DE2800172A1 - Thyristor mit zuendverstaerker und loeschsteuerung - Google Patents
Thyristor mit zuendverstaerker und loeschsteuerungInfo
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Description
" m
THYRISTOR MIT ZUNDVERSTARKER UND LÖSCHSTEUERUNG
Die Erfindung betrifft einen Thyristor mit Zündverstärker und Löschsteuerung der im Oberbegriff des Anspruchs 1
bezeichneten Art.
In einem derartigen Thyristor soll der Zündemitter die Zündung mit Hilfe eines schwachen Impulses ermöglichen. Der Zündemitter
liegt zwischen dem Steueranschluß und dem Hauptemitter, so daß bei gelöschtem Thyristor und bei zwischen Anode und der
auf dem Hauptemitter liegenden Kathode vorhandener Gleichspannung, wobei das Potential des Zündemitters in der Luft hängt, ein auf
den Steueranschluß gegebenes geeignetes positives Signal zunächst einen Auslösethyristor zündet, dessen Emitter aus dem Zündemitter
besteht und der einen Verstärker für das Zündsignal bildet.
Sehr grob betrachtet können verschiedene mehr oder weniger aufeinanderfolgende Phasen beim Zündvorgang unterschieden
werden :
- Erste Phase :
Das auf den Steueranschluß gegebene Signal ruft ausgehend vom Zündemitter die Injektion von Minoritätsträgern in
die Basis hervor.
- Zweite Phase :
Diese Injektion zündet den Auslösethyristor gemäß dem klassischen Verfahren, wodurch daa Potential des Zündemitters erhöht
wird.
280Ü172
- Dritte Phase :
Die Erhöhung dieses Potentials ruft einen zündemitterstrom in Richtung auf die Hauptkathode hervor. Dieser Strom wird
nachfolgend "Zündstrom" genannt.
- Vierte Phase :
Der Zündstrom ruft ausgehend vom Hauptemitter über die
entsprechende Junktion, die nachfolgend "Hauptjunktion" genannt
wird, eine Injektion von Minoritätsträgern in die Basis hervor.
- Fünfte Phase :
Diese Injektion zündet den Hauptthyristor gemäß dem klassischen Verfahren. Der Vorteil des beschriebenen Zündverfahrens
liegt darin, daß die während der obigen vierten Phase für die Injektion verfügbare Leistung wesentlich höher liegt als die
zur Betätigung des Steueranschlusses aufgewandte Leistung.
Der Zündemitter ist vom Hauptemitter durch die Basis getrennt, so daß der vom Zündemitter zur Hauptkathode fließende
Strom durch die Basis geführt wird, was sich während der vierten Phase günstig auf die Injektion über die Hauptjunktion auswirkt.
Die Kathode ist in Bezug auf den Rand des Hauptemitters mindestens auf der Seite des Zündemitters zurückgezogen, damit
die Hauptjunktion während der vierten Phase nicht kurzgeschlossen
wird. Hierdurch wird der Zündstrom gezwungen, die Hauptjunktion zu durchlaufen.
Die Metallisierung des Zündemitters ist an die Übertragungsmetallisierung
angeschlossen, damit während der vierten Phase der Zündstrom diese Junktion nicht umgekehrt durchlaufen
muß. Darüber hinaus ist es durch diese Metallisierung möglich, das Zündemitterpotential über eine große Fläche zu verteilen. Das
0 9 0 ? δ / 0 8 1 8 __,
ORSGiNAL INSPECTED
Dotierprofil und die Breite des Basiszwischenbereichs werden so gewählt, daß sich für den Widerstand zwischen dem Zündemitter
und dem Hauptemitter ein bevorzugter Wert ergibt.
Durch den Zündemitter kann die Zündgeschwindigkeit des Thyristors erhöht werden, d.h. die Geschwindigkeit, mit der der
vom Thyristor ohne Zerstörungsgefahr ertragene Strom anwachsen kann. Es ist bekannt, daß bei zu raschem Anwachsen des Stroms
hohe Werte erreicht werden, bevor die tatsächlich gezündete Oberfläche des Thyristors groß genug ist, diese Vierte auszuhalten.
