DE2406866A1

DE2406866A1 - Halbleitersteuergleichrichter

Info

Publication number: DE2406866A1
Application number: DE19742406866
Authority: DE
Inventors: Yoshio Terasawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-02-14
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1974-08-29
Also published as: JPS5532027B2; DE2406866B2; DE2406866C3; SE399609B; JPS49107184A; US3943548A

Description

Patentanwälte Dlpl.-Ing. R. BEETZ sen.
Dlpl-Ing. K. LAMPRECHT

Dr.-Ing. R. BEETZ Jr.
• Manchen 22, Steinsdorfetr. 11

81-22.182P(22.183H) 13- 2. 1974

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Halbleitersteuergleichrichter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Halbleitersteuergleichrichter, der durch einen von einer Torelektrode zugeführten Torstrom eingeschaltet wird.

Ein Halbleitersteuergleichrichter, der durch einen Torstrom eingeschaltet wird, umfaßt allgemein eine Halbleiterunterlage eines pnpn-Aufbaus, der aus vier zusammenhängenden Schichten von abwechselnd verschiedenen Leitungstypen, einem Paar von Hauptelektroden im Ohmschen Kontakt mit der freiliegenden Oberfläche der äußeren p-Schicht bzw. der äußeren η-Schicht und einer Torelektrode im Kontakt mit dem frei-

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liegenden Oberflächenteil einer der Zwischenschichten besteht. Der in den nicht leitenden Zustand gebrachte Vierschichtbereich zwischen den Hauptelektroden wird leitend gemacht, und ein Laststrom beginnt in einem solchen Halbleiter Steuergleichrichter zu fließen, wenn Torspannung an die Torelektrode und die Hauptelektrode im Kontakt mit der äußeren Schicht angelegt wird, die an die Zwischenschicht im Kontakt mit der Torelektrode angrenzt, um einen Fluß von Tor strom durch diese zwei Elektroden in einem Zustand zu bewirken, in dem Vorspannungsspannung zur Rückwärtsvorspannung des pn-Überganges, der zwischen den Zwischenschichten gebildet ist, an den entgegengesetzten Hauptelektroden angelegt ist. Der Halbleitersteuergleichrichter wird also "eingeschaltet", wenn er in einem solchen nicht leitenden Zustand leitend gemacht wird.

Der Einschaltmechanismus des Halbleitersteuergleichrichters, der durch den von der Torelektrode zugeführten Tor strom eingeschaltet wird, ist derart, daß eine kleine Zone des Vier Schichtbereichs in der Nachbarschaft der Torelektrode anfänglich im Ansprechen auf die Zuführung des Torstroms eingeschaltet wird und diese zuerst eingeschaltete Zone mit dem Zeitablauf wächst, bis der gesamte Bereich eingeschaltet ist. Wenn daher die Anstiegsgeschwindigkeit di/dt des einfließenden Stromes während des Einschaltens des Halbleitersteuergleichrichters beträchtlich hoch ist, wird auch die Dichte des Laststroms in der begrenzten Zone des Vierschichtbereichs in der Nähe der Torelektrode (d. h. in der geringen anfänglich eingeschalteten Teilzone) übermäßig groß, und die Temperatur in dieser Zone steigt unzulässig bis zu einer solchen Höhe an, daß der Halbleitersteuergleichrichter schließlich einen Wärmezusammenbruch erleiden kann.

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Es wurden bereits verschiedene Methoden vorgeschlagen, um dieses unzulässige Wärmeversagen durch Steigerung der Fähigkeit des Halbleitersteuergleichrichters, eine starke Eingangsstromanstiegsgeschwindigkeit di/dt auszuhalten, zu verhindern. Beispielsweise wurde ein Vorschlag gemacht, wonach die Torelektrode eines Halbleitersteuergleichrichters ringförmig ausgebildet wird, so daß der anfängliche Leitzustand am gesamten Umfang des Vierschichtbereichs gegenüber der ringförmigen Torelektrode auftreten kann. Jedoch ist dieser Vorschlag noch insofern unvollkommen, als ein übermäßig starker Torstrom zum Einschalten des Halbleitersteuergleichrichters erforderlich ist.

Die am meisten erwünschte Bedingung für einen Halbleitersteuergleichrichter ist, daß eine möglichst große Zone des Halbleitersteuergleichrichters mit einer geringen Tor strom leistung schnell eingeschaltet werden kann. Ein Halbleitersteuergleichrichter eines Verstärkungstortyps ist als einer von denen bekannt, die diese Bedingung erfüllen. Ein solcher Halbleiter Steuergleichrichter ist z. B. in der US-PS 3 526 815 (schwedischen PS 311 701) beschrieben und umfaßt eine Halbleiterunterlage, die aus vier zusammenhängenden Schichten von pnpn-Aufbau besteht, wobei die äußere η-Schicht dieser Halbleiterunterlage eine Hauptzone und eine Hilfszone enthält, die von der Hauptzone durch einen Teil der angrenzenden Zwischenschicht isoliert ist und einen geringeren Querschnitt als den der Hauptzone aufweist, wobei weiter ein Paar von Hauptelektroden in Ohmschem Kontakt mit der Oberfläche der äußeren p-Schicht und der Oberfläche der Hauptzone der äußeren η-Schicht angebracht, eine Torelektrode sich im Kontakt mit dem an die Hilfszone angrenzenden und von der Hauptzone entfernten Teil der Zwischenschicht

