DE2732360A1 - HIGH VOLTAGE THYRISTOR - Google Patents
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Description
4 Düsseldorf 1 S r h a d ο w ρ I a t ζ 9 ^- ' v^ ^4 Düsseldorf 1 S rhad ο w ρ I at ζ 9 ^ - ' v ^ ^
Düsseldorf, 15. Juli 1977Düsseldorf, July 15, 1977
.Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A. .Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.
.Hochspannungs-Thyristor.High voltage thyristor
•Die Erfindung betrifft allgemein Halbleitereinrichtungen, insbesondere aber Hochspannungs-Thyristoren.The invention relates generally to semiconductor devices, in particular but high voltage thyristors.
Es ist bekannt, daß die Blockierfähigkeit eines PN-Uberganges sowohl von den Ausgangsmaterialeigenschaften als auch von den Oberflächeneigenschaften des Halbleiterkörpers abhängt. Der Oberflächendurchbruch war bisher der hauptsächliche spannungsbegrenzende Faktor der bekannten Einrichtungen.It is known that the blocking ability of a PN junction depends both on the starting material properties and on the surface properties of the semiconductor body. Of the So far, surface breakthrough has been the main stress-limiting factor Known facilities factor.
Ein bekannter Thyristor 10 ist in Fig. 1 dargestellt und umfaßt einen Körper aus halbleitendem Material 12, auf dem Elektroden 14, 16 und 18 angeordnet sind. Das Plättchen 12 umfaßt vier Zonen alternierender Leitfähigkeitsart: eine N-artige Kathoden-Emitterzone 20, die auf der oberen Hauptoberfläche 21 des Plättchens angeordnet ist, eine P-artige Kathoden-Basiszone 22, die unterhalb der Zone 20 liegt, eine N-artige Anoden-Basiszone 24, die unterhalb der Zone 22 liegt, und eine P-artige Anoden-Emitterzone 26, die unterhalb der Zone 24 liegt. Eine Kathodenelektrode ist an der oberen Hauptoberfläche 21 in Berührung mit Zone 20 angebracht. Eine Anodenelektrode 18 ist an der unteren Hauptoberfläche 27 des Plättchens 20 angeordnet und berührt die ZoneA known thyristor 10 is shown in Fig. 1 and comprises a body of semiconducting material 12 on which electrodes 14, 16 and 18 are arranged. The die 12 includes four zones of alternating conductivity type: an N-type cathode-emitter zone 20, which is arranged on the upper major surface 21 of the wafer, a P-type cathode base region 22, the below of zone 20, an N-type anode base zone 24, which lies below zone 22, and a P-type anode emitter zone 26, which is below zone 24. A cathode electrode is in contact with zone 20 on the upper major surface 21 appropriate. An anode electrode 18 is disposed on the lower major surface 27 of the wafer 20 and contacts the zone
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Die Einrichtung 10 besitzt eine abgeschrägte Kante 28, die in bekannter Weise erzeugt wurde, um die Oberflächendurchbruchseigenschaften zu verbessern. Der Fachmann wird ohne weiteres erkennen, daß eine abgeschrägte Kante 28 die Blockierfähigkeit der PN-Ubergänge 31 und 33 erhöht, die an der Oberfläche 28 enden.The device 10 has a beveled edge 28 which has been produced in a known manner in order to improve the surface breakthrough properties to improve. Those skilled in the art will readily recognize that a beveled edge 28 enhances the blocking ability the PN junctions 31 and 33, which end at the surface 28, are increased.