Es ist daher wichtig, die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die gezündete Oberfläche anwächst. Diese gezündete Oberfläche
beginnt an der Hauptj unktion, und ihre anfängliche Wachstumsgeschwindigkeit
ist praktisch proportional zum Umfang dieser ffunktion,
d.h. zum Umfang des äußeren Randes des Zündungsübertragungsbereichs.
Zur Erhöhung dieses Umfangs wird dieser Übertragungsbereich bei einer gewöhnlichen kreisförmigen Halbleiterscheibe
häufig mit Verlängerungen versehen, die sich radial zum Rand der Scheibe hin erstrecken. Die für die Injektion während
der oben beschriebenen vierten Phase verfügbare relativ hohe Leistung gestattet dann, ausgehend vom Hauptemitter über die
gesamte Länge der Hauptjunktion hinweg trotz der vergrößerten
Länge des Umfangs dieser Junktion eine ausreichende Menge von Minoritätsträgern zu erreichen.
Es wurde bereits vorgeschlagen (IEE Transactions on Electronic Devices, Bd. ED 23, Nr. 8, Seite 083), einen Thyristor
mit Zündverstärker herzustellen, dessen Zündung durch einen auf den Steueranschluß gegebenen negativen Impuls beschleunigt wird,
wenn die Spannung an den Hauptklemmen annuliert wird. Damit dieser
809828/0818 ./.
negative Impuls wirksam wirc3, muß er ausgehend vom .'Jteueranschluß
bis in die Nahe de." Hauptemitters über eine Metallisierungsschicht
übertragen v/erden, die einen Teil des zwischen dem Zündemitter und
dem Haupremitter liegenden Basiszwischenbereichs einnimmt. Wenn
jedoch ein positives signal zur Auslösung des Thyristors an den
Steueranschluß eines solchen Thyristors angelegt wird, dann überträgt diese Metallisierungsschicht das positive signal bis in
die Nahe des Hauptemitters, ohne den Zündemitter zu durchlaufen, der kurzgeschlossen ist und damit seine Funktionen nicht mehr
ausfüllt. Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde vorgeschlagen, in der Basisschicht unter dieser Metallisierungsschicht eine örtlich
begrenzte N-Schicht vorzusehen, so daß mit der P-Basisschicht eine Shuntdiode entsteht, die lediglich für vom Steueranschluß kommende
negative Impulse durchlässig ist. Jedoch taucht dann ein neuer Nachteil auf, der bisher die Verwendung einer derartigen Shuntdiode verhindert hat, indem nämlich die beiden über der N-3perrschicht
und der P-Injektionsschicht liegenden N- und P-Schichtan
dieser Diode einen jtörzündthyristor bilden. Will man den Hauptthyristor
löschen, dann wird der an dan Steueranschluß angelegte negative Impuls an den Emitter dieses Steuerthyristors übertragen,
der dadurch ausgelöst wird, wodurch das Löschen des Hauptthyristors unmöglich wird.
Es sind andererseits Thyristoren "mit eingebettetem Gitter" bekannt, die keinen Sündverstärker aufweisen und in denen
die Übertragung der vom Gteueranschluß kommenden Signale durch eine leitende Schicht erleichtert wird, die innerhalb der Basisschicht
angeordnet ist und sich vom mittleren Bereich der Basisschicht bis unter den Hauptemitter erstreckt. Diese leitende Schicht
besitzt eine stärkere P-Dotierung als die Basisschicht, so daß
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'. ϊ - ■■ >
sie elektrisch besser leitend ist. Der unter dem Hauptemitter liegende Teil bildet ein Gitter, dessen Löcher vom durchschnittlich
dotierten Material der Basisschicht gefüllt sind, so daß die negativen Ladungsträger durch diese Löcher vom Hauptemitter
zur Sperrschicht gelangen können, wenn der Thyristor leitend ist. Ein derartiges Gitter gestattet die Erhöhung der Zündgeschwindigkeit
des Thyristors, indem der positive vom Steueranschluß kommende Impuls bis in die Nähe eines großen Teils der Fläche des Hauptemitters
übertragen wird, um ausgehend von diesem ganzen Bereich eine Injektion
/"von negativen Ladungsträgern in die Basis hervorzurufen. Außerdem ermöglicht das Gitter, wenn der Thyristor leitend ist und das negative Steuersignal an den Steueranschluß angelegt wird, daß dieses Signal ausreichend weit übertragen wird, um das gleichzeitige Löschen des Thyristors auf der gesamten Fläche des Hauptemitters zu bewirken.
