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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzbauteil, insbesondere zur
Anwendung auf den Schutz von Telefonleitungen.
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Die
Europäische
Patentanmeldung EP-A-0 687 051 (B2420) der Anmelderin beschreibt
eine Interface-Schutzschaltung für
Telefonleitungen und spezielle Ausführungsbeispiele dieser Schaltung
in Form eines monolithischen Bauteils.
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1 der
vorliegenden Anmeldung gibt die 1 dieser
früheren
Anmeldung wieder und zeigt ein Schaltelement mit zwei antiparallelen
Thyristoren Th1 und Th2, bei denen es sich um einen Thyristor mit
Kathoden-Gate bzw. mit Anoden-Gate handelt, zwischen einer Leitung
AB und einem Bezugsanschluss G. Die Gates sind gemeinsam mit dem
Punkt B verbunden. Ein gemeinsamer Anschluss der Thyristoren ist
mit dem Punkt A verbunden, zwischen den Punkten A und B liegt ein
Widerstand Rd. Der andere gemeinsame Anschluss der Thyristoren ist
mit dem Bezugsanschluss G verbunden. Eine Zener-Diode Z1 zwischen
den Anschlüssen
B und G bewirkt, wenn sie in den Lawinendurchbruchzustand übergeht,
die Auslösung
bzw. Triggerung des Thyristors Th1, eine zwischen den Anschlüssen A und
G angeschlossene Zener-Diode Z2 bewirkt, wenn sie in den Lawinendurchbruchzustand übergeht,
die Auslösung
bzw. Triggerung des Thyristors Th2. Wenn der Strom zwischen den
Anschlüssen
A und B einen bestimmten Schwellwert übersteigt, wird der eine oder
der andere der Thyristoren Th1 und Th2 durch sein Gate in den leitenden
Zustand versetzt.
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In
der Schaltung von 1 wird je nach der jeweiligen
Vorspannung der eine oder der andere der Thyristoren Th1 und Th2
leitend, wenn der Strom in dem Widerstand Rd einen bestimmten Schwellwert übersteigt oder
wenn die Spannung auf der Leitung AB die Durchbruchspannung der
Diode Z1 oder Z2 übersteigt.
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2 der
vorliegenden Anmeldung gibt 7 der
erwähnten älteren Patentanmeldung
wieder und zeigt eine Ausführungsform
der Schaltung von 1. In 2 ist die
Lage der Elemente Th1, Th2, Z1 und Z2 aus 1 zugefügt.
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Bei
der praktischen Realisierung der Schaltung hat die Anmelderin jedoch
festgestellt, dass zwar die Auslösung
bzw. Triggerung des Thyristors Th1 nach einem Übergang der Zener-Diode Z1 in den Durchbruchzustand
keine speziellen Probleme stellt, jedoch die Empfindlichkeit der
Auslösung
bzw. Triggerung des Thyristors Th2 nach einem Stromdurchgang in
dem Widerstand Rd noch verbessert werden sollte. Insbesondere hat
sich diese Auslösung
bzw. Triggerung als sehr langsam (Dauer größer als 1 μs) erwiesen. Bemühungen, die
Topologie des Bauteils zu optimieren (vgl. 8A und 8B der erwähnten früheren Europäischen Patentanmeldung EP-A-0
687 051), haben sich als erfolglos erwiesen. So geht beispielsweise
beim Auftreten eines Überstromzustands
mit besonders steiler Frontflanke (beispielsweise einer standardisierten
0,5/700-μs-Welle mit
einer Intensität
von 30 A) auf der Leitung AB der Thyristor Th2 wohl in den leitenden
Zustand über,
aber mit einer bestimmten Verzögerung,
und während
dieser Verzögerung
kann das Schutzbauteil die Spitzenintensität von 30 A durchlassen, was
die zu schützende
integrierte Schaltung schädigen
kann.