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befindet und schließlich eine Hilfselektrode die Oberfläche der Hilfszone mit der Zwischenschicht verbindet. Der Einschaltmechanismus dieses Halbleitersteuergleichrichters ist derart, daß der Vierschichtbereich oder "Hilfsthyristor", dessen Endschicht die Hilfszone ist, anfänglich durch einen von der Torelektrode zugeführten Torstrom eingeschaltet und ein aufgrund des Einschaltens des Hilfsthyristors fließender Laststrom als Torstrom zum Einschalten des Vierschichtbereichs, dessen Endschicht die Hauptzone ist, d. h. zum Einschalten des "Hauptthyristors" verwendet wird. Ein solcher Halbleitersteuergleichrichter läßt sich mit einem geringen Torstrom schnell über einen weiten Volumenteil oder Querschnitt einschalten. Jedoch ist auch dieser Halbleitersteuergleichrichter noch nicht völlig befriedigend. Genauer gesagt, muß aufgrund der Tatsache, daß die Einschaltzone des Hauptthyristors durch die Länge der Hilfselektrode gegenüber der Hauptzone bestimmt wird, der dem Hauptthyristor zugeführte Tor strom, d.h. der aufgrund des Einschaltens des Hilfsthyristors fließende Laststrom mit dem Wachsen der Länge der Hilfselektrode gegenüber der Hauptzone verstärkt werden, und um den aufgrund des Einschaltens des Hilfsthyristors fließenden Laststrom zu verstärken, muß der von der Torelektrode zugeführte Torstrom stärker sein, um die Einschaltzone des Hilfsthyristors zu erweitern. Daher ist dieser bekannte Halbleitersteuergleichrichter insofern unvollkommen, als der Torstrom stärker gemacht werden muß, um die Eignung, eine hohe Eingangsstromanstiegsgeschwindigkeit di/dt während des Einschaltens des Gleichrichters auszuhalten, zu steigern, obwohl er klein im Vergleich mit dem ist, der im Fall der ringförmigen Torelektrode erforderlich ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleitersteuer-

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gleichrichter neuen Aufbaus anzugeben, bei dem sich eine große Zone mit geringem Torstrom einschalten läßt. Dabei soll sich der Torstrom wirksam zum Einschalten der Anordnung ausnutzen lassen, der Gleichrichter soll ohne stärkeren Tor strom als bei bekannten Anordnungen mit verbessertem Wirkungsgrad der Ladungsträgerinjektion von der äußersten Schicht in die angrenzende Zwischenschicht arbeiten, und der Gleichrichter soll eine erhöhte Eignung (oder Schaltleistungskapazität) zum Aushalten einer hohen Eingangsstromanstiegsgeschwindigkeit di/dt während des Einschaltens der Anordnung aufweisen.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist der im Hauptpatentanspruch gekennzeichnete Halbleitersteuerg leichrichter.

Die Erfindung gibt also einen Halbleitersteuergleichrichter an, der eine Vierschichthalbleiterunterlage von pnpn-Aufbau, ein Paar von Hauptelektroden im Kontakt mit der äußeren p-Schicht bzw. der äußeren n-Schicht und eine Torelektrode im Kontakt mit einer der Zwischenschichten umfaßt, die einen pn-übergang zwischen sich und der daran angrenzenden äußeren Schicht bildet, wobei erfindungsgemäß der von der Torelektrode zugeführte Torstrom in die an die Zwischenschicht mit der daran angebrachten Torelektrode angrenzende äußere Schicht durch einen Teil des pn-Überganges fließt, welcher Teil parallel zur Oberfläche der äußeren Schicht im Kontakt mit der Hauptelektrode ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Aufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Halbleitersteuergleichrichters gemäß der Erfindung ,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Aufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 einen schematischen Schnitt nach der linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Aufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 8 einen schematischen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 eine schematische Aufsicht eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 10 einen schematischen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 eine schematische Aufsicht eines sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

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Fig. 12 einen schematischen Schnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 11,

Fig. 13 eine schematische Aufsicht eines siebten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 14 einen schematischen Schnitt nach der Linie XIV-XIV in Fig. 13, und

Fig. 15 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ergebnisse von Messungen der verbrauchten Leistung in Abhängigkeit von der Zeit während des Einschaltens eines bekannten Halbleitersteuergleichrichters und einiger Formen des Halbleitersteuergleichrichters gemäß der Erfindung.

Der Halbleiter Steuergleichrichter gemäß der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß er eine Halbleiterunterlage, die aus wenigstens drei zusammenhängenden Schichten von abwechselnd verschiedenen Leitungstypen besteht, ein Paar von Hauptelektroden im Ohmschen Kontakt mit den äußersten Schichten der Halbleiterunterlage, eine Torelektrode im Kontakt mit der Zwischenschicht der Halbleiterunterlage und Mittel zum Lenken eines über die Torelektrode zugeführten Torstroms in die äußerste Schicht, die an die Zwischenschicht angrenzt, die im Kontakt mit der Torelektrode ist und einen pn-übergang zwischen sich und dieser äußersten Schicht bildet, derart aufweist, daß der Torstrom in diese äußerste Schicht durch den Teil des pn-Überganges fließen kann, welcher Teil parallel zur Oberfläche der äußersten Schicht ist. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun anhand der Figuren erläutert werden:

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Gemäß Fig. 1 und 2, die ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleitersteuergleichrichters veranschaulichen, besteht eine Halbleiterunterlage 11 aus vier Schichten mit abwechselnd verschiedenen Leitungstypen, die zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Hauptoberflächen 111 und 112 ausgebildet sind. Und zwar besteht die Halbleiterunterlage 11 aus einer p-Emitterschicht P„, ei-

Ei

ner n-Basisschicht N , einer p-Basisschicht P_n und einer n-Emitter-

D ti

schicht N„, die in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. Ein Paar

Ei

von Hauptelektroden 12 und 13 sind im niedrigohmsehen Kontakt mit den Schichten P_n, bzw. N an den Hauptoberflächen 111 bzw. 112 an-

Ci Er

gebracht. Ein Leiter 14 ist im Kontakt mit dem freiliegenden Teil der Schicht P an der Hauptoberfläche 112, um als Torelektrode zu dienen, und eine Nut 15 ist zwischen dem Leiter 14 und der Schicht N in der

El

Nähe des Leiters 14 ausgebildet. Vorzugsweise ist diese Nut 15 in der Schicht P_ so gestaltet, daß sie einen Abstand zwischen den Schichten N und P definiert und eine Tiefe aufweist, die angenähert gleich der

Ej D

Tiefe der Schicht N in der Richtung der Laminierung der Halbleiterschichten ist.

