FR3091021A1 - Thyristor vertical - Google Patents

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Abstract

Thyristor vertical La présente description concerne un thyristor (200) comprenant un empilement vertical de première (101), deuxième (103), troisième (105) et quatrième (107) régions semiconductrices de types de conductivité alternés, dans lequel la quatrième région (107) est interrompue dans une zone de gâchette (115) du thyristor, et dans un couloir continu (201) s'étendant depuis ladite zone de gâchette en direction d'un bord latéral de la quatrième région. Figure pour l'abrégé : Fig. 4

Description

Description
Titre de l'invention : Thyristor vertical
Domaine technique
[0001] La présente description concerne le domaine des composants semiconducteurs de puissance, et vise plus particulièrement un thyristor vertical.
Technique antérieure
[0002] Diverses structures de thyristors ont déjà été proposées.
[0003] Il existe toutefois un besoin pour une structure de thyristor palliant tout ou partie des inconvénients des structures connues.
Résumé de l'invention
[0004] Pour cela, un mode de réalisation prévoit un thyristor comprenant un empilement vertical de première, deuxième, troisième et quatrième régions semiconductrices de types de conductivité alternés, dans lequel la quatrième région est interrompue dans une zone de gâchette du thyristor, et dans un couloir continu s'étendant depuis ladite zone de gâchette en direction d'un bord latéral de la quatrième région.
[0005] Selon un mode de réalisation, le couloir continu s'étend sur une longueur supérieure ou égale à la moitié de la distance séparant ladite zone de gâchette dudit bord latéral de la quatrième région.
[0006] Selon un mode de réalisation, le couloir continu s'étend jusqu'audit bord latéral de la quatrième région.
[0007] Selon un mode de réalisation, le couloir continu présente une largeur sensiblement constante dans la direction longitudinale du couloir.
[0008] Selon un mode de réalisation, le couloir continu présente, en partant de ladite région de gâchette, une largeur décroissante dans la direction longitudinale du couloir.
[0009] Selon un mode de réalisation, le thyristor comprend une première métallisation de conduction principale en contact avec la face de la quatrième région semiconductrice opposée à la troisième région semiconductrice.
[0010] Selon un mode de réalisation, la première métallisation recouvre ledit couloir continu, une portion de couche isolante étant disposée entre la première métallisation et la face supérieure du couloir continu, sur toute la longueur du couloir.
[0011] Selon un mode de réalisation, la première métallisation est interrompue en vis-à-vis dudit couloir continu, sur toute la longueur du couloir.
[0012] Selon un mode de réalisation, la quatrième région semiconductrice est interrompue dans des zones de courts-circuits d'émetteur dans lesquelles la face supérieure de la troisième région semiconductrice vient en contact avec la première métallisation.
[0013] Selon un mode de réalisation, le thyristor comprend en outre une métallisation de gâchette en contact avec la troisième région semiconductrice dans ladite zone de gâchette.
[0014] Selon un mode de réalisation, le thyristor comporte en outre une deuxième métallisation de conduction principale en contact avec la face de la première région semiconductrice opposée à la deuxième région semiconductrice.
[0015] Selon un mode de réalisation, la quatrième région semiconductrice est en outre interrompue dans au moins un couloir continu supplémentaire s'étendant depuis ladite zone de gâchette en direction d'un bord latéral de la quatrième région semiconductrice.
[0016] Selon un mode de réalisation, ladite région de gâchette est entièrement entourée latéralement par la quatrième région semiconductrice.
[0017] Selon un mode de réalisation, le couloir continu et ledit au moins un couloir continu supplémentaire s'étendent chacun jusqu'à un bord latéral de la quatrième région semiconductrice, de sorte que la quatrième région semiconductrice est divisée en au moins deux portions disjointes.
[0018] Selon un mode de réalisation, les première, deuxième, troisième et quatrième régions semiconductrices sont respectivement de type P, N, P et N.
