DE4011275C2 - Gateanschlußkörper für ein Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gateanschlußkörper nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Halbleiterbauelemente, bei denen ein solcher Gateanschlußkör­ per beispielsweise Anwendung findet sind der sogenannte GTO- Thyristor (Gate-Turn-Off-Thyristor) sowie ein rückwärtslei­ tender GTO-Thyristor, der sich aus einem GTO-Thyristor und einer Diode zusammensetzt, die beide auf demselben Halblei­ tersubstrat ausgebildet sind.

Als Gateanschlußkörper bei einem GTO-Thyristor kennt man bei­ spielsweise einen Zentral-Gateanschlußkörper, einen Zwischen­ ring-Gateanschlußkörper, einen Außen-Umfangsring-Gatean­ schlußkörper und dergleichen.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Beispiels für den Zen­ tral-Gateanschlußkörper, wie er beispielsweise aus der US 4,719,500 und aus der CH 582,425 bekannt ist. In Fig. 2 sind auf einer Hauptfläche (Oberseite) eines Halbleitersubstrats getrennte Kathoden-Elektroden vorgesehen, und eine Gateelek­ trode befindet sich auf der Oberfläche des Halbleitersub­ strats, die derart eingegraben ist, daß sämtliche Kathoden- Elektroden umgeben sind, damit ein Kurzschluß verhindert wird. Mit der einen Hauptflächenseite (Oberseite) des Halb­ leitersubstrats 1 befindet sich eine Kathodenanschlußelek­ trode 3 nur über eine Kontaktelektrodenplatte 2 in Kontakt, die lediglich mit der über die Gateelektrodenebene vorstehen­ den Kathodenelektrodenebene in Berührung steht, während mit der anderen Hauptfläche (Unterseite) des Halbleitersubstrats 1 eine Anodenanschlußelektrode 4 in Kontakt steht, wobei beide Anschlußelektroden 3 und 4 durch einen hermetischen Isolierring 31 zu einem Stück vereinigt sind, um ein Halblei­ terbauelement zu bilden. Die Kathodenanschlußelektrode 3 ist mit einer Leitungsnut versehen, die von dem Umfangs-Endab­ schnitt in Richtung Mitte führt, und in der Mitte der Nut ist ein Loch ausgebildet. Ein Ende einer Gateleitung 6, das von einem Isoliermaterial 81 gehalten wird, befindet sich in Druckkontakt mit der Gateelektrode des Halbleitersubstrats 1, und zwar durch das in der Mitte der Kontaktelektrodenplatte 2 ausgebildete Loch, während das andere Ende der Gateleitung 6 an ein Gateleitungs-Röhrchen 7 angeschlossen ist, um nach außen geführt zu werden. Hierdurch wird ein Thyristor mit einem Zentral- oder Mittel-Gateanschlußkörper gebildet.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Beispiels eines Zwi­ schenring-Gateanschlußkörpers, der in der US 4,719,500 beschrieben ist. Der Aufbau dieses Bauelements ist insgesamt dem Aufbau nach Fig. 2 ähnlich. Die Kathodenanschlußelektrode 3 ist mit einer Ringnut versehen zur Erzeugung eines Druck­ kontakts an einer Stelle, welche einem Zwischenbereich zwi­ schen der Mitte und dem Außenumfang des Halbleitersubstrats 1 entspricht. Die Kontaktelektrodenplatte 2 ist aufgetrennt in einen mittleren scheibenförmigen Abschnitt und einen äußeren ringförmigen Abschnitt, wobei die Trennung an einer Nut mit durchwegs gleichbleibender Trennbreite erfolgt. Ein ringför­ miger Gateanschluß 52 ist beweglich in die Nut der Kathoden­ anschlußelektrode 3 eingesetzt und steht durch ein ringförmi­ ges Federelement 92 in Druckkontakt mit der Gateelektrode. Hierzu ist das Federelement 92 in den Boden der Nut einge­ setzt und steht mit dem Boden über eine Isolierplatte 82 in Berührung. Ein Ende der Gateleitung 6 ist an den Gateanschluß 52 angeschlossen, das andere Ende ist an das Gateleitungs- Röhrchen angeschlossen. Hierdurch wird ein Zwischenring-Gate­ anschlußkörper gebildet.