Bei dem Halbleitersteuergleichrichter mit diesem Aufbau fließt ein Steuersignalstrom i (im folgenden als Torstrom bezeichnet), der vom Leiter 14 der Hauptelektrode 13 zugeführt wird, in die Schicht N

aufgrund der Anwesenheit der Nut 15 zwischen den Schichten N und P

Ei D

durch den Teil des pn-Überganges J₀ zwischen den Schichten N und P , welcher Teil parallel zur Hauptoberfläche 112 ist. Gewöhnlich werden die Schichten P , N , P und N im in Fig. 1 und 2 veranschaulichten ·

ti D D Ei

Halbleitersteuergleichrichter durch Eindiffundieren von Verunreinigungen in ein Halbleiterplättchen eines von beiden Leitungstypen gebildet, oder

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nur die Schichten P₁^, N_ und P_n werden durch Diffusion von Verunreinigungen erzeugt, während die Schicht N durch Einlegieren eines Verunreinigungsmetalls erhalten wird. Es ist üblich bekannt, daß die Verunreinigungskonzentration einer durch Diffusion gebildeten Schicht nach und nach zu einer der Oberflächen hin anwächst und an dieser Oberfläche am höchsten ist. So ist unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Schicht N ziemlich dünn ist, der Unterschied zwischen der Verunreinigungskonzentration der Schicht P_R an einer Seite des pn-Überganges J und der der Schicht N an der anderen Seite des pn-Überganges J an dem Teil des pn-Überganges J am größten, welcher Teil parallel zur Oberfläche 112 liegt, und sinkt nach und nach an Teilen, die der Hauptoberfläche 112 näher sind. Es sei angenommen, daß der Wert des durch den pn-Übergang durchgehenden Stroms konstant ist. Dann ist die Menge der injizierten Ladungst rager um so größer, je größer diese "Verunreinigungskonzentrationsdifferenz ist. Mit anderen Worten wächst der Wirkungsgrad der Ladungsträgerinjektion mit der Steigerung der Verunreinigungskonzentrationsdifferenz. Andererseits können die von der Schicht N in die Schicht P injizierten Ladungsträger zum Einschalten des Halbleitersteuergleichrichters nicht beitragen, falls sie nicht die in der Nachbarschaft des pn-Überganges J zwischen den Schienten P und N gebildete Verarmungsschicht erreichen. Dies bedeutet,

ß D

daß, um die von der Schicht N injizierten Ladungsträger wirksam zum

Ji

Einschalten des Halbleitersteuergleichrichters nutzbar zu machen, die Ladungsträger zweckmäßig durch den pn-Übergang J injiziert werden, der dem pn-Übergang J„ am nächsten ist.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Halbleitersteuergleichrichter werden die Ladungsträger von der Schicht N_, in die Schicht P₀ an dem

Ii D

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Teil des pn-Überganges J injiziert, welcher Teil parallel zur Hauptoberfläche 112 ist, wobei dieser Teil dem pn-übergang J am nachsten liegt und eine Lage aufweist, wo der Unterschied zwischen der Verunreinigungskonzentration der Schicht JNL und der der Schicht P_D

ti D

am größten ist. Auf diese Weise ist die Menge der injizierten Ladungsträger bei gleichem Tor strom wert größer, als wenn die Nut 15 nicht vorhanden ist, und auch die Menge der Ladungsträger, die den pn-übergang J erreichen, ist größer, als wenn die Nut 15 nicht vorgesehen ist. Daher läßt sich der Halbleiter Steuergleichrichter gemäß der Er=- findung mit einem kleinen Torstrom einschalten.

Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbsispiel der Erfindung , wobei es sich praktisch ura eine Variante des in Fig. 1 und 2 dargestellten Halbleitersteuergleichrichters handelt. Gemäß Fig. 3 und 4 ist eine erste Hilfszone 16 vom η-Typ, die die Nut 15 ersetzt, in der Schicht P_D zwischen dem Leiter 14 und der Schicht N_n, in ge-

D ti

eignetern Abstand vom Leiter 14 und der Schicht N so ausgebildet,

Is

daß diese Zone 16 die gleiche Funktion wie die der Nut 15 in Fig. 1 und 2 erfüllen kann. Ein solcher Aufbau liefert den Vorteil der Verringerung des Torstroms wie bei dem in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel. Außerdem ist dieser Aufbau insofern vorteilhaft, als die Hilfszone 16 gleichzeitig mit der Schicht N durch Diffusion gebildet werden kann, die Bildung der Hilfszone 16 also einfacher als die Schaffung der Nut 15 gemäß Fig. 1 und 2 ist. Außerdem weist dieser Aufbau noch den Vorteil auf, daß sich die Hilfszone 16 mit einer beliebig geringen Breite ausbilden läßt.

Fig. 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der ErJindung,

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nach dem der Halbleitersteuergleichrichter mit einem Torstromwert arbeiten kann, der noch niedriger als der beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel liegt. Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist an sich eine Variante des in Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiels. Gemäß Fig. 5 und 6 ist in der Schicht P eine zweite Hilfszone 17 vom η-Typ an der von der Schicht N abgewandten Seite der ersten

ti

Hilfszone 16 und in gewissem Abstand von dieser Hilfszone 16 ausgebildet, und der Leiter 14 ist im Kontakt mit dem Oberflächenteil der Schicht P_ zwischen der ersten Hilfszone 16 und der zweiten Hilfs-

zone 17.

