Brevet FR2096669A1 — publié le 19720225

L'invention concerne un composant semiconducteur comportant un cristal à propriétés semiconductrices auquel est associé un passivant de jonctions, de manière à améliorer les propriétés électriques du composant semiconducteur et les propriétés mécaniques du cristal semiconducteur passivé. On sait maintenant fabriquer des composants semioonduo- teurs capables de bloquer des différences de tension extrme- ment élevées entre leurs bornes. #alheureusement, les possi biliés d'application des disposltions structurelles qui donnent lieu aux caractéristiques électriques les plus favorables ont été limitdestusqd ici par les méthodes de fabrication dans lesquelles chaque cristal semiconducteur ou pastille à incorporer dans un composant semiconducteur est traité et manipulé séparent. Par suite des exigences sévères de prix compétitifs dans l'indvetriedes semiconducteurs, il a été mis au point des techniques de fabrication permettant de traiter simule=~ nément des cristaux semiconducteurs ou pastilles pour un grand nombre de composants semiconducteurs, ces cristaux- ou pastilles étant encore réunies en un unique disque cristallin ou plaquette de dimensions relativement grandes.Le traitement en plaquette a réduit considérablement le eoft unitaire des cristaux semiconducteurs et, par suite, le prit de revient des composants semiconducteurs. toutefois, on ne peut tirer profit des avantages du traitement en grande série des pastilles semiconductrices qu'en acceptant un niveau relativement faible de performances électriques et en admettant la méce- sité de mettre au rebut des quantités importantes de composants semiconducteurs finis, par suite des détériorations subies par les cristaux semiconducteurs au cours de la fabrication.Par exemple, alors qu'il est possible de fabriquer individuellement des pastilles de thyristor à quatre couches et trois jonctions, susceptibles de donner aux composants semiconducteurs la capacité de bloquer des potentiels aux bornes nettement supérieurs à 1000 V, les thyristors comportant des cristaux semiconducteurs formés et traités en masse présentent typiquement des caractéristiques de blocage de tension nettement inférieures à 400 t.Cela ne constitue pas un inconvénient dans les applications qui demandent des capacités de blocage relativement faibles, mais il va de soi que le domaine d'applications de ces composants est restreint par ce paramètre, En outre, une proportion notable des composants semiconducteurs produits par de telles techniques de traitement en grande série doit entre mise au rebut ou vendue au rabais parce qu'ils ne répondent même pas à ces modestes critères de performance par suite de détériorations mécaniques intervenues lors du traitement et de l'assemblage. L'invention a pour but de fournir un composant semiconducteur contenant. un cristal semiconducteur qui présente une structure se prttant aux techniques économiques de traitement et de fabrication par pastilles multiples, qui soit doté de caractéristiques électriques améliorées et qui soit moins vulnérable aux détériorations dues au traitement. rlus par ticulièrement, l'invention a pour but de fournir un composant semiconducteur de fabrication aisée, présentant des caracté- ristiques améliorées de blocage de la tension. Sous l'une de ses formes, lBinventionpermet d'atteindre ses buts, ainsi que d'autres, par l'ensemble constitué par un cristal semiconducteur présentant une première et une seconde faces principales situées dans des plans sensiblement parallèles à l'axe cristallographique (100). Le cristal contient une partie centrale et une partie périphérique. La partie centrale comporte une surface extérieure lisse et biseautée, dirigée obliquement deput-s la première face principale e vers::la partie périphérique. La partie périphérique comporte une surface interne lisse et biseautée, dirigée obliquement d##uis. la première face principale v'rs à partie centrale. La partie centrale contient au moins une jonction redresseuse située entre la première et la seconde faces principales et intersentant la surface externe lisse et biseautée en formant un angle de biseau positif avec cette surface. Une couche dpai- se de passivation et de liaison en verre adhère aux surfaces biseautées interne et externe du cristal pour relier les parties périphérique et centrale. Le verre de passivation présente un coefficient de dilatation thermique au plus égal a' celui du silicium monoeristallin. L'invention pourra de toute façon être bien comprise b l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des noves de réalisation préférés qui sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La fig. 1 est une coupe verticale d'ensembles semiconducteurs classiques, tels qu'ils se présentent immédiatement après avoir été séparés d'une plaquette commune. La fig. 2 est une coupe verticale d'ensembles semiconducteurs selon l'invention, tels qu'ils se présentent immédiatement après avoir été séparés d'une plaquette commune. La fig. 3 est une vue isométrique d'un composant semiconducteur réalisé selon l'invention et représenté partiellement en coupe. La fig. 4 est une coupe verticale d'un autre type d'ensembles semiconducteurs selon l'invention, tels qu'ils se présentent immédiatement après avoir été séparés d'une plaquette commune. On pourra facilement se faire une idée de l'invention et de ses avantages