Fig. 4 ist eine Teil-Schnittansicht des äußeren Umfangsab­ schnitts eines Beispiels für einen Außen-Umfangsring-Gatean­ schlußkörper. An einem an der Innenseite des hermetischen Isolierblocks vorgesehenen Isolierblock 32 ist ein leitendes Material 33 mit einer Einrichtung für den elektrischen Kon­ takt nach außen angebracht. Ein Ende eines federähnlichen Gateanschlusses 53 ist an dem leitenden Material 33 befe­ stigt, während das andere Ende in Druckkontakt mit einer Ring-Gateelektrode 34 am Außenumfang einer Hauptfläche des Halbleitersubstrats 1 steht. Der Druckkontakt erfolgt durch die Wirkung der Feder. Dadurch wird ein Außen-Umfangsring- Gateanschlußkörper gebildet.

Aus der DE-OS 29 02 224 ist ein Kontaktsystem für Leistungs- Halbleiterbauelemente bekannt, bei denen von Emitterbereichen umgebene Gatebereiche an der Oberfläche eines Halbleitersub­ strats ausgebildet sind. Die Gatebereiche umfassen ein Zen­ tralgate, Umfangsgateabschnitte und diese mit dem Zentralgate verbindende Verbindungsgateabschnitte. Auf dieser Oberfläche des Halbleitersubstrats liegt eine Kontaktscheibe, die den Gatebereichen entsprechende Ausnehmungen aufweist und daher nur die Emitterbereiche kontaktiert. Auf der Kontaktscheibe befindet sich die Emitteranschlußelektrode die in ihrer Mitte eine Bohrung zur isolierten Durchführung eines Steuer­ anschlusses für das Zentralgate aufweist.

Ein rückwärtsleitender GTO-Thyristor setzt sich zusammen aus einem GTO-Thyristor mit Selbstauslöschung und einer Freilauf­ diode, wobei beide Elemente auf demselben Siliciumplättchen integriert sind. Dieser Typ von Thyristor vermag Größe und Gewicht des Bauelements zu reduzieren, und er zeichnet sich speziell bei der Anwendung im Wechselrichter durch hohes Lei­ stungsvermögen aus. Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Auf­ baus eines Elements eines rückwärtsleitenden GTO-Thyristors. Der GTO-Abschnitt 1 am inneren Umfangsabschnitt des Halblei­ tersubstrats 1 setzt sich zusammen aus einer p-Emitterschicht 11, einer n-Basisschicht 12, einer p-Basisschicht 13 und einer n-Emitterschicht 14 in Form von Segmenten, während der Diodenabschnitt 20 am äußeren Umfangsabschnitt sich zusammen­ setzt aus einer n⁺-Schicht 21, einer n-Schicht 22 und einer p-Schicht 23. Die n-Schicht 12 und die n-Schicht 22 sowie die p-Schicht 13 und die p-Schicht 23 sind miteinander verbunden. An den Oberflächen der n-Emitterschicht 14 und der p-Schicht 23 sind Kathodenelektroden 15 vorgesehen, und (nicht gezeigte) Kathodenanschlußelektroden stehen über Kontaktelek­ trodenplatten aus Molybdän oder dergleichen in Druckkontakt mit den Kathodenelektroden, wobei das Molybdän einen ähnli­ chen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt wie Silicium. Auf den Oberflächen der p-Basisschicht 13, die die Segmente der n-Emitterschicht 14 umgeben, sind Gateelektroden 16 vorgese­ hen. Mit einem Abschnitt in der Mitte des Elements kommt ein (nicht gezeigter) Gateanschluß in Druckkontakt. Auf den Oberflächen der p-Emitterschicht 11 und der n⁺-Schicht 21 ist eine Anodenelektrode 18 vorgesehen, und mit dieser Anodenelektrode 18 befindet sich eine (nicht gezeigte) Anodenanschlußelektrode in Druckkontakt. Eine Trenn-Nut 19 ist an der Grenze des GTO-Abschnitts 10 und des Diodenab­ schnitts 20 gegraben, so daß der GTO-Abschnitt von dem Diodenabschnitt elektrisch getrennt ist. Man muß in die Gate­ elektroden 16 einen Strom einspeisen, um den GTO-Abschnitt einzuschalten, und man muß einen Strom aus den Gateelektroden 16 ziehen, um die GTO-Abschnitte auszuschalten. Eine solche Gate-Steuerung wird über eine Gateelektrode durchgeführt.