/"von negativen Ladungsträgern in die Basis hervorzurufen. Außerdem ermöglicht das Gitter, wenn der Thyristor leitend ist und das negative Steuersignal an den Steueranschluß angelegt wird, daß dieses Signal ausreichend weit übertragen wird, um das gleichzeitige Löschen des Thyristors auf der gesamten Fläche des Hauptemitters zu bewirken.
Es sind auch Thyristoren bekannt, deren Löschung durch den Steueranschluß gesteuert wird (G.T.O. = Gate Turn Off), und
die dadurch gelöscht werden, daß auf den Steueranschluß ein starker negativer Impuls gegeben wird, so daß die Elektrodeninjektion durch
den Emitter in die Steuerschicht unterbrochen wird, selbst wenn zwischen Kathode und Anode ein diese Injektion begünstigender
Potentialunterschied besteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Thyristor mit Löschsteuerung die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Die Merkmale der Erfindung sind im Hauptanspruch definiert. Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.
An Hand der beiliegenden schematischen Figuren 1 bis 6 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen bekannten Zündverstärkungsthyristor
mit durch den Steueranschluß gesteuerter Löschung, an Hand dessen die Arbeitsweise eines derartigen Thyristors verständlich
gemacht wird.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Thyristor im Teilschnitt
entlang der Achse einer Thyristorscheibe, die den Halbleiteraufbau
dieses Thyristors bildet.
Die Figuren 3 und 4 zeigen Konzentrationsdiagramme der Dotierungsverunreinigung im Thyristor gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit
von der Tiefe ausgehend von der Kathodenseite im Zündverstärkungsbereich
bzw. im Löschbereich.
Fig. 5 zeigt den Thyristor aus Fig. 2 im Schnitt durch eine Ebene, die parallel zur Kathodenseite und durch die auf
dieser Seite gebildeten Metallisierschichten verläuft.
Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf die Kathodenseite dieses Thyristors, wobei angenommen wurde, daß ein Teil dieser Stirnseite
durchsichtig ist.
Wie Fig. 1 zeigt, besitzt ein Hauptthyristor TP eine auf ein positives Potential gebrachte Anode und eine an Masse
liegende Kathode C. Dies sind die Hauptelektroden. Eine Steuerelektrode 2 wird über einen Verstarkungsthyristor TA gespeist,
mit dem das auf einen Steueranschluß G gegebene positive Auslösesignal verstärkt werden kann; der Steueranschluß G bildet
die Steuerelektrode dieses Thyristors, dessen Anode mit der Anode A des Hauptthyristors TP verbunden ist und dessen Kathode
dia Steuerelektrode 2 speist. Der Steueranschluß G ist weiterhin mit der Steuerelektrode 2 über eine Shuntdiode D, die so
angeordnet ist, daß die negativen Impulse des Steueranschlusses
ORIGINAL INSPECTED
B 0 9 8 ? 8 / 0 8 1 fl * *A
2üü:-172
zu dieser Steuerelektrode übertragen werden, sowie über einen parallel geschalteten Shuntwidersband 4 verbunden, der einen
Störwiderstand bildet.
Will man den Hauptthyristor TP zünden, so legt man an den Steueranschluß G ein Zündsignal an, das aus einem positiven
Stromimpuls besteht und den Verstarkungsthyristor TA zündet.
Dieser liefert einen starken Strom, der den Hauptthyristor TP
rasch zündet. Die Shuntdiode D läßt das Auslösesignal nicht passieren.
Will man den Hauptthyristor TP löschen, wahrend er stromführend ist, dann legt man an den Steueranschluß einen negativen
Impuls an. Die Shuntdiode D schließt die Junktion Steuerelektrode-Kathode des Verstärkungsthyrxstors TA kurz und überträgt
diesen negativen Impuls direkt auf die Steuerelektrode 2, wodurch der Hauptthyristor TP ohne die Gefahr einer Auslösung
des Verstärkungsthyrxstors TA gelöscht wird.
Wie noch gezeigt wird, sind die soeben beschriebenen
Bestandteile integriert im erfindungsgemäßen Thyristor untergebracht,
der darüber hinaus eine leitende Schicht aufweist.
