DE3048702A1 - "hochspannungs-festkoerperschalter" - Google Patents

"hochspannungs-festkoerperschalter"

Info

Publication number
DE3048702A1
DE3048702A1 DE19803048702 DE3048702A DE3048702A1 DE 3048702 A1 DE3048702 A1 DE 3048702A1 DE 19803048702 DE19803048702 DE 19803048702 DE 3048702 A DE3048702 A DE 3048702A DE 3048702 A1 DE3048702 A1 DE 3048702A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zone
zones
gate
main part
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803048702
Other languages
English (en)
Inventor
Adrian Ralph 07974 Murray Hill N.J. Hartman
Terence James 07060 Warren Riley
Peter William 32901 Brevard County Fla. Shackle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE3048702A1 publication Critical patent/DE3048702A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76297—Dielectric isolation using EPIC techniques, i.e. epitaxial passivated integrated circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor 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
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7391—Gated diode structures
    • H01L29/7392—Gated diode structures with PN junction gate, e.g. field controlled thyristors (FCTh), static induction thyristors (SITh)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; sie bezieht sich insbesondere auf Hochspannungs-Festkörperstrukturen, die in TeIefonvermittlungsanlagen und vielen anderen Anwendungsfällen verwendbar sind.
In einem Artikel mit dem Titel "Development of Integrated Semiconductor Crosspoint Switches and a Fully Electronic Switching System" von Michio Tokunaga u. a. im International Switching Symposium vom 26. Oktober 1976 in Kyoto, Japan, Paper 221-4, ist ein dielektrisch getrennter Ganzfestkörper-Hochspannungsschalter gezeigt, der.einen im Häuptteil n-leitenden Halbleiterkörper aufweist. Eine ρ -leitende Gate-Zone ist lediglich durch Abschnitte des Hauptteils des Körpers getrennt. Die erste Gatezone umgibt und kontaktiert eine η -leitende Kathodenzone. Eine zweite ρ -leitende Gate-Zone in dem Halbleiterkörper befindet sich in einem Abschnitt des Halbleiterkörpers, der nicht zwischen der Anodenzone und der ersten Gate-Zone liegt. Der Schalter wird eingeschaltet, indem Strom injiziert oder aus einer der Gate-Zonen gezogen wird. Hört einmal, der Stromfluß zwischen Anode und Kathode auf, kehrt
130 037/0816
der Schalter in seinen sperrenden Ruhezustand, den Aus-Zustand zurück. Ein dieser Struktur anhaftender Mangel besteht darin, daß sie nicht in der Lage ist, einen zwischen Anode und Kathode (den Ausgangsanschlüssen) herrschenden wesentlichen Stromfluß in geeigneter Weise zu unterbrechen.
Es ist wünschenswert, einen Ganzfestkörper-Schalter der oben erläuterten Art zur Verfügung zu haben, bei dem es jedoch leicht möglich ist, einen existierenden wesentlichen Stromfluß zwischen den Ausgangsanschlüssen des Schalters zu unterbrechen (abzuschalten). ~ —
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine solche Schaltvorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß kennzeichnendem Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Hochspannungs-Festkörperschalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt einen_schwachdotierten, monokristallinen n-Halbleiter-Hauptkörper mit einer stark dotierten ρ -Anodenzone, einer stark dotierten ersten η -Gate-Zone, einer mäßig dotierten zweiten p-Gate-Zone und einer stark dotierten η -Zone. Die zweite Gatezone umgibt die Kathodenzone. Die erste Gate-Zone liegt direkt zwischen der Anodenzone und der zweiten Gate-Zone, in einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halbleiterkörper
130037/0816
COPY
dielektrisch von einem polykristallinen Halbleiter-Tra^.element getrennt.
In einer Ausführungsform ist der Schalter derart ausgebildet, daß er sich bei bezüglich der Kathode positiv vorgespannter Anode im Ein-Zustand befindet und leitet. Ein Leiten von der Anode zur Kathode wird verhindert oder unterbrochen, indem das Potential der ersten Gate-Zone auf einen Wert angehoben wird derart, daß sich in dem Halbleiterkörper Verarmungszonen ausbilden und das Potential des Hauptteils des Halbleiterkörper s unterhalb der Gate-Zone und über der dielektrischen Schicht positiver ist als das der Anoden--, Kathoden- . und/oder zweiten Gate-Zone.
