JPS63502787A - 高い遮断電圧用半導体スイツチ - Google Patents
高い遮断電圧用半導体スイツチInfo
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
高い遮断電圧用半導体スイッチ
従来技術
本発明は請求の範囲第１項記載の上位概念による半導体スイッチに関する。サイ
リスタまたはトランジスタとして構成された公知の半導体スイッチは、約５ ｋ
Ｖの最大遮断電圧に達する。しかし種々の使用、例えば自動車の点火電圧の分配
等には、１０ｋＶを越える遮断用には、従来は半導体スイッチは用いられなかっ
た。
なぜならば公知の工学技術では、このように高い遮断電圧が実現できなかったか
らである。薄膜トランジスタがこの目的には適していると思われる。なぜならば
このようなトランジスタはｐｎ接合部なしに動作し、ＭＯＳ ）ランジスタと同
様に、制御電圧により変化できる抵抗とみなすことができるからである。公知の
薄膜トランジスタは、基板に設けられた電極およびこれらの電極間に設けられた
、半導体材料から成るチャネルを有し、この基板の上に絶縁層が、そしてさらに
七゛ の上に基板電極が設けられている。絶縁層は、公知の薄膜工学技術で製造
され、基板の支持機能を引き受けることができないほどに薄い。また厚さは、公
知の従来技術に相応する工学技術で、経済的に採算の取れる費用によシ、大きく
することが不可能である。絶縁体の厚さが小さいため、制御電極と半導体チャネ
ルとの間の絶縁破壊強度もまた、前記の使用には小さすぎる（ ＜ １ ｋＶ
）。
発明の利点
それに比較して請求範囲第１項に記載の構成要件を有する、本発明による半導体
スイッチは、ゲートと制御電極との間に設けられた絶縁層が次のような厚さを即
ち、基板として構成された絶縁層が支持機能ならびに高い絶縁破壊強度も有する
ような厚さを具備するという利点を有する。この絶縁層は、セラミック、チタン
酸・クリラムまたは相応の絶縁材から構成することができる。
とくに有利なのは、絶縁層がディスクまたは環の形を有する場合である。なぜな
らばそれによシ半導体チャネルおよび電極の隅での火花−およびコロナ放電の危
険が著しく低減するからである。またそれによシコン・にクトな構造も得られ、
そのさいセラミック絶縁体は従来の製造方法に相応に製造することができる。絶
縁体がディスクまたは環の形に構成されている場合には、その一方の端面に、半
導体チャネルおよびこのチャネルに隣り合うドレイン及びソース用の電極が同心
の環として設けておくことができ、他方内側の周面は制御電極を形成する。前記
の環状の構成では、ゲート絶縁体の内側のゲート電圧によね形成される電界強度
は、ドレインとソースとの間に対抗電極を形成する半導体チャネルの半導体層よ
シも、望ましくない放電作用に対して、著しく感度の低いゲート金属化部分の表
面で、その最大値に達する。
図面
本発明は以下で図面に基づいて詳細に説明される。
図面は下記のとおりである。第１図は本発明により構成された半導体スイッチの
第１の実施例を、第２図は別の実施例を、第３図は環状の絶縁材を有し、この絶
縁材の端面に電極が設けられている実施例を、第４図は第３図に示された半導体
スイッチの断面を、第５図は電極が周面に設けられている環状の半導体スイッチ
を、第６図は第５図に示された半導体スイッチの断面をそれぞれ示す。
第１図に示された半導体スイッチでは、基板ｌにルイン電極２およびソース電極
３が、ならびにゲートを形成する半導体チャネル４が設けられている。その上さ
らに絶縁材として絶縁板５が設けられており、この絶縁板は半導体チャネル４お
よび電極２，３に接着されている。そのさい形成されるすき間６はパテまたは接
着剤が充填されている。絶縁板５の上に設けられたゲート電極７もまた、支持機
能を有する絶縁板５に接着されている。
第２図に示された半導体スイッチでは、この支持機能は、絶縁体として用いられ
る基板１によってのみ引き受けられる。ドレイン、ソース、半導体チャネへおよ
びゲート電極には、第１図の相応の参照数字が与えられている。
第３図に示された環状の実施例ではドレイン２．ソース３およびゲート７が両方
