Brevet FR2044684A1 — publié le 19710226

20^68^ La présente invention concerne un élément à semi-conducteur pour tension de blocage élevée, qui comporte un disque de semiconducteur avec au moins uœ jonction p-n, et qui, sur au moins une âçfees faces frontales, présente un biseau ou une gorge annu-5 laire, où débouche au moins une jonction p-n à la surface du semiconducteur, ce biseau étant recouvert, ou cette gorge étant remplie avec une masse isolante. Il est connu que pour ces éléments à semi-conducteurs, on arrive, avec un tel biseautage et avec le recouvrement de celui-10 ci aitec une masse isolante, à réduire l'intensité maximale du champ superficiel engendré par l'application d'une tension inverse, à un point tel que le claquage par avalanche ne se produit pas en général à la périphéiie de la partie active, mais par suite du dépassement dtune valeur critique de l'intensité du champ à 15 l'intérieur de la zone de la charge d'espace. Avec des éléments à a«mi-conducteur ayant une tension de claquage par avalanche de valeur très élevée, de 5000 Y par exemple, il a été observé que, lorsqu'on travaille dans la zone du coude de la caractéristique du semi-conducteur, correspondant au claquage par avalanche, 20 et avec un courant de 10 à 20 mi., il se produit fréquemment, après quelques minutes, des claquages à travers la masse isolante qui recouvre le biseau du disque àe âemi-conducteur, claquages susceptibles d'entraîner la destruction de l'élément à semi-conducteur. L'objet de la présente invention est donc de fournir un 25 élément à semi-conducteur dans lequel i-i ne se produit pas de tels claquages intempestifs. L'élément à semi-conducteur, selon la présente invention, est caractérisé en ce que, pour élever la valeur de la tension de claquage, une bague isolante, pouvant avoir en particulier une 30 forme cylindrique, pénètre par l'une de ses extrémités dans la masse isolante qui recouvre le biseau ou qui remplit la gorge annulaire, et s'y trouve scellée. L'invention sera décrite ci-après en détail à l'aide d'un exemple. 35 La figure représente une vue en coupe schématique de la partie active d'une diode à semi-conducteur. Un disque en silicium 1, d'un diamètre de 27mm et d'une épaisseur de 800ynm, présente une jonction p-n (qui par souci de clarté n'a pas été représentée sur la figure), qui débouche à la surface du disque sur le biseautage 70 02926 2 2G446S4 de forme conique 2 de ce disque à semi-conducteur 1. Ce biseautage conique 2 constitue le flanc intérieur d'une gorge annulaire pratiquée dans la zone périphérique de la face frontale 3 côté anode du disque, et qui est remplie d'une masse isolante 4 à base de 5 caoutchouc au silicone. Comme il est d'usage , du côté de l'anode le disque de silicium 1 est pourvu d'une couche de contact 5 en alliage or-antimoine, tandis que du côté de la cathode, par l'intermédiaire d'une feuille d'aluminium 6, il est brasé sur une plaque support en molybdène 7 d'une épaisseur de 2mm. 10 Pour augmenter la valeur de la tension de claquage, une bague cylindrique 8 en polytetrafluoréthylène (produit appelé aussi "teflon" ou nPîFE") est encastrée par l'une de ses extrémités dans la masse à base de caoutchouc au silicone. Pour réaliser cet encastrement, on dépose d'abord au fond de la gorge annulaire, 15 à l'aide d'un dispositif convenable, une seringue à injections par exemple, une couche relativement mince de caoutchouc au sili-. cone, à l'état visqueux. On pose ensuite la bague isolante 8 sur cette couche de caoutchouc au silicone, et pour finir, sur la face interne et sur la face interne et sur la face externe de l'extrémité 20 de la bague ainsi posée, on ajoute encore du caoutchouc au silicone, de manière que la bague isolante 8 s'enfonce à une profondeur d'environ 1mm dans la masse de caoutchouc au silicone 4. Après durcissement du caoutchouc au silicone, on équipe la partie active ainsi terminée, avec ses éléments de raccordement 25 habituels, et on l'enferme dans un boîtier étanche aux gaz' contenant une atmosphère sèche à base d'azote. De telles diodes à semiconducteur ont fonctionné de longue* périodes dans la zone du coude dçfclaquage par avalanche, avec une tension inverse de l'ordre de 5000 Y et un courant de 10 à 20 mA à une température de 150°C, sans 30 qu'il se produise un claquage par tension à la périphérie de la partie active de la diode au silicium. Selon une autre variante d'exécution intéressante, la bague isolante $est en céramique. 70 02926 3 1 2044684 EETEIDIEATI0I3 1*) Elénent à seni-conducteur pour le blocage d'une tension élevée, présentant un disque de seni-conducteur arec au ■oins une jonction p-n, qu$ sur l'une an soins de ses faces frontales présente un biseautage eu une serge de fonw annulaire, 5 eà débeucke à la surface du. seni-conducteur an seins une jonction p-n, ce biseautage étant recouvert ou cette gorge étant reaplie arec une nasse isolante, caractérisé en ce que pour augmenter la ▼aleur de la tension de claquage, une bague isolante cylindrique -spéciale (8) pénètre par une de ses extréaités dans la nasse - ti) isolante (4) qui recouvre ce biseautage eu qui remplit cette gorge, et j est encastrée. 2*) lléaent à seai-cendueteur selon la revendication t caractérisé en ce que la bagne isolante (8) présente des gorges de scellaaant, an aeins sur .la surface extérieure de son 15 extrénité qui pénètre dsns la Musse isolante (4). 3e) Tlé—t à seni-conducteur selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que la bague isolante (8) est réalisée en pelytétraflueréthplfcne (POT). 4*) Ilénent à seai-eonducteur selon la revendication 30 1 on 2, caractérisé en ce que la bague isolante (8) est réalisée en «ne natière eéraaique. BAD ORIGINAL^