marqués par une comparaison avec un composant classique, actuellement répandu sur le marché. Sur la-fig. 1, plusieurs ensembles semiconducteurs 1 de type classique sont représentés tels qu'ils apparattraient immédiatement apres avoir été obtenus par subdivision d'un disque cristallin ou plaquette unitaire de grandes dimensions. Chacun des ensembles est constitué par une pastille semiconductrice ou cristal 2 présentant une première et une seconde faces principales 3 et 5 qui sont sensiblement parallèles. Le cristal comporte une zone centrale 7, typiquement du type X de conductivité. Une première zone 9'et une deuxième zone 11, de type P de conductivité, sont interposées entre la zone centrale et, respectivement, la première et la seconde faces principales, formant des Jonctions 13 et 15 avec la zone centrale. Une troisième zone 17 est interposée entre une partie de la première zone et la iremière face principale, mais à distance de la zone centrale. Typiquement, la troisième zone est de type B+ de conductivité. A la périphérie de chaque cristal, il est formé un bord supérieur arqué 19 qui intersecte le bord périphérique de la jonction 13 et un bord inférieur arqué 21 qui intersecte le bord périphérique de la jonction 15. Des eouches minces de verre de passivation 23 et 25 sont associées avec les bords arqués supérieur et inférieur pour protéger les jonctions 13 et 15. Un contact métallique 27 recouvre la face inférieure du cristal semiconducteur et la couche de passivation 25. Le contact est composé d'une ou de plusieurs couches de métal, établissant un contact ohmique avec la deuxième zone Il. Un contact 29 est associé à la troisième couche, en rapport de conduction ohmique avec elle. Un contact de commande 31 est en rapport ohmique avec une partie de la première couche, le long de la première face principale. La région de la face supérieure du cristal semiconducteur qui n'est recouverte ni par le verre de passivation, ni par les contacts est protégée par une couche mince 35 d'oxyde métallique, typiquement de bioxyde de silicium. Il est visible que chacun des ensembles semiconducteurs 1, associé à des bornes de connexion électrique et à une enveloppe, est susceptible de constituer la partie active, au point de vue semiconductivité, d'un redresseur commandé à semiconducteur. Typiquement, le contact 27 sera associé à une borne d'anode, le contact 29 à une borne de cathode et le contact 31 à une électrode de porte ou de commande. S'agissant d'un redresseur commandé, la jonction 13 doit bloquer la tension directe avant le passage en moaé conducteur sous l'effet d'un signal de porte approprié, et la jonc tidn 15 doit supporter les tensions inverses de pointe. Initialement, les cristaux semiconducteurs 2 des eneembles 1 de la fig. 1 sont réunis en une plaquette cristalline unique. Au départ, la plaquette présente les caractéristiques de conductivité de la zone oontrale 7. Les jonctions 13 et 13 et les zones 9 et 11 sont formées par diffusion à partir de. première et seconde faces principales. La troisibme zone 17 peut Autre formée par diffusion ou par alliage. Arsin de puai- ser l jonctions au niveau du bord de chaque cristal, des rainures mutuellement alignées peuvent ttre gravée. ê partir des faces principales opposées pour former les bords arqués 19 et 21 qui intersectent respectivement les jonctions 13 et 15.Des couches minces 23 et 25 de verre de passivation sont ensuite déposées dans les rainw#es. Etant donné que les passivants vitreux classiques présentent un coefficient de dilatation thermique-nettement supérieur à celui des cristaux de silicium, on a l'habitude de limiter l'épaisseur des couches de verre de passivation à 0,025 mm ou moins. Typiquement, les contacts sont appliqués après que les couches de verre de passivation ont été complètement formées. Si le contact 27 est appliqué par dépit par évaporation, il peut recouvrir le verre 25 comme le montre le dessin. On notera que les contacts de métal peuvent être d'un type classique quelconque et, dans le cas typique, sont formés de plusieurs métaux différents et de plusieurs couches métalliques distinctes.La plaquette n'est subdivisée en ensembles individuels 1 qu'après l'achèvement complet de chacune des opérations énumérées ci-dessus. On dispose d'un procédé de fabrication très économique, étant donne que chaque opération peut autre exécutée simultanémomt sur tous les cristaux semiconducteurs 2 alors qu'ils font encore partie de la plaquette et qu'en général plusieurs plaquettes peuvent être traitées en même temps. Certes, les ensembles semiconducteurs 1 répondent, on l'a vu, aux exigences commerciales, mais ils présentent néan moins certains inconvénient. En premier lieu, lors de la formation de rainures dans une plaquette contenant les eri- taux semiconducteurs, la plaquette n'est solidarisée que par les parties amincies du cristal qui se trouvent au-dessous des rainures, de sorte que les plaquettes doivent être manipulses avec grand soin lors du traitement pour éviter une rupture non volontaire le long des rainures. Les couches minces de verre, n'ayant que 0,025 mm ou moins d'épaisseur, n'accroissent guère la résistance de la plaquette.Si on essaie d'augmenter l'épaisseur du verre dans les rainures en utilisant des verres classiques de passivation pour jonctions dont le coefficient de dilatation thermique est supérieur à celui du silicium, le verre