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Zur
Lösung
dieses Problems und Verbesserung der Reaktions- und Ansprechgeschwindigkeit
des Bauteils nach dem Auftreten eines positiven Überstroms auf der Leitung AB
hat die Anmelderin in der Europäischen
Patentanmeldung 97/410 008.3 (B3042) entsprechend der Veröffentlichung
EP 785 577 eine Änderung der
Struktur des Bauteils von
2 und insbesondere
des dem Thyristor Th2 entsprechenden Teils dieses Bauteils vorgeschlagen,
wie in
3 wiedergegeben. Dieses Dokument stellt Stand
der Technik gemäß Artikel 54(3)
EPÜ dar
und bleibt für
die Würdigung
der erfinderischen Tätigkeit
außer
Betracht.
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3 zeigt
in schematischer und vereinfachter Form ein monolithisches Ausführungsbeispiel
der Schaltung von 1. Dieses Bauteil ist wie das
in 2 ausgehend von einem Substrat vom N-Leitfähigkeitstyp
hergestellt. Im linken Teil des Bauteils finden sich dieselben Elemente
wie sie im linken Teil von 2 dargestellt
sind, mit denselben Bezugsziffern.
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Ein
Unterschied gegenüber
der Schaltung von 2 ist, dass dieses Gebilde von
Schichten und Halbleiterbereichen in einem Kasten bzw. Graben ausgebildet
ist, der durch Isolierwände 11 vom
P-Leitfähigkeitstyp
abgetrennt ist, um den Thyristor Th1 und seine zugeordneten Bauteile
von dem Thyristor Th2 zu isolieren. Diese Wandungen werden in bekannter
Weise durch Diffusion von der Ober- und Unterseite des Substrats
her gebildet. Außerdem
ist in 3 der Bereich P8 zum Nachweis eines Kurzschlusszustands
nicht wiedergegeben, jedoch könnte
dieser selbstverständlich
vorgesehen werden, falls erwünscht.
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Der
linke teil von 3 umfasst ausgehend von der
Unterseite des Substrats eine Schicht P2 vom P-Typ und ausgehend
von der Oberseite des Substrats her P-Bereiche P1 und P7, in welchen
Bereiche N1 bzw. N7 vom N-Leitfähigkeitstyp
ausgebildet sind. An der Grenzfläche
zwischen dem Bereich P7 und dem Substrat N ist ein Bereich N4 vom
N-Typ ausgebildet.
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Die
Unterseite des Plättchens
ist mit einer Metallisierung M2 versehen. Der Bereich P7 ist mit
einer Metallisierung M3 überzogen.
Der Bereich N7 und ein Teil des Bereichs P1 sind mit einer Metallisierung
M7 versehen. Der Bereich N1 ist mit einer Metallisierung M1-1 versehen,
der einem Teil der Metallisierung M1 aus 2 entspricht.
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Diese
Struktur bildet eine Ausführung
des Gebildes aus Thyristor Th1 und der Zener-Diode Z1 in 1.
Der Thyristor Th1 umfasst die Bereiche N1-P1-N-P2 und ist den Bereichen
N7 und P7 zugeordnet zur Bildung eines Thyristors mit Gate-Verstärkung. Die
Zener-Diode Z1 wird durch den PN-Übergang zwischen den Bereichen
P7 und N4 gebildet, der speziell zur Gewährleistung dieser Funktion
konzipiert ist.
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Der
rechte Teil von 3 zeigt eine Ausführungsform
der Elemente, welche dem Gebilde aus dem Thyristor Th2 und der Zener-Diode
Z2 in 1 entsprechen. Die Diode Z2 entspricht einem der
PN-Übergänge des
Thyristors, bei dem es sich um einen Thyristor mit Triggerung durch
Kippen in den Durchlasszustand handelt. Diese Struktur kann in einem
durch Trennwände 12 vom
P-Typ isolierten Kasten bzw. Graben ausgebildet sein.
