DE3104743A1

DE3104743A1 - Halbleiter-schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE3104743A1
Application number: DE19813104743
Authority: DE
Inventors: Susumu Tokyo Iesaka; Masami Kawasaki Iwasaki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-02-13
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1982-01-07
Also published as: GB2069787A; GB2069787B; JPS625346B2; DE3104743C2; JPS56112751A; CA1154172A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. Hf-MMERICH · .ΟξΡΟ MüIl&R · O. GROSSE · F. POLLMEIER 73

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Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawacno, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)

Halbleiter-Schaltvorrichtung

Diese Erfindung betrifft eine als Halbleiterschaltung ausgeführte Schaltvorrichtung mit verbesserten Schal tei geη schäften.

Der Vorteil einer Darlington-Schaltung besteht darin, daß mit ihr wegen des großen Stromverstärkungsfaktors (H_f ) große elektrische Leistungen gesteuert und geregelt werden können. Eine Darlington-Schaltung konventioneller Art ist mit Fig. 1 dargestel11.· Bei dieser Schaltung ist der Kollektor eines ersten Transistors 1 mit dem Kollektor eines zweiten Transistors 2 verbunden, während der Emitter des Transistors 1 auf die Basis des Transistors 2 geführt ist. Die Widerstände 3 und 4 sind jeweils zwischen den Basisanschluß und den Emitteranschluß der Transistoren 1 und 2 geschaltet. Diese vorerwähnten Widerstände 3 und 4 sollen eine Verstärkung des Reststromes verhindern, welcher zwischen dem Kollektor und der Basis der Transistoren 1 und 2 dann erzeugt wird, wenn dort ein Ansteigen der Temperatur zu verzeichnen ist. Der Widerstand 3 ist für gewöhnlich auf einen vergleichsweise hohen Widerstand ausgelegt, damit der Stromverstärkungsfaktor in Abhängigkeit von dem durch den Widerstand 3 fließenden Strom dann nicht kleiner wird, wenn der Transistor 1 eingeschaltet und in den üurchlaßzustand gebracht wird. Bei dem Verbindungspunkt zwischen der Basis des Transistors 1 und dem Widerstand 3 handelt es sich um den Basisanschluß B, der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen

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dem Kollektor des Transistors 1 und dem Kollektor des Transistors 2 ist der KoIlektoranschluß C, wohingegen es sich bei dem Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Transistors 2 und dem Widerstand 4 um den Emitteranschluß E handelt.

Ein positiver Basisstrom L, aus dem Basisanschluß 1 bewirkt, daß die Transistoren 1 und 2 eingeschaltet und in den Durchlaßzustand gebracht werden. Um aber die im Durchlaßzustand aufgenommene und gespeicherte elektrische Ladung rückgängig machen und wieder in den Sperrzustand oder Abschaltzustand umschalten zu können, muß ein negativer Basisstrom I_f,_? fließen. Das wird vorzugsweise dadurch erreicht für die Dauer der Abschaltzeit eine entgegengesetzt gerichtete Steuerspannung zwischen dem Basisanschluß B und dem Emitteranschluß E auf geschaltet wird. In Darlington-Transistoren oder Darlington-Schaltugen hat der Transistor 1 jedoch einen größeren Emitterbereich als der Transistor 2, was wiederum zur Folge hat, daß im Transistor 1 eine kleinere elektrische Ladung gespeichert wird als im Transistor 2, so daß der Transistorl schneller in den Sperrzustand übergeht als Transistor 2. Damit fließt der negative Basisstrom I_R? vom Transistor 2 aus nur durch den Widerstand 3, wobei dieser Strom eine derartige Stromstärke annimmt, daß der Widerstand 3 für einen relativ hohen Widerstandswert ausgelegt werden muß. Der Transistor 2 geht deshalb nicht so schnell in den Abschaltzustand oder Sperrzustand wie der Transistor 1, weil die in ihm gespeicherte elektrische Ladung nicht auf natürliche Weise abgeführt wird. Das wiederum bedeutet, daß die Abschaltzeit durch den Basistrom I_DO und sein Fließen verkürzt wird.