In einem Halbleiterbauelement wie z. B. einem GTO-Thyristor, in dem momentan ein starker Strom in der Gateelektrode beim Abschalten fließt, ist es wünschenswert, die Kontaktfläche einer Gateelektrode und eines Gateanschlusses oder derglei­ chen, über die ein Strom von der Gateelektrode abgenommen wird, so groß wie möglich zu machen, um die Teile mit einem möglichst geringen Widerstand zu verbinden und so den Quer- Spannungsabfall herabzusetzen, der verursacht wird, wenn ein Strom in der Gateelektrode fließt.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Mittel-Gateanschlußkörper ist der Widerstand der Gateelektrodenschicht zwischen dem Kontaktbe­ reich am Ende der Gateleitung 6 und dem äußersten Umfang des Halbleitersubstrats 1 aufgrund der relativ geringen Dicke der Elektrodenschicht groß, und, da der Gatestrom lediglich aus dem Kontaktabschnitt am Ende der Gateleitung 6 in der Mitte entnommen wird, der maximale Weg für den Gatestrom also etwa dem Radius der Halbleitervorrichtung entspricht, wird der Quer-Spannungsabfall groß. Wenn man zum Beispiel annimmt, daß der durch die Gateleitung 6 fließende Strom 100 A beträgt, so erreicht die Gatespannung einige Hundert mV. Folglich ist es unmöglich, die Gateabschaltung in der Ebene gleichförmig zu machen, so daß die Gefahr besteht, daß es zu einem Abschalt- Durchbruch aufgrund von Stromkonzentrationen kommt. Im Fall der in Fig. 4 gezeigten Außen-Umfangsring-Gateanschlußkörper ist die Kontaktfläche der Gateelektrode 34 und des Gatean­ schlusses 53 groß, jedoch ist der Widerstand, der entsteht, wenn Strom in die Gateelektrodenschicht fließt, im wesentli­ chen der gleiche wie bei dem Mittel-Gateanschlußkörper, so daß ebenfalls die Gefahr des Entstehens eines Ausschalt- Durchbruchs besteht. Im Fall der in Fig. 3 dargestellten Zwi­ schenring-Gateanschlußkörper ist der ringförmige Gateanschluß 52 am Mittelabschnitt in radialer Richtung auf der Hauptflä­ che des Halbleitersubstrats 1 vorgesehen, und die Kontaktflä­ che mit der Gateelektrode ist beträchtlich groß. Da der Widerstand für den Strom in der Gateelektrodenschicht nur etwa 1/2 des Widerstands bei anderen Anschlußkörpern beträgt, reduziert sich der Quer-Spannungsabfall der Gate­ elektrode. Da aber die ringförmige Gateelektrode in einem Zwischenabschnitt der Hauptfläche des Halbleitersubstrats 1 vorgesehen ist, um den ringförmigen Gateanschluß 51 in Druck­ kontakt zu bringen, reduziert sich die effektive Kathodenflä­ che, so daß die Stromdichte der Kathode zunimmt und damit in unerwünschter Weise der Vorwärts-Spannungsabfall zwischen den Hauptelektroden zunimmt.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die oben aufgezeigten Probleme im Stand der Technik zu vermeiden und einen Gatelek­ trodenanschlußkörper für ein Halbleiterbauelement zu schaf­ fen, welcher den Quer-Spannungsabfall der Gateelektrode ohne Reduzierung der wirksamen Fläche der Hauptelektrode zu redu­ zieren vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gateanschlußkörper gemäß Patentanspruch 1 gelöst, der beson­ ders vorteilhaft bei einem rückwärts leitenden GTO-Thyristor verwendet werden kann, wie im Patentanspruch 2 angegeben.