Brève description des dessins
[0019] Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[0020] [fig.l] la figure 1 représente de façon schématique et partielle un exemple de structure de thyristor ;
[0021] [fig.2] la figure 2 est une vue de dessus illustrant de façon schématique le comportement en température d'un thyristor du type décrit en relation avec la figure 1 ;
[0022] [fig.3] la figure 3 est une vue de dessus illustrant de façon schématique un exemple de connexion d'un thyristor du type décrit en relation avec la figure 1 à un dispositif extérieur ;
[0023] [fig.4] la figure 4 représente de façon schématique et partielle un exemple de structure de thyristor selon un mode de réalisation ;
[0024] [fig.5] la figure 5 est une vue de dessus illustrant de façon schématique le comportement en température d'un thyristor du type décrit en relation avec la figure 4 ;
[0025] [fig.6] la figure 6 est une vue de dessus illustrant de façon schématique un exemple de connexion d'un thyristor du type décrit en relation avec la figure 4 à un dispositif extérieur ;
[0026] [fig.7] la figure 7 représente de façon schématique et partielle une variante de réalisation du thyristor de la figure 4 ; et
[0027] [fig.8] la figure 8 représente de façon schématique et partielle une autre variante de réalisation du thyristor de la figure 4.
Description des modes de réalisation
[0028] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0029] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la fabrication des thyristors décrits ci-après n'a pas été détaillée, la fabrication de tels thyristors étant à la portée de l'homme du métier à partir des indications de la présente description. De plus, les différentes structures de terminaison de jonction pouvant être prévues à la périphérie du thyristor n'ont pas été détaillées, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec toutes ou la plupart des structures périphériques de terminaison de jonction connues.
[0030] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
[0031] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes avant, arrière, haut, bas, gauche, droite, etc., ou relative, tels que les termes dessus, dessous, supérieur, inférieur, etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes horizontal, vertical, latéral, etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des vues en coupe des figures, étant entendu que, en pratique, les dispositifs décrits peuvent être orientées différemment.
[0032] Sauf précision contraire, les expressions environ, approximativement, sensiblement, et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0033] Dans la présente description, on entend par thyristor de puissance un thyristor apte à tenir, à l'état bloqué, entre ses électrodes principales (anodes et cathode), une tension relativement élevée, par exemple une tension d'au moins 600 volts et de préférence une tension d'au moins 800 volts, et/ou apte à supporter, à l'état passant, entre ses électrodes principales, un courant relativement élevé, par exemple un courant d'au moins 30 ampères et de préférence un courant d'au moins 50 ampères.
[0034] La figure 1 représente de façon schématique et partielle un exemple d'un thyristor de puissance 100. La figure 1 comprend plus particulièrement une vue de dessus (a) du thyristor, et une vue en coupe (b) du thyristor selon le plan B-B de la vue (a). Par souci de clarté, des métallisations de contact supérieures et une couche de passivation supérieure du thyristor 100, visibles sur la vue en coupe (b), n'ont pas été représentées sur la vue de dessus (a) de la figure 1.
[0035] Le thyristor 100 comprend un empilement vertical de quatre régions et/ou couches semiconductrices 101, 103, 105 et 107 de types de conductivité alternés. Les régions 101, 103, 105 et 107 sont par exemple en silicium. Dans l'exemple de la figure 1, les régions 101, 103, 105 et 107 sont dopées respectivement P, N, P et N. Dans cet exemple, la région 101 est une couche continue ininterrompue s'étendant sur toute la surface du composant. A titre d'exemple, l'épaisseur de la couche 101 est comprise entre 30 et 80 pm, par exemple de l'ordre de 50 pm. Le niveau de dopage de type P de la couche 101 est par exemple compris entre 10A16 et 5*10A19 atomes/cmA3. La région 103 est, dans cet exemple, une couche continue ininterrompue s'étendant sur et en contact avec toute la surface supérieure de la couche 101. A titre d'exemple, l'épaisseur de la couche 103 est comprise entre 50 et 300 pm, par exemple de l'ordre de 150 pm. Le niveau de dopage de type N de la couche 103 peut être relativement faible (N-), par exemple compris entre 10Λ13 et 10Λ15 atomes/cmA3. Dans cet exemple, la région 105 s'étend dans une partie supérieure de la couche 103. En vue de dessus, la région 105 est localisée dans une partie centrale de la couche 103. Autrement dit, latéralement, la région 105 ne s'étend pas jusqu'aux bords de la région 103. L'épaisseur de la région 105 est par exemple comprise entre 30 et 80 pm, par exemple de l'ordre de 50 pm. Le niveau de dopage de type P de la région 105 est par exemple compris entre 10A16 et 5*10A19 atomes/cmA3. Dans cet exemple, la région 107 s'étend dans une partie supérieure de la région 105. En vue de dessus, la région 107 est localisée dans une partie centrale de la région 105. Autrement dit, latéralement, la région 107 ne s'étend pas jusqu'aux bords de la région 105. L'épaisseur de la région 107 est par exemple comprise entre 10 et 30 pm, par exemple de l'ordre de 15 pm. Le niveau de dopage de type N de la région 107 peut être relativement élevé (N+), par exemple de l'ordre de 10A20 atome s/cmA3.