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Weil die Schaltzeiten, insbesondere aber die Speicherungszeit (T_st ) und die Abfallzeit (T^) bei Darl ington-Trarisistoren oder Dar! ington-Schal tungsn eine lange Dauer haben, kann auf diese Weise keine schnellere Schaltfolge erreicht werden. Deshalb ist bei dem mit Fig. 2 dargestellen Schaltungsbeispiel konventioneller Art zwischen den Basisanschluß und dem Emitteranschluß des Transistors 1 eine Diode 5 geschaltet, wobei die Kathode der Diode 5 mit dem Basisanschluß B verbunden ist. Mit dieser Schaltungsanordnung wird erreicht, daß dann, wenn der Transistor 1 in den Abschaltzustand oder Sperrzustand geht, die im Transistor 2 gespeicherte elektrische Ladung über die Diode 5 abgeführt werden kann, was wiederum zur Folge hat, daß dadurch die Speicherungszeit (T ^) und die Abfallzeit (T_f) verkürzt werden.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine monolithische Ausführung der traditionellen Darlington-Schaltung oder des traditionellen Darlington-Transistors, zu der/dem auch die zuvor angesprochene Diode gehört. Bei Fig. 4 handelt es sich um einen in die Linie 3¹ - 3¹ dieser Schaltung gelegten Schnitt. In beiden Darstellungen sind gleiche und ähnliche Teile auch mit gleichen Hinweiszahlen gekennzeichnet. Wie nun aus Fig. 3 und Fig, 4 zu erkennen ist, wird auf einer N-leitenden Halbleitergrundschicht Lo eine P-leitende Schicht 11 hergestellt und in dieser dann die drei separaten N-leitenden Zonen und Bereiche 12, 13 und 14. Der Transistor 1, (dargestellt in Fig. 1), besteht aus dem N-leitenden Bereich 12 als Emitterzone,

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aus den beiden und direkt unter dem N-leitenden Bereich 12 gelegenen Teilbereichen llji und 11£ ala Basiszone sowie aus der N-leitenden Gr.undschi cht 10 als Kollektorzone. Der Transistor 2 besteht aus dem N-leitenden Bereich 14 als Emitterzone, aus dem Teilbereichen 1Ib^ und lljd, die als P-leitende Bereiche direkt unter und nahe dem N-leitenden Bereich 14 als Basiszone angeordnet sind, sowie auch noch aus der N-leitenden Grundschicht 10 als Kollektorzone.

An der exponierten Oberfläche des Teilbereiches 1 l_a ist ein Basisanschluß oder eine Basiselektrode 15 angebracht. Zwischen den exponierten und nach oben geführten Flächen des N-leitenden Bereiches 12 und der P-leitenden Schicht 11 ist ein Verbindungsanschluß 16 vorhanden. Der Flächenwiderstand des gerade unter dem N-leitenden Bereich 12 angeordneten und befindlichen Teilbereiches 11£ dient als Widerstand 3, (so wie dies in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist), während der Fl ächenwiederstarid des gerade unter dem N-leitenden Bereich 14 befindluchen Teilbereiches 11 c[ dem (in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Widerstand 4 entspricht. Ein Ende des Widerstandes ist eine kurzgeschlossene oder überbrückte Emitterzone 17, welche mit einem Emitteranschluß oder einer Emitterelektrode 18 auf der Oberfläche des N-leitenden Bereiches 14 verbunden ist.