In Fig. 2 ist eine bekannte Diode 40 dargestellt, die eine Verbreiterung des elektrischen Feldes um einen einzigen blockierenden PN-Übergang an dessen Schnittpunkt mit einer flachen Haupthalbleiteroberfläche erreicht. Die Diode 40 umfaßt ein Halbleiterplättchen 42, ein Feldausbreitglied 44, eine Oberelektrode 46 und eine Bodenelektrode 48. In dem Plättchen 42 ist eine Η-artige Zone 52 angrenzend zur oberen Hauptoberfläche sowie eine P-artige Zone 54 angrenzend zur Bodenhauptoberfläche 55 angeordnet. Der PN-Übergang 57 liegt zwischen der N-artigen Zone 52 und der P-artigen Zone 54. Eine Elektrode 48 ist an der Bodenhauptoberfläche 55 in Berührung mit Zone 54 angeordnet. Die Zone 54 erstreckt sich über die Zone 52 bis zur äußeren Peripherie der Hauptoberfläche 51, so daß der PN-Übergang die Hauptoberfläche 51 schneidet. Der Feldverbreiter 44 ist auf der Ilauptoberflache 51 angeordnet, die den PN-Übergang überdeckt.2 shows a known diode 40 which achieves a broadening of the electric field around a single blocking PN junction at its intersection with a flat main semiconductor surface. The diode 40 includes a semiconductor die 42, a field spreader 44, a top electrode 46 and a bottom electrode 48. A-like zone 52 is disposed in the die 42 adjacent to the top major surface and a P-like zone 54 is disposed adjacent to the bottom major surface 55. The PN junction 57 lies between the N-like zone 52 and the P-like zone 54. An electrode 48 is disposed on the bottom major surface 55 in contact with zone 54. The zone 54 extends over the zone 52 to the outer periphery of the main surface 51 so that the PN junction intersects the main surface 51. The field spreader 44 is arranged on the main surface 51 which covers the PN junction.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Thyristor mit höherer Durchbruchspannung als bei den bekannten Einrichtungen zu schaffen. The object of the invention is to provide a thyristor having a higher breakdown voltage than in the known devices.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, besteht also aus einem Thyristor, der einen Halbleiterkörper mit einem Kathoden-Emitter in diesem Körper längs einer ersten Hauptoberfläche umfaßt. Außerdem ist eine Kathoden-Basis vorhanden, die sich um den Kathoden-Emitter bis zu der ersten Oberfläche erstreckt, desweiteren eine Anoden-Basis, die sich um die Kathoden-Basis bis zu der ersten Oberfläche, einen Anoden-Emitter, der sich um die Anoden-Basis bis zur ersten The invention is achieved by the features of the main claim, that is to say consists of a thyristor which comprises a semiconductor body with a cathode emitter in this body along a first main surface. There is also a cathode base that extends around the cathode emitter to the first surface, an anode base that extends around the cathode base to the first surface, and an anode emitter that extends around the Anode base up to the first
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Oberfläche erstreckt und an der zweiten Hauptoberfläche des Körpers angrenzt. Außerdem ist ein elektrischer Feldausbreiter auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehen, um das Feld im Mockierbetrieb auszubreiten.Surface extends and on the second main surface of the Body. In addition, an electric field expander is provided on the first major surface to mock up the field spread out.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführunqsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment which is shown in the drawings.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Querschnittr.ansicht eines bekannten Thyristors;Fig. 1 is a cross-sectional view of a known thyristor;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer bekannten Diode, die eine Feldausbreitung anwendet;Figure 2 is a cross-sectional view of a known diode employing field propagation;
Fig. 3 eine Querschnittsansioht eines erfindungsgemäßen Thyristors unter Anwendung von Feldausbreitung;Fig. 3 is a cross-sectional view of an inventive Thyristor using field propagation;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Thyristoreinrichtung; undFig. 4 is a cross-sectional view of a thyristor device; and
Fig. 5 eine mögliche Draufsicht auf die Einrichtung der Fig. 4.FIG. 5 shows a possible top view of the device in FIG. 4.