Es sei nun eine Ebene χ betrachtet, die parallel zur Hauptoberfläche 112 ist und in der Schicht P„ eines solchen Halbleiter steuer-

gleichrichters liegt. Es wird angenommen, daß S (o) der Widerstand zwischen dem Leiter 14 und der Lage χ = ο auf der angenommenen und dargestellten Ebene χ ist und 5 (x) der Widerstand (Ebenenwiderstand) zwischen der Lage χ = ο und einer willkürlich gewählten Lage auf der Ebene χ ist. Dann ergibt sich der Widerstand R (x) zwischen dem Leiter 14 und der willkürlich gewählten Lage auf der Ebene χ durch die Beziehung R (x) = 5 (o) + £(x). Die Torstromverteilung i (x) auf der Ebene χ wird dann

^VG ^VG

¹G ^{X) ⁼ R (χ) " δ (ο) + δ (χ) worin V^ die Torspannung ist.
Daher gilt

d " (i5 (o) +i(x))² dx

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und die Abfallgeschwindigkeit des Torstroms längs der Ebene χ verringert sich mit dem Anstieg des Widerstandes (o) zwischen dem Leiter 14 und der Lage χ = o. Wenn daher der Abstand zwischen der ersten Hilfszone 16 und der zweiten Hilfszone 17 verringert wird, um den Widerstand des Teils der Schicht P zwischen der ersten Hilfszone

16 und der zweiten Hilfgzone 17 zu steigern, läßt sich die Länge des Teils (x = a in Fig. 6) des pn-Überganges J zwischen den Schichten N und P_n, welcher Teil parallel zur Hauptoberfläche 112 ist, ver-

Ei D

größern, um somit den durch den Tor strom i„ eingeschalteten Querschnitt zu erweitern.

Dabei läßt sich ein dem oben beschriebenen ähnlicher Effekt erreichen, indem man die erste Hilfszone 16 und die zweite Hilfszone an ihren entgegengesetzten Enden verbindet oder eine Nut wie in Fig. und 2 anstelle solcher Hilfszonen vorsieht.

Fig. 7 und 8 veranschaulichen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine größere Zone als die beim bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps beim Ansprechen auf das Zuführen eines gleichen Torstroms wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel anfänglich eingeschaltet werden kann. Dieses vierte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des in Fig. 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels. Gemäß Fig. 7 und 8 sind eine ringförmige dritte Hilfszone 18 vom η-Typ und eine ringförmige vierte Hilfszone 19 vom η-Typ parallel zueinander zwischen der ersten Hilfszone 16 und der Schicht N unter im wesentlichen gleichen Abständen ausgebildet und reichen in die Schicht P_D längs des Außenrandteils der Schicht

N hinein. Ein ringförmiger Leiter 20 ist im Kontakt mit dem Ober-

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flächenteil der Schicht P_n zwischen der dritten Hilfszone 18 und der vierten Hilfszone 19 und mit dem Oberflächenteil der vierten Hilfszone 19, die zur ersten Hilfszone 16 näher liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die vierte Hilfszone 19 anfänglich im Ansprechen auf die Zuführung des Torstroms i_p vom Leiter 14 eingeschaltet. Der aufgrund der Einschaltung der vierten Hilfszone 19 auftretende Einschaltstrom i fließt durch die vierte Hilfszone 19, den Leiter 20 und den Teil der Schicht P_n zwischen der dritten Hilfszone 18 und der

vierten Hilfszone 19, um durch den Teil des pn-Überganges J zwisehen den Schichten N und P₀ in die Hauptelektrode 13 zu fließen,

Ej D

welcher Teil zur Hauptoberfläche 112 parallel liegt. So wirkt dieser Strom i als Tor strom zum Einschalten des Außenrandkantenteils der Schicht N_ gegenüber dem Leiter 20. Ein solcher Einschaltmechanis-

Cj

raus ist ähnlich dem des Verstärkungstortyps. Erfindungsgemäß fließen jedoch der vom Leiter 14 zur vierten Hilfszone 19 fließende Torstrom und der vom Leiter 20 zur Schicht N„ fließende Einschaltstrom

Ej

in die Hauptelektrode 13 durch die Teile der entsprechenden pn-Übergänge J ' und J zwischen der vierten Hilfszone 19 und der Schicht P₀ bzw. zwischen den Schichten N„ und P_n, welche Teile parallel zur

O Cj D

Hauptoberfläche 112 liegen. Daher lassen sich der Tor stromwert und der Einschaltstromwert auf weniger als die Werte beim bekannten Verstärkung stortyp verringern, wenn die Eignung zum Aushalten der Eingangsstromsteigerungsgeschwindigkeit di/dt die gleiche ist und der gleiche Querschnitt anfänglich eingeschaltet wird. Mit anderen Worten läßt sich das Schaltleistung s ver halten erfindungsgemäß im Vergleich mit dem bekannten Verstärkungstortyp beträchtlich verbessern, wenn gleiche Tor strom- und Einschaltstrom werte wie beim damit verglichenen bekannten Halbleiter Steuergleichrichter vorausgesetzt werden. Es

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wurde experimentell bestätigt, daß sich erfindungsgemäß die Schaltleistungskapazität um etwa 30 % steigern läßt.

Obwohl die dritte Hilfs zone 18, die vierte Hilfs zone 19 und der Leiter 20 indem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel mit ringförmiger Gestalt um den Umfang der Schicht N vorgesehen sind, müssen diese Teile nicht notwendig ringförmig sein, da sich ihre Gestalt nach dem gewünschten Querschnitt richtet, der anfänglich eingeschaltet wird. Weiter könnte, obwohl in dem in Fig. 7 und dargestellten Ausführungsbeispiel die erste, zweite, dritte und vierte Hilfszone 16, 17, 18 und 19 vom η-Typ vorgesehen sind, auch eine Nut, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, mit Ausnahme des der vierten Hilfszone 19 entsprechenden Teils vorgesehen sein, um die gleiche Wirkung entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 zu erzielen.

