JPS594033A - 圧接型半導体装置 - Google Patents
圧接型半導体装置Info
- Publication number
- JPS594033A JPS594033A JP57112975A JP11297582A JPS594033A JP S594033 A JPS594033 A JP S594033A JP 57112975 A JP57112975 A JP 57112975A JP 11297582 A JP11297582 A JP 11297582A JP S594033 A JPS594033 A JP S594033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- substrate
- groups
- region
- periphery
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005493 welding type Methods 0.000 title 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 24
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
- H01L23/051—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
- H01L23/4824—Pads with extended contours, e.g. grid structure, branch structure, finger structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
-
- 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0804—Emitter regions of bipolar transistors
- H01L29/0813—Non-interconnected multi-emitter structures
-
- 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
- H01L29/0839—Cathode regions of thyristors
-
- 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
- H01L29/744—Gate-turn-off devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01014—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01015—Phosphorus [P]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01057—Lanthanum [La]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01061—Promethium [Pm]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/06—Polymers
- H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
- H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12036—PN diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1301—Thyristor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体装置に係わシ、特に改良された圧接型電
極構造を有する大電流用の圧接型半導体装置に関するも
のである。
極構造を有する大電流用の圧接型半導体装置に関するも
のである。
通電電流が10OAを越えるような大電流半導体装置の
電極数シ出し方法は、小電流半導体装置で使われている
金属ワイヤぜンディング法を用いることができず、2つ
の主電極間に圧力を加えて取υ出す、いわゆる圧接型電
極を使っている0大電流半導体装俤゛の一例としてダー
トターンオフサイリスタ(以下GTOと11!−ぶ)を
掲げ、図面を参照しながら従来装置について説明。
電極数シ出し方法は、小電流半導体装置で使われている
金属ワイヤぜンディング法を用いることができず、2つ
の主電極間に圧力を加えて取υ出す、いわゆる圧接型電
極を使っている0大電流半導体装俤゛の一例としてダー
トターンオフサイリスタ(以下GTOと11!−ぶ)を
掲げ、図面を参照しながら従来装置について説明。
する。
第1図に従来のGTOの断面図を示す。GTO基板1は
P型アノード領域11s”型第1ペース領域12、P型
第2ペース領域(ダート領域)13、n型カソード領域
14の4層から成り、カソード領域14は複数個に分割
されている。
P型アノード領域11s”型第1ペース領域12、P型
第2ペース領域(ダート領域)13、n型カソード領域
14の4層から成り、カソード領域14は複数個に分割
されている。
一般に圧接構造では、この例のように、凹凸形状の凹部
にダートが、凸部にカンードが露出する。基板の一面に
は分割された複数個のカソード領域14にそれぞれ接続