Die Diode 5, welche [im Zusammenhang mit Fig. 2) angeführt worden ist, setzt sich zusammen aus dem N-leitenden Bereich 13 und aus einem Teilbereich lie, welcher direkt unter und nahe dem Bereich 13

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angeordnet ist. Die exponierte und nach außen geführte Oberfläche des N-leitenden Bereiches 13, und dies ist der Kathodenbereich der Diode, ist mit einer Elektrode oder einem Anschluß 19 versehen. Der Kathodenbereich ist mit der Basiselektrode 15 verbunden. Die exponierte Fläche oder nach außen geführte Flache des Teilbereiches 1 le_ findet als Anode Verwendung und ist an die überbrückungselektrode oder den überbrückungsanschluß 16 angeschlossen. Auf die andere und gegenüberliegende Seite der N-leitenden Grundschicht 10 ist eine Kollektorelektrode oder ein Kollektoranschluß 20 aufgebracht. Bei dieser Schaltungsanordnung stellt die (mit Fig. 2 dargestellte) Diode 5 einen Teil eines (mit Fig. 5 wiedergegebenen) NPN-Transistors 21 dar, der sich zusammensetzt aus einem N-leitenden Bereich 13 als Emitterbereich, aus einem Teilbereich lle_ als Basisbereich und aus der N-leitenden Grundschicht 10 als Kollektorbereich.

Mit Fig. 5 dargestellt ist die Ersatzschaltung der mit Fig. 4 wiedergegebenen Halbleiterschaltung, wobei die Teile und Schaltungskomponenten, die den mit Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten gleich oder ähnlich sind, auch mit den gleichen Hinweiszahlen gekennzeichnet sind. Wird, um den Darlington-Transistor oder die Darlington-Schaltung in den Abschaltungszustand oder Sperrzustand zu bringen zwischen dem Emitteranschluß E und de Basisanschluß B eine entgegengesetzte Steuerspannung/Sperrspannung angelegt, dann erhalten die Transistoren diese nach rückwärts gerichtete Steuerspannung oder Sperrspannung äufgeschaltet, während dem Transistor 21 jedoch eine in Vorwärtsrichtung wirkende Durchlaßspannung aufgeschaltet wird. Das hat zur Folge, daß der Transi-

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stör 21 eingeschaltet wird und in den Durchlapzustand geht und daß der KoI lektorstrorn durch diesen Transistor fließt, was wiederum zur Folge hat, daß sich im Transistor 21 eine neue elektrische Aufladung aufbaut. Damit wird auch durch das Hereinnehmen der (mit Fig. 2 dargestellten) Diode 5 in die Darlington-Schaltung loder in den Darlington-Transistor die Schalthrschwindigkeit nicht erhöht.

Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, eine Halbleiter-Schaltvorrichtung zu schaffen, die eine schnellere Schaltgeschwindigkeit aufzuweisen hat und bei während des Abschaltungsvorganges eine elektrische Aufladung in der Halbleiter-Schaltvorrichtung vermieden wird.

In einem ersten Ausführungsbeispiel löst die Erfindung die ihr gestellte Aufgabe dadurch, daß sie eine Halbleiter-Schaltvorrichtung vorsieht, welche aus der Hautpschaltvorrichtung und aus einem mit der Hauptschaltvorrichtung verbundenen Treibertransistor (speed up transistor) besteht, wobei der Stromverstärkungsfaktor des vorerwähnten Treibertransistors (speed up transistor) kleiner als 1 ist.

Einem zweiten Aspekt zufolge sieht die Erfindung eine Halbleiter-Schaltvorrichtung vor, zu welcher gehören:- ein erster und eine erste Leitfähigkeit aufweisender Bereich; ein auf der Oberfläche des vorerwähnten Bereiches hergestellter und eine zweite Leitfähigkeit aufweisender zweiter Bereich;

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ein dritter Bereich und ein vierter Bereich der ersten Leifähigkeit, die jeweils unabhängig voneinander in die Oberfläche des vorerwähnten zweiten Bereiches eingearbeitet sind; ein fünfter Bereich der zweiten Leitfähigkeit, der zwischen dem vorerwähnten dritten Bereich und dem vorerwähnten vierten Bereich in die Oberfläche des zweiten Bereiches eingearbeitet und mit dem zuvor angeführten dritten Bereich verbunden ist, dieser fünfte Bereich hat einen Verunreinigungsgrad oder Dotierungsgrad von mehr als

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3 χ 10 /cm ; schließlich auch noch ein sechster Bereich der ersten Leitfähigkeit, der auf dem zuvor angeführten fünften Bereich geformt ist und einen gegenüber dem fünften Bereich höheren Verunreinigungsgrad oder Dotierungsgrad hat. Dieser sechste Bereich ist mit dem zuvor angeführten zweiten Bereich verbunden.