[0036] Le thyristor 100 comprend une métallisation de contact d'anode 111 (A) disposée sur et en contact avec la face inférieure de la couche 101. La métallisation 111 s'étend par exemple sur toute la surface inférieure de la couche 101. Le thyristor 100 comprend de plus une métallisation de contact de cathode 113 (K) disposé sur et en contact avec la face supérieure de la région 107. La métallisation 113 s'étend par exemple sur toute la surface supérieure de la région 107.
[0037] Dans l'exemple de la figure 1, la région 107 est interrompue dans une zone 115 située, en vue de dessus, dans une partie centrale du thyristor. Dans la zone 115, appelée zone de gâchette, la région 105 de type P affleure au niveau de la face supérieure de la région 107 de type N. Dans cet exemple, la zone 115 est entièrement entourée latéralement par la région 107. La métallisation de contact de cathode 113 est interrompue en vis-à-vis de la zone 115. Le thyristor 100 comprend de plus, au-dessus de la zone 115, une métallisation de contact de gâchette 117 (G) disposée sur et en contact avec la face supérieure de la zone 115 de la région 105, isolée électriquement de la métallisation de contact de cathode 113. Dans cet exemple, la métallisation de contact de gâchette 117 est entièrement entourée, latéralement, par la métallisation de contact de cathode 113. En vue de dessus, la zone de gâchette 115 a par exemple une forme circulaire. A titre d'exemple la zone de gâchette 115 a une dimension latérale (largeur ou diamètre) comprise entre 500 et 1500 pm.
[0038] Les portions de la surface supérieure de la structure semiconductrice non revêtues par les métallisations de contact de gâchette 117 et de cathode 113 peuvent être revêtues par une couche isolante de passivation 119, par exemple en oxyde de silicium. Dans l'exemple de la figure 1, la couche 119 recouvre une bande annulaire périphérique de la région 105, entourant, en vue de dessus, la région 107, et une bande annulaire périphérique de la région 103 entourant, en vue de dessus, la région 105. De plus, dans cet exemple, la couche 119 recouvre une bande semiconductrice annulaire s'étendant, en vue de dessus, entre la métallisation de contact de gâchette 117 et la métallisation de contact de cathode 113.
[0039] Dans l'exemple de la figure 1, la région 107 est de plus interrompue dans des zones 121 dans lesquelles la région de type P 105 vient en contact, par sa face supérieure, avec la métallisation de contact de cathode 113. Les zones 121, appelées courts-circuits d'émetteur, ou trous de court-circuit d'émetteur, permettent d'améliorer les caractéristiques de tenue en dV/dt du thyristor, réduisant le risque de déclenchements intempestifs du thyristor par des pics de tension. En vue de dessus, les zones 121 ont par exemple une forme circulaire. A titre d'exemple les zones de court-circuit d'émetteur 121 ont une dimension latérale (largeur ou diamètre) comprise entre 10 et 100 pm.
[0040] La figure 2 est une vue de dessus du thyristor 100 similaire à la vue (a) de la figure 1 (c'est-à-dire sans les métallisations de contact de gâchette 117 et de cathode 113 et sans la couche de passivation 119), illustrant de façon schématique le comportement en température d'un tel thyristor. Pour plus de clarté, les trous de court-circuit d'émetteur
121 n'ont pas été représentés sur la figure 2.