するカソード領域2及びカソード領域を囲むように配置
されたP型ゲート領域13にはダート電極3が各々形成
され、基板の他方の面にはアノード電極4が形成されて
いる。アノード電極4には金属板5が接着され、これが
外囲器の金属ポスト6に接触する。複数のカソード電極
2は金属板7を介して外囲器の金属ポスト8に接触する
。ダート電極3には金属ワイヤ9が接着され、これが外
囲器のf−)端子に取シ付けられる。GTOは基板1の
端面に露出するpN接合はシリコーンゴム、ガ怜 ラス等の絶縁物10が婢覆される。
にダートが、凸部にカンードが露出する。基板の一面に
は分割された複数個のカソード領域14にそれぞれ接続
するカソード領域2及びカソード領域を囲むように配置
されたP型ゲート領域13にはダート電極3が各々形成
され、基板の他方の面にはアノード電極4が形成されて
いる。アノード電極4には金属板5が接着され、これが
外囲器の金属ポスト6に接触する。複数のカソード電極
2は金属板7を介して外囲器の金属ポスト8に接触する
。ダート電極3には金属ワイヤ9が接着され、これが外
囲器のf−)端子に取シ付けられる。GTOは基板1の
端面に露出するpN接合はシリコーンゴム、ガ怜 ラス等の絶縁物10が婢覆される。
第1図に示すGTOのように1カソード領域が複数個に
分割された素子は、各カソード電極下のnPnP 4層
の半導体領域が1つの素子(素子ユニット)を構成し、
このような素子ユニットがカソード電極の数だけ配列さ
れていると考えられる。つマシ、素子ユニット同志は2
つのペース領域及びアノード領域間を各領域の固有抵抗
で結ばれ、各素子ユニットのカソード及びアノード電極
は共通なので、全体の素子は複数の素子ユニットの並列
動作とみなすことができる。このような素子の動作上好
適な条件としては、素子ユニット間の特性分布が均一な
ことはもとよシ、各カソード電極と外囲器の電極との接
触状態を良好に保つことである。というのは各カソード
間での圧力の相違は、接触抵抗の違いをもたらし特性分
布を不均一にするがらである。凍へ た、半導体基板を構過するシリコンの熱膨張係数と外囲
器電極を構成するモリブデン等の金属板のそれが異なる
ため、動作時に素子で発生する熱により、両者の間にす
べり丑さっが平面の中心から外側に向けて発生する。一
般に半導体基板の電極はアルミニウム等の比較的軟らか
い金属が用いられるので、半店、体基板の電極は外囲器
側のモリブデン等の比較的硬い金属にこすられて薄板状
に押し出され、ダート電極に接触する短絡事故を引き起
こすことがある・従って従来は以上の問題点を考慮して
、カソードを基板の中心から外側へ、つまり放射状に分
散配置する構造が用いられている。
分割された素子は、各カソード電極下のnPnP 4層
の半導体領域が1つの素子(素子ユニット)を構成し、
このような素子ユニットがカソード電極の数だけ配列さ
れていると考えられる。つマシ、素子ユニット同志は2
つのペース領域及びアノード領域間を各領域の固有抵抗
で結ばれ、各素子ユニットのカソード及びアノード電極
は共通なので、全体の素子は複数の素子ユニットの並列
動作とみなすことができる。このような素子の動作上好
適な条件としては、素子ユニット間の特性分布が均一な
ことはもとよシ、各カソード電極と外囲器の電極との接
触状態を良好に保つことである。というのは各カソード
間での圧力の相違は、接触抵抗の違いをもたらし特性分
布を不均一にするがらである。凍へ た、半導体基板を構過するシリコンの熱膨張係数と外囲
器電極を構成するモリブデン等の金属板のそれが異なる
ため、動作時に素子で発生する熱により、両者の間にす
べり丑さっが平面の中心から外側に向けて発生する。一
般に半導体基板の電極はアルミニウム等の比較的軟らか
い金属が用いられるので、半店、体基板の電極は外囲器
側のモリブデン等の比較的硬い金属にこすられて薄板状
に押し出され、ダート電極に接触する短絡事故を引き起
こすことがある・従って従来は以上の問題点を考慮して
、カソードを基板の中心から外側へ、つまり放射状に分
散配置する構造が用いられている。
第2図にGTO基板1の模式的平面図を示す。
GTO基板1表面の複数に分割された矩形状カソード領
域14は、図示の如く中央から周辺に放射状をなして配
置される。図の場合、基板を径方向にA、B、Cの3つ
の領域に分けて各領域にカソード群が配置されている。
域14は、図示の如く中央から周辺に放射状をなして配
置される。図の場合、基板を径方向にA、B、Cの3つ
の領域に分けて各領域にカソード群が配置されている。
前記したように半導体基板のカソード電極と金属板の接
触における問題点は、カソード領域を放射状に分散配置
することでかなりの問題点が解決できたが、この放射状
構造で新たな問題が生じた。第2図におけるA領域のよ
うに基板面の外周部に位置する群のカソードは、隣シ合
うカソード間距離がカソードの長さ方向にわたってほぼ
一様に保たれるのに対し、C領域のように基板面の中央
部に位置するカソードは、長辺の長さが外周部と同じで
あるから、隣シ合うカソード間距離は中心に近い程小さ
く、中心から離れる程太きい。C領域のカソード間隔が
大きい箇所では、各カソードで狭まれるゲート部が他領
域に比べて広くなる。これら2つの場合において各々金
属板7を介して圧力を印加した場合、第3図の(a)
、 (b)のようになる。同図のOfd A領域に、(
b)はC領域のカソード間隔が太きい箇所に各々対応す
る。図から明らかなように(、)の場合はカソード間隔