Die Konzentrationen der Dotierverunreinigungen werden als Anzahl von Verunreinigungsatomen pro Kubikzentimeter angegeben.
Wird für eine Schicht nur eine Anzahl von Atomen angegeben, so entspricht diese Zahl demjenigen Punkt dieser Schicht,
der die höchste Konzentration dieser Atome aufweist.
Der erfindungsgemäße Thyristor gemäß Fig. 2 weist eine Halbleiterstruktur auf, die aus einer monokristallinen Siliziumscheibe
besteht mit einer Rotationsachse 8, wobei die Anodenseite dieser Scheibe mit einer eine Anode bildenden Metallisierung A
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ORlGiMAL INSPECTED
280-172
und eine Kathodenseite teilweise mit einer eine Kathode bildenden Metallisierung C bedeckt ist.
In dieser Scheibe sind über ihre gesamte Fläche hinweg mehrere Halbleiterschichten aufeinander-gestapelt. Auf der Anodenseite
befindet sich die die Anode A bildende Metallisierung. Auf dieser Metallisierung liegt eine P-Injektions-Halbleiterschicht
P2, deren Stärke etv/a 50 bis 70 Mikron und deren Konzentration 10 beträgt. Auf dieser Injektionsschicht befindet sich eine
N-Sperrschicht 112 mit 100 Mikron Stärke und einer homogenen Kon-
14
zentration von 1,5 . 10 .Es folgt eine P-Basisschicht Pl mit
zentration von 1,5 . 10 .Es folgt eine P-Basisschicht Pl mit
17
50 Mikron Stärke und einer Konzentration von 10 . Diese Basisschicht
erstreckt sich bis zur Kathodenseite. Innerhalb dieser Basisschicht ist eine leitende Schicht CO eingebettet, deren
19 Stärke 15 Mikron und deren Konzentration 10 betragt, und die sich lediglich über einen Teil der Oberflache der Thyristorscheibe
erstreckt. Diese leitende Schicht ist von der Sperrschicht N2
durch eine etwa 10 Mikron dicke Schicht des Materials getrennt, aus dem die Basisschicht Pl besteht. Auf der Kathodenseite sind
mehrere N-Schichten ausgebildet; Nl, N3 und N4, deren Konzentration gleich ist und 10" betragt und die in die Basisschicht bis zu
einer gleichmäßigen Tiefe von 8 Mikron ausgehend von der Kathodenseite eindringen.
Auf dieser Seite lassen sich mehrere aufeinanderfolgende konzentrisch angeordnete Bereiche unterscheiden :
- Ein aus der Basisschicht PL gebildeter Steueranschlußbereich ZG,
auf dem eine einen Steueranschluß G bildende Metallisierung aufgebracht
ist, die die für das Zünden des Thyristors positive und für sein Löschen negative Steuersignale empfangen kann.
oRlQ!NAL iN
_ j 1 _
- Ein Zündvorstärkerbereich ZA, in dem ein Zündemitter h3 in Form
einer IT-lchicht vom Steuornnschluß getrennt gebildet xu-t. Ώζζ
Zündemitte?: ist mit einer Zündemittermetallisierung MD beschichtet.
- Sin Löschbereich, in dem durch die Schicht P'. und eine IT-Schicht
N4, die in dieser Basisschicht ausgehend von der Kathodenseite ausgebildet ist, eine 3huntdiode hergestellt ist. Die Schicht IT 4
ist vom Sündemitter getrennt und mit einer Shuntdiodenmetallisierung
MS versehen, die an den Steueranschluß G über eine in Fig. normal und in Fig. 2 symbolisch gestrichelt eingezeichnete Metallisierung
lO verbunden ist, die über eine aus einer Unterbrechung der Metallisierung MF bestehende Öffnung verläuft.
