Brevet FR2117861A1 — publié le 19720728

La présente invention concerne un procédé d'introduction d'un dopant dans une masse de semi-conducteur afin d'en améliorer certaines caractéristiques électriques et elle concerne plus particulièrement un procédé de diffusion d'un élément 5 dopant dans un redresseur au silicium pour réduire la durée (de vie) des porteurs minoritaires. Les dispositifs redresseurs à semi-conducteurs tels que les diodes au silicium ou les redresseurs commandés au silicium doivent fréquemment passer de l'état à faible impédance à l'état 10 à forte impédance dan^fin minimum de temps, par exemple dans les systèmes de commutation ultra-rapide. iStant donné que le temps nécessaire pour réaliser ce changement d'état est directement lié à la durée des porteurs minoritaires situés à proximité des jonctions PN de ces dispositifs à semi-conducteurs, on a cherché 15 au cours de la dernière décennie des moyens pour réduire la durée des porteurs minoritaires sans modifier sensiblement les caractéristiques électriques intéressantes des jonctions PN, telles que la faible impédance directe et l'impédance inverse élevée. 20 On sait depuis un certain temps qu'une réduction de la durée des porteurs minoritaires des dispositifs à semi-conducteurs peut être réalisée en introduisant des centres de recombinaison dans le matériau semi-conducteur. On a observé que ces centres de recombinaison se forment dans la jonction PN ou dans 25 les régions de charge d'espace, ou spatiale, de tels dispositifs par l'introduction d'atomes d'or ou de cuivre, en général par un procédé de diffusion à l'état solide qui est mis en oeuvre à des températures et pendant des temps tels que les teneurs normales en dopants du type N et du type P du matériau semi-30 conducteur ne sont pas modifiées. Un procédé de réalisation d'un dispositif semi-conducteur à jonction PN avec une durée réduite des porteurs minoritaires par l'introduction d'atomes d'or dans les régions de charge spatiale dudit dispositif est décrit dans le brevet des Etats-Unis 35 d'Amérique n2 3 067 485, selon lequel de l'or est dispersé uniformément dans l'ensemble d'une plaquette à semi-conducteur avec jonction PN par une opération de diffusion à l'état solide. On 2117861 dépose tout d'abord de l'or ou une substance contenant de l'or sur la surface extérieure d'une masse de silicium semi-conducteur et ce silicium est ensuite chauffé à une température comprise entre environ 800 et 13002C, pendant un laps de temps 5 suffisant pour achever de dissoudre à peu près complètement, sous forme de solution solide, l'or dans le silicium. On a montré que le temps de rétablissement inverse d'une diode au silicium ainsi traitée est considérablement réduit. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n2 3 067 485 précité mentionne également 10 le fer ou le cuivre pour remplacer l'or afin de réduire la durée des porteurs minoritaires, bien que ces éléments n'aient pas donné d'aussi bons résultats que l'or, étant donné qu'ils exigent un contrôle plus précis de l'opération de diffusion et conduisent à des dispositifs en général moins stables. 15 Un des principaux inconvénients de l'utilisation de l'or ou du cuivre pour obtenir de courtes durées de rétablissement dans les diodes à semi-conducteurs ou pour obtenir un désamorçage ultra-rapide dans un redresseur commandé à semi-conducteur est le suivant : la chute de tension directe et le courant de 20 fuite inverse de ces dispositifs sont augmentés. Dans le cas d'un redresseur commandé à semi-conducteur, le courant de gâchette minimal nécessaire pour le déclenchement augmente aussi lorsqu'on utilise comme dopant de l'or ou du cuivre. Bien que ces augmentations puissent être tolérées dans certaines appli-25 cations à la commutation, dans d'autres applications, en particulier pour des puissances supérieures à la normale, ils sont désavantageux et constituent un grave inconvénient dans le cas des dispositifs de commutation ultra-rapide à semi-conducteurs existant actuellement. 