Die Anordnung der ersten Gate-Zone zwischen der Anoden- und Kathodenzone ist ein Hauptumstand, der maßgeblich ist für den guten Stromunterbrechungsverlauf bei dem erfindungsgemäßen Festkörperschalter.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Hochspannungsschalter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
COPY 130037/0816
Die Figur zeigt eine perspektivische Ansicht einer Struktur 10 mit einer ebenen Oberfläche 11 und einem polykristallinen Halbleiter-Substrat 1 2,das einen monokristallinen Halbleiterkörper 16 trägt, dessen Hauptteil η-leitend ist, und der vom Substrat 12 durch eine dielektrische Schicht 14 getrennt ist.
Im Körper 16 ist eine örtlich begrenzte erste p+-leitende Anodenzone 13 enthalten, von der ein Teil Bestandteil der Oberfläche 11 ist. Außerdem ist in dem Körper 16 eine örtlich begrenzte n+-leitende Gate-Zone 20 enthal-. ten, von der ein Abschnitt Teil der Oberfläche 11 ist. In dem Körper 16 ist eine örtlich begrenzte dritte η -leitende Kathodenzone 24 enthalten, die mit einem Abschnitt einen Teil der Oberfläche 11 bildet. Eine p-leitende Zone 22 umgibt die Zone 24 eng; sie dient als Verarmungsschicht-Durchgriffsschutz. Zusätzlich dient die Zone 22 zum Verhindern einer Inversion derjenigen Abschnitte des Körpers 16, die an oder in der Nähe der Oberfläche 11 zwischen den Zonen 20 und liegen. Die Gate-Zone 20 liegt zwischen der Anodenzone 18 und der Zone 22, und sie ist von beiden Zonen durch η-leitende Gebiete des Körpers 16 getrennt. Die spezifischen Widerstände der Zonen 18, 20 und 24 sind gering im Vergleich zu dem spezifischen Widerstand des Hauptteils des Körpers 16. Der spezifische Widerstand der Zone 22 liegt zwischen dem spezifischen Wider-
1 30037/0816
stand der Kathodenzone 24 und dem des Hauptteils des Körpers 16.
Elektroden 28, 30 und 32 sind Leiter, die niederohmigen Kontakt mit den Oberflächenabschnitten der Zonen 18, 20 bzw. 24 bilden.Ein mit öffnungen versehenes Dielektrikum deckt die Hauptoberfläche 11 derart ab, daß die Elektroden 28, 30 und 32 von allen Zonen getrennt sind, die nicht elektrisch kontaktiert werden sollen. Eine Elektrode 36 bildet mit dem Substrat 12 einen niederohmigen Kontakt über eine stark dotierte Zone 3rA, die wie das" Substrat" 12 η-leitend ist". -
Vorteilhaft bestehen Substrat 12 und Körper 16 je aus Silicium, wobei das Substrat 12 entweder n- oder p- . leitend ist. Wie aus der Darstellung hervorgeht, überlappen die Elektroden 24, 30 und 32 vorteilhafterweise die Halbleiterzonen, zu denen sie einen niederohmigen Kontakt bilden, wenngleich sie von den Zonen durch Abschnitte der Schicht 26 elektrisch getrennt sind. Die Elektrode 32 überlappt außerdem die Zone 22 vollständig. Dieses als "field plating" bekannte überlappen erleichtert den Hochspannungsbetrieb, da es die Spannung erhöht, bei der ein Durchbruch auftritt.
In der beispielhaften Ausführungsform bestehen das Substrat 12, der Körper 16, die Zonen 18, 20, 22, 24 und 34 sämtlich aus
3/4 130037/0816
Silicium und sind η-, η-, ρ-, η-, ρ-, η- bzw n -leitend, wobei das "+"-Zeichen einen relativ geringen spezifischen Widerstand und das "-"-Zeichen einen relativ hohen spezifischen Widerstand kennzeichnen. Die dielektrische Schicht 14 ist Siliciumdioxid, die Elektroden 28, 30, 32 und 36 sind sämtlich Aluminiumschichten.
In einem gemeinsamen Substrat 12 können mehrere separate Körper 16 gebildet werden, um in einer integrierten Struktur mehrere Schalter vorzusehen.
Die Struktur 10 wird typischerweise als Schalter betrieben, der im (leitenden) Ein-Zustand zwischen der Anodenzone 1_8 und der Kathodenzone 24 einen niederohmigen Leitungspfad und im (sperrenden Aus-Zustand einen hochohmigen Pfad zwischen diesen zwei Zonen aufweist. Das an die Gate-Zone 20 angelegte Potential bestimmt den Zustand des Schalters, wenn an den anderen Elektroden geeignete Betriebsspannungen gehalten werden. Zwischen der Anodenzone 18 und der Kathodenzone 24 findet ein Leiten statt, wenn das Potential der Anodenzone 18 hinreichend größer ist als das der Kathodenzone 24 und wenn das Potential der Gate-Zone 20 unter dem Potential der Anodenzone 18 liegt. Im Ein—Zustand werden von der Anodenzone 18 Löcher in den Körper 16 und von der Kathodenzone 24 Elektronen in den Körper 16 injiziert. Diese Löcher und Elektronen werden in so ausreichender Zahl er-