rが小さいため、金属板のたわみ量lが小さいが、(b
)ではrが太きいためlが太きい。lがツJンード・ダ
ートの段差yを越えれば、金属板7シよケ゛−ト電極3
に接触することになシカソード・ダート間は短絡する。
触における問題点は、カソード領域を放射状に分散配置
することでかなりの問題点が解決できたが、この放射状
構造で新たな問題が生じた。第2図におけるA領域のよ
うに基板面の外周部に位置する群のカソードは、隣シ合
うカソード間距離がカソードの長さ方向にわたってほぼ
一様に保たれるのに対し、C領域のように基板面の中央
部に位置するカソードは、長辺の長さが外周部と同じで
あるから、隣シ合うカソード間距離は中心に近い程小さ
く、中心から離れる程太きい。C領域のカソード間隔が
大きい箇所では、各カソードで狭まれるゲート部が他領
域に比べて広くなる。これら2つの場合において各々金
属板7を介して圧力を印加した場合、第3図の(a)
、 (b)のようになる。同図のOfd A領域に、(
b)はC領域のカソード間隔が太きい箇所に各々対応す
る。図から明らかなように(、)の場合はカソード間隔
rが小さいため、金属板のたわみ量lが小さいが、(b
)ではrが太きいためlが太きい。lがツJンード・ダ
ートの段差yを越えれば、金属板7シよケ゛−ト電極3
に接触することになシカソード・ダート間は短絡する。
金属板7としては、通常圧力印加によって塑性変形を起
こさない硬質なモリブデン等が使われる。また各カソー
ド電極と均一に接触するには金属板7は比較的薄い方が
よく通常s o ttm乃至1閣厚が用いられる。
こさない硬質なモリブデン等が使われる。また各カソー
ド電極と均一に接触するには金属板7は比較的薄い方が
よく通常s o ttm乃至1閣厚が用いられる。
第4図には金属板7として厚さが50μmと200 J
imのモリブデン板を用いた場合、300 kg/c1
n ”の圧力を印加した時のrとlの関係を示す。カソ
ード・ダートの段差が20μmあっても、モリブデン板
の厚さが50μmではカソード間隔が1調を越えるとモ
リブデン板ti段差の底部、即ちr−)電極に接触し、
カソード・ダート間の短絡をひき起す。
imのモリブデン板を用いた場合、300 kg/c1
n ”の圧力を印加した時のrとlの関係を示す。カソ
ード・ダートの段差が20μmあっても、モリブデン板
の厚さが50μmではカソード間隔が1調を越えるとモ
リブデン板ti段差の底部、即ちr−)電極に接触し、
カソード・ダート間の短絡をひき起す。
本発明は、上記問題点についてなされたもので、fIJ
1々の電気的特性を損なうことなく、信頼性を改善しう
る圧接型半導体装置の構造を提供するものである。
1々の電気的特性を損なうことなく、信頼性を改善しう
る圧接型半導体装置の構造を提供するものである。
本発明は、圧接型半導体装置において前述のように複数
のカソードまたはエミッタ領域を基板中央から周辺に放
射状に分散配置する場合に、基板中央に配置される群の
カソード捷たはエミッタ領域の長辺を周辺に配置される
群のそれより短く設定することにより、隣接するカソー
ド間隔が基板中央部の群においても大きくならないよう
にする。
のカソードまたはエミッタ領域を基板中央から周辺に放
射状に分散配置する場合に、基板中央に配置される群の
カソード捷たはエミッタ領域の長辺を周辺に配置される
群のそれより短く設定することにより、隣接するカソー
ド間隔が基板中央部の群においても大きくならないよう
にする。
本発明によれば、金属板を加圧接触させた場合の前述し
たような金属板のたわみによる基板中火部でのカソード
・ダート間短絡が確実に防止され、圧接型半導体装置の
信頼性向上が図られる。また本発明によれば、基板中央
部で、短いカソード領域を配列することによりカソード
占有率が大きくなる結果電流密度が小さくなり、平均順
電流、オン電圧、サージ電流耐量などが改善され、更に
外囲器上の間の熱抵抗が下がるといった効果が得られる
。
たような金属板のたわみによる基板中火部でのカソード
・ダート間短絡が確実に防止され、圧接型半導体装置の
信頼性向上が図られる。また本発明によれば、基板中央
部で、短いカソード領域を配列することによりカソード
占有率が大きくなる結果電流密度が小さくなり、平均順
電流、オン電圧、サージ電流耐量などが改善され、更に
外囲器上の間の熱抵抗が下がるといった効果が得られる
。
第5図に本発明の一実施例のGTO基板の模式的平面図
を示す。断面構造は第1図と異ならないので説明を省略
する。GTO基板3oは矩形状をなす複数に分□離され
たカソード領域31とそれらを囲むように配置されたダ
ート領域32から成る。カソード領域にはカソード電極
が、ダート領域にはf−ト電極がそれぞれ接続される。
を示す。断面構造は第1図と異ならないので説明を省略
する。GTO基板3oは矩形状をなす複数に分□離され
たカソード領域31とそれらを囲むように配置されたダ
ート領域32から成る。カソード領域にはカソード電極
が、ダート領域にはf−ト電極がそれぞれ接続される。
ダート電極の取シ出しリード線33は図の場合基板の周
辺部に接続しているが、中心部であってもよい。基板面
は径方向にA−E領域に分けられ、各領域にカソード群
が配置されている。
辺部に接続しているが、中心部であってもよい。基板面
は径方向にA−E領域に分けられ、各領域にカソード群
が配置されている。
そして基板の中心領域にあるカソード群は、それよシ周
辺の領域にあるカソード群に比べて、各カソード領域の
長辺が短い。GTO基板3oの端面に露出するPN接合