Gegenstand dieser Erfindung ist somit eine Halbleiter-Schal tvorrichtung, die aus einem Hauptschaltelement - beispielsweise aus einem Darlington-Transistor oder einer Darlington-Schaltung - und aus einem Treibertransistor (speed up transistor) besteht. Zum Ableiten der gespeicherten elektrischen Aufladung ist der Treibertransistor (speed up transistor) für einen Stromverstärkungsfaktor von kleiner als 1 ausgelegt.

Die Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieile) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

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Fig. 1 Schaltbilder einer Halbleiter-Schaltvor^u richtung konventioneller Art.

Fig. 3 Eine Draufsicht auf eine Halbleiter-Schaltvorrichtung herkömmlicher Art.

Fig. 4 Einen in die Linie -3¹ - 3' von Fig. 3 gelegten Schnitt.

Fig. 5 Ein Ersatzschaltbild für die mit Fig. 4 dargestellte Kalbleiter-Schaltvorrichtung.

Fig. 6 Einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 7 Ein Störs tel leri-Kennl iniendi agramrn, cas in die Linie 6' - 6' voi. Fig. 6 c,eltgt ist.

Fi-j. 8 Einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß die Schaltgascnwindigkeit einer Halbleiter-Schaltvorrichtung dadurch ernöht werden kann, daß eine ganz spezifische Eigenschaft eines mit dem Hauptschaltelermnt verbundenen ". re ibertransis tors (speed up transistor) dahingehend geändert wird, daß der Treibertransistor (speeci tp transistor) nicht mehr normal arbeitet urui de.P dor normale Strouivers i;ärkungsfaKtor dieses Treibertransistors auf einen Wert herabgesetzt werden muß, der kleiner als 1 "ist.

Fin. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt. Teile, die mit jenen aus Fig. 4 identisch oder gleich sind, sind auch mit den gleichen Hinweiszahlen gekennzeichnet. In der N-leitenden Grundschicht 10 wird eine P-leitende Schicht 11

hergestellt und auf deren Oberfläche wiederum werden - 9 -

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die beiden voneinander unabhängigen N-leitenden Teilbereiche 12 und 14 aufgebracht. Auf der Oberfläche der P-leitenden Schicht zwischen den beiden N-leitenden Bereichen 12 und 14 wird ein stark dotierter P -leitender Breich 22 hergestellt. Dieser

Breich 22 hat eine Verunreinigungsdichte oder Stör-I stellengradienter von mehr als 3 x

IS 3
10 /cm

Eine stark dotierte N -leitende Zone 23 wird in die Oberfläche des Bereiches 22 eingearbeitet. Diese N -leitende Zone hat gegenüber dem zuvor angeführten Bereich eine noch stärkere Verunreinigung oder einen noch stärkeren Störstellengradienten aufzuweisen.

Der Transistor 1 innerhalb der gestrichelten Linie besteht aus dem N-leitenden Breich 12 (Emitter), aus den Teilbereichen Iji und l£ (Basis) und aus der N-leitenden Grundschicht 10 (KoIlektor).Zu dem Treibertransistor (speed up transistor) 21 gehören:, eine stark dotierte N -leitende Zone 23 als Emitterzone, ein stark dotierter P -leitender Bereich 22 und der Teilbereich 1l£ als Basiszone und die N-leitende Grunschicht 10 als Kollektorzone. Die sich direkt unter oder in der Nähe des N-leitenden Bereiches 12 befinlichen Teilzonen 1 Ic: und 1l£ entsprechen dem (mit Fig. 5 dargestellten) Widerstand 3, wohingegen die sieb direkt unter oder in der Nähe des N-leiteriden Bereiches befind'iichen Teilbereiche 1 li[ und 11]} dem (mit I ig. 5 dargestellten) Widerstand 4 entsprechen.