130037/0816
zeugt, daß sich ein Plasma'bildet, das den Körper 16 in sei-. . ner Leitfähigkeit moduliert. Dies setzt wirksam den Widerstand der Körpers 16 herab, so daß der Widerstand zwischen der Anodenzone 18 und der Kathodenzone 24 relativ gering ist, wenn die Struktur 10 im Ein-Zustand arbeitet. Diese Betriebsart wird als "Doppelladungsträgerinjektion" bezeichnet.
Die Zone 22 hilft den Durchgriff einer während des Betriebs zwischen der Gate-Zone 20 und der Kathodenzone 24 gebildeten Verarmungsschicht zu begrenzen und die Bildung einer Oberflächeninversionsschicht zwischen den zwei genannten Zonen"zu~ver-^ hindern. Darüberhinaus trägt sie dazu bei, daß die Gate-Zone 20 und die Kathodenzone 24 relativ dicht voneinander beabstandet sein können. Dies wiederum trägt zu einem relativ geringen Widerstand zwischen der Anodenzone 18 und der Kathodenzone 24 während des Ein-Zustands bei.
Das Substrat 12 wird typischerweise auf dem höchsten positiven zur Verfügung stehenden Potential gehalten. Ein Leiten zwischen der Anodenzone 18 und der Kathodenzone 24 wird verhindert oder unterbrochen, wenn das Potential der Gate-Zone hinreichend positiver ist als das der Ano_denzone 18, der Kathodenzone 24 und der Zone 22. Der zum Verhindern oder Unterbrechen der Leitung benötigte Mehrbetrag positiven Potentials ist eine Funktion der Geometrie und Fremdstoffkonzentration .{Dotierungs-pegel) der Struktur 10. Das positive Gate-Potential
4/5 C0PY
130037/0816
verursacht, daß ein Querschnittsteil des Körpars 16 zwischen der Gate-Zone 20 und der dielektrischen Schicht 14 ein positiveres Potential hat als die Anodenzone 16, die Kathodenzone 14 und/oder die Zone 22. Diese positive Potentialbarriere verhindert die Löcherleitung von der Anodenzone 18 zur Kathodenzone 24. Darüberhinaus werden an den Übergängen bei den Anodenzonen 18 und dem Körper 16, bzw. bei der Zone 22 und dem Körper 16 Verarmungszonen gebildet. Das elektrische Feld innerhalb der gebildeten Verarmungszonen dient zum Zurückhalten der Löcher in der Anodenzone 18 und der Zone 22 und begrenzt so den _..-- Stromfluß zwischen der Anoden- und Kathodenzone (18 und 24).
""-' Die Gate-Zone 20 fängt von der Kathodenzone 24 emittierte Elektronen auf, bevor diese die Anodenzone 18 erreichen können.
Während des Ein-Zustands der Struktur 10 wird die die Anodenzone 18 und den Halbleiterkörper 16 umfassende Flächendiode in Durchlaßrichtung vorgespannt. Normalerweise ist eine Strombe-"ä grenzungseinrichtung, . z. B. eine Last (nicht dargestellt) vorgesehen, um das Leiten durch die in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode zu begrenzen. Während sich die Struktur 10 im Ein-Zustand befindet, kann das Potential der Gate-Zone 20 über das der Anodenzone 18 angehoben werden, und der Stromfluß zwischen der Anodenzone 18 und der Kathodenzone 24 hält an, bis der unter der Gatezone 20 gelegene und bis zur dielektrischen Schicht 14 reichende Abschnitt des Halbleiterkörpers 16 posi-
5/6 COPY
130037/0816
tiveres Potential aufweist als die Anodenzone 18, die Kathodenzone 24 und die Zone 22.
Eine typische Ausfuhrungsform könnte folgenden Aufbau haben: Das Substrat 12 ist ein n-Siliciumsubstrat einer Stärke von 46 bis 56 mm, um eine mechanische Unterlage zu bieten; es hat eine Fremdstoffkonzentration von etwa 2x10 pro cm^ entsprechend einem spezifischen Widerstand von mehr als 100 Ohm-Ci-n. Die anderen Abmessungen werden von der Größe und Anzahl der vorzusehenden Körper 16 bestimmt. Die dielektrische Schicht 14 ist-eine Siliclumdioxidschicht mit einer Stärke von 2 bis 4 Mikrometern. Der Körper 16 ist typischerweise 30 bis 55 Mikro— meter dick, etwa 430 Mikrometer lang, 300 Mikrometer breit und ist η-leitend mit einer Fremdstoffkonzentration im Bereich von etwa 5 bis 9 χ 10 pro cm . Die Anodenzone 18 ist ρ -leitend, typischerweise 2 bis 4 Mikrometer dick, 44 Mikrometer breit, 42 Mikrometer lang und besitzt eine