の端面８および９に設けられており、そのさい半導体チャネル４はドレイン２と
ソース３との間の端面８に設けられている。線ｌＯは電界強度の経過を示す。
第４図に示された断面は第３図に示された半導体スイッチの構成を示す。
第５図に示された半導体スイッチも同様に環状に構成されているが、電極２，３
．７が外側の周面１１および内側の周面１２に設けられている。線１３．１４は
外側の周面１１および内側の周面１２の領域の電界強度分布の密度を示す。
第６図に、第５図に示された半導体スイッチの断面が示されている。半導体チャ
ネル４は外側の周面１１上に延びている。支持−および絶縁部材として、基板１
は焼結セラミック体、例えばチタン酸、２リウムから構成することができる。こ
の基板は例えば０．２〜１２龍の厚さにすることができる。それによシディスク
または環状の半導体スイッチは高度の力学的安定性を得る。複数の半導体スイッ
チを有する回路を実現するため、例えば複数の、環状の半導体スイッチを上下に
・ぞイブ状に重ね合わせて配置することができる。必要な場合には隣り合う電極
は相互に絶縁しておくことかで・きる。
本発明による半導体スイッチを用いれば、例えば機械的な回転部材を必要としな
い自動車用の点火回路が実現できる。
国際調査報告
ＡＮＮＥＸ τＯ’ＩＭ ＩＮＴＥＲＮ入τ：０ＮＡＬ ５ＥＡＲＣＨＲＥＥ’
ＯＲτ ０ＮｒＮ’ｒＥＬＮＡＴＩＯＮＡＬ ＡＰＰＩ、ｒｃＡＴｒＯＮ Ｎｏ
、 ＰＣＴ／ＤＥ ８６１００４１４ （ＳＡ １４８１５）Ｆｏｒ ｍｏｒｅ
ｄ＠ｔａｉｌ＊ ｊｈ／Ｉ＋＋？ ？１ｑｉａ ｍ＋＋＋４＋ −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．基板を有し、さらにドレインとソースとの間に設けられた半導体チャネルを 有し、このチャネルの上に絶縁層が設けられており、この絶縁層が制御電極を支 持するようにした高い遮断電圧用半導体スイッチにおいて、絶縁層が、０．２〜 １２ｍｍの厚さを有する絶縁体（１，５）であり、この絶縁体がまた支持部材と しても用いられていることを特徴とする、高い遮断電圧用半導体スイッチ。 ２．基板（１）が絶縁体を構成する、請求の範囲第１項記載の高い遮断電圧用半 導体スイッチ。 ３．絶縁体（１）がディスクまたは環の形を有し、その１つの端面（８）の上に 半導体チャネル（４）およびこの半導体チャネルに環状に隣り合う、ドレイン（ ２）及びソース（３）用の電極が設けてあり、さらに対向する方の端面（９）に 制御電極（７）が設けられている、請求の範囲第１項または第２項記載の高い遮 断電圧用半導体スイッチ。 ４．絶縁体（１）が環状に形成されており、外側の周面（１１）に半導体チャネ ル（４）およびこの半導体チャネルに隣り合う環状のドレイン（２）及びソース （３）用の電極が設けてあり、内側の周面（１２）が制御電極（７）を支持する ようにした、請求の範囲第１項または第２項記載の高い遮断電圧用半導体スイッ チ。 ５．絶縁体（１）がチタン酸パリウムまたは相応のセラミック絶縁体からなる、 請求の範囲第１項から第４項１でのいずれか１項に記載の高い遮断電圧用半導体 スイッチ。 ６．絶縁体（１）が隣り合う電極（２，３，７）および半導体チャネル（４）に 接着されている、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の高い 遮断電圧用半導体スイッチ。 ７．複数の半導体スイッチが共通の基板に設けられている、請求の範囲第１項か ら第６項までのいずれか１項に記載の高い遮断電圧用半導体スイッチ。 ８．複数の環状の半導体スイッチが上下にパイプ状に重ね合わせに設けられてい る、請求の範囲第１項記載の高い遮断電圧用半導体スイッチ。
Applications Claiming Priority (2)
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| KR880701022A (ko) | 1988-04-13 |
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