JPH08213593A - ホトサイリスタの直列構造 - Google Patents

ホトサイリスタの直列構造

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JPH08213593A
JPH08213593A JP7262059A JP26205995A JPH08213593A JP H08213593 A JPH08213593 A JP H08213593A JP 7262059 A JP7262059 A JP 7262059A JP 26205995 A JP26205995 A JP 26205995A JP H08213593 A JPH08213593 A JP H08213593A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】複数のホトサイリスタが直列に使用される場
合、サイリスタは数KVの高電圧に耐える一方でトリガ
を生じ、サイリスタ上部表面が発光するよう並んでいる
が、この構造は寸法が大きく取扱い困難なため改良す
る。 【解決手段】2個のホトサイリスタ20,30はそれぞ
れ基板21,31に形成されたP型層22,32とN型
層23,33及びP型下部層24,34から成り、また
上部カソードの金属被膜26,36を有している。両サ
イリスタはハンダ層40で接着されている。両サイリス
タ外面への照射光41,42は切欠部28,38の金属
被膜29,39で形成された鏡により下部サイリスタの
接合領域の方向へ反射される。切欠部は凹面であり、反
射光が感光性領域に焦点を結ぶように弯曲している。切
欠部が深く幅広なら金属被膜はN型基板とP型層に接
し、両者接触の機能はサイリスタの逆耐圧で実現され、
このサイリスタを10個積層すれば6KV耐圧が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はホトサイリスタの直
列構造に関し、特に平面型サイリスタに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図1A及び図1Bは平面型ホトサイリス
タの平面図及び断面図である。従来のサイリスタは例え
ばN形の第1の導電層の低ドーピングされた基板1から
構成される。P形の第1の層2、内部層2、N形の層3
が基板の上部表面に形成されている。下部の表面にはP
形の層4が形成されている。上部の表面のP形及びN形
の層がマスクの内側に拡散され、かつそれらの接合が外
面より離れたサイリスタの上部表面で端部となってい
る。特にそのような構成は製造に対して簡単で、高い絶
縁破壊電圧を有する。上部のN形の層3はカソード電極
Kを構成する金属被覆6でコーティングされる。下部の
表面はアノード電極Aを構成する金属被覆7でコーティ
ングされる。
【0003】従来のサイリスタと対照すると、ホトサイ
リスタはゲート金属被覆を有しないが、例えば層2と基
板1の間の接合の順方向ブロック接合の発光を介してト
リガされる。ここで、この接合は「感光性接合」として
参照される。発光は図1Bに矢印によって示されてお
り、感光性接合の表面に近い、点線で示された層9で主
に実行する。従来、正確に位置付けられた適切な波長を
有するLEDはサイリスタの感光性層を発光するために
使用される。この層は電子領域が順ブロック状態で拡散
する層2と基板1との間の接合の露出された表面に閉成
される。フォトンが増殖されてトリガにサイリスタを生
じる電子領域で得られるエネルギーによる電子ホールの
組を生じる。これらのフォトンのみは構成の上部の表面
に達する。これらは構成の表面に達するや否や吸収さ
れ、それらの濃度(それらの効率)が表面下で減少す
る。つまり、構成の表面及び主な感光性接合の表面領域
は発光される。接合層に達しないので側面からの発光は
サイリスタをトリガされない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】多種の提案において、
例えばサイリスタが数kVの電圧に対して対抗する一方
でトリガを生じるときいくつかのホトサイリスタは直列
に使用される。そしてサイリスタが上部の表面を光るよ
うに並んだ構造をしている。この構造は扱いにくく、か
つサイズにおいてかなり大きい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの実施の形
態において、感光性の構成部の直列構造は第1の感光性
構成部と第2の感光性構成部から構成され、それぞれは
第1の表面、第2の表面及び、第1と第2の表面との間
に伸びる少なくとも1つの外面を有する。第2の感光性
構成部の第2の表面は第1の感光性構成部の第1の表面
に接している。第1の感光性構成部は少なくとも1つの
外面から距離を置いて第1の表面に沿って配列される第
1の感光性接合を有する。第2の感光性構成部は少なく
とも1つの外面から距離を置いて第1の表面に沿って配
列された第2の感光性接合を有し、かつ距離を置くこと
によって少なくとも1つの外面から伸びた切欠部は第1
の感光性接合へ第1の感光性構成部の少なくとも1つの