: 19 3
Fremdstoffkonzentration von annähernd 10 pro cm oder mehr.
Die Elektrode 28 besteht typischerweise aus Aluminium und hat eine Stärke von 1 1/2 Mikrometern, eine Breite von 84 Mikrometei und eine Länge von 105 Mikrometern. Die Zone 20 ist η -leitend, ist typischerweise 2 bis 20 Mikrometer dick, 15 Mikrometer breit, 300 Mikrometer lang und besitzt eine Fremd-
19 3 stoffkonzentration von annähernd 10 pro cm oder mehr. Die Elektrode 30 ist aus Aluminium, ist 1 1/2 Mikrometer dick , 50 Mikrometer breit und 240 Mikrometer lang. Der Abstand zwischen
COPY
1 30037/0816
benachbarten Kanten der Elektroden 28 und 30 sowie zwischen benachbarten Kanten der Elektroden 30 und 32 beträgt in beiden Fällen typischerweise 40 Mikrometer. Die Zone 22 ist vom p-leitend, typischerweise 3 bis 6 Mirkometer dick, 64 Mikrometer breit, 60 Mikrometer lang und besitzt eine Fremdstoffkonzentration von annähernd 10 bis 10 pro cm .
Die Kathodenzone 24 ist η -leitend, typischerweise 2 Mikrometer dick, 48 Mikrometer breit, 44 Mikrometer lang
19 und weist eine Fremdstoffkonzentration von annähernd 10 pro cm oder mehr auf. Die Elektrode 32 besteht aus Aluminium, ist 1 1/2 Mikrometer dick, 104 Mikrometer breit und 104 Mikrometer lang. Der Abstand zwischen den Enden der Zonen-^18 und 22 und den entsprechenden Enden des Körpers 16 beträgt typischerweise 55 Mikrometer. Der-Abstand zwischen der Anodenzone 18 und der Gate-Zone 20 beträgt typischerweise 74 Mikrometer, so wie der Abstand zwischen der Gate-Zone 20 und der Zone 22. Die Zone ist η -leitend, typischerweisa 2 Mikrometer dick, 26 Mikrometer breit, 26 Mikrometer lang und weist eine Fremd-
19 3
stoffkonzentration von 10 pro cm oder mehr auf. Die Elektrode 36 besteht aus Aluminium und hat eine Stärke von 1 1/2 Mikrometern, eine Breite von 26 Mikrometern und eine Länge von 26 Mikrometern.
Die hier erläuterten Ausführungsbeispiele dienen nur zum Veranschaulichen der allgemeinen Grundprinzipien der Erfindung. Ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, sind verschiedene Modi-
6/7 COPY
130037/0816
fikationen möglich. Beispielsweise könnte das Tragelement 20 alternativ aus p-leitendem Silicium, Galliumarsenid, Saphir, einem Leiter oder einem elektrisch inaktiven Material bestehen. Besteht die Zone 12 aus einem elektrisch inaktiven Material, kann die dielektrische Schicht 14 fortgelassen werden. Weiterhin kann der Körper 16 als eine von der Luft abgeschlossene Struktur ausgebildet werden. Dies gestattet das Fortlassen des Tragelements 12. Weiterhin können die Elektroden dotiertes Polysiiicium, Gold, Titan oder andere Arten von Leitern sein. Weiterhin können die Fremdstoff konzentrat-ionen, die Abstände zwi sehen unterschiedlichen Zonen und die übrigen Größen der Zonen so" eingestellt werden, daß Betriebsspannungen und -ströme möglich sind, die von den beschriebenen Werten signifikant abweichen. Darüberhinaus können andere dielektrische Materialien anstelle des Siliciumdioxids verwendet werden, so z. B. Siliciumnitrid. Ferner kann der Leitfähigkeitstyp sämtlicher Zonen innerhalb der dielektrischen Schicht umgekehrt werden, vor ausgesetzt, daß die Spannungspolaritäten entsprechend geändert werden, wie es dem Fachmann bekannt ist. Weiterhin kann die Zone 22 mit einem elektrischen Kontakt versehen werden. Abhängic von dem spezifischen Widerstand der Zone 22 könnte ein elektrischer Kontakt direkt mit der Zone 22 oder über eine ρ -leitende Halbleiterkontaktzone, die zu einem Abschnitt der Zone 22 hinzugefügt würde, hergestellt werden. Dann könnte die Zone 22 als zweite Gate-Zone der Struktur 10 verwendet werden. Es ist fernei
ORIGINAL INSPECTED 7/8
COPY
130037/0816
darauf hinzuweisen, daß durch Verwendung zweier solcher Strukturen durch Verbinden der Kathode der einen Struktur mit der Anode der anderen Struktur und Verbinden der ersten Gate-Zonen 20 ein bidirektionaler Schalter zur Verfügung steht, der sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstrombetrieb zuläßt.
130037/0816