Fig. 3 erläutert eine Thyristoreinrichtung 1OO, die aus einem Körper oder Plättchen 102 aus Halbleitermaterial, metallischen Elektroden 104, 106 und 1O8 und Gliedern 110 und 112 für die Ausbreitung des elektrischen Feldes besteht. Das Plättchen 102 besitzt vier Zonen von alternierender Leitfähiqkeitsart, die von PN-Ubergängen getrennt sind. Kathoden-Emitterzone 111 von N-artiger Leitfähigkeit ist an der oberen Hauptoberfläche 115 des Körpers 102 angeordnet. Eine Kathoden-Basiszone 116 von P-artiger Leitfähigkeit ist im Körper 102 unterhalb der Zone angeordnet und erstreckt sich über die Zone 114 bis zur Hauptober fläche 115. Anoden-Basiszone 118 von N-artiger Leitfähigkeitsart ist im Körper 102 unterhalb der Zone 116 angeordnet und Fig. 3 explains a thyristor device 1OO, which consists of a Body or plate 102 made of semiconductor material, metallic Electrodes 104, 106 and 1O8 and members 110 and 112 for the propagation of the electric field. The platelet 102 has four zones of alternating conductivity type, which are separated by PN junctions. Cathode-emitter region 111 of N-type conductivity is on the top major surface 115 of the body 102 arranged. A cathode base zone 116 of P-type conductivity is in body 102 below the zone and extends over the zone 114 to the main upper surface 115. Anode base zone 118 of N-type conductivity type is located in the body 102 below the zone 116 and
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erstreckt sich über die Zone 116 hinaus bis zu einem äußeren Teil der Hauptoberflache 115. Eine Anoden-Emitterzone 120 von P-artiqer Leitfähigkeit liegt im Körper 102 unterhalb der Zone 118 und angrenzend zur Bodenhauptoberfläche 121. Die N-artige FSnsiszone 118 umfaßt die Peripherie des Körpers 102 von der oberen Hauptoberflache 115 bis zur Bodenhauptoberfläche 121. Eine Kathodenelektrode 104 ist an der oberen Hauptoberflache in Kontakt mit der !!-artigen Emitterzone 114 angebracht. Eine Steuerelektrode 106 ist an der Hauptoberflache 115 im Kontakt mit der P-artigen Basiszone 116 angeordnet. Eine Anodenelektrode 108 ist an der Bodenhauptoberfläche 121 im Kontakt mit der P-artigen Emitterzone 120 vorgesehen. Der PN-Übergang 123, der die Zonen 114 und 116 voneinander trennt, schneidet die obere Hauptoberfläche 115 in Form eines Kreises oder einer geschlossenen Schleife. Der PH-Ubergang 125, der die Zonen 116 und 188 trennt, schneidet die obere Hauptoberfläche 115 in einem Kreis oder einen geschlossenen Schleife, die die Schleife der, PII-Uberganges 123 umgibt. Der PH-Übergang 127, der die Zonen 118 und 120 trennt, schneidet die Bodenhauptoberfläche in einem Kreis oder in einer geschlossenen Schleife.extends beyond the zone 116 to an outer one Part of the main surface 115. An anode emitter region 120 of The P-type conductivity lies in the body 102 below the zone 118 and adjacent to the main floor surface 121. The N-type conductivity The sensory zone 118 encompasses the periphery of the body 102 from the upper major surface 115 to the bottom major surface 121. A cathode electrode 104 is on the upper major surface in contact with the !! - like emitter region 114. One Control electrode 106 is in contact on main surface 115 arranged with the P-type base zone 116. An anode electrode 108 is provided on the bottom main surface 121 in contact with the P-type emitter region 120. The PN junction 123, which separates the zones 114 and 116 from one another, intersects the upper major surface 115 in the form of a circle or a closed loop. The PH junction 125, which the zones 116 and 188 separates, the top major surface 115 intersects in a circle or closed loop that forms the loop surrounding the PII junction 123. The PH junction 127 that the Separating zones 118 and 120, intersects the major soil surface in a circle or in a closed loop.