- Ein Zündübertragungsbereich ZT, der aus der teilweise mit einer
Übertragungsmetallisierung MT bedeckten Schicht Pl besteht, die von der Metallisierung MS getrennt und mit der Zündemittermetallisierung
MD über eine Metallisierung 12 in Verbindung steht, die in Fig. 2 symbolisch gestrichelt eingezeichnet ist und über eine
aus einer Unterbrechung der Metallisierung MS bestehende Öffnung verläuft. Die Übertragungsmetallisierung MT umfaßt Verlängerungen
in radialer Richtung wie beispielsweise 14, die bis zum Umfang der Scheibe reichen und die Übertragung eines durch die Metallisierung
MD aufgefangenen und zuvor, wie weiter oben angegeben, mit Hilfe des Sündemitters U'.i verstärkten Signals bis zu dieser
Peripherie hin erlaubt.
- Schließlich ein Ilauptberoich ZP, der den größten Teil der Oberfläche
der Scheibe zwischen den Verlängerungen 14 einnimmt. Dieser Ilauptberoich besteht aus einem Ilauptemitter Nl, der mehrere durch
Verlängerungen ]4 voneinander getrennte /abschnitte aufweist, die
metallisiert sind und die Kathoae C bilden sowie von der Übertragungsmetallisierung
MT getrennt sind. Die Schnittebene der Fig.
8098?8/081fi
BAD ORIQlMAL */·
Z υ υ ·. ·· ι / Z
- 1? -
vorläuft durch einen dieser Abschnitte.
Der so aufgebaute Thyristor arbeitet sowohl beim Zünden als auch beim Löschen in der weiter oben erklärten
bekannten Weise. In beiden Fällen wird die Funktionsweise durch das Vorhandensein der leitenden Schicht CO verbessert,
die bereits bei nicht mit Ztindverstärker versehenen
Thyristoren bekannt ist. Diese leitende Schicht CO ist in Fig. deutlich dargestellt.
Sie erstreckt sich kontinuierlich unter den Übertragungsbereich ZP und diskontinuierlich unter den Hauptbereich ZP,
indem sie unter diesem Hauptbereich ein Gitter bildet, dessen Stäbe sich senkrecht zu den radialen Verlängerungen 14 erstrecken,
die zum Ubertragungsbereich gehören. Über diese Stäbe kann das Zündsignal ausgehend von diesen Verlängerungen übertragen werden.
Die zwischen diesen Stäben vorhandenen Zwischenräume vermeiden bei leitendem Thyristor, daß eine zu große Anzahl von durch den
Hauptemitter in die Basisschicht 1 eingeführten negativen Ladungsträgern durch die in der leitenden Schicht CO vorhandenen positiven
Ladungsträger eingefangen wird. Die Konzentration der Dotierverunreinigungen dieser leitenden Schicht CO wird ausreichend
hoch gewählt, damit ihr Widerstand pro Flächeneinheit kleiner als ein Drittel des Flächenwiderstands der Basisschicht
Pl ist. Vorteilhafterweise liegt er bei etwa einem Zehntel des Widerstands der Basisschicht Pl.
Die leitende Schicht CO erstreckt sich in den Löschbereich ZO hinein, d.h. unter die Schicht N4. Dies bedeutet einen
erheblichen Vorteil beim Löschen des Thyristors durch Anlegen eines negativen Impulses an den Steueranschluß G. Dieser Impuls
809828/0818 original inspected #/"
λ c J .. 'i 7 I
- r.i -
wird durch die Schicht ΪΤ4 übertragen und könnte einen aus den
Schichten P2, N2, P.., N4 bestehenden S tor thyristor zünden, wodurch
das Löschen des Hauptthyristors verhindert würde. In dem oben zitierten Artikel wurde vorgeschlagen, das Zünden dieses
Störthyristors dadurch zu verhindern, daß der Veratärkungsfaktor
des Transistors IT4, P-, H2 verringert wird. Jedoch wurde hierfür
kein einfaches und wirksames Mittel angegeben.
Erfindungsgemäß wird dieser Verstärkungsfaktor durch
einfaches Verlangern dar leitenden Schicht CO unter die Schicht H4 stark herabgesetzt, dann die negativen Ladungsträger, die
durch die Schicht N4 in die Basisschicht P' abgegeben v/erden,
können die Sperrschicht N2 praktisch nicht erreichen, ohne durch die leitende Schicht CO su wandern, in der sie durch die sehr
große Anzahl von in dieser Schicht vorhandenen positiven Ladungsträgern eingefangen werden.