30 La présente invention concerne la production de disposi tifs semi-conducteurs à jonction PN qui contiennent des porteurs minoritaires de faible durée, mais qui conservent en même temps une faible chute de tension directe et un faible courant de fuite inverse. Ces résultats sont obtenus par l'introduction de 35 gadolinium dans les régions de charge spatiale d'un dispositif à semi-conducteurs«Il est surprenant que les atomes de gadolinium dans les régions de charge spatiale agissent comme des 71 40008 3 2117861 centres de recombinaison pour détruire les porteurs minoritaires pendant le passage d*une tension de polarisation directe à une tension de polarisation inverse, mais cependant, les caractéristiques électriques fondamentales du dispositif à jonction PN 5 ne sont pas dégradées, comme c'est le cas quand on utilise dans des conditions semblables de l'or ou du cuivre» Un dopage couronné de succès au gadolinium a été mis en oeuvre avec les diodes au silicium et des redresseurs commandés au silicium. Le gadolinium est appliqué sur une face des plaquettes de semi-10 conducteur, de préférence par un procédé de pulvérisation et on provoque sa diffusion-dans les plaquettes, en particulier en direction des régions de charge spatiale de celles-ci, par une opération de diffusion classique à une température d'au moins 820SC. 15 Dans le cas d'une diode diffusée au silicium, du gado linium est pulvérisé sous vide sur une face d'une couche de matière de base (ou de départ) du dispositif, par exemple la couche contenant le silicium de départ avant l'opération de diffusion qui crée la jonction PN. Immédiatement après cette opéra-20 tion, les plaquettes sont introduites dans un four contenant une atmosphère d'azote pendant un temps suffisant pour faire diffuser le gadolinium en direction de la région de la jonction PN du dispositif. Avec les dispositifs à jonction PN selon l'invention do- 25 pés par du gadolinium, on peut réaliser une commutation ultra- élec/triques rapide sans dégrader beaucoup les caracteristiques/de la jonction par une augmentation exagérée de la chute de tension directe ou du courant de fuite inverse. Par conséquent, on peut réaliser beaucoup plus commodément des opérations de commutation 30 ultra-rapides avec des puissances beaucoup plus fortes que celles mises en oeuvre antérieurement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais 35 nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins ï 71 40008 4 2117861 la figure 1 est une ooupe transversale d'une diode à jonction PN classique à laquelle le procédé selon l'invention est appliqué ; la figure 2 est une coupe transversale d'une diode sera-5 blable à celle de la figure 1, mais dans laquelle la matière de départ est du silicium du type N et non du silicium du type P ; la figure 3 est une coupe transversale d'un redresseur commandé au silicium et représente l'application à celui du procédé selon l'invention ; et 10 la figure 4 représente schématiquement l'appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Bien qu'on ait observé que la présente invention est très utile pour la réalisation de dispositifs redresseurs diffusés à semi-conducteurs, on peut l'utiliser pour la réalisa-15 tion de n'importe quel dispositif semi-conducteur à jonction PN. On a observé que le procédé selon l'invention est particulièrement intéressant"pour la réalisation de diodes diffusées au silicium de polarité normale et de polarité inversée, c'est-à-dire de diodes à semi-conducteurs au silicium formées par dif-20 fusion de porteurs majoritaires quand la matière de départ peut être du silicium du type P ou du silicium du type N. Le procédé de la présente invention a été également mis en oeuvre pour la réalisation de redresseurs au silicium intégralement diffusés. La figure 1 représente une diode au silicium de polarité 25 classique, constituée par une plaquette qui a été réalisée par une opération classique de diffusion. Lors de la production de cette diode, une plaquette de silicium du type P, qui a été nettoyée chimiquement et usée par rodage jusqu'à une épaisseur de l'ordre de 300 microns est soumise tout d'abord à une diffu-30 sion de phosphore et ensuite à une diffusion de bore afin d'obtenir la structure finale constituée par des couches N-P-P+ de silicium. Un procédé de mise en oeuvre d'une telle opération de double diffusion consiste à placer tout d'abord la plaquette de silicium du type P dans un four à environ 12502C pendant 2 heu-35 res tout en faisant passer de 1'oxychlorure de phosphore POCl^ au-dessus de la plaquette de manière à former une couche 12 de silicium du type