se fissurera et se brisera au cours du traitement. il va. de soi que cela nuit fortement à l'effet passivant des couches de verre. Autre inconvénient, qui.;#peut survenir même avec des couches de verre minces, la non concordance des dilatations thermiques entre le verre et le silicium peut donner lieu à un bombement de la plaquette qui perd sa planéité. il en résulte des difficultés au positionnement précis des masques lors des opérations suivantes du traitement, et cela est à l'origine de ruptures de la plaquette.Un autre inconvénient consiste en ce que le verre passivant doit être placé dans les rainures associés avec les deux faces principales. De nombreux procédés elaseSquess d'application du verre ne se prêtent pas au dépit simultané de verre sur des faces principales -opposées. rar conséquent, il peut autre nécessaire de procéder successivement à l'application de verre dans les rainures des faces principales oppo suées. Cela constitue un inconvénient marqué, car les techniques de dép8t de verre comprennent fréquemment plusieurs opérations successives. Les ensembles semiconducteurs classiques 1 offrent d'autre part certains inconvénients qui ont une portée directe sur les performances électriques ainsi que sur la facilité de fabrication. Au moment où les ensembles semiconducteurs sont séparés par tranchage ou par sciage le long des rainures, le verre contenu dans les rainures supérieure et inférieure doit être sectionné. Etant donné que le verre est par essence un matériau fragile, il en résulte le risque dtintroduction de fissures qui permettront aux contaminants de pénétrer jusqu'aulx jonctions de blocage. il s'ensuit un effet nuisible sur les caractéristiques de blocage de tension du composant. D'autres inconvénients sont attribuables au fait que la zone centrale s'étend vers l'extérieur jusqu'au bord résultant du tranchage ou du sXiager Si la couche de verre 25 est brise ou si la soudure appliquée sur le contact 27 lors du montage de ensemble sur un dissipateur thermique ou un conducteur entre par mégarde en contact avec le bord scié du cristal, la zone centrale peut être court-circuitée à la borne d'anode du composant semiconducteur par le trajet ainsi établi. kSme si aucune de ces deux sources possibles de court-circuitage n'intervient, les performances peuvent néanmoins autre compromises.Etant donné que la zone centrale a typiquement un degré de dopage très nettement inférieur à celui de la première et de la seuxième zones, la région de charge spatiale qui est associés à une jonction à l'état de blocage atteindra son extension maximale à partir de la jonction dans la zone centrale. Si la couche d'arrêt s'étend suffisamment pour prendre contact avec le bord scié de la zone centrale, il se produit un affaiblissement de la caractéristique de rupture du cristal, sans doute attribuable à la charge spatiale ou aux impuretés au niveau du bord scié0 Un autre inconvénient encore des ensembles semiconducteurs 1 consiste en ce que la partie de chaque cristal qui fait saillie par rapport aux faces prinoi- pales est en porte-à-faux lorsque le cristal est monté dans un composant semiconducteur. Etant donné que les cristaux semiconducteurs sont typiquement très minces, les bords en porte-à-faux sont extremement fragiles et peuvent autre facilement endommagés lors de la manipulation et du montage des cristaux.Un inconvénient additionnel consiste en ce que les bords arqués 19 et 21 forment des angles de biseau négatif avec les jonctions 13 et 15 respectivement. Comme on le sait, à moins qu'il ne soit réglé dans des limites relativement étroites, un angle de biseau négatif a tendance à prédisposer le cristal à une rupture en surface plutôt quten avalanche lorsqu'il est soumis à des potentiels aux bornes alors qu'il est à l'état de blocage. Des ensembles semiconducteurs 100 réalisés selon l'invention ont été représentés sur la fig. 2. Chaque ensemble est constitué par un cristal de silicium 102 qui présente une première et une seconde faces principales sensiblement parallèles, désignées respectivement par 104 et 106. Les faces principales sont formées de manière à se trouver dans le plan cristallographique (100) du cristal. Le cristal comporte une zone centrale 108 qui a typiquement le type N de conductivité. Une première zone 110 est située entre la zone centrale et la première face principale, tandis qu'une deuxième zone 112 est interposée entre la zone centrale et la seconde face principale. La première zone et la zone centrale forment une première jonction 114, tandis que la deuxième zone et la zone centrale forment entre elles une deuxième jonction 116. La première et la deuxième zones ont un type de conductivité opposé à celui da la zone centrale, typiquement le type P. Une troisième zone 118 est interposée entre une partie de la première zone et la première face principale, formant une jonction 120 avec la première zone. Lorsque la zone centrale est du type N de conductivité et que la première zone est du type P, la troisième zone est généralement du type NÇ de conducti vitré. Le cristal de silicium est muni d'une rainure marginale eirconiérentielle 122,s'étendant vers l'intérieur depuis son bord externe, divisant le cristal en une partie centrale 124 et zone partie périphérique 126. Dans le modèle représenté, les parties centrale et périphérique sont réunies d'un seul tenant par une partie de la deuxieme