Die Verlängerung dor leitenden Schicht CO in den Löachbereich
hinein erleichtert darüber hinaus dia Übertracjung des
negativen Löschimpulses, der von der Schicht N4 zur Hauptschicht wandert. Hierzu wäre es zwar nicht nötig, daß die leitende Schicht
CO sich wie hier dargestellt unter der gesamten Schicht N4 erstreckt
und sogar bis in die Nähe des Mittelpunkts der Scheibe jenseits des Innenrands der Schicht N4 reicht, sondern es würde
bereits genügen, daß die im Übertragungsbereich 3Γ vorhandenen
leitende Schicht CO in die Nähe des Außenrandes der Schicht N4 reicht oder die unter diesem Außenrand verlaufende Senkrechte
erreicht, wenn man annimmt, daß die Scheibe horizontal liegt.
Es ist jedoch besonders günstig, daß die gutleitende Schicht CO sich unter praktisch der gesamten Schicht N4 erstreckt
und vorzugsweise darüber hinaus.
809828/081Θ ^ ·/·
Zc j ·.' · /Z
— ι —
Der orfindungsgemlße Thyristor !;ann eine Sperrspannung
von 1000 V und oin«? direkte Spannung von 1000 V im gesperrten
Zustand artraqon und gezündet eine Jtromstärke von lOOO Λ mit
einem Spannungsabfall von 2 V aushalten, wenn die Oberfläche
dor Kathode C 100 mm" beträgt.
Hergestellt werden ];ann der erfindungsgemäße Thyristor entsprechend den nachfolgend angegebenen Fertigungsgängen ausgehend
von einer monokristallinen 'Jiliziumscheibe des Typs N, deren
Konzentration gleich der der zukünftigen N2-Schicht ist und
deren Dicke der der späteren schichten P2, N2 und CO und des
zwischen den Schichten 112 und CO liegenden Teils P]O der Schicht
Pτ entspricht.
Dio Fertigungsschritte sind die folgenden : . Durch Diffusion werden auf den beiden Stirnseiten dieser
Scheibe zwei P-Schichten geringer Oberflächenkonrientration
(etwa 10 ) und einer Stärke von 15 Mikron hergestellt, so daß der zukünftigen Schicht P2 auf einer Unterseite eine erste Dotierung
und der Schicht PlO sowie den Teilen der späteren Schicht Pl, die in den Zwischenräumen der späteren Schicht CO auf der
Oberseite liegen, eine endgültige Dotierung verliehen wird.
2. In der Oxydschicht der Oberseite werden Öffnungen hergestellt, um die gutleitende Schicht CO bilden zu können.
3. Die Schicht CO wird durch Diffusion mit einer Oberflächenkon-
19
zentratxon von 10 und einer Stärke von 10 Mikron hergestellt.
zentratxon von 10 und einer Stärke von 10 Mikron hergestellt.
4. Das Oxyd and der oberen Seite wird entfernt.
5. Auf dieser oberen Seite wird eine epitaktische P-Siliziumschicht
CE aufgebracht, deren spezifischer Widerstand 1/100 it.cm
und deren Dicke 12 Mikron beträgt, wobei die obere Seite dieser
B09828/081fi BAD
2 C C Π ': 71
epitaktischen -Schicht die kathodische .j«ite des r-aikünf+.igen
Thyristors bildet.
6. Die obere Seite der 'Schicht CE wird oxydiert.
7. In dem so gebildeten Oxyd werden öffnungen hergestellt, damit
die .'Jchichten IV-, 113 und 174 gebildet werden können.
8. Diese Schichten werden durch Diffusion mit einer Oberflächen-
21
konzentration von 10 und einer Stärke von 8 Mikron hergestellt.
konzentration von 10 und einer Stärke von 8 Mikron hergestellt.
9. Man laßt Fallen aus Gold oder Platin ausgehend von der oberen Seite unter folgenden Bedingungen eindiffundieren :
Quelle : durch Kathodenzerstäubung aufgebrachte Schicht Dauer : beispielsweise 1 Stunde bei 840 C.
10. Man führt eine zweite P-Diffusion auf der Unterseite durch,
20
um die Oberflächenkonzentration auf 10 zu bringen und so die
Schicht P2 fertigzustellen, und man legiert diese Seite auf ein Wolfram- oder Molybdänplättchen, das die Anode Ά bildet.