Weiter lassen sich die Ziele der vorliegenden Erfindung auch ohne die Anordnung der zweiten Hilfszone 17 oder der ersten Hilfszone 16 und der zweiten Hilfszone 17 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und erzielen. Dabei erhöht sich der Torstromwert etwas im Vergleich mit dem Fall, wo die zweite Hilfszone 17 oder die erste Hilfszone 16 und die zweite Hilfszone 17 vorgesehen sind. Jedoch läßt sich der anfänglich eingeschaltete Querschnitt der Schicht N durch die Wirkung der dritten Hilfszone 18 und der vierten Hilfszone 19 im Vergleich mit dem bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps steigern, wenn der gleiche Torstrom wert wie beim bekannten Halbleitersteuergleichrichter vorausgesetzt wird.

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Fig. 9 und 10 veranschaulichen ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem sich der anfänglich eingeschaltete Querschnitt trotz eines nur geringen Tor strom wertes wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 erweitern läßt. Beim Halbleitersteuergleichrichter nach Fig. 9 und 10, der eine Abwandlung des in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiels ist, läßt sich die durch den Torstrom eingeschaltete Zone erweitern Hind die Schaltleistungskapazität steigern. Gemäß Fig. 9 und 10 ist die Beziehung zwischen den Leitern 14 und 20 gegenüber der nach Fig. 7 und 8 umgekehrt, so daß ein Teil i des

Torstroms i_ in den Teil der Schicht N gegenüber dem Leiter 20 fließen kann, wodurch die durch den Tor strom eingeschaltete Zone erweitert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Leiter 20 verhältnismäßig dicht beim Leiter 14 angeordnet, so daß die Dichte j des Torstromteils i__H, der in den Leiter 14 fließt, größer als die Dichte j 131

des Torstromteils i_„ ist, der in die Schicht 3NL fließt. Daher beginnt der Einschaltstrom i , im Ansprechen auf die Zuführung des Torstrom-

teüs i_ „ anfänglich in den Teil direkt unterhalb des Leiters 14 zu flie-CiI

ßen, und dann fließt ein Einschaltstrom i im Ansprechen auf die Zuführung des Torstromteils i_ro- Nach diesem Ausführungsbeispiel können die Torstromteile i . und i_„ einen weiten Querschnitt auch dann einschalten, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit des Laststroms (di_/dt) im Anfangsstadium des Einschaltvorgangs derart verhältnismäßig klein ist, daß der an die Hauptelektrode 13 angrenzende Teil durch den Einschaltstromteil i , der durch den Leiter 14 in die Hauptelektrode 13 fließt, nicht eingeschaltet werden kann. Bei dem bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps war es nicht möglich, anfänglich einen weiten Querschnitt einzuschalten, falls nicht der di,Vdt-

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Wert in der Anfangsperiode des Einschaltvorgangs beträchtlich höher war.

Weiter unterscheidet sich bei den bekannten Halbleitersteuergleichrichtern des Verstärkungstortyps der anfänglich im Umfangsteil der Schicht N gegenüber dem Leiter eingeschaltete Querschnitt

Ei

von Gleichrichter zu Gleichrichter, und die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Einschaltquerschnitts variiert ebenfalls unter den einzelnen Gleichrichtern, wenn der di /dt-Wert in der Anfangsperiode des Einschaltvorganges gering ist. Daher war ein System mit einer Parallelschaltung einer Mehrzahl solcher bekannter Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkung stör typs insofern fehlerhaft, als die Einschaltstromwerte der einzelnen Gleichrichter innerhalb eines weiten Bereichs fluktuierten, was zu einem Ungleichgewicht oder zu einer Unausgeglichenheit der Einschaltstromverteilung unter den einzelnen Gleichrichtern führte, wenn der di„/dt-Wert im Anfangsstadium des Einschaltvorganges gering war und kein Verstärkungseffekt erwartet werden konnte. Ein solcher Nachteil wird erfindungsgemäß beseitigt, da auch bei geringem di /dt-Wert im Anfangsstadium des Einschaltvorganges und bei nicht zu erwartendem Verstärkungseffekt ein bestimmter Querschnitt im Umfangsteil der Schicht N gegenüber dem Leiter 20 verläßlich

Et

durch den Torstromteil i entsprechend vorstehenden Erläuterungen eingeschaltet werden kann.

Weiter hat das oben erwähnte Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile gegenüber dem bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps: Wenn beim bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps der Haltestrom von der zweiten Torelektrode

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zur Kathode fließt, tritt zwischen diesen Elektroden ein Spannungsabfall auf. Dagegen tritt bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ein solcher Spannungsabfall nicht auf, da der Umfang der Schicht N gegenüber dem Leiter 14 unverzüglich auch durch einen geringen Torstrom eingeschaltet wird. So ist bei diesem Ausführungsbeispiel die "Fingerspannung", d. h. die mindestens erforderliche vorwärts angelegte Spannung zum Einschalten des Gleichrichters geringer als die beim bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkingstortyps. Wenn zwei Halbleitersteuergleichrichter mit verschiedenen Fingerspannungen parallel geschaltet werden, wird der Gleichrichter mit der niedrigeren Finger spannung zunächst eingeschaltet. Der andere Gleichrichter wird nicht eingeschaltet, bis die vorwärts daran angelegte Spannung aufgrund des Anstiegs des Vorwärtsstroms durch den Gleichrichter, der bereits eingeschaltet wurde, seine Finger spannung erreicht. So ist demnach die Unausgeglichenheit der Vorwärtsströme durch die zwei Gleichrichter bei diesem Ausführungsbeispiel, die direkt parallel geschaltet sind, geringer als diejenige beim bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel lassen sich geeignete Abwandlungen hinsichtlich der vier Hilfszonen 16 bis 19 und des Leiters 14 vornehmen, wie im Zusammenhang mit dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Fig. 11 und 12 veranschaulichen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit dem zusätzlich zu den verschiedenen Zielsetzungen der Erfindung eine neue Wirkung der Verhinderung eines unerwünschten Einschaltens des Halbleitersteuergleichrichters aufgrund eines

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starken Temperaturanstieges oder einer zu großen Anstiegsgeschwindigkeit dv/dt der an die Anordnung angelegten Vorwärtsspannung erzielt wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Art Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels nach den Fig. 5 und 6 und unterscheidet sich hiervon dadurch, daß die erste Hilfszone 16 und die zweite Hilfszone 17 so ausgebildet sind, daß sie die Schicht N umgeben, wobei ein Leiter 20 in der Nähe des Leiters 14 auf der Oberfläche der Schicht P_ angebracht und eine Mehrzahl von kleinen Zonen 21 vom η-Typ vorgesehen sind, um lokal die Schicht N mit der ersten Hilfszone 16 zu

Et

verbinden j die zur Schicht N näher als die zweite Hilfszone 17 ist.