Da die Anschlußteile, die miteinander durch mindestens einen Verbindungsleiterteil verbunden sind und an eine Gateleitung angeschlossen sind, in Druckkontakt mit den Gatezonen am nächsten bei und am weitesten entfernt von dem Zentrum des Halbleitersubstrats gebracht sind, wird der Gatestrom zur Zeit des Abschaltens gleichförmig aus dem am weitesten innen liegenden Umfangsbereich des äußersten Umfangsabschnitts des Gates entnommen, so daß der Quer-Spannungsabfall der Gate­ elektrode reduziert ist und damit ein Abschalt-Durchbruch verhindert und die Abschaltleistung verbessert ist (die Aus­ schaltleistung kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Bauelement mit gleichem Leitungsvermögen um etwa 30% gesenkt werden). Da weiterhin der Gateanschlußkörper nicht in Kontakt mit dem Mittelbereich der Gatezone steht, ist es nicht not­ wendig, eine ringförmige Gateelektrode im Zwischenbereich vorzusehen, und dadurch wird die Reduzierung der effektiven Fläche der Hauptelektrode vermieden. Im Fall eines rückwärts­ leitenden GTO-Thyristors wird das Leitungsvermögen entspre­ chend der Substratfläche ohne nennenswerte Reduzierung der Flächen des GTO-Thyristors und der Diode gewährleistet, da der Andrückmechanismus des Gateanschlußkörpers, der in Kon­ takt mit der Gateelektrode in der vom Zentrum der Hauptfläche des Substrats am weitesten weg liegenden Zone kommt, am Abschnitt der Anschlußelektrode vorgesehen ist, der der Trenn-Nut für den GTO-Thyristor und die Diode gegenüberliegt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Er­ findung bei einem GTO-Thyristor;

Fig. 2, 3 und 4 Schnittansichten verschiedener Gatean­ schlußkörper herkömmlicher GTO-Thyristoren;

Fig. 5 eine Schnittansicht des Hauptteils der Struktur eines rückwärts leitenden GTO-Thyristors;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Gateanschlußkör­ pers für den GTO-Thyristor nach Fig. 1;

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels der Erfindung in Anwendung bei einem rückwärts leitenden GTO-Thyristor;

Fig. 8 eine Schnittansicht des Hauptteils eines Druckkon­ taktgabe-Mechanismus in Anwendung bei einem rückwärts leitenden GTO-Thyristor;

Fig. 9 eine perspektivische Schnittansicht des Hauptteils eines rückwärts leitenden GTO-Thyristorelements; und

Fig. 10 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Anwendung bei einem rückwärtsleitenden GTO-Thyristor.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung in Anwendung bei einem GTO-Thyristor. Für ent­ sprechende Elemente wie in den Fig. 2 bis 4 sind gleiche Bezugszeichen verwendet. Diese Ausführungsform unterscheidet sich stark von den herkömmlichen Bauelementen darin, daß Gateanschlüsse unabhängig voneinander in Druckkontakt mit den Gatezonen im Mittelbereich und im äußeren Umfangsbereich des Halbleitersubstrats in Druckkontakt gebracht sind, der Gate­ anschluß am Außenumfang (Umfangsanschlußteil) und der Gatean­ schluß in der Mitte (Mittelanschlußteil) einstückig durch einen leitenden Verbinder (Verbindungsleiterteil) zu einem Gateanschlußkörper verbunden sind, und eine Leitung an den Mittelanschlußteil angeschlossen ist, um einen Strom nach außen zu ziehen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten GTO-Thyristor wird ein Ga­ teanschlußkörper 5 vorab hergestellt, wie er als Montageteil in Fig. 6 perspektivisch dargestellt ist. Nach Fig. 6 ist an den Mittelanschlußteil 51, der mit der Gatezone im Zentrum in Kontakt steht, der ringförmige Umfangsanschlußteil 53, der mit dem äußeren Umfang der Gatezone in Kontakt steht, koaxial durch einen Verbindungsleiterteil 61 angeschlossen, und die Leitung 6 ist weiterhin mit dem Mittelanschlußteil 51 verbun­ den. Die Gateanschlußteile 51 und 53 besitzen eine Dicke von 4 bis 5 mm, und ihre Stirnseiten besitzen eine Nickelplattie­ rung. Der in Fig. 1 dargestellte GTO-Thyristor wird an den hermetischen Isolierring 31 angelötet und besitzt die Katho­ denanschlußelektrode 3, an der der Gateanschlußkörper 5 mon­ tiert wird. Im Mittelbereich der Kathodenanschlußelektrode 3 befindet sich eine Ausnehmung 35 zur Aufnahme des Mittelan­ schlußteiles 51 und eine Nut 36, durch welche der Mittelan­ schlußteil 51 in das Gateleitungs-Röhrchen 7 eingeführt wird, und in die die Gateleitung 6 eingesetzt ist. Am Umfangsab­ schnitt der Kathodenanschlußelektrode 3 befindet sich eine Abstufung 37 ausgerichtet mit dem ringförmigen Umfangsan­ schlußteil 53. In die Ausnehmung 35 in der Mitte der Katho­ denanschlußelektrode 3 ist ein Isoliergehäuse 83 aus kera­ mischem Material oder dergleichen eingesetzt, und in das Iso­ liergehäuse 83 ist eine Feder 91 eingesetzt.