[0041] La figure 2 représente une cartographie thermique très schématique et partielle de la face supérieure du thyristor 100 en phase de conduction, par exemple juste après une commutation du thyristor de l'état bloqué à l'état passant. Les points noirs sur la figure 2 correspondent à des points chauds de la face supérieure du thyristor, étant entendu que la température mesurée au niveau de ces points est d'autant plus élevée que le diamètre des points est important.
[0042] On constate que les points chauds, qui correspondent à des zones de relativement forte concentration de porteurs de charge dans la région 107, sont à peu près régulièrement répartis tout autour de la zone de gâchette 115.
[0043] Le thyristor 100 de la figure 1 peut correspondre à une puce discrète destinée à être montée dans un boîtier de puissance (non représenté) laissant accessible trois bornes ou pattes conductrices de connexion respectivement connectées, à l'intérieur du boîtier, à la métallisation de contact d'anode 111, à la métallisation de contact de cathode 113 et à la métallisation de contact de gâchette 117 de la puce.
[0044] Chacune des métallisations 113 et 117 de la puce peut être connectée à la borne de connexion de cathode ou de gâchette correspondante du boîtier par un ou plusieurs fils conducteurs, par exemple en aluminium, soudés sur la face supérieure de la métallisation. A titre d'exemple, la métallisation de contact de gâchette 117 est connectée à la borne de connexion de gâchette du boîtier par un unique fil conducteur soudé sur la face supérieure de la métallisation 117, et la métallisation de contact de cathode 113 est connectée à la borne de connexion de cathode du boîtier par plusieurs fils conducteurs connectés en parallèle, soudés à la face supérieure de la métallisation 113. La métallisation de contact d'anode 111 de la puce peut quant à elle être en contact, par sa face inférieure, avec un plot conducteur du boîtier, connecté à la borne de connexion d'anode du boîtier.
[0045] Pour assurer une bonne dissipation thermique et un déclenchement rapide du thyristor, il est préférable de souder le ou les fils de connexion de la métallisation de contact de cathode 113 au niveau des zones de points chauds de la métallisation 113.
[0046] Toutefois, du fait de la répartition relativement homogène des points chauds autour de la région de gâchette 115, il est difficile voire impossible de souder des fils conducteurs sur toutes les zones de points chauds de la métallisation de contact de cathode 113. Cette difficulté de connexion se trouve amplifiée dans cet exemple du fait de la disposition centrale de la région de gâchette 115 qui implique le passage d'un fil conducteur au-dessus d'une partie de la métallisation 113.
[0047] La figure 3 est une vue de dessus simplifiée du thyristor 100, illustrant un exemple possible de disposition des fils conducteurs de connexion sur la face supérieure des métallisations 113 et 117.
[0048] On a représenté de façon schématique sur la figure 3, sous la forme de rectangles, des zones 123 des faces supérieures des métallisations 113 et 117 sur lesquelles des fils conducteurs peuvent être soudés. Sur chacune de ces zones, on prévoit dans cet exemple de souder un et un seul fil conducteur, la surface de la soudure du fil à la métallisation s'étendant sur sensiblement toute la surface de la zone. Dans l'exemple de la figure 3, une unique zone 123 est prévue sur la métallisation de contact de gâchette 117 et trois zones 123 sont prévues sur la métallisation de contact de cathode 113. On prévoit donc de souder un unique fil conducteur sur la métallisation de contact de gâchette 117, et trois fils conducteurs sur la métallisation de contact de cathode 113. Les trois zones de soudure 123 des fils conducteurs sur la métallisation de contact de cathode 113 sont disposées respectivement, dans l'orientation de la figure 3, dans une partie supérieure de la métallisation 113, dans une partie inférieure de la métallisation 113, et dans une partie gauche de la métallisation 113.
[0049] Un inconvénient de cette configuration est que certaines zones de points chauds de la métallisation 113 restent situées en dehors des zones de soudure des fils conducteurs à la métallisation 113 (par exemple en partie droite de la puce dans l'exemple de la figure 3). Ceci limite les performances du thyristor notamment en termes de dissipation thermique et de rapidité de déclenchement, mais aussi en termes de courant maximal que peut supporter le thyristor pour une surface active de puce donnée. En outre, la soudure de quatre fils conducteurs sur la face supérieure du thyristor est relativement délicate à mettre en oeuvre du fait de la surface relativement faibles de la puce (par exemple comprise entre 10 et 100 mmA2) et du fait de la problématique du croisement des fils de cathode et de gâchette.