Er

Bei diesem Halbleiter Steuergleichrichter mit dem geschilderten Aufbau wird der Verschiebungsstrom, der durch Anlegen der Vorwärtsspannung an die Anordnung in den Umfangsteil der Schicht N fließt, oder Leckstrom aufgrund eines Temperaturanstiegs in einen Teil, der direkt in die Schicht N fließt, und einen anderen Teil unterteilt, der von der ersten Hilfszone 16 und der zweiten Hilfszone 17 durch die kleinen Zonen 21 in die Schicht N„ fließt. So läßt sich die Stromdichte an den Teilen, wo diese Stromanteile in die Schicht N fließen, verrin-

Et

gern, um eine unerwünschte betriebswidrige Einschaltung des Halbleitersteuergleichrichters zu veräindern. Der elektrische Widerstand der kleinen Zonen 21 in der Richtung von der ersten Hilfszone 16 zur Schicht

N_n, wird zweckmäßig auf einer untersten Grenze gewählt, die die Ein-Js

schaltung des Halbleitersteuergleiclirichters durch den Einschaltstrom nicht hindert. Eine der vorstehend beschriebenen ähnliche Wirkung läßt sich durch Ersetzen dieser kleinen Zonen 21 durch geeignete äußere Widerstände erreichen.

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Bei dem in den Fig. 11 und 12 dargestellten Halbleitersteuergleichrichter ist der Leiter 20 einfach auf der Schicht P_n angeordnet, doch ist klar, daß auch die in den Fig .1-4 veranschaulichten Einzelheiten hierfür bei Bedarf eingesetzt werden können. Weiter können die kleinen Zonen 21, von denen bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel Gebrauch gemacht wird, auch im Rahmen des fünften, in Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiels Verwendung finden.

Wenn solche kleinen Zonen wie die Zonen 21 im sechsten Ausführungsbeispiel bei den Beispielen nach Fig. 7-12 verwendet werden, ist es erforderlich, für eine hohe Eignung zum Aushalten einer großen Geschwindigkeitsänderung dv/dt einer vorwärts angelegten Spannung zu sorgen, wozu der Leiter 20 (Fig. 7-8) oder 14 (Fig. 11 - 12) weiter erstreckt wird und die vierte Zone 19 (Fig. 7-8) oder die Zone (Fig. 11 - 12) kreuzt, um im Kontakt mit einem Teil der Oberfläche der Schicht P_n zu sein, welcher Teil weit vom Leiter 14 (Fig. 7-8) oder 20 (Fig. 11 - 12) ist, bzw. wozu der Leiter 14 so ausgedehnt werden muß, daß er die Gesamtheit der Zone 17 überdeckt und im Kontakt mit Teilen der Oberfläche der Schicht P (Fig. 9 - 10) ist.

Fig. 13 und 14 veranschaulichen ein siebentes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich etwas von den vorangehenden Ausführungsbeispielen, indem die n-Schicht N in einen mittleren kreisförmigen Teil und einen diesen Teil umgebenden ringförmigen Teil unterteilt ist, die dritte Hilfszone 18 und die vierte Hilfszone 19 von offenendiger ringförmiger Gestalt mit einander zugewandten offenen Enden und in der p-Schicht P_n in wesentlich

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gleichen Abständen zwischen dem mittleren kreisförmigen Teil und dem ringförmigen Teil der η-Schicht N angeordnet sind, der Leiter 20 ebenfalls von offenendiger ringförmiger Gestalt und auf dem Teil der Oberfläche der Schicht P_n zwischen der dritten Hilfszone 18 und

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der vierten Hilfszone 19 zwecks Kontakts mit der Oberfläche dieser Hilfszonen 18 und 19 angeordnet ist und der Leiter 14 von bogenförmiger Gestalt und auf dem Teil der Oberfläche der Schicht P₀ zwischen

den offenen Enden des Leiters 20 vorgesehen ist. Der Einschaltmechanismus dieses Halbleitersteuergleichrichters ist derart, daß die dritte Hilfszone 18 und die vierte Hilfszone 19 anfänglich durch den vom Leiter 14 diesen Hilfszonen 18 und 19 zugeführten Torstrom eingeschaltet werden und dann der mittlere kreisförmige Teil und der ringförmige Teil der Schicht N in einer der im Zusammenhang mit den vorangehen-

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den Ausführungsbeispielen beschriebenen ähnlichen Weise eingeschaltet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel fließt der vom Leiter 14 zugeführte Tor strom in die dritte Hilfszone 18 und in die vierte Hilfszone 19 eher, als daß er in die Schicht N fließt. Weiter können bei diesem

Cj

Ausführungsbeispiel kleine Hilfszonen 23 von bogenförmiger Gestalt unterhalb des Leiters 14 ausgebildet sein. Der Halbleitersteuergleichrichter mit einem solchen Aufbau ist insofern vorteilhaft, als sich seine Eignung bzw. Kapazität zum Aushalten des di /dt-Wertes im Anfangsstadium des Einschaltvorgangs auf höhere Werte als die des fünften und des sechsten Ausführungsbeispiels steigern läßt.