N d'environ 50 microns d'épaisseur sur la 71 40008 5 2117861 couche de matière de départ 10 de silicium du type P. A la fin de cette opération de diffusion, une face de la plaquette est usée par rodage de manière à réduire son épaisseur totale à environ 220 microns. On dépose ensuite de l'anhydride borique 5 sur *ace r°û®e» tandis que le reste de la plaquette est masqué et une seconde opération de diffusion est exécutée pour former une couche 14 de silicium du type P+ (P fortement dopé) d'environ 50 microns d'épaisseur sur la couche 10 de matière de départ de manière à assurer un bon contact ohmique avec la face 10 P de la diode. La diode ainsi réalisée est prête pour l'opération selon l'invention de diffusion du gadolinium qui est réalisée avant le dépôt par électrolyse des contacts ohmiques sur les faces terminales de la plaquette et l'assemblage ultérieur de la diode complète. 15 Le procédé classique de diffusion susmentionné peut aussi être mis en oeuvre, sensiblement de la même manière, pour réaliser la diode à polarité inverse de la figure 2. Dans ce cas, la matière de départ est une plaquette de silicium du type N si bien que la couche de départ 16 de celle-ci est constituée 20 par du silicium du type N et non du silicium du type P. Comme pour la diode de la figure 1, on provoque tout d'abord une diffusion du phosphore de manière à former une couche N+ 18 sur la couche de départ 16 et cette couche N+ est ensuite masquée tandis qu'une seconde diffusion, de bore, est mise en oeuvre pour 25 obtenir une couche 20 de matière du type P sur la face opposée de la matière de départ et produire la structure finale constituée par des couches P-N-N+ de silicium. Les diodes des figures 1 et 2 sont maintenant prêtes à subir l'opération de diffusion du gadolinium selon l'invention. 30 Cette diffusion est en fait une opération en deux phases, dans laquelle une mince couche de gadolinium est tout d'abord projetée par pulvérisation sur une face de la plaquette et ensuite cette plaquette est chauffée dans un four contenant une atmosphère sans oxygène (azote) pour permettre à la fine pellicule de 35 métal déposée par pulvérisation de/dans la structure cristalline de la diode. L'appareil destiné à mettre en oeuvre ce procédé est tout à fait classique et est représenté schématiquement sur 71 40008 o 2117861 la figure 4. La première phase de l'opération sus-raentionnée consiste à déposer une mince couche de gadolinium sur une face de la plaquette constituant la diode et, dans le cas des diodes 5 diffusées des figures 1 et 2, le gadolinium est déposé contre la couche de matière de départ afin que sa diffusion dans le silicium ne modifie pas la proportion de dopant dans la couche diffusée de la jonction PN. Ceci signifie que, pour la diode de la figure 1, le gadolinium est déposé sur la couche P+ 14 (com-10 me représenté) tandis -qu'avec la diode de la figure 2 le gadolinium est déposé sur.la couche N+ 18 (comme représenté) si bien que les teneurs en porteurs majoritaires de la couche N 12 de la figure 1 et de la couché P 20 de la figure 2 ne sont pas affectées. Ainsi, quand le gadolinium diffuse à travers les 15 couches de départ plus uniformes, il y a moins de chances que la jonction PN soit court-circuitée par la seconde opération de diffusion, à savoir celle du gadolinium. Le dépôt de cette couche mince de gadolinium peut être réalisée de préférence par une technique classique de pulvérisation cathodique par déchar-20 ge luminescente qui est mise en oeuvre dans une atmosphère d'argon sous une pression très faible. L'appareil pour mettre en oeuvre la pulvérisation du gadolinium sur les diodes sous forme de plaquettes est représenté du côté gauche de la figure 4. Une enceinte fermée appropriée 25 30 est utilisée pour constituer l'atmosphère contrôlée dans laquelle un dépôt de métal par pulvérisation peut être réalisé. Une pompe à vide classique 31 est utilisée pour faire un vide élevé dans l'enceinte, de l'ordre de 20 microns ou mieux. L'enceinte est ensuite remplie à nouveau d'argon'ou d'un autre gaz 30 inerte par une entrée 33 jusqu'à ce que la pression à l'intérieur de cette enceinte soit remontée à environ 50 microns. Une feuille mince 32 de gadolinium pur est utilisée comme cible dans l'opération de pulvérisation et est fixée directement à une cathode 