[0050] La figure 4 représente de façon schématique et partielle un exemple d'un thyristor de puissance 200 selon un mode de réalisation. La figure 4 comprend plus particulièrement une vue de dessus (a) du thyristor, une vue en coupe (b) du thyristor selon le plan B-B de la vue (a), et une vue en coupe (c) du thyristor selon le plan C-C de la vue (a). Par souci de clarté, des métallisations de contact supérieures et une couche de passivation supérieure du thyristor 200, visibles sur les vues en coupe (b) et (c), n'ont pas été représentées sur la vue de dessus (a) de la figure 4.
[0051] Le thyristor 200 de la figure 4 comprend des éléments communs avec le thyristor 100 de la figure 1. Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après. Dans la suite, seules les différences par rapport au thyristor 100 de la figure 1 seront mises en exergue.
[0052] Le thyristor 200 de la figure 4 diffère du thyristor 100 de la figure 1 principalement en ce que, dans le thyristor 200, la région 107 est interrompue dans une zone 201 formant, en vue de dessus, un couloir continu s'étendant depuis un bord de la zone de gâchette 115 jusqu'à un bord latéral (dans cet exemple le bord droit dans l'orientation de la vue (a) de la figure 4) de la région 107. Dans l'exemple de la figure 4, la région 107 est en outre interrompue dans une zone 201' formant, en vue de dessus, un deuxième couloir continu s'étendant depuis un bord de la zone de gâchette 115 jusqu'à un bord latéral (dans cet exemple le bord gauche dans l'orientation de la vue (a) de la figure 4) de la région 107.
[0053] Dans chacun des couloirs 201 et 20Γ, la région de type P 105 affleure au niveau de la face supérieure de la région de type N 107, sur toute la longueur du couloir.
[0054] Dans l'exemple de la figure 4, en vue de dessus, le couloir 201' correspond au symétrique du couloir 201 par rapport au centre de la zone de gâchette 115. Les couloirs 201 et 201' ont ainsi un axe longitudinal commun, sensiblement horizontal dans l'orientation de la vue (a) de la figure 4. Dans cet exemple, les couloirs 201 et 201' forment avec la région de gâchette 115 une zone continue d'interruption de la région 107, séparant la région 107 en deux régions disjointes, par exemple sensiblement de même surface.
[0055] La vue (b) de la figure 4 représente une vue en coupe transversale du couloir 201, et la vue (c) de la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale des couloirs 201 et 20 Γ.
[0056] Chacun des couloirs 201 et 201' a par exemple une largeur (dimension verticale dans l'orientation de la vue (a) de la figure 4 et dimension horizontale dans l'orientation de la vue (b) de la figure 4) comprise entre 50 et 200 pm. Dans cet exemple, la largeur de chaque couloir est sensiblement constante dans la direction longitudinale du couloir.
[0057] Dans l'exemple de la figure 4, au-dessus de chacun des couloirs 201 et 20Γ, une portion de couche isolante 119 en forme de bande est disposée sur et en contact avec la face supérieure de la région 105, sur sensiblement toute la longueur du couloir. La couche 119 isole la métallisation de contact de cathode 113 de la région 105 au niveau de la face supérieure des couloirs 201 et 20Γ. Dans cet exemple, la métallisation 113 n'est pas interrompue au niveau des couloirs 201 et 20Γ. Ainsi, en vue de dessus, la métallisation 113 a sensiblement la même forme que dans l'exemple de la figure 1, c'est-à-dire la forme d'une plaque pleine munie d'une ouverture centrale en vis-à-vis de la région de gâchette 115 du thyristor.
[0058] La figure 5 est une vue de dessus du thyristor 200 de la figure 4 similaire à la vue (a) de la figure 4 (c'est-à-dire sans les métallisations de contact de gâchette 117 et de cathode 113 et sans la couche de passivation 119), illustrant de façon schématique le comportement en température d'un tel thyristor. Pour plus de clarté, les trous de courtcircuit d'émetteur 121 n'ont pas été représentés sur la figure 5.