zone. On notera que la rainure est limitée par une surface externe inclinée 128 de la partie centrale. Cette surface est dirigée obliquement en bas et en dehors à partir de la première face principale, en direction ae la partie périphérique.De même, une surface interne 130 de la partie périphérique#est inclinée en bas et en dedans, en direction de la partie centrale, de manière à intersecter la surface incline de la partie centrale et à compIeter la rainure. Les deux surfaces inclinées sont lisses et pratiquement linéaires, de façon à former une rainure en V. La rainure intersecte la première et la deuxième jonctions. On remarquera que la surface externe inclinée de la partie centrale intersecte la deuxième jonction selon un angle de biseau positif de tordre de 50 à 600. Une couche épaisse 132 de liaison et de passivation en verre s'étend dans la rainure marginale circonférentielle. Le verre remplit la double fonction de passivation de la périphérie des jonctions contenues dans la partie centrale du cristal et de liaison entre les parties périphérique et centrale du cristal, de manière à compenser au moins en partie un affaiblissement éventuel du cristal dt à la rainure marginale. Afin de présenter une résistance de liaison notable, le verre doit entre beaucoup plus épais que les couches minces de verre qui sont utilisées d'habitude à titre de passivants des jonctions.Par exemple, alors que les couches mincesàassiques deverre Ipassivation ont typiquement une épaisseur inférieure à 0,025 mm et présentent une résistance à la traction faible sinon Sulle, on préférera utiliser une couche épaisse de verre, ayant au moins 0,075 mm d'épaisseur. Du fait de la liaison des surfaces inclinées des parties périphérique et centrale du cristal avec une couche épaisse de verre, le cristal est plus résistant qu'un cristal de silicium muni d'une rainure comparable garnie d'une couche mince ae verre de passivation classique, et l'effet d'affaiblissement dd au rainurage peut être compensé notablement, sinon totalement. Pour que le verre puisse être utilisé en couche épaisse, il est important que son coefficient de dilatation thermique ne soit pas supérieur à celui du silicium. On sait que le silicium a un coefficient de dilatation remarquablement faible et, en conséquence, les verres de passivation classiques ont des coefficients de dilatation quelque peu supérieurs, malgré les tentatives qui ont été faites pour faire concorder les caractéristiques de dilatation thermique du verre avec celles du silicium. Il a été constaté que, si l'on utilisait des verres ayant un coefficient de dilatation thermique n'excédant pas celui du silicium, on évitait la fracture de couches épaisses de verre lors du traitement thermique des ensembles semiconducteurs dans les limites de température couramment adoptées. Pour obtenir les propriétés voulues de passivation des jonctions, il est souhaitable que la couche épaisse de verre présente une résistance d'isolement au moins égale à 1012 ohm-cm, de manière à éviter tout passage de courant de dispersion en parallèle i la jonction qui doit être passivée. Pour résister aux intensités de champ élevées qui peuvent établir à travers la jonction pendant la polarisation inverse, ce qui constitue une caractéristique particulière des redresseurs, la couche de verre est choisie de telle sorte qu'elle présente une rigidité diélectrique au moins égale à 24 000 V/mm et, de préférence, à 40 000 V/mm pour les applications aux redresseurs pour hautes tensions. Si la partie centrale du cristal semiconducteur est biseautée extérieurement selon les principes de l'invention et munie d'une couche de verre de passivation, l'élément semiconducteur est capable de supporter des polarisations inverses à des niveaux de potentiel exceptionnellement élevés sans Strie détruit par rupture de surface.Il y a lieu de noter que l'utilisation d'une couche épaisse de verre, à la place de la couche mince usuelle, permet d'obtenir des performances comparables avec une rigidité diélectrique #quelque peu inférieure du verre, car les effets de surface gui contribuent au claquage jouent un rible moins déterminant lorsque les couches minces de verre sont remplacées par des couches épaisses. Il a d'autre part été observé qu'il était souhaitable de réduire à un minimum la teneur en alcalis de la couche de verre, afin d'éviter la migration d'ions alcalins contenus dans le verre en direction de la surface du silicium, ce qui prédispose le cristal de silicium à une rupture en surface plutôt qu'à une rupture dans la masse. En conséquence, on utilise de préférence un verre pratiquement dépourvu d'alcalis pour former la couche de liaison-, bien que des proportions minimes, jusqu'à 10 p environ en poids, d'oxydes de~métaux alcalino-terreux et terreux puissent tette incorporées dans le verre sans effets nuisibles appréciables. Les verres au borosilicate présentent, on le sait, des coefficients de dilatation thermique extrtme- ment bas et sont généralement préférés. Il a été constaté que des verres de borosilicate de plomb dépourvua d'alcalis convenaient parfaitement dans la mise en pratique de l'invention. Il est à conseiller d'utiliser des verres de borosilicate de plomb pratiquement dépourvus d'alealis, ayant la composition pondérale suivante : 60 à 80 % de bioxyde de silicium, 15 à 30 % d'oxyde de bore et 5 à 15 % d'oxyde de plomb. Entre autres