Claims (8)

  1. BLUMBACH · WESER-BERGSN-K-RÄMER
    PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
    Patenlconsult Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Paiontr.onsul· Patentconsull Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Palenlconsull
    Western Electric Company, Incorporated Hartman 16 New York, N. Y. , USA
    Hochspannungs-Festkörperschalter Patentansprüche
    Ό Schaltervorrichtung, mit
    - einem Halbleiterkörper (16), dessen Hauptteil einen ersten Leitungstyp besitzt,
    - einer in dem Körper (16) angeordneten ersten Zone (18) eines zweiten, dem ersten Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps,
    - einer in dem Körper (16) angeordneten zweiten Zone (24) vom ersten Leitungstyp,
    - einer dritten Zone (22) des zweiten Leitungstyps, die die zweite Zone umgibt und kontaktiert,
    - einer in dem Körper (16) angeordneten Gate-Zone (20) vom ersten Leitungstyp,
    wobei
    - die erste (18), dritte (22) und Gate-Zone (20) voneinander durch Abschnitte des Hauptteils des Halbleiterkörpers (16)
    München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. - E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur.Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 ■ G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
    130037/0816
    ORIGINAL INSPECTED
    getrennt und in einer ersten Hauptfläche des Körpers (16) enthalten sind,
    - der spezifische Widerstand des Hauptteils des Körpers (16) größer ist als der der ersten (18), zweiten (24), dritten (22) und Gate-Zone (20),
    - die Vorrichtung solche Parameter aufweist, daß, wenn eine erste Spannung an die Gate-Zone gelegt wird, in dem Körper (16) Verarmungszonen gebildet werden und das Potential des unter der Gate-Zone (20) und über einer dielektrischen Schicht (14) befindlichen Abschnitts des Hauptteils positiver ist als das der ersten, zweiten und dritten Zone (18, 22, 24), so daß ein Stromfluß zwischen der ersten und zweiten Zone (18, 24) im wesentlichen verhindert wird, und wenn eine zweite Spannung an die Gate-Zone (20) gelegt wird und geeignete Spannungen an der ersten und zweiten Zone (18, 24) anstehen, ein Strompfad relativ geringen Widerstands zwischen der ersten und zweiten Zone (18, 24) durch Doppelladungsträgerinjektion erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gate-Zone (20) im wesentlichen direkt zwischen der ersten Zone (18) und der dritten Zone (22) angeordnet ist.
  2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (16) durch eine dielektrische Schicht (14) von einem Halbleiter-Substrat (12) getrennt ist.
    130037/0816
  3. 3. Mehrere Schaltvorrichtungen je nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltvorrichtung in einem Halbleiter-Substrat .(12) enthalten und von einer anderen Vorrichtung dielektrisch (14) getrennt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Substrat für eine Ankopplung einer separaten Elektrode ausgebildet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
    - daß das Halbleiter-Substrat n- oder p-leitend ist,
    - daß der Halbleiterkörper, die zweite und dritte Zone η-leitend sind, . .
    - daß die erste und vierte Zone p-leitend sind,
    - daß der spezifische Widerstand der ersten, zweiten und dritten Zone geringer ist als der des Hauptteils des Halbleiterkörpers und .
    - daß der spezifische Widerstand der vierten Zone zwischen dem spezifischen Widerstand der ersten Zone und dem des Hauptteils des Halbleiterkörpers liegt.
    130037/0816
    3P48702
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Substrat für eine Ankopplung einer separaten Elektrode ausgebildet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet/
    - daß das Halbleiter-Substrat n- oder p-leitend ist,
    - daß der Halbleiterkörper und die zweite und dritte Zone p-leitend sind,
    - daß die erste und vierte Zone η-leitend sind, daß der spezifische Widerstand der ersten, zweiten und dritten Zone geringer ist als der des Hauptteils des Halbleiterkörpers, und daß der spezifische Widerstand der vierten Zone zwischen dem spezifischen Widerstand der ersten Zone und dem des Hauptteils des Halbleiterkörpers liegt.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Substrat für eine Ankopplung einer separaten Elektrode ausgebildet ist.
    130037/0816
DE19803048702 1979-12-28 1980-12-23 "hochspannungs-festkoerperschalter" Withdrawn DE3048702A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10777579A 1979-12-28 1979-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3048702A1 true DE3048702A1 (de) 1981-09-10