[0059] La figure 5 représente une cartographie thermique très schématique et partielle de la face supérieure du thyristor 200 en phase de conduction, par exemple juste après une commutation du thyristor de l'état bloqué à l'état passant. Comme sur la figure 2, les points noirs sur la figure 5 correspondent à des points chauds de la face supérieure du thyristor, étant entendu que la température mesurée au niveau de ces points est d'autant plus élevée que le diamètre des points est important.
[0060] On constate cette fois que les points chauds, qui correspondent à des zones de relativement forte concentration de porteurs de charge dans la région 107, sont concentrés dans deux zones sensiblement symétriques par rapport à l'axe longitudinal central des couloirs 201 et 201' d'interruption de la région 107.
[0061] Par rapport au thyristor 100 dans lequel les points chauds sont régulièrement répartis tout autour de la zone centrale de gâchette 115, ceci permet avantageusement de faciliter la soudure de fils conducteurs sur la totalité de la surface des zones de points chauds de la métallisation de contact de cathode 113.
[0062] La figure 6 est une vue de dessus simplifiée du thyristor 200, illustrant un exemple possible de disposition des fils conducteurs de connexion sur la face supérieure des métallisations 113 et 117.
[0063] On a représenté de façon schématique sur la figure 6, sous la forme de rectangles, des zones 223 des faces supérieures des métallisations 113 et 117 sur lesquelles des fils conducteurs peuvent être soudés. Sur chacune de ces zones, on prévoit dans cet exemple de souder un et un seul fil conducteur, la surface de la soudure du fil à la métallisation s'étendant sur sensiblement toute la surface de la zone. Dans l'exemple de la figure 6, une unique zone 223 est prévue sur la métallisation de contact de gâchette 117 et deux zones 223 sont prévues sur la métallisation de contact de cathode 113. On prévoit donc de souder un unique fil conducteur sur la métallisation de contact de gâchette 117, et deux fils conducteurs sur la métallisation de contact de cathode 113. Les deux zones de soudure 223 des fils conducteurs sur la métallisation de contact de cathode 113 sont disposées respectivement de part et d'autre de l'axe longitudinal des couloirs 201 et 201' d'interruption de la région 107 (non visibles sur la figure 6), soit, dans l'orientation de la figure 6, dans une partie supérieure de la métallisation 113 et dans une partie inférieure de la métallisation 113.
[0064] Les mesures réalisées ont montré que la configuration de la figure 6 permet d'obtenir des performances statiques et dynamiques supérieures à celles de la configuration de la figure 3, et ce avec un fil de moins à souder sur la face supérieure de la métallisation de contact de cathode. En particulier, la configuration de la figure 6 permet d'obtenir une meilleure dissipation thermique et un déclenchement plus rapide du thyristor que dans la configuration de la figure 3. On notera de plus que pour une valeur visée de tenue en courant à l'état passant, la surface active du thyristor peut être réduite d'environ 3 à 5 % dans la configuration de la figure 6 par rapport à la configuration de la figure 3.
[0065] La figure 7 représente de façon schématique et partielle une variante de réalisation du thyristor 200 de la figure 4. La figure 7 comprend une vue (b) dans le même plan que la vue (b) de la figure 4, et une vue (c) dans le même plan que la vue (c) de la figure 4. [0066] Le thyristor de la figure 7 diffère du thyristor de la figure 4 principalement en ce que, dans l'exemple de la figure 7, la métallisation de contact de cathode 113 est interrompue en vis-à-vis des couloirs 201 et 20Γ, sur toute la longueur des couloirs 201 et 20Γ. Ainsi, dans cet exemple, la métallisation 113 est divisée en deux portions disjointes sensiblement de même surface, destinées à être connectées à une même borne de connexion du boîtier de la puce.
[0067] Dans l'exemple représenté, dans chacun des couloirs 201 et 20Γ, la surface supérieure de la région 105 est revêtue par une portion de couche isolante 119 s'étendant sur toute la longueur du couloir. A titre de variante, ces portions de couche isolante 119 peuvent être omises, la surface supérieure des couloirs 201 et 201' étant alors laissée à nu.