exemples particuliers de terrez qui contiennent dans la réalisation de l'invention, on peut citer des verres de borosilicate de plomb présentant essentiellement. les composi tions pondérales suivantes s 1) 73 % de bioxyde de silicium, 16,5 % d'oxyde de bore et 10,5 dioxyde de plomb; et 2) 76,5 % de bioxyde de silicium, 17,3 % d'oxyde de bore et 6,3 % d'oxyde de plomb. D'autres verres de borosilicate de plomb appropriés sont disponibles dans le commerce. L'ensemble semiconducteur 100 comprend une couche de contact ohmique 134 qui recouvre la totalité de la seconde face principale du cristal, en rapport de conduction électri- que à faible impédance avec la deuxième zone 124. Une couche de contact 136 revêt la troisième zone 118, tandis qu'une couche de contact 138 recouvre une partie de la première zone 110 contiguë à la première face principale 104. Chacune des couches de contact peut autre formée d'une seule ou de plusieurs épaisseurs d'un ou de plusieurs métaux et elle peut avoir une quelconque structure classique. Une couche d'oxyde ou de nitrure 140 recouvre les parties de la. première face principale qui ne sont pas revêtues des couches de contact. Les cristaux semiconducteurs 102 des ensembles 100 de la fig. 2 peuvent entre facilement truités alors qu'ils sont réunis d'un sur tenant en une unique plaquette cristalline0 Initialement, la plaquette peut présenter les caractéristi-' ques de conductivité de la zone centrale 108. Les jonctions 114 et 116 peuvent être formées par diffusion à partir de la première et de la seconde faces principales. La troisième zone 118 peut être formée par diffusion ou par alliage.Afin de passiver la périphérie des#jonctions de blocage 114 et 116 asso cives à la partie centrale de chaque cristal, un certain nombre de rainures 122 sont gravées à distance les unes des autres dans la plaquette, à partir de la première face principale 104.Si la plaquette est formée de telle sorte que sa première face principale soit dans la direction de l'aie cristallographique (zoo), il est possible de donner à la rainure le profil en V voulu, les rives inclinées 128 et 130 formant, par rapport à la jonction 116, un angle de biseau positif situé dans la gamme de 50 & 00. Comme on le sait, les rainures peuvent être formées selon l'angle de biseau voulu dans le silicium (i00) en utilisant une solution alcoolique d'hydroxyde de potassium à titre d'agent mordant. Cette technique offre cet avantage particulier que la profondeur de la rainure peut autre contrôlée avec une grande précision, en réglant simplement la largeur de la rainure.Par exemple, dans le cas typique, une plaquette sera revttue, sur toute sa première face principale, d'une couche de masquage résistante au mordant, notamment une couche de bioxyde de silicium ou de nitrure de silicium. Puis la couche de masquage peut être détachée sélectivement de manière à délimiter la partie de la première face principale qui correspond aux rainures. n suffit alors d'exposer la première face principale à la solution alcoolique d'hydroxyde de potassium pour que les rainures soient formées automatiquement & la profondeur voulue et avec la forme en biseau qui convient.Typiquement, l'angle de biseau est de 550 environ, mais il peut varier quelque peu, par exemple.si la première face principale s'écarte légèrement de l'axe cristallographique (zoo). La formation des rainures par cette technique de gravure offre également un avantage notable, en ce sens que les rives inclinées de la rainure sont beaucoup plus lisses que si elles étaient formées par biseautage mécanique. Il en résulte cet avantage inattendu que l'aptitude du cristal à bloquer la tension est bien meilleure que celle que l'on pourrait prévoir du fait du simple angle de biseau. La raison en est que la gravure par corrosion donne lieu à un moidre endommagement de la surface du cristal que le biseautage mécanique. Par suite, il y a moins de points de liaison superficielle susceptibles de contribuer à une rupture de surface du cristal.La formation des couches de# contact peut être exécutée par un quelconque procédé classique. Pour appliquer le verre dans les rainures, on peut déposer sélectivement dans celles-ci une bouillie aqueuse de fritte de verre finement divisée, faire sécher la bouillie pour ne laisser que la fritte et provoquer l'agglomération du verre par fusion, en un bloc non poreux. Le composant semiconducteur 150 représenté sur la fig. 3 comprend un ensemble semiconducteur 100 monté sur un dissipateur thermique 152 en un matériau conducteur de l'électri- cité et de la chaleur. La couche de contact 134 qui recouvre la seconde face principale du cristal semiconducteur est unie, en rapport intime de conduction calorifique et électrique au dissipateur thermique. Le dissipateur thermique est muni, sur l'un de ses bords, d'une borne de connexion 134 formée d'un seul tenant.Le long d#un bord non adjacent, le dissipateur thermique est pourvu d'une patte 156 munie d'us trou 158, pour faciliter le montage du composant semiconduo- tour et 1'évaúation de la chaleur à partir du dissipateur thermique. La couche de contact 136 qui recouvre la troisième zone du cristal semiconducteur est connectée à une borne 160 par un fil volant 162. Un second fil volant 164 relie i une borne 166 la couche de contact 138 associée à la premier zone.Une enveloppe de matière plastique 1682 sectioiiée horizontalement dans