Die Feldausbreiter 110 und 112 bilden Ringe auf den Oberflächen 115 und 121, die über den PN-Übergängen 125 bzw. 127 liegen. Der Feldausbrelter 110 umfaßt eine isolierende Schicht 130 aus Siliziumdioxid, das auf der Hauptoberfläche 115 angeordnet ist, die den PN-Übergang 125 überbrückt, eine Widerstandsschicht 132 aus polykristallinem Silizium, die auf der Schicht 130 angeordnet ist, einen inneren metallischen Kontakt 134, der auf der Zone 116 angeordnet ist und den inneren Teil der Schicht 132 in Gegenüberstellung über dem Schnitt des PN-Überganges mit der Hauptoberfläche 115 überlappt, und einen äußeren Metallkontakt 136, der auf der Zone 118 angeordnet ist und den äußeren Teil der Schicht 132 überlappt. Der Feldausbreiter 110 liefert einen Widerstandsweg zwischen der N-artigen Basiszone 118 und der P-artigen Basiszone 116, welcher Weg die Oberflächendurchbruchseigenschaften des PN-Uberganges 125 in der oben beschriebenen Weise verbessert. In ähnlicher Weise erhöht der Feldaus-Field spreaders 110 and 112 form rings on surfaces 115 and 121 that overlie PN junctions 125 and 127, respectively. The field exhaust 110 includes an insulating layer 130 made of silicon dioxide, which is arranged on the main surface 115 that bridges the PN junction 125, a resistive layer 132 of polycrystalline silicon, which is on the layer 130 is arranged, an inner metallic contact 134, which is arranged on the zone 116 and the inner part of the layer 132 in juxtaposition over the section of the PN junction with the main surface 115 overlaps, and an external metal contact 136, which is arranged on the zone 118 and the outer Part of the layer 132 overlaps. The field spreader 110 provides a resistive path between the N-type base zone 118 and the P-type base zone 116, which way the surface breakthrough properties of the PN junction 125 improved in the manner described above. In a similar way, the field spacing increases
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breiter 112 die Oberflächenblockierfähigkeit des PN-Uberganges 127, wobei die Bezugszahlen 140, 142, 144 und 146 analog zu den Bezugszahlen 130, 132, 134 und 136 sind.broader 112 the surface blocking ability of the PN junction 127, the reference numbers 140, 142, 144 and 146 being analogous to the reference numbers 130, 132, 134 and 136.
In Fig. 4 ist eine Thyristoreinrichtung 200 dargestellt, wobei diese Thyristoreinrichtung eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung darstellt. Der Thyristor 200 umfaßt einen Körper oder ein Plättchen 202 aus halbleitendem Material, metallische Elektroden 204 und 208 und ein elektrisches Feldausbreiteglied 210. Die Kathodenelektrode 204 ist auf der oberen Hauptoberflache 215 des Plättchens 202 in Kontakt mit der Kathoden-Emitterzone 214 von N-artiger Leitfähigkeit angeordnet. Die Kathoden-Basiszone 216 von P-artiger Leitfähigkeit ist unterhalb der Zone angeordnet und erstreckt sich über die Zone 214 hinaus, um einen Teil der oberen Hauptoberfläche 215 in der dargestellten Weise zu teilen. Eine Anoden-Basiszone 218 von N-artiger Leitfähigkeit ist unterhalb der Zone 216 angeordnet und erstreckt sich über die Zone 216 hinaus bis zur Hauptoberfläche 215. Eine Anoden-Emitterzone 220 von P-artiger Leitfähigkeitsart ist unterhalb der Zone 218 angrenzend zur Bodenhauptoberfläche 221 des Plättchens 202 angeordnet, wo mit einer Anodenelektrode 208 ein Kontakt hergestellt ist. Die P-artige Anoden-Emitterzone 220 umfaßt auch die gesamte Peripherie des Plättchens 202, die sich über die Zone 218 hinaus erstreckt und an der Peripherie der oberen Hauptoberfläche 215 endet. Es ist zu erkennen, daß die Erfindung in gleicher Weise bei Thyristoren anwendbar ist, bei denen die Zonen 214, 216, 218 und 220 eine gegenüber der Fig. 4 entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweisen.4 shows a thyristor device 200, this thyristor device representing a preferred embodiment of the invention. The thyristor 200 comprises a body or plate 202 of semiconducting material, metallic electrodes 204 and 208 and an electric field spreading member 210. The cathode electrode 204 is on the upper major surface 215 of the plate 202 in contact with the cathode emitter region 214 of N-type conductivity arranged. The cathode base zone 216 of P-type conductivity is located below the zone and extends beyond zone 214 to share a portion of the top major surface 215 as shown. An anode base zone 218 of N-type conductivity is located below zone 216 and extends beyond zone 216 to major surface 215. An anode emitter zone 220 of P-type conductivity is below zone 218 adjacent to bottom major surface 221 of the wafer 202 arranged, where contact is made with an anode electrode 208. The P-type anode emitter region 220 also encompasses the entire periphery of the die 202 which extends beyond the region 218 and terminates at the periphery of the top major surface 215. It can be seen that the invention can be used in the same way with thyristors in which the zones 214, 216, 218 and 220 have a conductivity opposite to that of FIG.