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In
diesem rechten Teil wird die Rückseite
von einer durch Diffusion oder Implantation-Diffusion gebildeten
stark dotier ten Schicht N11 vom N-Typ eingenommen. Auf der Vorderseite
werden aufeinanderfolgend eine tiefe Diffusion P12 vom P-Typ; im
Inneren des Bereichs P12 eine tiefe Diffusion N13 vom N-Typ; und im Inneren
des Bereichs N13 getrennte Bereiche P14 vom P-Typ und N15 vom N-Typ
gebildet.
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Der
Thyristor Th2 entspricht, von seiner Anode in Richtung zur Kathode,
dem Gebilde aus den Bereichen und Schichten P14-N13-P12-N-N11. Der Bereich
N15 ist ein Bereich zur Kontaktgabe mit dem Anoden-Gate. Der Anodenbereich
P14 ist mit einer Metallisierung M1-2 versehen, die mit der Metallisierung
M1-1 verbunden ist. Der Bereich N15 zur Kontaktierung durch das
Anoden-Gate ist mit einer Metallisierung M4 versehen, die der Metallisierung
entspricht, welche in 2 dieselbe Bezugsziffer trägt und mit
dem Anschluss B verbunden ist.
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In
dieser Struktur ist, wenn der Thyristor Th2 in Durchlassrichtung
vorgespannt ist, der PN-Übergang N13-P12
der PN-Übergang,
der in Lawinendurchbruchzustand übergehen
kann. Somit ist es dieser PN-Übergang,
der optimiert werden muss, um eine gewünschte Auslösungs- bzw. Triggerungsschwelle
aufzuweisen, vorzugsweise benachbart der des PN-Übergangs P7-N4. Da die Bereiche
P12 und M13 durch aufeinanderfolgende Diffusionen erzeugt werden,
ist es möglich,
die Dotierungspegel und die Diffusionsprofile so zu optimieren,
dass dieser PN-Übergang
die gewünschten
Kenneigenschaften besitzt.
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Betrachtet
man ferner den Thyristor Th2 als durch eine Kombination von zwei
Transistoren gebildet, nämlich
einen PNP-Transistor
P14-N13-P12 und einen NPN-Transistor N13-P12-N-N11, so können die
Verstärkungen
dieser Transistoren im Sinne einer Erhöhung der Empfindlichkeit des
Thyristors Th2 optimiert werden.
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Die
Herstellung eines derartigen Bauteils erfordert keine zusätzlichen
Herstellungsstufen oder -schritte verglichen mit denen des Bauteils
aus 2 (unter Berücksichtigung,
dass zwar in der Teilansicht von 2 keine
Trennwandung dargestellt ist, in der Praxis jedoch Trennwände in dem
Gesamtgebilde vorliegen, von dem das Bauteil nach 2 ein
Teil ist). Im einzelnen kann der Bereich P12 gleichzeitig mit dem
oberen Teil der Trennwände 11 und 12 hergestellt
werden, der Bereich N13 gleichzeitig mit dem Bereich N4, der Bereich P14
gleichzeitig mit den Bereichen P1 und P7 und der Bereich N15 gleichzeitig
mit den Bereichen N1, N7 und N11. Jedoch werden *diese Diffusionen
zwar durch dieselben Diffusionsschritte, d. h. von gleicher Dauer
und gleicher Brenntemperatur, erhalten, diesen Diffusionen können aber
Implantationen unterschiedlicher Dosen vorhergehen. Insbesondere
wird der Dotierungspegel des Bereichs P12 deutlich niedriger als
der der Isolierwände
sein.
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Als
quantitatives Beispiel mit Zahlenwerten kann man für verschiedene
Bereiche die folgenden Werte von Oberflächenkonzentration Cs (in at./cm3) und der Tiefe xj (in μm) des PN-Übergangs
auswählen:
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Mit
dem Bauteil von 3 erhält man einen außerordentlich
schnellen Übergang
des Thyristors Th2 in den Leitungszustand nach einem Überstrom
(weniger als 1 μs
nach dem Beginn des Überstromzustands).
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Somit
löst das
Bauteil von 3 in zufriedenstellender Weise
die meisten gestellten Probleme.