le même plan que la surface inférieure du dissipateur thermique, a été représentée (en partie par son contour en tirets) engainant le dissipateur thermique et les extrémités internes des bornes de connexion. L'enveloppe de plastique est de préférence en une résine aynthétique dothe de propriétés diélectriques élevées, par exemple des résines silicone, phénolique, époxy ou polyester. La matière plastique ne fait pas que protéger l'ensemble semiconducteur, elle sert aussi au montage des bornes de connexion 160 et 166 dams la disposition voulue par rapport au dissipateur thermique. On comprendra aisément que l'utilisation d'une couche de ver- re épaisse exige un moindre degré de protection de la part de l'enveloppe en plastique, en comparaison des couches minces de verre ordinairement appliquées. On peut même envisager de supprimer entièrement la capsule de matière plastique sur certains composants réalisée selon l'invention. #on seulement le composant semiconducteur représenté sur la fig. 3 présente des caractéristiques électriques remarquables, mais en outre sa structure permet de le fabriquer aisément. Une comparaison entre l'ensemble semiconducteur 100 et l'ensemble semiconducteur 1 mettra en évidence un certain nombre d'avantages caractérisés. En premier lieu, il convient de noter que les ensembles 1 réunis sous forme de plaquette ne sont reliés que par une partie amincie du cristal située audessous des rainures. Au contraire, les ensembles semiconducteurs 100 sont traités de manière à autre reliés par les parties périphériques 126. Les parties périphériques ne sont pas amincies par gravure et, par suite, elles forment un reseau de nervures qui entoure les parties centrales 124 des ensembles, ce qui contribue à une structure beaucoup plus robuste de la plaquette.Ainsi, les plaquettes à partir desquelles les ensembles 100 sont formés sont beaucoup plus rigides et moins susceptibles de ruptures ou de déformations que les plaquettes & partir desquelles sont formés les ensembles lo T'ensemble semiconducteur 100 offre également, par rapport à l'ensemble 1, cette supériorité que la couche de verre de passivation est protégée plus strement contre les détériorations.Alors que, pour former l'ensemble 1, deux couches de verre doivent être sciées ou fendues sur toute la périphérie du cristal semiconducteur, ce qui s'accompagne d'un risque relativement élevé d'endommagement, le trait de scie ou de lame, pour séparer les ensembles 100 d'une plaquette, est confiné dans les parties périphériques et ne peut pas entrer en contact avec la couche épaisse de verre de passivation. Il y a donc un faible risque d'endommagement de la coushe de verre de passivation. Au surplus, il y a lieu de noter que la couche de passivation est à distance vers 11 intérieur du bord du cristal 102, de sorte que le risque de détérioration par chocs mécaniques au cours de la manipulation est réduit à un minimum. Ses conditions sont rigoureusement à l'opposé de celles de l'ensemble 1, dans lequel deux couches de verre sont situées au bord et sont supportées par une partie bordant fragile et en porte-à-faux du cristal. Le fait qu'une couche épaisse de verre unit les parties centrale et périphérique du cristal 102 renforce en outre considérablement la résistance du cristal.Un autre avantage de l'ensemble 100 consiste en ce que la couche de verre nta besoin d'être appliquée qu'à partir d'une seule face principale, et non des deux comme dans le cas de l'ensemble 1. Outre les avantages de résistance mécanique et de fabrication, l'ensemble 100 possède aussi des avantages marqués sur l'ensemble 1 au point de vue électrique. Dans le cristal 102, la partie centrale de la zone centrale, qui est la région porteuse de courant de cette zone, est protégée contre l'exposition directe, alors que dans le cristal 2 la zone centrale est exposée. Etant donné que c'est la zone centrale de chaque cristal qui présente le maximum de résistance propre, c'est dans cette zone que la couche d'arr8t s'étend le plus loin. Dans le cristal 2 la couche d'arrêt peut s'étendre Jusqu'au bord exposé de la zone centrale, mais cela n'est pas possible dans le cristal 102, puisqu'il n'y a pas de bord exposé.Dans le cristal 2, lorsque la couche d'arrêt approche du bord scié ou tranché de la zone centrale, on peut observer un affaiblissement des caractéristiques de blocage du cristal; mais avec le cristal 102, on ne constate aucun affaiblissement des caractéristiques de blocage attribuable à cette cause. En outre, il y a lieu de noter qu'au cas où du métal est mis par inadvertance en contact avec le bord scié ou tranché du cris- tal 102 cela ne peut pas avoir pour effet de court-circuiter la partie électriquement active de la jonction 116 relative à la partie centrale, étant donné que la partie de la zone centrale située dans la partie périphérique est isolée leo- triquement, par la rainure et la couche de verre, de la partie centrale de la zone centrale.Il est visible que la partie périphérique du cristal 102 s'associe à la couche de Terre pour éviter un court-circuit des jonctions en cas de métallisation du bord par mégarde lors de l'assemblage et du montage. Un autre avantage de l'ensemble semiconducteur 100 réside dans le fait que la jonction 116 est intersectée par la surface extérieure lisse de la ptetie centrale selon un angle de biseau positif. Il en va rigoureusement à l'inverse