Um bei den in den Fig. 7-14 dargestellten Ausführungsbeispielen eine höhere Schaltleistungskapazität zu erreichen, bildet man die durch einen Torstrom vom entsprechenden Leiter einzuschaltende vierte

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oder dritte Zone so aus, daß sie eine weiter erstreckte Ausdehnung hat. Praktisch macht man z.B. den Teil der vierten oder dritten Zone, der dem Leiter gegenüberliegt, von größerem Querschnitt als den anderen Teil der Zone, oder man verbindet die vierte und die dritte Zone miteinander.

Fig. 15 zeigt die Meßergebnisse des Leistungsverlusts bzw. -Verbrauchs i„ χ v_, (kW), wenn Strom von Sinuswellenform mit einem

r r

Spitzenwert von 2000 A und einer Impulsbreite von 80 u see einem bekannten Halbleitersteuergleichrichter des Verstärkungstortyps bzw. einigen Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Halbleitersteuergleichrichters zugeführt wird. Der Laststrom beginnt beider Zeit t = ο zu fließen. Die Kurve A entspricht dem Leistungsverbrauch des bekannten Verstärkungstortyp-Halbleitersteuergleichrichters, die Kurve B dem Leistungsverbrauch des Gleichrichters nach dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die Kurve C dem Leistungsverbrauch des Gleichrichters nach dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung und die Kurve D dem Leistungs verbrauch einer Kombination des sechsten und des siebten Ausführungsbeispiels der Erfindung (d.h. der Kombination, bei der der Leiter 20 im sechsten Ausführungsbeispiel elektrisch mit dem Leiter 20 im siebten Ausführungsbeispiel verbunden ist). Die Länge des Leiters gegenüber der Schicht N ist im Fall der Kurve A 16,4 mm, im Fall der Kurve B 12,4 mm, im Fall der Kurve C 26,2 mm und im Fall der Kurve D 38,6 mm. Die in Fig. 15 veranschaulichten Meßergebnisse lassen erkennen, daß sich der Temperaturanstieg in der durch den Torstrom eingeschalteten Zone erfindungsgemäß erheblich reduzieren läßt. Daher weist der erfindungsgemäße Halbleitersteuergleich-

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richter eine vorzügliche di/dt-Eignung bzw. -Kapazität im Vergleich mit dem bekannten Halbleitersteuergleichrichter auf.

Die Beschreibung zeigt, daß beim erfindungsgemäßen Halbleitersteuergleichrichter Torstrom vom Leiter (Torelektrode), der auf der p-Basisschicht P angeordnet ist, in einen weiten Bereich des pn-Überganges J (oder genauer des Teils des pn-Überganges J„, der ο ό

parallel zur Hauptoberfläche ist) zwischen der n-Emitterschicht N

und der p-Basisschicht P der n-Basisschicht N am nächsten einführen läßt. So lassen sich Elektronen wirksam von der n-Emitterschicht N in einen weiten Bereich der n-Basisschicht N zwecks anfänglichen Einschaltens eines weiten Bereichs injizieren.

Bei einem n-n- bzw. npn- oder pnp-Transistor ist es zwecks Steigerung der Stromverstärkung erforderlich, das Fließen eines Basisstroms in einen weiten Bereich des zwischen der Emitterschicht und der Basisschicht gebildeten pn-Überganges zu bewirken, so daß sich Ladungsträger wirkungsvoll von der Emitterschicht in die Kollektorschicht injizieren lassen. Die Basiselektrode und die Kollektorschicht eines solchen Transistors entsprechen der Torelektrode auf der p-Basisschicht P_D bzw. der n-Basisschicht N des Thyristors. Daher läßt sich die vorliegende Erfindung, die eine wirkungsvolle Injektion von Elektronen von der n-Emitterschicht N in einen weiten Bereich der n-Basisschicht N ermöglicht, als wirkungsvolle Anordnung zur Verbesserung der Stromverstärkung des Transistors des oben genannten Typs anwenden.

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Claims

Patentansprüche

y) Halbleitersteuergleichrichter aus einer Halbleiterunterlage mit einem Paar von gegenüberliegenden Hauptoberflächen, die aus wenigstens vier zusammenhängenden Schichten von abwechselnd verschiedenen Leitungstypen zwischen diesen Hauptoberflächen besteht, die so geformt sind, daß sie pn-Übergänge zwischen den benachbarten oder Hauptoberflächen oder der ersten Hauptoberfläche bilden, die einzelne Schichten einschließt, wobei eine der Hauptoberflächen oder die erste Hauptoberfläche wenigstens die freiliegende Oberfläche einer der äußersten Schichten oder die erste äußerste Schicht und den freiliegenden Oberflächenteil einer der Zwischenschichten oder der ersten, an die erste äußerste Schicht angrenzenden Zwischenschicht einschließt, mit einer ersten Hauptelektrode im Ohmschen Kontakt mit der ersten äußersten Schicht an der ersten Hauptoberfläche, einer zweiten Hauptelektrode im Ohmschen Kontakt mit der freiliegenden Oberfläche der anderen oder zweiten äußersten Schicht und einem Leiter, der auf dem freiliegenden Oberflächenteil der ersten Zwischenschicht an der ersten Hauptoberfläche in geeignetem Abstand von der ersten Hauptelektrode, um als Torelektrode zu dienen, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nut (15) sich längs der ersten äußersten Schicht (N„) in den Teil

Ei

der ersten Zwischenschicht (P_n) zwischen dem Leiter (14) und der

ersten äußersten ScMcht erstreckt und in einer Tiefe endet, die im wesentlichen gleich der Tiefe des Teils des pn-Überganges (J) zwischen

der ersten äußersten Schicht und der ersten Zwischenschicht ist, welcher Teil parallel zur ersten Hauptoberfläche (112) liegt, so daß der