外面からの距離に少なくとも等しい。
【0006】本発明の他の実施の形態において、感光性
の構成部は第1の表面、第2の表面及び第1及び第2の
表面との間に伸びる少なくとも1つの外面からなる。第
1の表面はそれに沿って配列された第1の感光性接合を
有する。第2の表面は切欠部を含む。
【0007】本発明の他の実施の形態において、方法は
第1と第2の感光性構成部を含む少なくとも2つの感光
性構成部の直列構造を形成することからなり、それぞれ
第1の表面、第2の表面及び当該第1と第2の表面の間
に伸びる少なくとも1つの外面を有する。第1の感光性
構成部は第1の表面に沿って配列された第1の感光性構
成部を有し、かつ第2の感光性構成部は第1の表面に沿
って配列された第2の感光性接合を有する。方法は第2
の感光性構成部の第2の表面が第1の感光性構成部の第
1の表面の反対に配列されるので少なくとも2つの感光
性構成部を配列するステップからなる。
【0008】本発明の他の実施の形態において、方法は
感光性接合を有する少なくとも1つの感光性構成部をト
リガすることである。その方法は次のステップからな
る。(a):部分に沿って光のビームを照射し、
(b):少なくとも1つの感光性構成部をトリガするた
めに感光性接合に向かって光のビームを反射する部分に
少なくとも1つの反射の表面を設ける。
【0009】他の実施の形態において、感光性の構成部
の直列構造は第1及び第2の感光性構成部からなり、そ
れぞれは第1の表面、第2の表面及び当該第1と第2の
表面との間に伸びた少なくとも1つの外面を有する。第
1の感光性構成部は当該第1の表面に沿って設けられた
第1の感光性接合を有する。第2の感光性構成部は第1
の感光性接合に向かって光ビームを反射する手段を含
む。
【0010】本発明の一実施の形態において、平面型の
感光性の構成部の直列構造は表面と第2の主表面にある
第1の感光性接合上の第1の主表面を有する。構成部が
構成部の第2の主表面が隣接の構成部の第1の主表面に
接するように堆積される。各構成部の第2の主表面が感
光性接合と外面との間に少なくとも距離を置いて相当す
る側面長に沿って外面に切欠部を有する。
【0011】本発明の実施の形態によれば、切欠部は各
構成部の第2の主表面をコーティングする金属被覆を用
いてコーティングされる。
【0012】本発明の実施の形態によれば、切欠部が湾
曲である。
【0013】本発明の実施の形態によれば、切欠部が形
成された構成部からシリコンウェハを化学的にエッチン
グすることによって形成される。
【0014】本発明の実施の形態によれば、少なくとも
1つの光源が堆積の外部に設けられている。
【0015】構成はサイリスタである。
【0016】
【発明の実施の形態】図2は図1A及び図1Bでのサイ
リスタに表されたものと類似しており、2つの平面ホト
サイリスタ20及び30を示す。2つのホトサイリスタ
20及び30は図1A及び図1Bでの構成要素1,2,
3及び4に相当する、それぞれ基板21及び31、P形
層22及び32、N形層23及び33、かつP形下部層
24及び34を含む。またホトサイリスタは金属被覆6
にそれぞれ相当する上部カソードの金属被覆26,36
から構成する。
【0017】各サイリスタ20及び30の下部の表面は
図1Bのサイリスタの1つと異なる。この下部の表面の
外面は後ろの切欠部28,38を形成するために幅広に
溝を設けられている。この切欠部は接合22,32の露
出された層から各サイリスタの外面と分離した、表面上
でその距離より大きい後ろの大きさを有する。後ろの切
欠部28,38は対応する金属被覆29,32で下部の
表面を同時に金属被覆される。
【0018】2つのサイリスタ20,30と他(図示せ
ず)は堆積され、かつ間に設けられたハンダ40を用い
て共にハンダ付けされ得る。堆積されたサイリスタの外
面上に照射された光のビーム41,42は調整用下部サ
イリスタの露出された接合領域に向かって切欠部28の
金属被覆29によって形成されたミラーによって反射さ
れる。従来、金属被覆は適切な反射体を通常構成するア
ノード及び/又はカソードの金属被覆を形成するために
使用される。例えば、アルミニウム、金、チタン及びニ
ッケル、あるいは1つ又はシリコンなどの合金でできれ
ば挟むなどから形成された金属被覆が使用され得る。
【0019】好ましくは、切欠部28,38は凹面であ
る。光のビームは下部の表面に向かって反射されないが
更に感光性領域上に焦点を結ぶように切欠部の湾曲は好
ましく選択される。半導体の分野で、単一の構成部は単
一の構成部に切り取られる大きい表面のシリコンウェハ
から形成され、凹面の切欠部は従来次の形成され得る。
切欠部を構成するサイリスタの区域,溝に相当する領域
は化学的にエッチングされる。
【0020】もし切欠部が幅広で深いならば、金属被覆
29,39はそれぞれP形層24,34と基板21,3
1の両方を接する。実際に、これは損失ではない。第1
に、N形の基板及び下部のP形の層の間の接合の機能は
サイリスタの逆の絶縁破壊電圧で主に実施する。しかし
ながら、この逆の絶縁破壊電圧は通常ホトサイリスタの
従来の使用に対して多数のパラメータでない。第2に、