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Jedoch
hat die Anmelderin bei der Realisierung dieses Bauteils festgestellt,
dass in verschiedenen Konfigurationen von Läute- bzw. Rufsignalen die Auslösung bzw.
Triggerung des Bauteils in unerwünschter Weise
erfolgt. Dies soll durch die vorliegende Erfindung vermieden werden.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf einer Analyse dieses Problems.
Wie im einzelnen weiter unten dargelegt, hat die Anmelderin festgestellt,
dass das Problem sich insbesondere stellt, wenn die Impedanz, an welche
das Läute-
bzw. Rufsignal angelegt wird, klein ist und daher die Intensität des Läute- bzw. Rufsignals verhältnismäßig groß ist, und
zwar während
man sich in negativer Phase befindet.
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Zur
Lösung
dieses Problems sieht die vorliegende Erfindung vor ein monolithisches
Bauteil zum Schutz gegen elektrische Überlastzustände, wie sie an einem Leiter
auftreten können,
mit dem in Reihe ein Detektions-Widerstand angeordnet ist, wobei
dieses Bauteil in einem Substrat eines ersten Leitfähigkeitstyps mit
einer Oberseite und einer Unterseite ausgebildet ist und umfasst:
erste und zweite Oberseitenmetallisierungen zur Anschlussverbindung
mit Anschlüssen
des genannten Widerstands und eine dritte Metallisierung an der
Unterseite zur Anschlussverbindung mit einem Bezugspotential; einen
ersten vertikalen Thyristor mit Kathoden-Gate; einen zweiten vertikalen
Thyristor mit Anoden-Gate, vom Typ mit Triggerung durch Gate-Strom
oder durch Kippen in den Durchlasszustand, wobei der erste und der
zweite Thyristor in antiparalleler Anordnung zwischen der ersten
und der dritten Metallisierung ausgebildet sind und voneinander
in seitlicher Richtung durch eine Isolierwandung vom zweiten Leitfähigkeitstyp
getrennt sind, wobei die zweiten Metallisierungen den Gates dieser
Thyristoren entsprechen. Der von der Rückseite her ausgebildete Anodenbereich
des ersten Transistors ist von der Isolierwandung getrennt und die
Rückseite
der Isolierwandung ist mit einem Bereich aus einer Isolierschicht überzogen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist das monolithische Schutzbauteil
zwischen der zweiten und der dritten Metallisierung eine Lawinendiode
in solcher Anordnung auf, dass ihr Übergang in den Lawinenzustand
den Übergang
des ersten Thyristors in den Leitungszustand in Durchlassrichtung bewirkt,
wobei die Kippspannung des zweiten Thyristors im wesentlichen gleich
der Lawinendurchbruchspannung der genannten Lawinendiode ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Aggregat aus dem ersten Thyristor
und der Lawinendiode eine von der Unter- bzw. Rückseite des Substrats her ausgebildete
und von der Isolierwandung getrennte erste Schicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp;
in der Oberseite des Substrats ausgebildete zweite und dritte Bereiche
vom zweiten Leitfähigkeitstyp;
in dem zweiten und dem dritten Bereich ausgebildete vierte und fünfte Bereiche
vom ersten Leitfähigkeitstyp;
sowie einen an der Grenzfläche
zwischen dem dritten Bereich und dem Substrat ausgebildeten sechsten
Bereich vom ersten Leitfähigkeitstyp.
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Ein
besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie mittels
sehr kleiner Änderungen
eines vorhandenen Bauteils (Abänderung
der Maske eines P-Typ-Bereichs und der Maske von Isolierschichten
an der Rückseite)
die Lösung
eines Problems gestattet, welches das frühere Bauteil unter bestimmten
Funktionsbedingungen unbrauchbar machte.