dans l'ensemble 1 où la jonction 15 est biseautée négativement. Le poli exceptionnel du bord externe de la partie centrale s'associe au biseautage pour améliorer l'aptitude de la jonction 116 à bloquer la tension. La disposition structurelie, qui respecte et assure l'intégrité de la couche épaisse de verre 132, ajoute encore à la capacité de blocage de l'ensemble 100. Le reste du composant semiconducteur représenté sur la fig. 3 se prête également à des techniques de fabrication économiques. Initialement, le aissipateur thermique 152 et les bornes de connexion 160 et 16G peuvent être réunies d'un seul tenant dans une plaque de métal qui comporte de nombreux dissipateurs thermiques et bornes de connexion semblables disposés à intervalles; Le montage des ensembles semiconducteurs 10w sur les dissipateurs thermiques seut être effectué très rapidement, car il suffit d'un positionnement approché. Une fois que les fils volants ont été fixés, les enveloppes 168 de tous les dispositifs semiconducteurs formés à partir d'une seule plaque de métal peuvent être iaçQnn4Os simultanément. Après quoi, le dissipateur thermique et les bornes de connexion sont détachés du reste de la plaque métallique au moyen dune lame pour constituer le composant fini. Bien que l'invention ait été décrite à propos du cas particulier d'un redresseur commandé à semiconducteur, il est bien entendu qu'elle est applicable à des modèles différents de composants semiconducteurs. Par exemple, un thyristor activé par des effets d'avalanche et non par un signal de porte peut être formé en supprimant simplement la couche de contact 158 de l'ensemble semiconducteur 100. Il est-également visible que l'invention est facilement applicable aux redres seurs en général, notamment aux triacs (ou thyristors bilatéraux) et aux diodes PE, P+PNt PIN et Puy+. Pour compléter l'illustration de l'invention, on a repré- senté sur la fig. 4 des ensembles semiconducteurs 200. La partie cristal de silicium du composant est subdivisée en une partie centrale 202 et une partie périphérique 204 en position concentrique. les deux parties du cristal sont traversées par une zone collecteur 206 contiguë à une première face principale 208 et par une zone base 210; au contact d'une seconde face principale 212. Ordinairement, la zone base est très mince par rapport à la zone collecteur, et son épaisseur peut se situer entre quelques microns seulement et 20/u dans le; cas des composants pour très hautes tensions. Les zones base et collecteur forment entre elles une jonction collecteur 214. Une couche émetteur 216, imbriquée et très peu profonde est située au contact de la seconde face principale de la partie centrale. La hauteur de la couche émetteur peut être de 1 à 2 microns seulement ou moins. La couche émetteur forme une jonction émetteur avec la zone base. Une couche de contact ohmique d'émetteur 21B recouvre la majeure partie de la zone émetteur au niveau de la seconde face principale. La couche de contact d'émetteur établit une connexion électrique à faible impédance avec la zone émetteur. La couche de contact d'émetteur est entourée à distance par une couche de contact de base 220 en rapport ohmique avec la zone base au niveau de la seconde face principale. On notera que la partie centrale est munie d'un bord externe lisse biseauté 222 qui est incliné en haut et en dehors, en direction de la partie périphérique. De mimez la partie périphérique est munie d'un bord lisse biseauté 224 incliné en haut et en dedans, en direction de la partie centrale. Une couche épaisse de verre de passivation et de liaison 226 adhbre aux deux surfaces inclinées et, en liaison avec la couche de contact de base 220 solidarise les parties périphérique et centrale en une structure unitaire. De préférence, les ensembles semiconducteurs 200 sont formés simultanément à partir d'une plaquette cristalline unitaire de grand diamètre, selon un procédé généralement analogue à celui qui a été décrit précédemment à propos des ensembles 100. Une fois que les jonctions ont été formées dans le cristal par des techniques classiques, les couches de contact de base et d'émetteur peuvent autre déposées simulta nément sur la seconde face principale, sous forme d'une unique couche de métal. Une gravure sélective, à tout moment approprié du processus de fabrication, peut être appliquée pour séparer les couches de contact de base et d'émetteur en éléments individuels et établir l'intervalle requis entre elles.La formation des surfaces inclinées 222 et 224 est offectu~e de préférence par gravure au moyen dune Bolution alcoolique d'hydroxyde de potassiu, de la même manière que pour la formation des rainures 122. Toutefois, lors de la fabrication des ensembles 200, la jonction collecteur de la structure de transistor est suffisamment proche de la seconde face principale du cristal pour que l'on n'obtienne qu'une résistance faible sinon nulle en essayait de régler la pro fondeiir d'une rainure de telle sorte qu'*lle intersecte la jonction collecteur mais se termine à courte distance de la seconde face principale.En conséquence, la largeur de gravure sur la premibre face principale est choisie de manière à permettre une attaque sur toute lssépsseur du cristal. L'attaque de toute l'épaisseur du silicium ne modifie pas l'angle de biseau des surfaces inclinées, qui reste égal à 55 environ, comme indiqué ci-dessus. Afin de conserver