FR 2126187 A1 19721006 FR 7202558 A 19720126 72 02558 1 2126187 la présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet la structure d'un dispositif commutateur ou interrupteur à semiconducteur ou analogue qui présente des caractéristiques de basse impédance 5 quand il est passant ou conducteur et dés caractéristiques de haute impédance quand il est non passant ou non conducteur, ainsi que les diverses applications et utilisations résultants de sa mise en oeuvre et les systèmesf ensembles, appareils, machines, circuits électriques et électroniques, \ 10 équipements et installations pourvus de tels dispositifs. Cette structure est particulièrement utilisable dans un interrupteur ou commutateur à quatre couches de type PKPN. Une forme bien connue d'interrupteur à semiconducteur est un dispositif à semiconducteur à quatres couches ayant 15 des régions continues de régions extrinsèqu-s dopé es. ÎT etP alternées. En général, ce type de dispositif a pris deux formes: le dispositif à deux bornes et le dispositif à trois bornes, ce dernier dans lequel la dernière borne est utilisée comme une porte ou grille pour rendre le 20 dispositif soit passant ou conducteur ou bien non passant ou non conducteur, le premier type de dispositif est normalement rendu passant ou non passant en augmentant la tension électrique de polarisation appliquée jusqu'à un niveau auquel l'impédance interne change brusquement 25 pour passer à une valeur relativement basse. Avec un courant électrique maintenant une tension électrique de polarisation, un signal bidirectionnel peut être conduit à travers le semiconducteur. Une application pour un tel interrupteur consiste 30 à le monter en un point de croisement dans un système d'arrangement ou de rangées de conducteurs électriques mutuellement orthogonaux, les conducteurs étant connectés par des interrupteurs à semiconducteurs là où ils se coupent, c'est-à-dire en leurs points d'intersection. 55 Une tension électrique de polarisation, appliquée entre deux conducteurs orthogonaux,a pour résultat que la tension électrique est appliquée aux bornes d'un interrupteur 72 02558 2 2126187 ou commutateur à semiconducteur et, quand la tension électrique est à un niveau critique, l'interrupteur à semiconducteur changera d'état pour passer à un état de "basse impédance en permettant à un signal bidirectionnel 5 de passer d'un conducteur à l'autre. Cette invention vise l'interrupteur à semiconducteur à deux bornes. Afin que l'interrupteur à semiconducteur soit utilisable dans un grand goupement ou dans une succession ÎO de groupements disposés en cascade et soit capable. de laisser passer des signaux de large bande d'une façon sûre ou fiable, certaines caractéristiques sont désirables. L'interrupteur ou commutateur à semiconducteur doit avoir une basse capacitance entre ses deux bornes, 15 de préférence inférieure à 6 picofarads par exemple. Une grande capacitance a pour résultat une impédance réduite à des fréquences plus hautes ou supérieures, ce qui peut avoir peur résultat une diaphonie entre des conducteurs parallèles dans un groupement. Une grande 20 capacitance peut aussi accroître la probabilité d'amorçage ou d'activation dérivé ou analogue qui résulte de la différenciation des flancs ou arête respectivement avant ou antérieure ou arrière ou postérieure d'impulsions de signal (ou de bruit) de basse tension électrique 25 apparaissant aux bornes de l'interrupteur à semiconducteur. Il est également désirable qu'un interrupteur à semiconducteur ait un niveau d'intensité de courant électrique relativement élevé de commutation sur l'état passant ou conducteur, un bas niveau d'intensité de courant 30 électrique de maintien , si possible, et une caractéristique de transfert linéaire quand il est passant ou conducteur. Une haute intensité de courant électrique de commutation sur l'état passant ou conducteur diminuera la probabilité d'amorçage dérivé en réduisant la tendance du dispositif 35 à être commuté sur l*état passant ou conducteur par des impulsions de bruit aléatoires ou produites au hasard. Une basse intensité de courant électrique de maintien 72 02558 3 2126187 réduit les exigences de fourniture d'énergie ou d'alimentation de puissance et une caractéristique -linéaire maintiendra la distorsion de translation à une valeur minimale. la théorie du fonctionnement -d'interrupteurs à 5 semiconducteur et en particulier d'interrupteurs à quatre couches du type PITPIT, est bien documentée, le lecteur se référera à la revue américaine dite :"Journal of Applied Physies" (Bevue de ihysique Appliquée), volume 30, îî° 11 de Novembre 1959,pages 1819 à. 1824 dans ion article de 10 Aldrieh et de Hclcnyak, Junior;- au brevet américain ïT° 3.337.783 délivré le 22 Août 1967 à Steîiney et au brevet américain K° 3.372.318 délivré le 5 Mars 1968 à E.G. Tefft. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts," 15 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant l'état antérieurement connu de 20 la technique et divers modes de réalisation de 1!invention et dans lesquels: - la figure 1 représente un diagramme graphique des caractéristiques de transfert d'un interrupteur à semiconducteur du genre décrit ici; 25 - la figure 2 est une 'me en coupe ou en section transversale d'un interrupteur à semiconducteur à quatre couches conforme à l'article précité de Aldrieh et de Holonyak, Junior et semblable.