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Diese
und weitere Ziele, Gegenstände,
Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden in der folgenden nicht-einschränkenden Beschreibung spezieller
Ausführungsbeispiele
im einzelnen auseinandergesetzt, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren;
in diesen zeigen:
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1 entspricht
der 4 der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0
687 051,
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2 entspricht 7 der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0
687 051,
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3 entspricht 3 der
Europäischen
Patentanmeldung EP-A-0 687 051,
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4A bis 4D jeweils
ein Ersatzschaltbild des Bauteils aus 3 und den
Stromfluss in verschiedenen Phasen der Arbeitsweise, und
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5 eine
Ausführungsform
des Bauteils gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
auf dem Gebiete der Darstellung von Halbleiterbauteilen üblich, sind
die Schnittansichten der Bauteile weder in horizontaler noch in
vertikaler Richtung maßstabsgetreu.
Für die
Wahl der Abmessungen kann der Fachmann auf seine Fachkenntnisse
zurückgreifen
und auf die Lehre der oben erwähnten
Patentanmeldung.
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Wie
weiter oben angegeben, kann das Bauteil nach 3 durch
eine positive oder negative Überspannung
zwischen den Anschlüssen
AB einerseits und dem Anschluss G andererseits oder durch einen
in dem zwischen den Anschlüssen
A und B angeordneten Detektionswiderstand Rd fließenden übermäßigen Strom
ausgelöst
bzw. getriggert werden.
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Tatsächlich erfordert
der Modus der Auslösung
bzw. Triggerung durch den Strom eine genauere Untersuchung. Dies
lässt sich
beispielsweise in Verbindung mit 1 erkennen.
Wenn ein Strom von dem Anschluss A zum Anschluss B fließt, ist
es der Thyristor Th2, der in den leitenden Zustand gelangen kann,
wenn die Spannung zwischen dem Anschluss A (oder B) und Masse positiv
ist. Man sagt, dass es sich um den Triggermode oder -quadranten
[I > 0, V > 0] handelt. Wenn der
Strom von dem Anschluss B zum Anschluss A fließt, ist es der Thyristor Th1,
der leitend werden kann, unter der Bedingung, dass das Potential
an den Anschlüssen A
und B kleiner als das Potential an dem Anschluss G ist. Man sagt,
dass es sich um den Quadranten [I < 0, V < 0] handelt. Tatsächlich sind
es in der Sprachbetriebsweise der Telefonschaltung allein diese
beiden Quadranten, in welchen das Auftreten eines Überlastzustandes
möglich
ist und in denen ein Schutz nützlich
ist. Man erkennt, dass die Schaltung in dem Quadranten [I > 0, V < 0] normalerweise
nicht ausgelöst
bzw. getriggert werden kann, da dann der Thyristor Th1 der in dem
richtigen Sinn vorgespannte Thyristor ist, jedoch der Gate-Strom
nicht in einer für
die Triggerung dieses Thyristors geeigneten Richtung fließt. Ebenso
kommt es in dem Mode [V > 0,
I < 0] normalerweise
nicht zu einer Auslösung
bzw. Triggerung der Vorrichtung, da der Thyristor Th2 im richtigen
Sinn vorgespannt ist, jedoch der Gate-Strom nicht in der für eine Auslösung bzw.
Triggerung dieses Thyristors geeigneten Richtung fließt.
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Jedoch
hat der Erfinder in der Praxis festgestellt, dass es zu einer Auslösung bzw.
Triggerung der Schaltung kommen kann, während das Telefonsystem sich
im Läute-
bzw. Aufbetrieb befindet. Genauere Untersuchungen haben gezeigt,
dass es zu dieser Auslösung
bzw. Triggerung in dem Quadranten [I > 0, V < 0] kommen
kann, d. h. dass der Thyristor Th1 in den leitenden Zustand gelangt,
während
normalerweise sein Gate-Strom in der falschen Richtung fließt. Diese
parasitäre
Auslösung
bzw. Triggerung soll durch die vorliegende Erfindung vermieden werden.
In dem Quadranten [I > 0,
V < 0] ist das
Läute-
bzw. Rufsignal negativ. In diesem Fall ist das Läute- bzw. Rufsignal, das im
allgemeinen einer Wechselspannung in der Größenordnung von 130 Volt Spitze
entspricht, einer Gleichspannung überlagert, die bis zu –72 Volt
gehen kann. Daraus folgt das Vorliegen einer maximalen Scheitelspannung
von ungefähr –200 Volt.