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Auf der exponierten und herausgeführten Oberfläche des Teilbereiches 1 l_a ist eine Elektrode oder ein Anschluß 15 angeordnet. Die exponierten und freiliegenden Oberflächen des N-leitenden Bereiches 12, des Teilbereiches 11Jd und des stark P -dotierten Bereiches 22 sind mit einer uberbrückungselektrode 24 miteinander verbunden. Auf der Oberfläche des stark dotierten N -leitenden Bereiches 23 ist eine Elektrode oder ein Anschluß 25 vorhanden, und dieser ist mit der Basiselektrode oder dem Bas isanschluii 15 verbunden. Auf der exponierten und herausgeführten Oberfläche des N-leitenden Bereiches 14 ist eine Emitterelektrode oder ein Emitteranschluß 18 hergestellt. Auf die andere Fläche der N-leitenden Grundschicht 10 ist eine Kollektorelektrode oder ein Kollektoranschluß 20 aufgebracht. Die herausgeführten PN-Verbindungen oder PN-Übergänge sind mit einem Oxidfilm geschützt. Für die mit Fig. 6 dargestellte Halbleiterschal tvorrichtung gilt auch das Ersatzschaltbild aus Fig. 5.

Bei dem mit Fig. 6 dargestellten Ausführunysbeispiel der Erfindung ist der durch Streus trö'me hervorgerufene Stromverstärkungsfaktor (Nf_e) des Treibertransistors (speed up transistor) deswegen kleiner als 1, weil die Verunreinigungsdichte oder der Störstellengradient der stark dotierten N -Schicht 23 und der stark dotierten P -Schicht 22 sehr groß ist. Die durch die starke Störstellendichte verursachte hohe In jek ti ons stromlei s tuncj und die durch den Auger-Effekt verursachte kurze Lebensdauer der Elektronen im Basisbereich führen im Ergebnis zu einem niedrigen

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Stromverstärkungsfaktor (H_f ). Der Treibertransistor 21 hat nur die Basis-Emitter-Verbindung oder den Basis-Emitterübergang als wirksamen PN-Übergang. Damit aber wird die im Transistor 2 gespeicherte elektrische Ladung dann über den Treibertransistor 21 abgeführt, wenn der Transistor 1 abgeschaltet wird und in den Sperrzustand geht. Das wiederum bewirkt eine hohe Schaltgeschwindigkeit; denn die Speicherzeit (T , ■. und die Abfallzeit (T_f) werden dadurch verkürzt, was wiederum bedeutet, daß der Darlington-Transistor oder die Darlington-Schaltung mit einer schnelleren Schaltgeschwindigkeit arbeiten kann. Was die Herstellung dieses Ausführungsbeispieles betrifft, so kann diese erfolgen, ohne daß größere Änderungen an den einzelnen Bearbeitungsvorgängen vorgenommen werden müssen. Der stark dotierte P leitende Bereich 22 wird gleichzeitig mit dem für den ohmschen Kontakt bestimmten P -leitenden Bereich hergestellt, woraufhin dann die Herstellung des stark dotierten N -leitenden Bereiches erfolgt.

Bei Fig. 7 handelt es sich um ein Kennliniendiagramm des an der Linie 6-6' genommenen Störungsgradienten. Dieses Kennliniendiagramm zeigt, daß die Halbleiter-SChaltvorrichtung in drei Eindiffundierungsschritten hergestellt wird.

In das mir Fig. 7 dargestellte Kennliniendiagramm sind auf die Abszissenachse aufgetragen:- die Strecke (L-,) für die Tiefe des N -leitenden Bereiches 22, die Strecke (L₂) für die Tiefe des P⁺- leitenden Bereiches 23, die Strecke (L₃) für die

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Tiefe des P-leitenden Bereiches 11 und die Strecke (L-) für die Tiefe der N-leitenden Grundschicht 10. Auf die Ordinatenachse ist die Verunreinigungsdichte oder die Störstellendichte aufgetragen. Der P leitende Bereich ist dabei als eine Zone angegeben, dere
ist.