An der Abstufung 37 befinden sich eine Ringfeder 92, ein Abstandshalter 38 und eine Isolierplatte 82. Der Gatean­ schlußkörper 5 wird an der Kathodenanschlußelektrode 3 derart montiert, daß der Mittelanschlußteil 51 in das Isoliergehäuse 83 gelangt, der Umfangsanschlußteil 53 von der Abstufung 37 über die Isolierplatte 82 gelagert wird und die Gateleitung 6 in die Nut 36 paßt, wobei das Ende der Gateleitung in das Gateleitungs-Röhrchen paßt. Nachdem die Kontaktelektroden­ platte 2, ein Isolierring 84, das Halbleitersubstrat 1 und die Anodenanschlußelektrode 4 in der genannten Reihenfolge aufgeschichtet sind, werden die Anodenanschlußelektrode 4 und der hermetische Isolierring 31 hermetisch abgeschlossen in einer Heliumatmosphäre durch Lichtbogenschweißung oder dergleichen eingeschweißt, um auf diese Weise den GTO-Thyri­ stor nach Fig. 1 fertigzustellen. Da der Mittelanschlußteil 51 und der Umfangsanschlußteil 53 in Druckkontakt mit der Gateelektrodenzone in der Mitte und der ringförmigen Gate­ elektrodenzone am Außenumfang unter Einwirkung der Feder 91 und der Ringfeder 92 gelangen, erhält man einen guten Kon­ taktzustand.

Bei dieser Ausführungsform wird der Gatestrom beim Ab­ schaltvorgang unterteilt in einen Strom, der von der Gate­ elektrodenzone in der Mitte zu dem Mittelanschlußteil 51 fließt, und in einen Strom, der von der ringförmigen Gate­ elektrodenzone am äußersten Umfang zu dem ringförmigen Um­ fangsanschlußteil 53 fließt, und dieser Strom wird durch den engeren Anschluß abgezogen. Daher reduziert sich der Wider­ stand für den Strom auf dem Weg innerhalb des Gates auf etwa 1/2 im Vergleich zum Widerstand bei einem herkömmlichen Mit­ tel-Gateaufbau oder einem herkömmlichen Außenumfang-Gateauf­ bau. Der aus dem Mittelanschlußteil 51 gezogene Strom gelangt zur Außenseite des Bauelements über die Gateleitung 6 und das Gateleitungs-Röhrchen 7. Der von dem ringförmigen Umfangsan­ schlußteil 53 abgezogene Strom gelangt über den nächsten Ver­ bindungsleiterteil 61, die Gateleitung 6 und das Gatelei­ tungs-Röhrchen 7 nach außen. Durch den Aufbau des Gatean­ schlußkörpers nach diesem Ausführungsbeispiel wird der Gate­ strom auf einem kurzen Weg aus dem Gate gleichförmig und mit niedrigem Widerstand nach außen gezogen, so daß der Quer- Spannugsabfall der Gateelektrode gering ist und die Möglich­ keit eines Ausschalt-Durchbruchs ausgeschlossen wird. Damit erhöht sich die Abschaltleistung. Weiterhin wird die effek­ tive Kathodenfläche im Gegensatz zu der herkömmlichen Zwi­ schenring-Gateanschlußkörper nicht verringert.

Fig. 7 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines wei­ teren Ausführungsbeispiels der Erfindung in Anwendung bei einem rückwärtsleitenden GTO-Thyristor. Gleiche Bezugszeichen sind für entsprechende Teile wie in den Fig. 1, 5 und 6 ver­ wendet. Der GTO-Abschnitt 10 ist an einem inneren Um­ fangsabschnitt des Halbleitersubstrats 1 vorgesehen, der Diodenabschnitt 20 befindet sich am äußeren Umfangsabschnitt, und die Trenn-Nut 19 befindet sich zwischen diesen Teilen, ähnlich wie bei dem Thyristor nach Fig. 5.