Family

ID=22318408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803048702 Withdrawn DE3048702A1 (de) 1979-12-28 1980-12-23 "hochspannungs-festkoerperschalter"

Country Status (21)

Country Link
JP (1) JPS56103467A (de)
KR (1) KR840002413B1 (de)
AU (1) AU534874B2 (de)
BE (1) BE886821A (de)
CA (1) CA1145057A (de)
CH (1) CH652863A5 (de)
DD (1) DD156039A5 (de)
DE (1) DE3048702A1 (de)
DK (1) DK549780A (de)
ES (1) ES8201376A1 (de)
FR (1) FR2473790A1 (de)
GB (1) GB2066569B (de)
HK (1) HK69684A (de)
HU (1) HU181246B (de)
IE (1) IE50697B1 (de)
IL (1) IL61780A (de)
IT (1) IT1134896B (de)
NL (1) NL8007051A (de)
PL (1) PL228665A1 (de)
SE (1) SE453621B (de)
SG (1) SG35184G (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467344A (en) * 1981-12-23 1984-08-21 At&T Bell Telephone Laboratories, Incorporated Bidirectional switch using two gated diode switches in a single dielectrically isolated tub
US4573065A (en) * 1982-12-10 1986-02-25 At&T Bell Laboratories Radial high voltage switch structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1039915A (en) * 1964-05-25 1966-08-24 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to semiconductor devices
DE2133430A1 (de) * 1971-07-05 1973-01-18 Siemens Ag Planar-vierschichtdiode
GB1306570A (en) * 1970-12-28 1973-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Field effect semiconductor device
US4130827A (en) * 1976-12-03 1978-12-19 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Integrated circuit switching network using low substrate leakage current thyristor construction