基板と共に裏の表面の金属被覆の接触は下部のインピー
ダンス短絡回路を形成される。実際に、N形の基板の抵
抗は高い(普通約25Ωcm又は1014Ω/cm3 )。
そのような焦束をもって、1Vの電圧において金属被覆
と基板との間にオーム接点がなく、接点抵抗は数kΩで
ある。そして実際に金属被覆は裏の接合を短絡せず、か
つサイリスタの感光度をあまり損なわない。
【0021】例えば、本発明は図3に示すような大きさ
の四角形のホトサイリスタを提供され得る。そのような
サイリスタは600Vの直流電圧に耐えることができ、
約1A(約50Aの電流ピーク)の平均電流を流すこと
ができる。
【0022】導電領域の特性は、例えば次のとおりであ
る。 基板21:ドープ剤濃度=1014at./cm3 P形層22,24:xs =16μm,Cs =1017
t./cm3 N形層23:xs =8μm,Cs =2.1019at./
cm3 ここでxs はドープ剤の浸透の深さを示し、Cs はドー
プ剤の表面濃度を示す。
【0023】図3の1つのように10個のホトサイリス
タに及んで、約6000Vのブレーク電圧に達するよう
に堆積することができる。
【0024】従来、堆積されたサイリスタは単一のホト
ダイオードによってトリガされ、より複雑な配列が使用
され得る。実際に、ホトサイリスタの十分な数がトリガ
されるとすぐに他のサイリスタがブレークオーバするの
で光学的にトリガされるためにホトサイリスタは不要で
ある。
【0025】図2に関係する実施の形態の説明において
下部の表面は単一の金属被覆層29から形成される。ま
た下部の表面は図3に示すように多重層から形成され得
る。第1の金属被覆層40は例えばアルミニウムで全下
部の表面上に施され得、例えばニッケルを用いた第2の
金属被覆層41と金を用いた第3の金属被覆層42、下
部の表面の平面部分を覆うように1またはそれ以上の金
属被覆によって続く。そして、ソフトハンダ付けが使用
され得る。例えばスズ−鉛、アルミニウムでないが金を
ぬらす。これはハンダ付けが切欠部を満たさないためで
ある。これは第1にアルミニウム40を設けることによ
って行われ得、樹脂を用いて溝をコーティングし、付加
的に金属被覆を設け、樹脂をコーティングした金属被覆
を取り除くように樹脂を溶かす。
【0026】当業者であれば、多種の変形例が前述の実
施の形態から作成できる。例えば、極性は反転され得、
本発明はダイオード、二方向三極サイリスタ及び平面型
の他の感光性構成を提供する。
【0027】本発明の少なくとも1つの実施形態のみ示
したが、多種の変形や改良、そして改善は当業者であれ
ば容易に行うことができる。そのような変形、改良及び
改善は本発明の技術思想や見地に含まれるものである。
よって、前述の明細は一例にすぎず、これに限定されな
い。本発明は特許請求の範囲及びその均等物に限定され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1A】平面型ホトサイリスタの平面図である。
【図1B】平面型ホトサイリスタの断面図である。
【図2】本発明に係るホトサイリスタの構成を示す断面
図である。
【図3】本発明に係るホトサイリスタの実施の形態を示
す側面図である。
【符号の説明】
21,31 基板 22,32 P形層 23,33 N形層 24,34 P形下部層 26,29,36,39 金属被覆 28,38 切欠部 40 ハンダ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面と第2の主表面にある第1の感光性
    接合上の第1の主表面を有する平面型の感光性の構成部
    の直列構造において、 構成部(20,30)は構成部の第2の主表面が隣接の
    構成部の第1の主表面に接するように堆積され、 各構成部の第2の主表面が前記感光性接合と外面との間
    に少なくとも距離を置いて相当する側面長に添って前記
    外面に切欠部(28,38)を有することを特徴とする
    ホトサイリスタの直列構造。
  2. 【請求項2】 切欠部は各構成部の第2の主表面をコー
    ティングする金属被覆を用いてコーティングされる請求
    項1記載のホトサイリスタの直列構造。
  3. 【請求項3】 切欠部が湾曲である請求項1記載のホト
    サイリスタの直列構造。
  4. 【請求項4】 切欠部が形成された構成部からシリコン
    ウェハを化学的にエッチングすることによって形成され
    る請求項1項記載のホトサイリスタの直列構造。
  5. 【請求項5】 下部の表面の平面部分が付加的な金属被
    覆(41,42)でコーティングされる請求項2又は請
    求項4記載のホトサイリスタの直列構造。
  6. 【請求項6】 外部に設けられた少なくとも1つの光源
    (70)に関係される請求項1記載のホトサイリスタの
    直列構造。
  7. 【請求項7】 構成部がホトサイリスタである請求項1
    記載のホトサイリスタの直列構造。
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