34 si bien que les atomes de gadolinium qui en sont ar-35 rachés par bombardement par les ions du gaz se dépbsent directement sur le substrat placé au-dessous qui est constitué, dans le cas présent, par les plaquettes ¥. Ces plaquettes reposent 71 40008 7 2117861 sur un support ou anode 36. Si l'on porte la cathode 34 à une tension continue élevée, de l'ordre de 2000 volts, par rapport à l'anode 36 et si la feuille de gadolinium est placée à environ 75 mm au-dessus des plaquettes V , la pulvérisation des 5 atomes de gadolinium de la feuille sous le bombardement par les ions d'argon accélérés progresse à une vitesse convenable, sans surchauffer la feuille ni les plaquettes. Une durée de pulvérisation de 2 à 20 minutes a été jugée suffisante (avec une tension de 2000 volts) pour obtenir un film ultra-mince de gado-10 linium de quelques atomes d'épaisseur, ce qui est une quantité suffisante de gadolinium, sur une face des plaquettes afin d'ob tenir ultérieurement une bonne diffusion de ce métal à l'intérieur des plaquettes. L'opération de diffusion est mise en oeuvre dans un four 15 classique 40 de traitement des semi-conducteurs, dans lequel le plaquettes V peuvent être introduites en étant dans une plaquette 42, puis portées en même temps que le four à une température d'au moins 8202C. On a observé en pratique qu'une température de 9002C donne.de bons résultats en ce qui concerne la 20 diffusion. On fait passer continûment de l'azote introduit par 44 au-dessus des plaquettes pendant la diffusion pour chasser l'oxygène des surfaces desdites plaquettes et la diffusion se poursuit pendant un temps compris entre 5 et 120 minutes, suivant le résultat final désiré. En général, plus la durée de 25 diffusion est longue, plus le temps de rétablissement de la diode est court, mais au prix d'une augmentation de la chute de tension directe et du courant de fuite inverse. A la fin de la durée prédéterminée de la diffusion, les plaquettes sont retirées du four et refroidies rapidement dans de l'azote liquide 30 Les plaquettes dans lesquelles le gadolinium a diffusé sont ensuite traitées de la manière habituelle pour produire les diodes définitives. La figure 3 représente un redresseur commandé au silicium classique, sous forme de plaquette, auquel on peut égale-35 ment appliquer le procédé selon l'invention. La réalisation d'une plaquette P-N-P-N intégralement diffusée commence par la préparation d'une grande plaquette P-N-P qui est produite par 71 40008 2117861 diffusion simultanée de bore dans les deux faces d'une mince plaquette de silicium du type N, par exemple par une opération de dépôt classique et un traitement thermique, en utilisant de l'anhydride borique B2°3* Cette première opération engendre une 5 structure comportant une couche de départ 22 de silicium du type N d'environ 190 microns d'épaisseur et des couches extérieures 24 et 26 de silicium du type P d'environ 64 microns d'épaisseur chacune. La diode est ensuite masquée h l'exception d'une petite région de la face d'une couche 24 de silicium du 10 type P et on met en oeuvre une diffusion de phosphore afin de réaliser une couche 28 peu étendue de silicium du type N dans leyèouche 24 du type P et former ainsi la structure finale P-N-P-N représentée sur la figure 3. On peut ensuite diffuser le gadolinium à travers la couche 26 de matière du type P et la 15 couche 22 de matière du type N pour introduire des atomes de gadolinium dans les régions de la jonction d'anode 23 et de la jonction de commande 25 afin de réduire ainsi la durée des porteurs minoritaires dans le redresseur commandé au silicium. Le procédé de pulvérisation du gadolinium sur la couche 20 extérieure 26 du redresseur commandé au silicium représenté sur la figure 3 est semblable à celui utilisé avec les diodes à jonction PN des figures 1 et 2. Le gadolinium est pulvérisé à partir de la feuille 32 de métal pur fixée à la cathode 34 en direction de l'anode 36 et des plaquettes formant les redres-25 seurs commandés au silicium, montées sur un support. Ce dépôt par pulvérisation est conduit dans une atmosphère d'argon sous une pression de 50 microns avec une tension anode-cathode d'environ 2000 volts et pendant une durée d'environ 10 à 20 minutes. Les plaquettes sont ensuite placées dans un four 40 porté à une 30 température voisine