[0068] La figure 8 est une vue de dessus schématique et partielle illustrant une autre variante de réalisation du thyristor 200 de la figure 4.
[0069] Le thyristor de la figure 8 diffère du thyristor de la figure 4 principalement en ce que, dans l'exemple de la figure 8, les couloirs 201 et 201' ne s'étendent pas jusqu'à des bords latéraux de la région semiconductrice 107. Plus particulièrement, dans l'exemple de la figure 8, chacun des couloirs 201 et 201' s'étend depuis la région de gâchette 115 en direction d'un bord latéral de la région semiconductrice 107, mais s'interrompt avant d'atteindre le bord de la région semiconductrice 107. Les essais réalisés ont en effet montré que les avantages décrits ci-dessus peuvent être obtenus avec des couloirs ne s'étendant pas jusqu'aux bords latéraux de la région semiconductrice 107. De préférence, chaque couloir s'étend en longueur sur au moins la moitié de la distance séparant la région de gâchette 115 du bord latéral de la région semiconductrice 107.
[0070] Par ailleurs, dans l'exemple de la figure 8, à la différence de l'exemple décrit en relation avec la figure 4, chacun des couloirs 201 et 201' a une largeur qui varie dans la direction longitudinale du couloir. Plus particulièrement, dans cet exemple, la largeur de chaque couloir diminue, par exemple de façon continue, lorsque l'on s'éloigne de la région de gâchette 115. A titre de variante, chacun des couloirs 201 et 201' du thyristor de la figure 8 peut avoir une largeur sensiblement constante dans la direction longitudinale du couloir. Dans une autre variante, chacun des couloirs 201 et 201' du thyristor de la figure 4 ou 7 peut avoir une largeur variable dans la direction longitudinale du couloir, par exemple une largeur diminuant en s'éloignant de la région de gâchette 115.
[0071] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L’homme de l’art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à l’homme de l’art. En particulier, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à l'exemple décrit en relation avec les figures 4 à 8 d'un thyristor comportant deux couloirs d'interruption de la région 107, séparant la région 107 en deux parties disjointes. A titre de variante, le thyristor peut comporter un unique couloir s'étendant depuis la région de gâchette 115 en direction d'un bord latéral de la région 107, par exemple jusqu'à un bord latéral de la région 107. La prévision d'un couloir unique permet de concentrer les points chauds dans une zone entourant partiellement seulement la région de gâchette. Dans une autre variante, le thyristor peut comporter plus de deux couloirs s'étendant chacun depuis la région centrale de gâchette 115 en direction d'un bord latéral de la région 107, par exemple jusqu'à un bord latéral de la région 107 auquel cas la région 107 est divisée en plus de deux portions distinctes.
[0072] En outre, bien que l'on ait représenté sur les figures uniquement des exemples de réalisation concernant des thyristors à gâchette centrale, c'est-à-dire dans lesquels la région de gâchette 115 est entièrement entourée latéralement par la région de 107 et la métallisation de gâchette 117 est entièrement entourée latéralement par la métallisation de conduction 113, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à ce cas particulier. A titre de variante, les modes de réalisation décrits peuvent être adaptés à des thyristors dans lesquels la gâchette est située à la périphérie de la région 107, par exemple au niveau d'un bord latéral de la région 107 ou au niveau d'un coin de la région 107. Dans ce cas, la région de gâchette 115 est seulement partiellement entourée latéralement par la région 107, et la métallisation de gâchette 117 est seulement partiellement entourée latéralement par la métallisation de conduction 113. Les essais réalisés ont en effet montré que des avantages similaires à ceux décrits ci-dessus, notamment en termes de dissipation thermique, de rapidité de déclenchement, et de diminution de surface active, peuvent être obtenus en prévoyant un ou plusieurs couloirs d'interruption de la région 107 dans des thyristors à gâchette périphérique.
[0073] En outre, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples de nombre et de disposition des trous de courts-circuits d'émetteurs 121 représentés sur les figures. A titre de variante, les trous de courts-circuits d'émetteurs 121 peuvent être omis.