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gesamte vom Leiter zugeführte Torstrom im wesentlichen durch den Teil des pn-Überganges (J) zwischen der ersten äußersten Schicht und der ersten Zwischenschicht parallel zur ersten Hauptoberfläche in die erste äußerste Scdiicht fließen kann.
2. Halbleitersteuergleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Nut mit der gleichen Tiefe wie der der ersten Nut in der ersten Zwischenschicht auf der von der ersten äußersten Schicht entfernten Seite des Leiters ausgebildet ist und von der ersten Nut einen bestimmten Abstand aufweist.
3. HaPleitersteuergleichrichtor aus einer Halbleiterunterlage mit einem Paar von gegenüberliegenden Hauptoberflächen, die aus wenigstens vier zusammenhängenden Schichten von abwechselnd verschiedenen Leitungstypen besteht, die zwischen diesen Hauptoberflächen so geformt sind, daß sie pn-Übergänge zwischen den benachbarten der einzelnen Schichten bilden, wobei eine der Hauptoberflächen oder die erste Hauptoberfläche wenigstens die freiliegende Oberfläche eine der äußersten Schichten oder die erste äußerste Schicht und den freiliegenden Oberflächenteil einer der Zwischenschichten oder der ersten an die erste äußerste Schicht angrenzenden Zwischenschicht enthält, mit einer ersten Hauptelektrode im Ohmschen Kontakt mit der ersten äußersten Schicht an der ersten Hauptoberfläche, einer zweiten Hauptelektrode im Ohmschen Kontakt mit der freiliegenden Oberfläche der anderen oder zweiten Hauptoberfläche (zweiten äußersten Schicht) und einem Leiter, der auf dem freiliegenden Oberflächenteil der ersten Zwischenschicht an der ersten Hauptoberfläche in ge-

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eignetem Abstand von der ersten Hauptelektrode angebracht ist, um als Torelektrode zu dienen, dadurch gekennsei chnet, daß sich eine erste Hilfszone (16) und eine zweite Hilfszone (17) in die erste Zwischenschicht (P_n) längs der ersten äußersten Schicht (N₁₇) in einem bestimmten Abstand von der ersten äußersten Schicht erstrecken und eine im wesentlichen der Tiefe der ersten äußersten Schicht gleiche Tiefe haben und daß die erste Hilfszone sowie die zweite Hilfszone einander gegenüber an entgegengesetzten Seiten des Teils der ersten Zwischenschicht im Kontakt mit dem Leiter (14) angeordnet sind und einen dem der ersten Zwischenschicht entgegengesetzten Leitungstyp aufweisen, so daß der gesamte von dem Leiter, zugeführte Torstrom im wesentlichen durch den Teil des pn-Überganges (J ) zwischen der ersten äußersten Schicht und der ersten Zwischenschicht, welcher Teil zur ersten Hauptoberfläche (112) parallel ist, in die erste äußerste Schicht fließen kann.
4. Halbleiter Steuergleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hilfszone (16) und die zweite Hilf szone (17) an entgegengesetzten Endteilen miteinander verbunden sind.
5. Halbleitersteuergleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine dritte Hilfezone ( 18 ) und eine vierte Hilfszone (19) längs der ersten äußersten Schicht (N„) in die erste Zwischenschicht (P_D) zwischen der ersten äußersten Schicht und der ersten Hilfszone (16) dieser gegenüber in einem bestimmten Abstand von der ersten äußersten Schicht und der ersten Hilfszone erstrecken und eine im wesentlichen der der ersten äußersten Schicht gleiche Tiefe haben,

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daß die dritte und die vierte Hilfszone einander gegenüber angeordnet sind und einen dem der ersten Zwischenschicht entgegengesetzten Leitungstyp aufweisen und daß eine Hilfselektrode (20) im Kontakt mit dem freiliegenden Oberflächenteil der ersten Zwischenschicht zwischen der dritten Hilfszone und der vierten Hilfszone und mit der vierten Hilfszone gegenüber der ersten Hilfszone ist.
6. Halbleiter Steuergleichrichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Hilfszone (18) und die vierte Hilfszone (19) die erste äußerste Schicht (N_n,) längs der Außenkante der ersten

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äußersten Schicht umgeben.
7. Halbleitersteuergleichrichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hilfszone (16) und die zweite Hilfszone (17) die erste äußerste Schicht (N ) längs der Außenkante der ersten

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äußersten Schicht umgeben.
8. Halbleitersteuergleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (14) im Kontakt mit den ersten und zweiten Hilfszonen (16, 17) ist und eine Torelektrode (20) auf dem freiliegenden Oberflächenteil der ersten Zwischenschicht (Ρ_π) in der Nähe der ersten Hilfszone vorgesehen ist, um der ersten Hilfszone einen Torstrom zuzuführen.
9- Halbleitersteuergleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Hilfszone (18) mit einem dem der ersten

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Zwischenschicht (P_D) entgegengesetzten Leitungstyp im Teil der ersten Zwischenschicht zwischen der ersten äußersten Schicht (N ) und der ersten Hilfszone (16) dieser gegenüber im bestimmten Abstand von der ersten äußersten Schicht und von der ersten Hilfszone (16) ausgebildet ist und daß die Oberfläche der dritten Hilfszone (18) elektrisch mit der Oberfläche des an die Außenkante der ersten äußersten Schicht angrenzenden Teils der ersten Zwischenschicht verbunden ist.
10. Halbleitersteuergleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Hilfszone (18) des gleichen Leitungstyps wie der ersten äußersten Schicht (N„) in dem an der ersten Hauptoberfläche (112) freiliegenden feil der ersten Zwischenschicht (P_R) derart ausgebildet ist, daß diese dritte Hilfszone (18) zwischen der ersten Hilfszone (16) und der zweiten Hilfszone (17) einerseits und der ersten äußersten Schicht (N„) andererseits liegt, und daß die Oberfläche der dritten Hilfszone elektrisch mit der ersten Hauptelektrode (13) verbunden ist.

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