In bestimmten Telefonschaltungen ist während der Läute- bzw. Rufphase die Impedanz
reduziert und man kann Spitzenströme in der Größenordnung
von 400 mA erreichen. In dem Schema gemäß 3 fließt so ein
Strom in dem Widerstand Rd von A nach B, während die Gesamtheit der Anschlüsse A und
B negativ relativ bezüglich
dem Anschluss G ist, wobei jedoch die Spannung (–200 Volt) nicht ausreicht,
um einen Spannungsdurchbruch des Thyristors Th1 (P2-N-P1-N1) hervorzurufen.
Während
dieser Phase ist der Anschluss G positiv relativ bezüglich dem
Anschluss B. Es kann somit kein Gate-Strom in dem Thyristor Th1
fließen.
Jedoch löst
der Thyristor aus.
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Um
diese Auslösung
bzw. Triggerung zu analysieren, hat die Anmelderin ein Ersatzschaltbild
der Schaltung von 3 skizziert, wie es in 4A wiedergegeben
ist. In diesem Ersatzschaltbild ist der Thyristor Th1 in herkömmlicher
Weise in Form einer Vereinigung von zwei Transistoren NPN1 und PNP1
wiedergegeben. Der Thyristor Th2 ist durch die Vereinigung von zwei
Transistoren PNP2 und NPN2 dargestellt. Außerdem tritt in diesem Schema
der Anmelderin ein parasitäres
Bauteil auf, von dem sich herausgestellt hat, dass es eine wesentliche
Rolle in dem betrachteten Phänomen
spielte. Dieses parasitäre
Bauteil ist ein Transistor PNP3 vom PNP-Typ, dessen Emitter der
Isolierwandung 11–12,
dessen Basis dem Substrat N und dessen Kollektor dem Bereich P12
des Thyristors Th2 entsprechen. Zur Erklärung des Parasitär-Phänomens veranschaulichen
die 4B bis 4D die
aufeinanderfolgenden Stufen der Auslösung bzw. Triggerung der Bauteile von 4A.
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Während einer
in 4B veranschaulichten ersten Phase kommt es zu
einem Stromfluss zwischen Basis und Emitter des Transistors PNP2,
sobald der Spannungsabfall zwischen den Anschlüssen A und B 0,6 Volt übersteigt.
Dies hat zur Folge, dass der Transistor PNP2 leitend wird, was den Übergang
des Transistors NPN2 in den Leitungszustand und damit das Fließen eines
Stroms vom Anschluss G zum Anschluss B hervorruft.
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In
einer in 4C veranschaulichten zweiten
Phase zieht der Leitungszustand des Transistors NPN2 den Übergang
des parasitären
Transistors PNP3 in den leitenden Zustand nach sich.
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Unter
Bezugnahme auf 3 kommt es somit zur Zirkulation
eines Stroms von der Metallisierung M2 zur Metallisierung M4 unter
Durchsetzen eines parasitären
Thyristors, welcher die Bereiche P2, N, P12, N13 und N15 umfasst.
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In
einer letzten Phase schicken sich infolge der Leitung dieses parasitären Thyristors
die P-Bereiche P2, 11 und 12 zur Injektion von Löchern an, d. h. dass der Emitter
des Transistors PNP1 gleichzeitig mit dem Emitter des Transistors
PNP3 zu injizieren beginnt, und dies ruft den Übergang des Thyristors Th1
in den leitenden Zustand hervor. Dies ist der durch die Anmelderin
festgestellte Parasitär-Effekt.
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Zur
Vermeidung dieses Nachteils hat die Anmelderin die Schaltung, in
welcher das Bauteil von 3 enthalten ist, zu modifizieren
versucht. Hierzu hat die Anmelderin zunächst eine Verringerung der
Größe bzw. des
Betrags des Widerstands Rd ins Auge gefasst, um den Beginn des Prozesses,
d. h. den Übergang
des Transistors PNP2 in den leitenden Zustand, zu vermeiden. Jedoch
bringt diese Lösung
andere Nachteile mit sich, nämlich
dass eine Auslösung
bzw. Triggerung mit genügend
niedrigem Schwellwert in den normalen Strom-Triggermodes der Thyristoren
Th1 und Th2 nicht mehr gewährleistet
werden kann.