11. In der auf der oberen Seite gebildeten Oxydschicht stellt man Öffnungen her, damit die Metallisierungen G, MD, MS und C hergestellt
werden können.
12. Diese Metallisierungen werden durch Aufdampfen von Aluminium unter Vakuum hergestellt.
13. Die Aluminiumschicht zwischen den Metallisierungen und dem Umfang der Scheibe wird entfernt.
14. Es werden die bekannten Schutzbehandlungen für die Junktionen durchgeführt.
15. Die so erhaltene Struktur wird gekapselt und es werden die metallischen Anschlußklemmen der Anode A und der Kathode C sowie
der Steuerelektrode G angebracht.
Die oben angeführten Schritte 1 bis 9 sind eine Besonderheit für diesen Thyristor, während die Schritte 10 bis 15 für
Leistungsthyristoren üblich sind.
809828/08 1Θ
χ χ URiGsNAL T-iSPEC
Claims (1)
- Fo 10 671 DALoTHOM-ATLANT IC]UE S .Λ .38, avenue Kleber
75784 PARIS CEDEX 16, FrankreichPatentansprüche( 1 7 Thyristor mit Zündverstärker und Löschscauerung über den Steueranschluß, der eine monokristalline Halbleiterscheibe mit zwei Stirnseiten umfaßt, von denen die eine die anodische und die andere die kathodische Seite ist und die metallisiert sind, wobei die Oberfläche dieser Scheibe aufeinanderfolgend einen Steueranschlußbereich, einen Zündverstärkungsbereich, einen Löschbereich, einen Zündübertragungsbereich und einen Hauptbereich aufweist, und die Scheibe in diesen fünf Zonen von der anodischen Stirnfläche zur kathodisch an Stirnfläche hin betrachtet aufeinandergeschichtete Halbleiterschichten und eine i«letallisationsschicht umfaßt, und zwar eine durch eine Metallisierung gebildete Anode, eine P-Injektionsschicht in Form einer Halbleiberschicht, eine N-Sperrschicht in Form einer Halbleiterschicht und eine P-Basisschicht in Form einer Halbleiterschicht, die stellenweise die kathodische Stirnseite erreicht, wobei diese Scheibe im Steueranschlußbereich einen aus einer auf der Basisschicht niedergeschlagenen Metallisierungsschicht bestehenden Steueranschluß,im Zündverstärkungsbereich einen vom Steueranschluß getrennten und aus einer auf der Basisschicht aufgebrachten N-Halbleiterschicht bestehenden und mit einer Zündemitter-Metallisierung versehenen009878/081 β OSIGiKAUKSPECTED2 ε c ·'- -;" 2-ΧΑZündemitter, im Löschbereich eine aus einer auf die Basisschicht aufgebrachten, vom Zündemitter getrennten und mit einer mit dem Steueranschluß verbundenen Shunt-Diodenmetallisierung versehenen N-Halbleiterschicht gebildete Shuntdiode, im Zündübertragungsbereich eine auf der Basisschicht aufgebrachte, von der Shunt-Diodenmetallisierung getrennte und mit der Zünd-Emittermetallisierung verbundene Übertragungsmetallisierung sowie in der Hauptzone einen Hauptemitter aufweist, der aus einer auf der Basisschicht aufgebrachten und mit einer aus einer von der Übertragungsmetallisierung getrennten Metallisierung gebildeten Kathode bedeckten N-Schicht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor in der Basisschicht eine leitende Schicht (CO) aufweist, die aus einer P+- Halbleiterschicht besteht, deren Dotierung höher ist als die der Basisschicht, wobei diese leitende Schicht sich in die Lösch-, Zündübertragungs- und Hauptbereiche erstreckt und im Hauptbereich ein Gitter bildet, dessen Zwischenräume vom Material der Basisschicht eingenommen werden, so daß die negativen Leitungsträger durch diese Zwischenräume zum Hauptemitter der Sperrschicht gelangen können.2 - Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (CO) sich unter der gesamten Fläche der Shuntdiode (N4) erstreckt und über den Rand dieser Fläche hinausreicht.3 - Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (CO) einen Widerstand pro Flächeneinheit aufweist, der kleiner als ein Drittel des Flächenwiderstands der Basisschicht (Pl) ist.Π09878/081ä
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