Der Mittelanschlußteil 51 und der Umfangsanschlußteil 53 des Gateanschlußkörpers 5 kommen im Mittelbereich bzw. am ring­ förmigen Umfangsbereich in Druckkontakt mit der Gateelektrode 16 des GTO-Abschnitts 10. In der aus Mo bestehenden Kontakt­ elektrodenplatte 2, die eine Dicke von 1,5 mm besitzt, sind ein kreisförmiges Mittelfenster 41 und bogenförmige Umfangs­ fenster 42 ausgebildet, um den Mittelanschlußteil 51 und den Umfangsanschlußteil 53 durchzulassen. In diesem Fall ist der Umfangsanschlußteil 53 in vier Abschnitte getrennt, und es sind vier Umfangsfenster 42 vorgesehen.

Wenn der Umfangsanschlußteil 53 die in Fig. 6 dargestellte ringförmige Form ausweist, ist die Kontaktelektrodenplatte 2 in zwei Platten unterteilt. Um einen gleichförmigen Druck auf die Kathodenelektroden des GTO-Abschnitts 10 und den Dioden­ abschnitt 20 zu geben, ist es notwendig, die Dicken der bei­ den getrennten Kontaktelektrodenplatten unter Be­ rücksichtigung der Differenz in der Größenordnung von einigen µm zu steuern. Bei dieser Ausführungsform reicht jedoch lediglich eine Kontaktelektrodenplatte 2 aus, wie oben be­ schrieben wurde, so daß die Herstellung der Kontaktelektro­ denplatte mit einer Ebenen-Genauigkeit von einigen µm ver­ einfacht ist. Selbstverständlich kann der Umfangsanschlußteil 53 ringförmig sein, und kann die Kontaktelektrodenplatte 2 in zwei Abschnitte unterteilt sein, ohne daß dadurch von der Erfindung abgewichen wird.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines Druckkontaktgabe-Me­ chanismus eines rückwärtsleitenden GTO-Thyristors. Für ent­ sprechende Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. 1 und 5. Die Kathodenanschlußelektrode 3 wird über die Kontaktelektrodenplatte 2 in Druckkontakt gebracht mit den Kathodenelektroden 15 des GTO-Abschnitts 10. An dem Mittelabschnitt der Kathodenanschlußelektrode 3 ist eine zylindrische Ausnehmung 35 gebildet, und es ist eine bogen­ förmige Ausnehmung 39 derart vorgesehen, daß sie der Trenn- Nut 19 an der Grenze des GTO-Abschnitts und des Diodenab­ schnitts 20 auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats gegen­ überliegt. Der zylindrische Mittelanschlußteil 51 und die Feder 91 sind in die Ausnehmung 35 eingesetzt, und der Mit­ telanschlußteil 51 ist von der Kathodenanschlußelektrode 3 und der Feder 91 durch das Isoliergehäuse 83 isoliert. In der Ausnehmung 39 ist der ringförmige oder bogenförmige Umfangs­ anschlußteil 53 von der Kathodenanschlußelektrode 3 und der Feder 93 durch das Isoliergehäuse 83 isoliert. Die Anschluß­ teile 51 und 53 gelangen durch die Kräfte der Feder 91 und 93 in Druckkontakt mit der Gateelektrode 16 im Mittelbereich bzw. am äußeren Umfangsabschnitt, und sie sind durch einen (nicht gezeigten) Verbindungsleiter miteinander verbunden. Die Anschlußteile 51 und 53 sind an das Gateleitungs-Röhrchen 7 angeschlossen, das an dem keramischen Isolier-Dichtungsring 31 und der Gateleitung 6 befestigt ist. Da bei diesem Aufbau der äußere Umfangsanschlußteil 53 und die diesen belastende Feder 93 oberhalb der Trenn-Nut 19 zwischen dem GTO-Abschnitt 10 und dem Diodenabschnitt 20 gelegen sind, wird die Kontakt­ fläche der Kathodenanschlußelektrode 3 und der Kathoden­ elektrode 15 über die Kontaktelektrodenplatte 2 nicht von diesen Elementen beeinflußt, so daß das Leitungsvermögen durch die Kathodenelektrode nicht verringert ist.