はシリコーンゴム、ガラス等の絶縁物34゛で被覆され
る。
辺の領域にあるカソード群に比べて、各カソード領域の
長辺が短い。GTO基板3oの端面に露出するPN接合
はシリコーンゴム、ガラス等の絶縁物34゛で被覆され
る。
次に具体的な数値例を説明する。第6図は第5図の中央
部分から2つの領域り、Eのカソード配置を拡大して示
している。GTO基板の中心から1間の位置から1.5
ttanの位置にかけて長さ0、5 tmの第1のカ
ソード群(領域E)が配置される。′その時最も中心に
近り部分のカソード間隔は0.2 tm 、最も中心か
ら遠い部分のカソード間隔は0.48mmで、カソード
幅は0.3 tttmである。
部分から2つの領域り、Eのカソード配置を拡大して示
している。GTO基板の中心から1間の位置から1.5
ttanの位置にかけて長さ0、5 tmの第1のカ
ソード群(領域E)が配置される。′その時最も中心に
近り部分のカソード間隔は0.2 tm 、最も中心か
ら遠い部分のカソード間隔は0.48mmで、カソード
幅は0.3 tttmである。
第2のカソード群(領域D)は中心から2諺の位置から
3鴫の位置にかけてあり、それらの長、さけ1閣である
。第2のカソード群の最も中心に近い部分のカソード間
隔は0.2 tan 1最も遠い部分のカソード間隔は
0.45霧であシ、カソード幅は0.3 mmで第1の
カソード群のカソードと同じである。以下第3、第4等
のカソード群は上記と同様に設計される。即ち基板の中
心からrlの位置からr2の位置にかけて配置されるカ
ソード群において(r2/rl)の値をある値よシ小さ
くすれば、カソード間隔をある値以下に設定できる。こ
の実施例では(r2/r1)を1.5以下、カソード間
隔を0.48 am以下にしである。
3鴫の位置にかけてあり、それらの長、さけ1閣である
。第2のカソード群の最も中心に近い部分のカソード間
隔は0.2 tan 1最も遠い部分のカソード間隔は
0.45霧であシ、カソード幅は0.3 mmで第1の
カソード群のカソードと同じである。以下第3、第4等
のカソード群は上記と同様に設計される。即ち基板の中
心からrlの位置からr2の位置にかけて配置されるカ
ソード群において(r2/rl)の値をある値よシ小さ
くすれば、カソード間隔をある値以下に設定できる。こ
の実施例では(r2/r1)を1.5以下、カソード間
隔を0.48 am以下にしである。
このようなカソード配置をすれは、金属板を圧接したと
きにそのたわみ量が抑えられ、一般的な電気特性を何ら
損なうことなくカソード・ダート間の短絡をなくすこと
ができる。ちなみに、上記実施例における20個のGT
Oについて、カソード・ダート短絡は一つもなかった。
きにそのたわみ量が抑えられ、一般的な電気特性を何ら
損なうことなくカソード・ダート間の短絡をなくすこと
ができる。ちなみに、上記実施例における20個のGT
Oについて、カソード・ダート短絡は一つもなかった。
それに対して従来の第2図のようなカソード配置のGT
Oでは、rlが1s+S r2が5咽のものはカソード
間隔が約2瓢になシ、ダート上をポリイミド等の絶縁物
で保護しないと20個中種2個が短−絡した。また絶縁
物で保護しても金属板に点在する突起等で絶縁物が破ら
れ短絡が起こシ、この例では20個中種個が短絡した。
Oでは、rlが1s+S r2が5咽のものはカソード
間隔が約2瓢になシ、ダート上をポリイミド等の絶縁物
で保護しないと20個中種2個が短−絡した。また絶縁
物で保護しても金属板に点在する突起等で絶縁物が破ら
れ短絡が起こシ、この例では20個中種個が短絡した。
また本実施例によれば、基板の中心部に短いカソードを
配列することにより、カン−rの占積率が大きくなるの
で電流密度が小さく彦り、平均順電流、オン電圧、サー
ジ電流耐量が改善されるtlか、外囲器との間の熱抵抗
が下がる長所が生まれる。
配列することにより、カン−rの占積率が大きくなるの
で電流密度が小さく彦り、平均順電流、オン電圧、サー
ジ電流耐量が改善されるtlか、外囲器との間の熱抵抗
が下がる長所が生まれる。
なお本発明は、GTOのほかに、圧接型の/4’ワート
ランジスタ等のカソードまたはエミッタが分離配置され
るものに同様に適用できることはもちろんである。
ランジスタ等のカソードまたはエミッタが分離配置され
るものに同様に適用できることはもちろんである。
第1図は従来のGTOの断面図、第2図は従来のGTO
基板の平面図、第3図(−) (b)はGTO基板のカ
ソード側金属板のたわみの様子を示す断面図、第4図は
カソード間隔とたわみ量の関係を示す図、第5図は本発
明の一実施例におけるGTO基板の平面図、第6図はそ
の部分拡大平面図である。 30・・・GTO基板、31・・・カソード領域、32
・・・ダート領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武彦 第5図 −160− 第6図 1 1mm r、 r2
基板の平面図、第3図(−) (b)はGTO基板のカ
ソード側金属板のたわみの様子を示す断面図、第4図は
カソード間隔とたわみ量の関係を示す図、第5図は本発
明の一実施例におけるGTO基板の平面図、第6図はそ
の部分拡大平面図である。 30・・・GTO基板、31・・・カソード領域、32
・・・ダート領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武彦 第5図 −160− 第6図 1 1mm r、 r2
Claims (1)