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Demzufolge
schlägt
die Anmelderin die in 5 veranschaulichte Lösung vor.
Diese 5 stimmt im wesentlichen mit 3 überein und
wird daher nicht mehr neu beschrieben. Der Unterschied zwischen 5 und 3 ist,
dass der Bereich P2, statt sich kontinuierlich bis zum Umfang der
Isolierwandung 11 zu erstrecken, von dieser Isolierwandung 11 getrennt
ist. Des weiteren sind Isolierschichten 30 an der Rückseite
vor der Metallisierung M2 unter der Isolierwandung 11, 12 ausgebildet.
Der erwähnte
parasitäre
Thyristor, der aus der Trennwandung 11, dem Substrat N, dem Bereich
P12 und den Bereichen N13–N15
gebildet wird, kann somit nicht mehr leitend werden und den Übergang
des Thyristors Th1 in den Leitungszustand nach sich ziehen.
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Des
weiteren sieht man zur Vermeidung eventueller parasitärer Triggerungen
vorzugsweise Kanal-Stoppringe am oberen Innenumfang jeder der Wandungen 11 und 12 (und
wenigstens der Wandung 11) vor. Diese Kanal-Stoppringe
sind mit den Bezugsziffern 21 bzw. 22 bezeichnet.
Sie gestatten die Vermeidung von Triggerungen parasitärer MOS-Transistoren
infolge dem Vorliegen einer Spannung an den über die Oberseite laufenden
Metallisierungen. Beispielsweise ist in 5 der die
Metallisierungen M3 und M4 verbindende Strich bzw. die Linie tatsächlich eine
Metallisierung, die über
dem Siliziumoxid verläuft,
das sich über
der zwischen dem Bereich P1 und der Isolierwandung 11 befindlichen
Zone befindet. Ist diese Metallisierung auf einem negativen Potential
relativ bezüglich
der Metallisierung der Rückseite,
riskiert man, einen P-Kanal-MOS-Transistor
(P11-N-P1) leitend zu machen und einen Strom in das Gate des Thyristors
P2-N-P1-N1 fließen
zu lassen, um ihn bei einer Spannung unterhalb der gewünschten,
durch die Zener-Diode
N4-P7 bestimmten Spannung zu triggern. Die Kanal-Stoppringe vermeiden
diesen Nachteil.
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Die
vorliegende Erfindung ist selbstverständlich zahlreicher Abwandlungen
und Zufügungen
fähig.
Insbesondere können
verschiedene gewohnte Strukturen, wie beispielsweise Emitter-Kurzschlusszonen,
vom Fachmann in herkömmlicher
Weise vorgesehen werden. Wie im Falle der Patentanmeldung EP-A-0
687 051 kann die beschriebene Struktur nur einen Teil eines Gesamt aggregats
oder -bauteils bilden, das beispielsweise zwei zu denen von 5 analoge
symmetrische Strukturen umfasst. Was die Verteilung und die Dichte
von Emitter-Kurzschlüssen
in den Bereichen N1 und N11 anlangt, kann auf die Lehre der Europäischen Patentanmeldung
EP-A-0 687 051 verwiesen werden.
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In
Analogie mit der Beschreibung eines früheren Bauteils ist hier im
einzelnen der Fall beschrieben, wo der Thyristor Th1 ein Thyristor
mit Gate-Verstärkung
ist. Die Erfindung wäre
selbstverständlich
mit Vorteil auch in dem Fall anwendbar, wo es sich um einen einfachen
Thyristor handeln würde.
In diesem Fall würde der
Anschluss B direkt mit der Metallisierung M7 verbunden und die Bereiche
N4, P7 und N7 wären
nicht vorhanden.