[0074] De plus, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à l'exemple particulier d'agencement des fils de connexion de la métallisation de conduction 113 à un dispositif extérieur représenté en figure 6. A titre de variante, le nombre de fils de connexion de la métallisation 113 à un dispositif extérieur peut être différent de deux. En outre, l'orientation des fils de connexion de la métallisation 113 à un dispositif extérieur peut être différente de ce qui a été représenté. A titre d'exemple, les fils de connexion de la métallisation 113 à un dispositif extérieur peuvent avoir une orientation transverse, c'est-à-dire sensiblement orthogonale à l'axe longitudinal des couloirs 201, 20Γ.
[0075] Par ailleurs, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples de valeurs numériques et de matériaux mentionnés dans la présente description.
[0076] En outre, un thyristor présentant des avantages similaires à ce qui a été décrit en relation avec les figures 4 à 8 peut être obtenu en inversant tous les types de conductivité des régions 101, 103, 105 et 107.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Thyristor (200) comprenant un empilement vertical de première (101), deuxième (103), troisième (105) et quatrième (107) régions semiconductrices de types de conductivité alternés, dans lequel la quatrième région (107) est interrompue dans une zone de gâchette (115) du thyristor, et dans un couloir continu (201) s'étendant depuis ladite zone de gâchette en direction d'un bord latéral de la quatrième région. [Revendication 2] Thyristor (200) selon la revendication 1, dans lequel le couloir continu (201) s'étend sur une longueur supérieure ou égale à la moitié de la distance séparant ladite zone de gâchette (115) dudit bord latéral de la quatrième région (107). [Revendication 3] Thyristor selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le couloir continu (201) s'étend jusqu'audit bord latéral de la quatrième région (107). [Revendication 4] Thyristor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le couloir continu (201) présente une largeur sensiblement constante dans la direction longitudinale du couloir. [Revendication 5] Thyristor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le couloir continu (201) présente, en partant de ladite région de gâchette (115), une largeur décroissante dans la direction longitudinale du couloir. [Revendication 6] Thyristor (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une première métallisation de conduction principale (113) en contact avec la face de la quatrième région semiconductrice (107) opposée à la troisième région semiconductrice (105). [Revendication 7] Thyristor (200) selon la revendication 6, dans lequel la première métallisation (113) recouvre ledit couloir continu (201), une portion de couche isolante (119) étant disposée entre la première métallisation (113) et la face supérieure du couloir continu (201), sur toute la longueur du couloir. [Revendication 8] Thyristor (200) selon la revendication 6, dans lequel la première métallisation (113) est interrompue en vis-à-vis dudit couloir continu (201), sur toute la longueur du couloir. [Revendication 9] Thyristor (200) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la quatrième région semiconductrice (107) est interrompue dans des zones de courts-circuits d'émetteur (121) dans lesquelles la face supérieure de la troisième région semiconductrice (105) vient en contact avec la première métallisation (113).
    [Revendication 10] Thyristor (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant en outre une métallisation de gâchette (117) en contact avec la troisième région semiconductrice (115) dans ladite zone de gâchette (115). [Revendication 11] Thyristor (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant en outre une deuxième métallisation de conduction principale (111) en contact avec la face de la première région semiconductrice (101) opposée à la deuxième région semiconductrice (103). [Revendication 12] Thyristor (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la quatrième région semiconductrice (107) est en outre interrompue dans au moins un couloir continu supplémentaire (20 Γ) s'étendant depuis ladite zone de gâchette (115) en direction d'un bord latéral de la quatrième région semiconductrice (107). [Revendication 13] Thyristor selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel ladite région de gâchette (115) est entièrement entourée latéralement par la quatrième région semiconductrice (107). [Revendication 14] Thyristor selon la revendication 13 dans son rattachement à la revendication 12, dans lequel le couloir continu (201) et ledit au moins un couloir continu supplémentaire (20Γ) s'étendent chacun jusqu'à un bord latéral de la quatrième région semiconductrice, de sorte que la quatrième région semiconductrice (107) est divisée en au moins deux portions disjointes. [Revendication 15] Thyristor (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel les première (101), deuxième (103), troisième (105) et quatrième (107) régions semiconductrices sont respectivement de type P, N, P et N.
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