- 半導体素子基板の一方の主面に溝により分離された矩形
状の複数のカンードまたはエミッタ領域が基板中央から
周辺に放射状に分散配置された圧接型半導体装置におい
て、前記複数のカンードまたはエミッタ領域は、基板中
央に配置される群におけるものの長辺が周辺に配置され
る群のそれよシ短く設定されていることを特徴とする圧
接型半導体装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57112975A JPS594033A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 圧接型半導体装置 |
CS834851A CS244676B2 (en) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | Semiconductor element with press contact |
EP19830303809 EP0098175A3 (en) | 1982-06-30 | 1983-06-30 | Pressure contact type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57112975A JPS594033A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 圧接型半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS594033A true JPS594033A (ja) | 1984-01-10 |
JPH0142498B2 JPH0142498B2 (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=14600244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57112975A Granted JPS594033A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 圧接型半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0098175A3 (ja) |
JP (1) | JPS594033A (ja) |
CS (1) | CS244676B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03119762A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-22 | Toshiba Corp | 電力用圧接型半導体装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60194565A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
DE58903790D1 (de) * | 1988-08-19 | 1993-04-22 | Asea Brown Boveri | Abschaltbares halbleiterbauelement. |
JP2739970B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1998-04-15 | 株式会社東芝 | 圧接型半導体装置 |
EP0380799B1 (de) * | 1989-02-02 | 1993-10-06 | Asea Brown Boveri Ag | Druckkontaktiertes Halbleiterbauelement |
JP2502386B2 (ja) * | 1989-04-11 | 1996-05-29 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
DE69312865T2 (de) * | 1992-11-09 | 1998-01-22 | Delco Electronics Corp | Vertikale PNP Halbleiteranordnung |
US7675903B2 (en) | 2004-02-06 | 2010-03-09 | Alcatel Lucent | Dynamic contact list management system and method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57201077A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-09 | Hitachi Ltd | Semiconductor switching device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4035831A (en) * | 1975-04-17 | 1977-07-12 | Agency Of Industrial Science & Technology | Radial emitter pressure contact type semiconductor devices |
DE2757821C3 (de) * | 1976-12-28 | 1982-08-19 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa | Verfahren zur Herstellung einer Mesa-Halbleiteranordnung mit Druckkontakt |