Die vier Zonen von alternierender Leitfähigkeitsart werden durch drei PN-Übergänge getrennt, die alle an der oberen Hauptoberfläche 25 austreten. Der PN-Übergang 223 trennt die Zonen und 216, der PN-Übergang 225 trennt die Zonen 216 und 218 und der PN-Übergang 227 die Zonen 218 und 220. Der PN-Übergang 225 dient als in Vorwärtsrichtung blockierender übergang und der PN-Übergang 227 als in Rückwärtsrichtung blockierender übergang der Thyristoreinrichtung 200. Im Gegensatz zu den PN-ÜbergängenThe four zones of alternating conductivity type are separated by three PN junctions, all of which emerge on the upper major surface 25. The PN junction 223 separates the zones 216, the PN junction 225 separates the zones 216 and 218 and the PN junction 227, the areas of the PN junction 225 is 218 and 220 as in the forward direction blocking junction and the PN junction 227 as a junction of the thyristor device 200 blocking in the reverse direction. In contrast to the PN junctions
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225 und 227 ist der PN-Übergang 223 kein hochspannungsblockierender Übergang. Statt dessen dient der PN-Übergang 223 dazu, die Leitung der Thyristoreinrichtung 200 auszulösen.225 and 227, the PN junction 223 is not a high voltage blocking one Crossing. Instead, the PN junction 223 serves to trigger the conduction of the thyristor device 200.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, überlappt ein Feldausbreiter 210 beide Hochspannungsblockierübergänge 225 und 277. Der Feldausbreiter 210 umfaßt eine isolierende Schicht 230 aus Siliziumdioxid, die auf der oberen Hauptoberflache 215 angeordnet ist, eine Widerstandsschicht 232 aus polykristallinem Silizium, die auf der isolierenden Schicht 230 angeordnet ist und mit dieser in der Form übereinstimmt, und Metallkontakte 234 und 236, die die Widerstandsschicht 232 und die angrenzenden Teile der Oberfläche 215 teilweise überlappen. Die isolierende Schicht 230 bedeckt die Anoden-Basiszone 218 und bildet eine geschlossene Schleife auf der oberen Hauptoberfläche 215. Ein innerer Kontakt 234 verbindet elektrisch die Widerstandsschicht 232 mit der Zone 216, wobei der Kontakt 234 in Gegenüberstellung über dem PN-Übergang 225 an dessen Schnitt mit der Oberfläche 215 angeordnet ist. Ein äußerer Kontakt 236 verbindet elektrisch die Widerstandsschicht 232 mit der Zone 220, wobei der Kontakt 236 über dem PN-Übergang 227 an dessen Schnitt mit der Oberfläche 215 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig ist, eine getrennte Steuerelektrode vorzusehen, da die Elektrode 234 ebenfalls die steuernde Funktion durchführen kann.As shown in Figure 4, a field spreader 210 overlaps both high voltage blocking junctions 225 and 277. The field spreader 210 includes an insulating layer 230 of silicon dioxide disposed on top major surface 215, a resistive layer 232 of polycrystalline silicon resting on the insulating layer 230 is arranged and corresponds to this in shape, and metal contacts 234 and 236 which partially overlap the resistive layer 232 and the adjacent parts of the surface 215. The insulating layer 230 covers the anode base zone 218 and forms a closed loop on the top major surface 215. An inner contact 234 electrically connects the resistive layer 232 to the zone 216, with the contact 234 facing over the PN junction 225 at the intersection thereof is arranged with the surface 215. An outer contact 236 electrically connects the resistive layer 232 to the zone 220, the contact 236 being arranged over the PN junction 227 at its intersection with the surface 215. It should be noted that it is not necessary to provide a separate control electrode, since the electrode 234 can also perform the controlling function.