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3417393A (en) * 1967-10-18 1968-12-17 Texas Instruments Inc Integrated circuit modular radar antenna
DE2102103A1 (de) * 1970-01-22 1971-07-29 Rca Corp Durch Feldeffekt gesteuerte Diode
US3725683A (en) * 1971-02-03 1973-04-03 Wescom Discrete and integrated-type circuit
DE2241600A1 (de) * 1971-08-26 1973-03-01 Dionics Inc Hochspannungs-p-n-uebergang und seine anwendung in halbleiterschaltelementen, sowie verfahren zu seiner herstellung
JPS5032942U (de) * 1973-07-23 1975-04-10
JPS5210061A (en) * 1975-07-15 1977-01-26 Hitachi Ltd Thyristor circuit
JPS5412682A (en) * 1977-06-30 1979-01-30 Nec Corp Thyristor
GB1587540A (en) * 1977-12-20 1981-04-08 Philips Electronic Associated Gate turn-off diodes and arrangements including such diodes
CH659151A5 (de) * 1978-12-20 1986-12-31 Western Electric Co Festkoerperschalter mit einem halbleiterkoerper und schaltungsanordnung mit wenigstens zwei festkoerperschaltern.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1039915A (en) * 1964-05-25 1966-08-24 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to semiconductor devices
GB1306570A (en) * 1970-12-28 1973-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Field effect semiconductor device
DE2133430A1 (de) * 1971-07-05 1973-01-18 Siemens Ag Planar-vierschichtdiode
US4130827A (en) * 1976-12-03 1978-12-19 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Integrated circuit switching network using low substrate leakage current thyristor construction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: elektronikpraxis, Nr. 7/8, Aug. 1970, S. 8-10 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU6544980A (en) 1981-07-02
IT8026947A0 (it) 1980-12-24
BE886821A (fr) 1981-04-16
NL8007051A (nl) 1981-07-16
IT1134896B (it) 1986-08-20
SE453621B (sv) 1988-02-15
SE8008851L (sv) 1981-06-29
ES498097A0 (es) 1981-12-16
DK549780A (da) 1981-06-29
GB2066569A (en) 1981-07-08
HU181246B (en) 1983-06-28
IE50697B1 (en) 1986-06-25
IL61780A (en) 1983-07-31
CA1145057A (en) 1983-04-19
PL228665A1 (de) 1981-09-04
KR830004678A (ko) 1983-07-16
AU534874B2 (en) 1984-02-16
HK69684A (en) 1984-09-14
DD156039A5 (de) 1982-07-21
FR2473790A1 (fr) 1981-07-17
IE802604L (en) 1981-06-28
IL61780A0 (en) 1981-01-30
ES8201376A1 (es) 1981-12-16
FR2473790B1 (de) 1985-03-08
GB2066569B (en) 1983-09-14
JPS56103467A (en) 1981-08-18
KR840002413B1 (ko) 1984-12-27
SG35184G (en) 1985-02-08
CH652863A5 (de) 1985-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1234856B (de) Festkoerper-Kippschaltung
DE3443854A1 (de) Halbleiteranordnung
DE3806164C2 (de)
EP0043009A2 (de) Steuerbarer Halbleiterschalter
DE2047166B2 (de) Integrierte Halbleiteranordnung
DE3411020C2 (de)
DE2832154C2 (de)
DE3521079A1 (de) Rueckwaerts leitende vollsteuergate-thyristoranordnung
DE1489894B2 (de) In zwei richtungen schaltbares halbleiterbauelement
DE2234973A1 (de) Mis-halbleitervorrichtung
DE3401407A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102020205705A1 (de) Leistungshalbleiterbauelement
DE68904343T2 (de) Bipolarer transistor mit isolierter steuerelektrode.
DE4228832C2 (de) Feldeffekt-gesteuertes Halbleiterbauelement
EP0978159A1 (de) Vorrichtung zum begrenzen elektrischer wechselströme, insbesondere im kurzschlussfall
DE1764791B2 (de) Vierschicht-halbleiterbauelement
DE2349938A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112012003258T5 (de) Siliciumcarbid-Halbleiterbauelement
DE19518339C2 (de) Halbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Benutzung derselben
DE3048702A1 (de) "hochspannungs-festkoerperschalter"
DE2723272A1 (de) Halbleiter-thyristor-bauelement
DE3230760A1 (de) Abschaltbarer thyristor
CH659151A5 (de) Festkoerperschalter mit einem halbleiterkoerper und schaltungsanordnung mit wenigstens zwei festkoerperschaltern.
DE2835143A1 (de) Thyristor
DE3247221A1 (de) Gate-gesteuerte diodenschalterbauelemente

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AT & T TECHNOLOGIES, INC., NEW YORK, N.Y., US

8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: H01L 29/74

8139 Disposal/non-payment of the annual fee