de 850^0 et le métal peut diffuser en direction des jonctions PN du redresseur commandé au silicium. Cette opération de diffusion peut être mise en oeuvre pendant des périodes variant entre 3 et 9 minutes. Comme dans le cas des diodes, les plaquettes sont ensuite retirées du four, re-35 froidies brusquement dans de l'azote liquide et traitées de manière à finir de la manière habituelle les redresseurs commandés au silicium. % 71 40008 9 2117861 A titre d'exemple particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, une série de diodes de puissance dopées au gadolinium, de courant direct nominal 12 A ont été réalisées en utilisant les procédés de pulvérisation et de dif-5 fusion susmentionnés . Après les diffusions classiques de bore et de phosphore pour créer les jonctions PN diffusées, les diodes sont soumises à un bombardement par du gadolinium sur une de leurs faces, ce bombardement étant réalisé sous une tension de 2000 volts et un courant de 75 mA pendant 5 minutes, après 10 avoir au préalable fait un vide de 20 microns dans l'enceinte de pulvérisation et y avoir introduit ensuite de l'argon sous une pression de 50 microns. On fait ensuite diffuser le film de gadolinium en direction de l'intérieur des diodes à 9002C pendant 90 minutes dans un four classique de traitement des 15 semi-conducteurs. Les plaquettes sont ensuite recouvertes d'une couche de métal et découpées en dés de manière connue pour obtenir des diodes de puissance ayant une intensité de courant nominale de 12 A avec un diamètre nominal de 3,56 mm. Les temps de rétablissement des diodes de puissance sont 20 ensuite mesurés par des procédés classiques dans lesquels on fait passer chaque diode d'un état de conduction d'un courant direct à. un état de blocage du courant inverse et le temps de rétablissement t est mesuré à partir du temps pendant lequel un courant inverse circule à travers la diode. On observe que 25 les temps de rétablissement pour ces diodés sont compris entre environ 250 et 450 ns, avec une valeur moyenne voisine de 330 ns. Des mesures classiques de chute de tension directe et de tension inverse sont également exécutées sur chacune de ces diodes. Lors de la mesure de la tension inverse, on enregistre la ten-* 30 sion pour laquelle le courant inverse atteint 1 mA à la température ambiante (252C) ainsi que la tension pour laquelle le courant atteint 2 mA à chaud (1502C) et la tension inverse nominale est déterminée par la plus faible des deux tensions enregistrées. On observe que la chute de tension directe de ces 35 diodes varie entre d'étroites limites, avec une valeur moyenne de 0,98 volt. On observe que la tension nominale inverse varie généralement entre environ 1000 et 1200 volts dans les conditions 71 40008 2117861 d'essai décrites ci-dessus. Les résultats du second dopage par le gadolinium des diodes particulières de puissance décrites se comparent favorablement au dopage classique par de l'or des mêmes diodes. Par 5 exemple, un dopage classique par l'or est réalisé par une opération en deux phases, à savoir une pulvérisation suivie d'une diffusion, en général pendant les mêmes temps et aux mêmes températures que dans le procédé de diffusion du gadolinium décrit ci-dessus. Le temps de rétablissement pour les diodes dopées à 10 l'or est généralement .compris entre les mêmes limites que pour les diodes dopées au gadolinium, et est à comparer avec le temps de rétablissement, compris entre 600 et 900 ns, des diodes non dopées du même type. Toutefois, ces diodes dopées à l'or ont une chute de tension directe moyenne d'environ 1,15 volt à 15 comparer à la chute de tension directe de 0,95 volt des diodes non dopées. On voit par conséquent que les diodes dopées au gadolinium, avec une chute de tension directe moyenne de 0,98 volt, sont nettement préférables quand les pertes d'énergie ont de l'importance. En ce qui concerne les tensions inverses 20 nominales, les diodes non dopées ont donné aux essais exactement les mêmes résultats que les diodes dopées au gadolinium, à savoir une tension nominale inverse comprise entre environ 1000 et 1200 volts. Par contre, les tensions inverses des diodes dopées à l'or sont généralement comprises entre environ 900 et 25 1000 volts et par conséquent elles sont aussi moins avantageuses à ce point de vue que les diodes