Die Widerstandsschicht 232 liefert einen Widerstandsweg über die N-artige Basiszone 218. Wenn die Thyristoreinrichtung 2OO sich im vorwärtsblockierenden Zustand befindet, ist der PN- Übergang 225 in Gegenrichtung vorgespannt und der PN-Übergang 222 in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Wie bekannt ist, existiert um einen blockierenden übergang herum eine Abmagerungsschicht, die sich vom übergang weg ausbreitet, wenn die Blockierspannung erhöht wird. Wenn daher die Einrichtung 200 im Vorwärtsblock- ierbetrieb betrieben wird, breitet sich die Abmagerungsschicht um den PN-Übergang 225 zusammen mit dem zugehörigen elektrischen The resistive layer 232 provides a resistive path over the N-type base region 218. When the thyristor 2OO is located in the forward blocking state, the pn junction 225 is biased in the opposite direction and the PN junction 222 in the forward direction biased. As is known , around a blocking junction there is a lean layer which spreads away from the junction when the blocking voltage is increased . Therefore, when the device 200 is operated in the forward blocking mode , the lean layer spreads around the PN junction 225 along with the associated electrical
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Feld im Halbleiterkörper 202 und entlang der Hauptoberfläche 215 an dem Teil der Oberfläche 215 aus, der sich unter dem feldausbreitenden Glied 21O befindet. Die Widerstandsschicht 232 und der innere Metallkontakt 234 arbeiten in der Weise, daß sie das elektrische Feld in bekannter Weise ausbreiten, um die Oberflächendurchbruchspannunq des Blockierüberganges 225 möglichst groß zu machen. In gleicher Weise ist der PH-Übergang 227 in Gegenrichtung vorgespannt und der PN-Übergang 225 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wenn die Einrichtung in umkehrend blockierendem Zustand betrieben wird. Im umkehrend blockierenden Betrieb dient daher der Feldausbreiter 210 in ähnlicher Weise dazu, die Oberflächendurchbruchspannung des PN-Überganges 227 möglichst groß zu machen, in welchem Falle der äußere Metallkontakt 236 und die Widerstandsschicht 232 die Ausbreitung des elektrischen Feld bewirken.Field in the semiconductor body 202 and along the main surface 215 on the portion of the surface 215 that is below the field spreading member 210. The resistance layer 232 and the inner metal contact 234 work in such a way that they spread the electric field in a known manner, in order to make the surface breakdown voltage of the blocking transition 225 as large as possible. The PH transition is the same 227 biased in the opposite direction and the PN junction 225 biased forward when the device is operated in reverse blocking state. In the reverse blocking operation, the field spreader 210 is therefore used in FIG similar to making the surface breakdown voltage of the PN junction 227 as large as possible, in which case the outer metal contact 236 and the resistive layer 232 cause the electric field to propagate.