18 deren Störstellengradient größer als 3 χ 10 /cm

Ganz allgemein kann der Stromverstärkungsfaktor (Hf_e) des NPN-Transistors anhand der nachstehend angeführten Gleichung berechnet und bestimmt werdeN

^Hfe ^ün

In diese Gleichung sind die nachstehend angeführten Größen eingesetzt:-

W_n = Breite der Basis,
b

D = Durchscnittliche Diffusionskonstante der P Löcher.

D = Durchschnittliche Diffusionskonstante der ⁿ Elektronen.

L = Die Eindiffudieruticjslänge der Elektronen ⁿ in den Basisbereich.

Q und Q_R = Effektive elektrische Ladungsdichten des Emitterbereiches und des Basisbereiches.

Für die Summe aus dem ersten Teil und aus dem zweiten Teil der Gleichung ist es erforderlich, daß diese größer aös 1 sein muß, um den S troinvers tärkungsfaktor (H-: ) auf einen Wert kleiner als 1 herabsetzen zu können. Ein Verfahren, mit dem dieses Ziel erreicht

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werden kann, besteht darin, die Verunreinigungsdichte des Emitterbereiches gegenüber jener desBaisberiches etwas kleiner zu gestalten. Dieses VEkfahren macht die Herstellung jedoch kompliziert, weil zunächst einmal durch Herausdiffundieren oder dergleichen die Verunreinigungsdichte/Störstellendichte an der Oberfläche des Basisbereiches verringert werden muß und weil der Emitterbereich derart gestaltet werden muß, daß er im Vergleicb mit dem Basisbereich eine geringere Verunreinigungsdichte/Störste1lendichte erhält.

Die Anmelder haben den Darlington-Transistor oder die Darlington-Schaltung mit dem in Fig. 7 ausgewiesenen Störstellengradienten hergestellt. So wurde besipsielsweise die P -Eindiffundierung bis zu einer Tiefe von 10 ,um (Tiefe L₉) mit einer Oberflächenver-

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unreinigungsdichte oder Störstellendichte von 2 χ 10 cm auf einer Halbleiterpille durchgeführt, welche eine Dicke von X- = (L₁ + L₂ + L₃) = 40 ,um hatte. Sodann wurde die N -Eindiffundierung bis zu einer Tiefe (L₁) von 2,5 ,um durchgeführt,und dies bei einer Oberflächenverunreinigungsdichte oder Stör-

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stellendichte von 10 /cm , wobei dadurch auch der PN-Übergang hergestellt wurde. Es wurde ein Stromverstärkungsfaktor von 0.9 erreicht.

Durch die Herabsetzung des Stromverstärkungsfaktors (H_f ) auf" einen Wert kleiner als 1 bei der den Störstellengradienten nach Fig. 7 aufweisenden Halbleiter-Schaltvorrichtung wird auch beie Verengung des Bandabstandes aus der starken Verunreinigungsdichte des Emitterbereiches bewirkt, was wiederum zur Folge hat, daß die Strominjektionsleistung verringert und der Auger-Effekt verbessert wird. Die Beeinflussung der Injektionsleistung

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oder Injektionswirkungsgrades durch die Verengung des Bandabstandes ist dann bemerkenswert, wenn die Verunreinigungsdichte oder Störstellendichte größer

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als 1.85 x 10 /cm ist. Damit kann der Stromverstärkungsfaktor (H_fe) des Transistors 21, welche sich parasität bildet, kleiner als 1 werden, und zwar deswegen, weil die in Gegenrichtung wirkende Durchbruchsspannung ungefähr 5 Volt beträgt. Und dieses Charakteristikum ist praktikabel.

