Brevet FR2137666A1 — publié le 19721229

1650a 1 2137666 l'invention concerne un thyristor comportant un corps semiconducteur comprenant au moins quatre zones de types de conductivité alternés, parmi lesquelles l'une au moins des zones externes sert de zone d'émetteur et la zone interne 5 contigiie sert de zone de base, des perforations étant prévues de la zone d'émetteur que la zone de base traverse jusqu'à une électrode appliquée sur la face supérieure de la zone d'émetteur, ainsi qu'une électrode d'amorçage qui est reliée à la zone de base. 10 Un tel thyristor a été décrit par exemple dans la Demande de brevet allemand publiée après examen sous le n° 1.166.510. Sa zone d'émetteur est munie de nombreuses perforations, finement réparties sur toute la surface de l'émetteur. La zone de base contigiie à la zone d'émetteur traverse ces 15 perforations, si bien que des parties de la zone de base sont reliées électriquement à l'électrode d'émetteur. Lorsqu'une tension très abrupte est appliquée au circuit principal du thyristor, en raison de la capacité de la jonction p-n de blocage du thyristor, une certaine partie du courant de déplace-20 ment ne passe pas dans la zone d'émetteur, mais contourne celle-ci et s'écoule directement, par les perforations, dans l'électrode d'émetteur. De manière correspondante, la fraction de porteurs de charge injectée à partir de la zone d'émetteur dans la zone de base contigiie est réduite au point qu'aucun amorçage 25 ne peut se produire. Un tel thyristor est donc relativement insensible aux valeurs dU/dt élevées (taux d'accroissement de la tension directe). L'invention repose sur le fait constaté qu'avec une telle répartition fine des perforations surtoute la 30 surface de la zone d'émetteur, il n'est pas possible d'obtenir une propagation optimale du processus d'amorçage. L'invention se propose de réaliser un tyris-tor du type défini ci-dessus, de façon qu'il soit insensible aux valeurs dU/dt élevées et qu'une propagation optimale du 35 processus d'amorçage soit possible. L'invention est caractérisée par le fait que les pez^forations sont disposées sur des rayons qui partent de l'électrode ou des électrodes d'amorçage. Si la surface de l'électrode de base est 40 petite en comparaison de celle de la zone d'émetteur, les per 72 16503 2 2137666 forations sont situées de préférence aux points d'intersection de ces rayons et des cercles dont le centre se trouve sur la surface de l'électrode de base. De préférence, d'autres rayons situés entre 5 les rayons mentionnés sont occupés par des perforations au cas où la distance entre deux perforations sur des rayons voisins est supérieure à un écart minimal prédéterminé. Les rayons additionnels peuvent avantageusement se trouver sur les bissectrices des angles formés par deux rayons. Il est à conseiller 10 que les angles formés par deux rayons adjacents soient égaux. De préférence, les distances entre les perforations sur un même rayon sont égales. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière 15 donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel : La figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un corps semiconducteur. La figure 2 est une vue de dessus d'un corps 20 semiconducteur selon une première forme de réalisation. La figure 3 est une vue de dessus d'un corps semiconducteur selon une deuxième forme de réalisation. La figure 4 est une vue de dessus d'un corps semiconducteur selon une troisième forme de réalisation. 25 Sur la figure 1, le corps semiconducteur est désigné par la référence 1. Il comprend une zone de base 2, d'autres zones 3 et 4 et une zone d'émetteur 8. Une plaque-support 5 servant d'électrode, par exemple en molybdène, est fixée par soudage ou alliage sur la face inférieure du corps 30 semiconducteur 1. La zone de base 2 est munie d'un contact de base 6 et d'une connexion de base 7. Un contact d'émetteur est désigné par là référence 9 et la connexion d'émetteur par la référence 10. La zone d'émetteur 8 présente des perforations 11, par lesquelles la zone de base 2 pénètre jusqu'à l'électrode 35 d'émetteur 9. Des parties de la zone de base 2 sont donc en liaison électrique directe avec l'électrode d'émetteur 9. Lors de l'application d'un flanc raide de tension sur les électrodes 5 et 9, un courant de déplacement s'écoule donc dans la direction de la zone d'émetteur 8, en raison de la capacité de la 40 couche de blocage du thyristor. Ce courant de déplacement ne 72 16508 3 2137666 passe qu'en partie dans la zone d'émetteur 8, l'autre partie s'écoulant directement dans l'électrode d'émetteur 9 et vers le conducteur d'émetteur 10. La fraction des porteurs de charge injectés à partir de la zone d'émetteur 8 dans la zone de base 2 5 s'en trouve réduite de façon correspondante, si bien que le tyristor n'est pas amorcé. Le thyristor ne peut être activé que par une tension à pente encore plus forte ou par un courant d'amorçage approprié, par l'intermédiaire de l'électrode 6. La figure 2 représente la disposition