FR2378354A1 (fr) * | 1977-01-19 | 1978-08-18 | Alsthom Atlantique | Procede de fabrication de semiconducteurs de puissance a contacts presses |
DE2902224A1 (de) * | 1979-01-20 | 1980-07-24 | Bbc Brown Boveri & Cie | Kontaktsystem fuer leistungs-halbleiterbauelemente |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57112975A patent/JPS594033A/ja active Granted
-
1983
- 1983-06-29 CS CS834851A patent/CS244676B2/cs unknown
- 1983-06-30 EP EP19830303809 patent/EP0098175A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57201077A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-09 | Hitachi Ltd | Semiconductor switching device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03119762A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-22 | Toshiba Corp | 電力用圧接型半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS485183A2 (en) | 1985-08-15 |
CS244676B2 (en) | 1986-08-14 |
EP0098175A3 (en) | 1985-10-23 |
JPH0142498B2 (ja) | 1989-09-13 |
EP0098175A2 (en) | 1984-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4996586A (en) | Crimp-type semiconductor device having non-alloy structure | |
US4246596A (en) | High current press pack semiconductor device having a mesa structure | |
JPS6358376B2 (ja) | ||
US4161740A (en) | High frequency power transistor having reduced interconnection inductance and thermal resistance | |
EP0064231B1 (en) | Compression-type semiconductor device | |
JPS594033A (ja) | 圧接型半導体装置 | |
US4231059A (en) | Technique for controlling emitter ballast resistance | |
US4618877A (en) | Power semiconductor device with mesa type structure | |
US5021855A (en) | Gate turn-off thyristor | |
EP0091079A2 (en) | Power MOSFET | |
JPS6156628B2 (ja) | ||
JP2799252B2 (ja) | Mos型半導体装置およびその製造方法 | |
JPS6364907B2 (ja) | ||
JP2940399B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPS5999769A (ja) | 半導体装置 | |
US4605949A (en) | Semiconductor device with interdigitated electrodes | |
JP2906576B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH0691246B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPS5923115B2 (ja) | メサ型半導体装置 | |
JPH08130317A (ja) | 抵抗性フィ−ルドプレ−トを備えた半導体装置 | |
JPH025307B2 (ja) | ||
JPH09223703A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JPH07202202A (ja) | 電力用mosデバイスチップ及びパッケージアッセンブリ | |
JP2822614B2 (ja) | ゲートターンオフサイリスタ | |
JP3910699B2 (ja) | Gtoサイリスタ |