dopées au gadolinium. A titre de second exemple particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, une série de redresseurs commandés au silicium a été réalisée par des opérations classiques de dou-30 ble diffusion du typç&écrit ci-dessus suivies d'une seconde diffusion de gadolinium. Les redresseurs commandés au silicium qui sont réalisés et essayés après les opérations normales de pla-quage et de découpage en dés des plaquettes sont des dispositifs de grande puissance dont le courant direct nominal moyen est de 35 150 A. Huit de ces composants ont été recouverts, par pulvérisation, de gadolinium pendant 10 minutes sous 2000 volts, opération suivie d'une diffusion d'une durée de 5 minutes à 8502C. Un 71 40008 n 2117861 deuxième groupe - de treize composants additionnels - a été recouvert par pulvérisation de gadolinium pendant 10 minutes à 2000 volts, opération suivie d'une diffusion de 7 minutes à 850SC. Un troisième groupe de dix composants a été recouvert 5 par pulvérisation de gadolinium pendant 10 minutes à 2000 volts, opération suivie d'une diffusion de 4 minutes à 8502C. Un quatrième groupe de neuf composants a été recouvert par pulvérisation de gadolinium d'une durée de 20 minutes à 2000 volts, opération suivie d'une diffusion de 7 minutes à 8502C, tandis qu'un 10 cinquième groupe de six composants a été recouvert par pulvérisation, pendant 20 minutes, de gadolinium à 2000 volts, opération suivie d'une diffusion de 4 minutes à 8502C. Pour comparer directement les résultats du dopage par le gadolinium avec le dopage par l'or de la technique antérieure en ce qui concerne 15 la diminution de la durée des porteurs minoritaires, un sixième groupe additionnel de 7 redresseurs commandés au silicium de ce type a été réalisé à partir de plaquettes qui ont été recouvertes par pulvérisation d'or pendant 10 minutes, opération suivie d'une diffusion de 4 minutes à 8502C. On a ensuite comparé les 20 durées de désamorçage pour tous ces groupes différents. Le temps de désamorçage, t^^, de chaque diode est par définition l'intervalle le plus court entre l'instant où le courant direct passe par zéro (après une conduction dans le sens direct) et l'instant où le redresseur commandé au silicium est capable de 25 bloquer une tension directe appliquée à nouveau, sans s'amorcer. Les temps de désamorçage ont été mesurés de la manière connue décrite par exemple dans le manuel General Electric SCR Manual (4ème Edition), 1967, publié par la General Electric Company, Syracuse, New York, Etats-Unis d'Amérique. Les essais des re-« 30 dresseurs commandés au silicium sont conduits à 125SC, avec un courant d'anode direct de 100 A et un courant d'anode inverse de 20 à 30 A, avec dv/dt = 100 volts par microseconde et di/dt = 5 A par microseconde. Les résultats de ces essais, y compris les valeurs limites et les valeurs moyennes pour chaque 35 groupe de redresseurs commandés au silicium essayés figurent sur le tableau ci-après. 71 40008 2117861 L'ÀIïLiiAU ïjia en des microsecondes ea microsecondes chute de tension directe en volt chute de tension directe en volt A.u-pul vérisation d'une durée de 10 mn, diffusion d'une durée de 4 mn. 45-210 173 1,44-1,55 1,46 Grd-pul vé ri sat i on d'une durée de 10 minutes, diffusion d'une durée de 4 mn 30-175 148 1,45-1 ,60 1,53 Sd-pulvérisation d'une duré e de 10 minutes, diffusion d'une durée de 5 minutes 40-130 61 1,60-1,70 1 ,63 Grd-pulvérisation d'une durée de 10 minutes, diffusion d'une durée de 7 minutes 32-50 38 1,60-2,00 1,84 Gd-pulvérisation d'une durée de 20 minutes, diffusion d'une durée de 4 minutes 50-180 120 1,35-1,60 1 ,49 Gd-pulvérisation d'une durée de 20 minutes, diffusion d'une durée de 7 minutes 25-35 29 1,80-2,15 1 ,93 10 15 20 25 30 35 On voit, d'après le tableau ci-dessus, que les plaquettes ayant fait l'objet d'une diffusion de gadolinium pendant 4 minutes (après 20 minutes de pulvérisation) ont un temps de 40 désamorçage nettement inférieur à celui des plaquettes ayant fait l'objet d'une diffusion d'or pendant 4 minutes, à savoir 120 microsecondes contre 173 microsecondes, tandis que la chute de tension directe reste à peu près inchangée, à savoir 1,49 volt contre 1,46 volt. Comme on pouvait s'y attendre, l'allonge-45 ment de la durée de la pulvérisation du gadolinium, grâce auquel 71 40008 13 