des 10 perforations 11 sur la face supérieure du corps semiconducteur. Pour des raisons de clarté, l'électrode d'émetteur 9 a été omise Il est visible'que les perforations 11 sont disposées sur des rayons 14 qui partent de l'électrode de base 6. Dans ces conditions, l'angle entre les rayons 14 est déterminé par l'écart 15 minimal entre deux perforations situées le plus près de l'électrode d'activation 6. Cet écart minimal a dépend des caractéristiques électriques du thyristor. Si, pour un profil de dopage prédéterminé, on choisit cet écart trop petit, le courant d'amorçage sera excessif et la propagation du processus d'amor-20 çage sera fortement entravée. Si par contre il est choisi trop grand, la sensibilité du thyristor à des montées brusques de tension augmentera. Entre les perforations 11 disposées sur les rayons 14, des rayons additionnels 15 sont occupés par des perforations au cas où les écarts efitre les perforations situées 25 sur les rayons 14 et les perforations sur les rayons 15 voisins sont au moins égaux à la distance a mentionnée. De préférence, les angles que forment entre eux les rayons 14 et les rayons additionnels 15 sont égaux, si bien que le processus d'amorçage, partant de l'électrode de base, peut se propager uniformément 30 en direction radiale de tous côtés. Les perforations 11 sont avantageusement situées sur des cercles qui ont leur centre sur l'électrode d'amorçage 6. Dans ces conditions, la différence des rayons de cercles successifs doit correspondre au moins à la distance a. Les cercles sont ici désignés par la référence 16 35 La figure 3 représente une forme de réalisa tion dans laquelle le contact de base 6 est placé latéralement. Du contact de base 6 partent des rayons 14 et des rayons additionnels 15 qui sont occupés par des perforations 11, en tenant compte des mêmes considérations que dans la forme de réalisation 40 de la figure 2. Les cercles sur lesquels sont disposées les per 72 16508 4 2137666 forations sont désignés là encore par la référence 16. Il n'est pas nécessaire que seuls soient occupés les points d'intersection des rayons 14 et des rayor additionnels 15 avec les cercles 16. 5 Les perforations situées sur les ra additionnels peuvent être également décalées par rap; perforations situées sur les rayons 14 et se trouver -très cercles. C'est ce qui est représenté dans la me:' du système de la figure 3. Là, les perforations 11s 10 aux points d'intersection des rayons additionnels 15 avec cercles 17 dont le rayon est compris entre les rayons -i* cercles 16 voisins. L'écart minimal a mentionné doit ?. pecté là aussi. Dans cette forme de réalisation égal 15 propagation sans entrave du processus d'amorçage à p: l'électrode de base 6 est assurée et, en même temps, sibilité à l'égard des tensions à forte pente. La figure 4 représente une autre réalisation. Là , l'électrode de base 6 est relativ-20 et a la forme d'un segment de cercle. C'est pourque: forations 11 sont disposées sur des rayons 14 presque pa^. Le mode d'action et ce qui a été mentionné à propos des de réalisation des figures 2 et 3 s'appliquent aussi a forme de réalisation. 25 II va de soi que les rayons et ce: tionnés ne sont pas visibles sur le corps semiconduc ne servent qu'à expliquer l'idée sur laquelle se forr vention» BAD ORIGINAL 72 16508 5 2137666 REVENDICATIONS 1. Thyristor comportant un corps semiconducteur comprenant au moins quatre zones de types de conductivité alternés, parmi lesquelles l'une au moins des zones externes sert 5 de zone d'émetteur et la zone interne contigiie sert de zone de hase, et des perforations étant prévues dans la zone d'émetteur que la zone de hase traverse jusqu'à une électrode appliquée sur la face supérieure de la zone d'émetteur, ainsi qu'une électrode d'amorçage qui est reliée à la zone de hase, caractérisé par le 10 fait que les perforations (11) sont disposées sur des rayons qui partent de l'électrode d'amorçage (6). 2. Thyristor selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface de l'électrode de hase (6) est petite par rapport à celle de la zone d'émetteur (8) et que 15 les perforations (11) sont situées aux points d'intersection des rayons et de cercles (16) qui ont leur centre sur la surface de l'électrode de hase (6). 3. Thyristor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des rayons additionnels (16) situés 20 entre les rayons (15) sont occupés par des perforations (11), lorsque la distance entre deux perforations sur des rayons voisins est supérieure à un écart minimal (a) prédéterminé. 4. Thyristor selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les rayons additionnels (16) se trouvent 25 sur les bissectrices entre deux rayons (15)« 5. Thyristor selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que les angles formés par deux rayons voisins sont égaux. 6. Thyristor selon l'une des revendications 30 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait que les écarts entre des perforations situées sur un même rayon sont égaux.