Brevet FR2111989A1 — publié le 19720616

La présente invention se rapporte aux dispositifs semi-conducteurs, et notamment, aux diodes de Zener semi-conductrices prévues pour stabiliser la tension dans les montages électroniques. On connait déjà les diodes de Zener à lame semi-conductrice comportant des régions à conductivité des types P et N pourvues de contacts ohmiques (voir brevet français, If 1.471.255.). L'inconvénient des diodes de Zener connues réside en ce que, pour accrottre la qualité de la stabilisation on doit insérer dans leur circuit d'entrée une forte résistance d'amortissement, ce qui entrasse une augmentation de la dissipation de puissance. Cependant, même en cas de présence dans le circuit d'entrée d'une forte résistance d'amortissement, la qualité de la stabilisation se dégrade avec l'augmentation de la tension d'entrée. La présente invention se propose comme but la créattôrn-d' une diode de Zener semi-conductrice ne comportant pas les inconvénients indiqués. L'invention a pour but de créer une diode de Zener semi-conductrice, capable d'assurer, en l'absence d'une forte résistance d'amortissement dans le circuit d'entrée, une haute qualité de stabilisation ne diminuant pas lorsque la tension d'entrée augmente. Ce problème est résolu du fait que dans une diode de mener suivant l'invention, une diode de Zener semi-conductrice réalisée sur une pastille semi-conductrice comportant des régions à conductivité des types N et P dotées de contacts ohmiques, est caractérisée en ce que l'une des régions possède une portion pourvue d'un contact ohmique à haute résistivité supérieure à celle de la partie restante de la région, ladite portion étant réalisée de façon telle que la tension de claquage de la jonction P-N de ladite portion soit supérieure à la tension de claquage de la partie restante de la jonction P-N. I1 convient de réaliser ladite portion à plus haute résistivité sous forme d'un anneau à l'intérieur duquel se trouve le domaine à résistivité moindre. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé sur lequel la Fig. unique représente sehéma- tiquement une vue en coupe d'une diode de Zener semi-conductrice suivant l'invention. La diode de Zener semi-conductrice est réalisée sur-une pas tille semi-conductrice comportant une région 1 à conductivité du type N et une région 2 à conductivité du type P. La région 2 posè sède une portion 3 dont la resistivité est supérieure à la resistivité de la partie restante de la région 2. La région 1 présente un contact ohmique 4 et la région 2 présente des contacts ohmiques 5 et 6 (le contact 6 étant raccordé à la portion 3). Les contacts 4 et 6 sont raccordés respectivement aux pôles positif et négatif de la source de tension non stabilisée (non représentée sur le dessin). La tension stabilisée est prélevée sur les contacts 4 et 5. La diode de Zener semi-conductrice fonctionne de la façon suivante. La tension de stabilisation est déterminée par la tension de claquage de la jonction P-N entre les régions 1 et 2. Lorsque la tension d'entrée entre les contacts 4 et 6 est inférieure à la tension de claquage de la jonction P-N entre les régions 1 et 2, la portion 3 est parcourue par un faible courant et la résistance de la portion 3 est faible. Quand la tension d'entrée dépasse la tension de claquage de la jonction P-N entre les régions 1 et 2, le courant qui parcourt la portion 3 croit brusquement. La portion 3 est réalisée de manière telle que sa résistance augmente, lorsque le courant qui la parcourt croit, car l'épaisseur de la couche de la charge spatiale varie lorsque la tension appliquée sur la jonction P-N varie.Le caractère de la relation entre la résistance de la portion 5 et le courant qui la parcourt est déterminée par la résistivité du matériau de la portion 3 et par ses dimensions géométriques. Par suite de l'accroissement de la résistance de la portion 3, une chute de tension supplémentaire se produit sur cette portion, ce qui améliore la qualité de la stabilisation. -Pour chaque tension de claquage donnée de la jonction P-N entre les régions 1 et 2, on peut assurer la modification de la résistance de la portion 3 dans de-larges limites grâce à un choix judicieux du matériau à résistivité et aux dimensions géométriques appropriées de la portion 3. Comme matériau semi-conducteur, on peut utiliser du sili sium, du germanium, etc. Pour la réalisation d'une diode de Zener semi-conductrice, on peut utiliser différentes méthodes technologiques, en particulier, pour la création de la région 2, l'alliage, la diffusion et la croissance épitaxiale, et pour créer la région 5, la diffusion et la croissance épitaxiale. La diode de Zener semi-conductrice peut également comporter une région 1 à conductivité du type P et une région 2 à conductivité du type N avec une portion 3, possédant une haute résistivité. Par ailleurs, la polarité de la tension d'entrée doit Aetre opposée à celle indiquée dans le cas décrit plus haut. La portion 3 à haute résistivité de la région 2 est réalisée sous forme d'anneau à l'intérieur duquel se trouve la partie de ladite région 2 possédant une résistivité moindre. L'avantage de la diode de Zener semi-conductrice suivant l'invention réside en ce que d'une part il permet d'assurer une haute qualité de stabilisation enl'absence, dans le circuit d'entrée, d'une forte résistance d'amortissement faisant accroStre les pertes de puissance, et en ce que d'autre part, la qualité de la stabilisation ne diminue pas lorsque la tension d'entrée augmente. REVENDICATIONS 1. Diode de Zener semi-conductrice à lame semi-conductrice comportant des régions à conductivité des types N et P pourvues de contacts ohmiques, caractérisée en ce que l'une desdites régions possède une portion (3) pourvue d'un contact ohmique supplémentaire (6) et possédant une plus haute résistivité que la partie restante de la région (2), cette portion (3) étant réalisée de façon telle que la tension de claquage de la jonction P-N sur laditeportion (3) soit supérieure à la tension de claquage sur la partie restante de la jonction P-N. 2. Diode suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la portion (3) à plus haute résistivité est réalisée sous la forme d'un anneau, à l'intérieur duquel se trouve la partie de la région (2) possédant la plus faible résistivité.