2117861 une plus grande quantité de métal est déposée, augmente légèrement le rythme de destruction des porteurs minoritaires, ce qui provoque une diminution des temps de désamorçage ; par exemple, une pulvérisation d'une durée de 10 minutes du gado-5 linium - comparée à une pulvérisation de gadolinium d'une durée de 20 minutes,les durées de diffusion restant les mêmes — abaisse le temps de désamorçage de 148 à 120 microsecondes (arec une diffusion de 4 minutes) et de 38 à 29 microsecondes (avec une diffusion de 7 minutes). On peut en déduire que plus la diffu-10 sion du gadolinium dans les régions des jonctions PN des redres-» seurs commandés au silicium est importante, plus la diminution diviemps de désamorçage est importante, bien que ce soit au prix d'une augmentation de la chute de tension directe. Si l'on compare les redresseurs commandés au silicium dopés à l'or avec 15 les redresseurs commandés au silicium dopés au gadolinium, pour des chutes de tension directe égales, il est manifeste que la réduction du temps de"désamorçage est beaucoup plus importante pour les dispositifs dopés au gadolinium et il est raisonnable d'en conclure que les.redresseurs commandés au silicium dopés au 20 gadolinium pour lesquels le temps de désamorçage est le même que pour ceux dopés à l'or ont une chute de tension directe nettement inférieure. Il est manifeste, d'après la description ci-dessus, que la seconde diffusion de dispositifs à jonction PN par du gado-25 linium provoque une réduction de la durée des porteurs minoritaires sans, toutefois, dégrader fortement les paramètres électriques intéressants de la jonction PN, à savoir la faible impédance directe et la grande impédance inverse. Par conséquent, on peu-fc réaliser des dispositifs redresseurs à semi-conducteurs de 30 grande puissance pour une commutation ultra-rapide ou des applications semblables, sans diminution de leur efficacité du fait d'une dissipation importante de puissance pendant la conduction directe ou sans que leur puissance soit limitée par un fort abaissement de la tension nominale. 35 II va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 71 40008 2117861 REVENDICATIONS t. Procédé de réalisation d'un dispositif semi-conducteur à jonction PN comportant des porteurs minoritaires de faible durée de vie, caractérisé en ce qu'il comprend une opéra-5 tion consistant à introduire du gadolinium dans les régions de charge spatiale dudit dispositif à semi-conducteurJ". 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gadolinium est introduit par diffusion à l'état solide à travers la matière de départ dudit dispositif à semi-conduc- 10 teurj. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de départ dudit dispositif à semi-conducteurs est du silicium. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce 15 qu'il comprend une opération de pulvérisation du gadolinium sur une face du dispositif à semi-conducteurs avant la diffusion du gadolinium dans ledit .dispositif. 5. Procédé de réalisation d'une plaquette de silicium à jonction PN comportant des porteurs minoritaires de faible 20 durée, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations ci-après dépôt d'un film mince de gadolinium sur une face de ladite plaquette et diffusion du gadolinium dans la plaquette par chauffage. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 que ledit film de gadolinium est déposé par pulvérisation sous vide. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite opération de diffusion est mise en oeuvre dans un four à une température au moins égale à 8202C. 30 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite opération de diffusion a une durée comprise entre environ 3 et 9 minutes. 9. Dispositif redresseur au silicium, constitué par une masse de silicium comportant au moins une région du type N et 35 au moins une région du type P qui sont contiguê's, de manière à former une jonction PN dans ladite masse, caractérisé en ce que la région de ladite jonction contient des inclusions de gadoli- t i s 71 40008 2117861 niua à une concentration suffisante pour réduire de manière appréciable la durée des porteurs minoritaires dudit dispositif. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en 5 ce qu'il est constitué par une diode au silicium ou un redresseur commandé au silicium.