Die vorzugsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine neuartige Thyristoreinrichtung mit einem einzigen Feldausbreiter, der wirksam dazu dient, die Oberflächendurchbruchseigenschaften von sowohl dem vorwärtsblockierenden als auch von dem rückwärtsblockierenden übergang möglichst groß zu machen. Außerdem kann die Einrichtung 2OO mit bekannten Verfahren leicht hergestellt werden, da nur eine Hauptoberflache einen Feldausbreiter erfordert. Zusätzlich besitzt die Einrichtung 200 eine Anodenelektrode 208, die das Halbleiterplättchen 202 an seiner zerbrechlichen Peripherie s%tzt und dadurch eine feste, kommerziell verwendbare Einrichtung zu schaffen.The preferred embodiment of the present invention provides a novel thyristor device with a single field expander which is effective in enhancing the surface breakdown properties of both the forward-blocking and the reverse-blocking transition as large as possible close. In addition, the device 200 can easily be manufactured using known methods, since there is only one main surface requires a field spreader. In addition, the device 200 has an anode electrode 208, which the semiconductor die 202 at its fragile periphery, thereby creating a solid, commercially viable facility create.
Gegenwärtig wird vorgezogen, daß das Halfoleiterplättchen kreisförmig oder oval ist und daß die PN-Ubergänge die Hauptoberflachen 215 in konzentrischen Kreisen schneiden. Bei einer derartigen Ausfuhrungsform erscheint der Feldausbreiter 210 als Kreisring. Es ist jedoch möglich, sich eine Reihe von unterschiedlichen Formen vorzustellen, die zur Ausführung der Lrfindung gleich gut geeignet sind.It is currently preferred that the semiconductor die be circular or oval and that the PN junctions are the main surfaces Cut 215 in concentric circles. In such an embodiment, the field spreader 210 appears as a circular ring. It is possible, however, to envision a number of different forms that could be used to carry out the invention are equally well suited.
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Beispielsweise ist in Fig. 5 eine Draufsicht auf die Einrichtung 200 v/iedergegeben, bei der das Ilalbleiterplättchen 202 die Form eines Rechtecks besitzt. Bei einer derartigen Ausführungsform weist der Feldausbreiter 210 gerade Kanten und abgerundete Ecken auf, entsprechend den Schnittlinien der blockierenden PN-Ubergänge mit der Hauptoberfläche 215. Die geraden Kanten sind notwendig, um das aktive Oberflächengebiet möglichst groß zu machen, das für die Kathodenelektrode 204 zur Verfügung steht, während die abgerundeten Kanten notwendig sind, um hohe Feldkonzentrationen zu vermeiden. Ein geeigneter Radius für die Krümmung der Ecken ist ungefähr das Zweifache der maximalen Ausdehnung der Abmagerungsschicht von den blockierenden übergängen. Unabhängig von der für die Einrichtung 200 gewählten geometrischen Form ist es lediglich notwendig, daß der Feldausbreiter 210 auf der Halbleiteroberfläche eine geschlossene Schleife entsprechend den darunter liegenden geschlossenen Schleifen bildet, die von den Schnittlinien der blockierenden übergänge mit der oberen Hauptoberflache 215 festgelegt werden.For example, a plan view of the device 200 is shown in FIG. 5, in which the semiconductor plate 202 is the Has the shape of a rectangle. In such an embodiment the field spreader 210 has straight edges and rounded corners, corresponding to the intersection lines of the blocking PN transitions with the main surface 215. The straight edges are necessary in order to make the active surface area that is available for the cathode electrode 204 as large as possible stands, while the rounded edges are necessary to avoid high field concentrations. A suitable radius for the curvature of the corners is approximately twice the maximum extent of the lean layer from the blocking junctions. Regardless of the geometric shape selected for the device 200, it is only necessary that the field spreader 210 on the semiconductor surface a closed loop corresponding to the closed loop below Forms loops that are defined by the lines of intersection of the blocking transitions with the upper major surface 215.
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Claims (5)
Düsseldorf 1 Schadowplatz 9 C I 0 c. O Ό KJ Patent attorney
Düsseldorf 1 Schadowplatz 9 CI 0 c. O Ό KJ
774545.544
7745
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Pittsburgh, Pa., V. St. A.
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