les rapports primitifs entre les parties centrale et périphérique à la suite de la gravure, la couche de contact de base est de préférence déposée avant la gravure. Au lieu ou en plus de la couche de contact de base, la plaquette peut être au besoin montée tem- porairement sur un support.La formation de la couche épaisse de verre 226 peut autre identique à celle de la couche *taiege de verre 132. Les ensembles semiconducteurs sont séparés de la plaquette par sciage ou tranchage à travers les parties périphériques. Les avantages des ensembles semiconducteurs 200 sont en général semblables à ceux des ensembles 100. On notera que la jonction collecteur 214, qui constitue la principale jonc- tion de blocage de tension dans un transistor, intersecte le bord 222 lisse, biseauté, passivé au verre, de la partie centrale, électriquement active du cristal de silicium. La jonction collecteur est typiquement biseautée positivement, étant donné que la zone base est en général diffusée dans une plaquette ayant les caractéristiques de cunductivité de la zone collecteur. On comprendra aisément qu'au lieu de graver la plaquette de silicium sur toute son épaisseur pour former les parties ventral et périphériques des ensembles 200, ces parties pour- raient être laissées à l'état réuni d'un seul tenant, une rainure étant formée entre elles. De même, dans les ensembles 100, au lieu de former les rainures 122, le cristal pourrait entre aussi bien attaqué sur toute son épaisseur pour séparer les parties centrale et périphérique. Selon une autre variante encore, non illustrée, il pourrait être formé une rainure de section trapézordale, étant donné que le mordant creuse initialement une rainure trapézo#dale et forme progressivement une cuvette centrale ou un sommet dans le cristal par interaction avec les plans oristallographiques. Une rainure trapé- zoidale pourrait donc étire formée en éliminant le mordant à un moment quelconque avant l'épuisement du silicium qui se trouve dans l'orientation cristallographique appropriée pour la gravure, REVEEDICADIONS 1,- Ensemble semiconducteur comprenant : un cristal de sili cium présentant une première et une seconde faces principales sensiblement parallèles à l'axe cristallographique (100), ce cristal contenant une partie centrale et une partie périphérique, la partie centrale ayant une surface extérieure lisse et biseautée, inclinée à partir de la première face principale en direction de la partie périphérique, la partie pérlphérique ayant une surface interne lisse et biseautée, inclinée à partir de la première face principale en direction de la partie centrale, et la partie centrale contenant au moins une jonction redresseuse, située entre la première et la seconde faces principales et intersectant la surface extérieure lisse et biseautée pour former un angle de biseau positif avec elle; et une couche épaisse de verre de passivation et de liaison, adhérant aux surfaces biseautées interne et externe du cristal pour relier les parties centrale et périphérique, cette oou- che de verre de passivation ayant un coefficient de dilatation thermique égal au plus à celui du silicium monocristallin. 2.- Ensemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces inclinées interne et externe convergent pour former une rainure profilée en V, s'étant dant vers l'intérieur d partir d'un bord extérieur du cristal de silicium0 D.- Ensemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface inclinée externe interseste la jonction selon un angle de biseau positif compris entre 50 et 60l. Pnsemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche épaisse de verre de liaison présente une résistance d'isolation de 1012 ohm-cm au moins et une rigidité diélectrique de 24 000 V/mm au moins0 5.- Snsemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parties- centrale et périphérique sont séparées par la couche de verre de liaison. 6.- Ensemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la seconde face principale est Eevêtue par une couche de contact métallique qui recouvre les parties périphérique et centrale. 7.- Ensemble semiconducteur selon la revendication 1, carac térisé par le fait que la couche épaisse de verre de passivation et de liaison est formée d'un verre de borosilicate de plomb. 8.- Ensemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche épaisse de verre de passivation et de liaison est pratiquement dépourvue d'alcalis0 Ensemble semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche épaisse de verre de passivation et de liaison est formée d'un verre de borosilicate de plomb pratiquement dépourvu d'alcalis, ayant la composition pondérale suivante s 60 à 80 > de bioxyde de silicium, 15 i 30 % d'oxyde de bore et 5 à 15 * d'oxyde de plomb. 8 10.- Composant semiconducteur comprenant s un cristal de silicium auquel est associée une couche épaisse de verre de passivation et de liaison selon la revendication 1; des premiers et des seconds moyens de contact associés à la première et à la seconde faces principales du cristal de silicium; des moyens assurant la connexion électrique de ces moyens de contact; des moyens conducteurs de la chaleur, associés au cristal pour évacuer la chaleur de l'une des faces principales; et des moyens isolants de protection qui engainent le cristal de silicium et sont fixés aux moyens de connexion électrique et aux moyens conducteurs de la chaleur.