Fig. 9 ist eine perspektivische geschnittene Nah-Ansicht der Trenn-Nut 19 an der Grenze vom GTO-Abschnitt 10 und Diodenab­ schnitt 20 eines rückwärtsleitenden GTO-Thyristorelements. Die Breite w, über die die Gateelektrode 16 mit dem Umfangs­ anschlußteil 53 in Kontakt steht, beträgt 2 bis 3 mm, und die Gateelektroden 16 umgeben mehrere Segmente einer n-Emitter­ schicht, die bei dem GTO-Abschnitt 10 angeordnet ist.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Anwendung bei einem rückwärtsleitenden GTO-Thyristor. Es sind für entsprechende Elemente gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 7 verwendet. Da bei dieser Ausführungsform der GTO-Abschnitt 10 außen liegt und von dem Diodenabschnitt 20 über die Trenn- Nut 19 getrennt ist, ist der Gateanschlußkörper 5 mit dem ringförmigen Umfangsanschlußteil 53 ausgestattet, der mit dem ganz äußeren ringförmigen Bereich der Gateelektrode in Kon­ takt steht, und er besitzt weiterhin vier gebogene innere Gateanschlüsse 54, die mit dem am weitesten innen liegenden ringförmigen Bereich in Kontakt stehen. Die Kontaktelektro­ denplatte 2 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Umfangsanschlußteiles 53, und ist mit vier inneren Fenstern 43 ausgestattet, durch die hin­ durch die inneren Gateanschlüsse 54 ragen, so daß ebensowenig wie es bei der Ausführungsform nach Fig. 7 nicht die Notwen­ digkeit besteht, die Kontaktelektrodenplatte 2 in zwei Teilen auszubilden.

Die Ausführungsformen wurden in Anwendung bei einen Halb­ leiterbauelement beschrieben, welches mehrere n-Emitter­ schichten aufweist, in denen die Kathodenelektroden von den Gateelektroden umgeben sind, jedoch ist die Erfindung auch anwendbar bei einem Halbleiterbauelement, welches mit meh­ reren p-Emitterschichten ausgestattet ist, in denen Anoden­ elektroden von den Gateelektroden umgeben sind.

Claims (2)

1. Gateanschlußkörper für ein Halbleiterbauelement, der mit einer Gatezone des Halbleiterbauelements in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Gate­ anschlußkörper (5)

• - wenigstens einen inneren Anschlußteil (51; 54), der mit der dem Zentrum des Halbleiterbauelements nächstliegenden Gatezone in Kontakt steht,
• - mindestens einen Umfangsanschlußteil (53), der den inneren Anschlußteil (51; 54) zumindest teilweise umschließt, und mit dem von dem Zentrum des Halbleiterbauelements am wei­ testen entfernt liegenden Teil der Gatezone in Kontakt steht, und
• - mindestens einen etwa radial orientierten Verbin­ dungsleiterteil (61) zwischen dem inneren Anschlußteil und dem Umfangsanschlußteil aufweist.

2. Verwendung des Gateanschlußkörpers nach Anspruch 1 bei einem rückwärtsleitenden GTO-Thyri­ stor (10) mit einer Diode (20), die im Mittelbereich oder im äußeren Randbereich desselben Halb­ leitersubstrats (1) ausgebildet und durch eine Trenn-Nut (19), welche in die Oberfläche des Halbleitersub­ strats eingegraben ist, elektrisch vom GTO-Thyristor getrennt ist, umfassend:
inselartig auf der Hauptfläche in dem Mittelbereich des Halbleitersubstrats ausgebildete Segmente einer Emitter­ schicht (14), auf denen sich jeweils eine Kathodenelektrode (15) befindet,
eine auf der Oberfläche der die Segmente umgebenden Basisschicht (13) angeordnete, die Gatezone bildende Gate­ elektrode (16), und
eine in Druckkontakt mit den Kathodenelektroden (15) stehende, sich im wesentlichen über die ganze Hauptfläche des Halbleitersubstrats erstreckende Kathodenanschlußelektrode (3), in die der Gateanschlußkörper (5) elektrisch isoliert eingebettet ist,
wobei der Umfangsteil (53) des Gateanschlußkörpers (5) sich in einer Anwendung der Kathodenanschlußelektrode befindet, der der Trenn-Nut (19) zugewandt ist.