektronik mbH, 8500 Nürnberg Thyristor

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