Mit Fig. 8 ist nachstehend noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel findet bei einem torgesteuerten Thyristor Anwendung. Teile und Komponenten, die den mit Fig. 6 wiedergegebenen Teilen gleich oder identisch sind, sind auch mit gleichen Hinweiszahlen gekennzeichnet. Wie aus Fig. 8 zu erkennen ist, so ist die N-leitende Grundschicht 10 aus Fig. 6 durch zwei Schichten ersetzt worden, und zwar durch den P-leitenden Bereich 30 und durch den N-leitenden Bereich 31. Statt der Basiselektrode oder des Basisanschlusses ist eine Steuergattelektrode oder ein Steuergattanschluü G vorhanden. Die Emitterelektrode oder der Emitteranschluß ist durch den Kathodenanschluß oder die Kathodenelektrode K ersetzt worden, während für die Kollektorelektrode oder den KoI lektoranschluß ein Anodenansch1uß oder eine Anodenelektrodu A verwendet worden ist. Der N -leitende Bereich 23, der P-leitende Bereich 11, der N-leitende Bereich 31 und der P-leitende Bereich 30 bilden einen parasitären Thyristor, dessen parasitäre Treibertransistor aus den Bereichen 23, 22, 11 und 31 besteht.

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Dieser Transistor hat einen Stromverstärkungsfaktor der kleiner als 1 ist. Dieser Transistor arbeitet auch nich so wie ein normaler Transistor, und die gespeicherte elektrische Ladung kann sicher über diesen Transistor abgeleitet werden.

Es sind zwar nur einige wenige Ausführungsbeispiele oder Ausf ührungsniögl i ckei ten in der Patentbeschreibung beschrieben worden, dennoch wird jeder Fachmann auf diesem besonderen Fachgebiet zugeben müssen, daß viele Ändeurngen und Modifikationen vorgenommen werden können. So können beispielsweise die Leifähigkeitsarten der beschriebenen Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht werden, ohne dabei vom Geiste und Umfang der neuartigen Technik und der sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile abweichen zu müssen. Aus diesem Grunde sollen auch die Änderungen und Modifikationen in den Umfang der Erfindung, so weit dieser mit den beiliegenden Patentansprüchen definiert ist, hineingenomrnen werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICHVGtPf(J MüCLEFT··D. GROSSE · F. POLLMEIER - 16 10. Februar 1981 gr.ni 73 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawaclio, Saiwai-ku, Kawcisaki-shi, Kanagawa-ken (Japan) Patentansprüche

1. Halbleiter-Schaltvorrichtung mit einem Halbleiterschaltelement und einem mit diesem verbundenen Speed up Transistor,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverstärkerungsfaktor des Speed up Transistors kleiner als 1 ist.

2. Halbleiter-Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Halbleiter-Schaltelement um einen Darlington-Transistor handelt.

3. Halbleiter-Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Halbleiter-Schaltelement um einen Thyristor handelt.

4. Halbleiter-Schaltvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Speed up Transistor stark dotierte Emitter- und Basisbereiche besitzt, welche hohe Störstellendichten aufweisen, wobei die Störstellendichte der Basiszone größer als die der Emitterzone ist.

5. Halbleiter-Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

1 ft

daß das dotierte Material mehr als 3 χ 10 Störstellen pro cm aufweist.

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6. Halbleiter-Schaltvorrichtung, die einen Bereich mit einer ersten Leitfähigkeit aufweist, auf dessen Oberfläche ein weiterer Bereich mit einer zweiten Leitfähigkeit aufgebracht ist, auf die wiederum voneinander getrennt, ein dritter und vierter Bereich mit der ersten Leitfähigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein,die zweite Leitfähigkeit aufweisender fünfter

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Bereich vorgesehen ist, der mehr als 3 χ 10 Störstellen pro cm besitzt, und zwischen den dritten und vierten Bereichen in die Oberfläche des zweiten Bereichs eingearbeitet und mit dem dritten Bereich verbunden ist, und daß ein sechster, die erste Leitfähigkeit aufweisender Bereich, mit einer gegenüber dem fünften Bereich größeren Störstellendichte auf die Oberfläche des fünften Bereiches aufgebracht und mit dem zweiten Bereich verbunden ist.

7. Halbleiter-Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich in zwei Zonen aufgeteilt ist, die jeweils eine andere Leitfähigkeit haben.

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