à beaucoup d'égards auxbrevets américains précités de Tefft et de Stehney; 30 - la figure 3 est une vue en perspective d'un mode d1exécutionde l'invention, coupé suivant une tranche en son milieu pour le montrer intérieurement en section, les figures 3A, 3B, 30 et 3D représentant des vues en plan des masques de diffusion pour la seconde base 35 du dispositif et la figure 3E représentant une coupe transversale de la région de base après diffusion utilisant les masques des figures 30 et 3D; 72 02558 4 2126187 - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 d'un second mode de réalisation de l'invention, la figure 4A montrant une vue en; plan du dispositif comprenant la métallisation d e celui-ci représentée par des 5 hachures croisées; - les figures 5 et 5A sont des vues, semblables respectivement aux figures 4 et 4A,d'un troisième mode de réalisation de l'invention; - les figures 6 et 6A sont des vues, semblables aux 10 figures 4 et 4A, d'un quatrième mode de réalisation de l'invention; - - les figures 7 et 7A''sont des vues, semblables respectivement aux figures 4 et 4A, d'un cinquième mode de réalisation de l'invention; 15 - la figure 8 est une vue, semblable aux figures 4 et 4A,du mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 9 est une vue, semblable- à la figure 3, d'une modification o-u variante du mode de réalisation représenté sur la figure 3; 20 - la figure 10 est une/rue, semblable à la figure 5» d'une modification du mode de réalisation représenté sur la figure 5; et - la figure 11 est une vue, semblable à la figure 3, d'un septième mode de réalisation de l'invention. 25 La figure 1 représente un diagramme graphique montrant les caractéristiques de transfert d'un interrupteur -à semiconducteur à quatre couches et à deux bornes. Quand la tension électrique, appliquée aux borhes du dispositif, augmente, comme cela est indiqué le long 30 de l'ordonnéeV, 1:'intensité du courant électrique, telle que représentée le long de l'abscisse I, croît très peu jusqu'à ce qu'une tension électrique critique de commutation soit atteinte, À fette tension électrique, l'intensité du courant, élec .vrique- à travers le dispositif croît 35 rapidement jusqu'à une valeur Ig qui est 1'intensité' du courant électrique de commutation. 0e point est marqué, par une diminution brusque de l'impédance du dispositif 72 02558 5 2126187 accompagnée d'une diminution soudaine de la tension électrique décelable aux bornes de celui-ci. Si la tension électrique appliquée est augmentée en appliquant une polarisation ultérieure ou supplémentaire ou en 5 appliquant un signal ou bien les deux,- l'intensité du courant électrique, passant à travers le dispositif, croît de façon draconienne à de bas niveaux de tension électrique. Si la tension électxique (et l'intensité du courant 10 électrique) à travers le-dispositif est ensuite^ diminuée, une valeur minimale critique 1^, qui est celle de l'intensité du courant électrique de maintien est -atteinte, en dessous de laquelle 1'impédance augmente soudainement et l'intensité du courant électrique, 15 qui peut passer à travers le dispositif, est diminuée de façon draconienne. De préférence, l'intensité du courant électrique de maintien est inférieure à l'intensité du courant électrique de commutation afin que les-exigences-d'alimentation de puissance résiduelle 20 puissent être rendues minimales, mais ceci n'est pas absolument nécessaire. le comportement de tout interrupteur à quatre couches est compris au mieux en le considérant comme étant sensiblement un transistor du type HPIfet un 25 transistor du type PNP, placés dos à dos et ayant au - centre deux couches en commun. Par conséquent, le collecteur d'un transistor est la base de l'autre et inversement. Il s'ensuit donc que l'intensité du courant de collecteur d'un dispositif alimente la base de l'autre et inversement. 30 C'est ce dernier aspect qui explique l'action de commutation du dispositif. A des tensions électriques de polarisation directe sensiblement inférieures à la tension électrique disruptive , de claquage ou d'amorçage de la jonction 35 centrale, l'intensité du courant électrique, à travers le dispositif est sensiblement l'intensité du courant électrique de fuite, de dispersion, vagabond ou parasite à cette 72 02558 6 2126187 jonction. Le dispositif est normalement conçu ou construit de façon que la somme des gains de courant électrique de base commune des deux transistors soit inférieure à l'unité pour de bas niveaux de courant électrique. 5 Dans ces circonstances, il n'y aura aucun gain de courant électrique net à travers le dispositif. Si cependant, le gain de courant électrique de l'un ou de l'autre transistor ou des deux: transistors croît de façon que la somme des gains de courant électrique tO soit égale ou supérieure à l'unité, alors un effet de réaction positive interviendra puisque chaque dispositif fournira une attaque, commande ou excitation de base plus que suffisante pour l'autre afin de maintenir les débit d'écoulement global de courant électrique et 15 l'intensité du courant électrique augmentera par conséquent rapidement en étant limitée seulement par le Bystème de circuit externe. Dans la plupart des interrupteurs à quatre couches, les gains des deux dispositifs.sont sensiblement 20 différents en raison de différences dans la largeur de base dues au procédé de construction et à des différences de rendement d'émetteur. La commutation de tels dispositif;, est généralement obtenue en manipulant le gain du transistor à gain plus élevé ou supérieur. Il 25 existe essentiellement deux procédés différents pour réaliser ceci. En introduisant une troisième borne, c'est-à-dire en effectuant une connexion externe avec la base du transistor à plus haut gain, la polarisation directe sur son émetteur est commandée ou 30 contrôlée et ainsi le niveau du courant électrique d'émission est modifié. Gomme, à de bas niveaux de courant électrique, le gain est normalement une fonction assez fortement positive du niveau de courant électrique, il est donc possible de régler le niveau de courant électrique 35 de façon que le gain total excède l'unité et que le dispositif commute sur l'état passant ou conducteur. Avec les deux bases en circuit ouvert, c'est-à-dire 72 02558 7 2126187 sans aucune troisième borne externe, le dispositif peut être amené à-devenir passant ou conducteur en accroissant la tension électrique de polarisation directe jusqu'à ce que le niveau de courant électrique augmente 5 jusqu'au point auquel les conditions de gain nécessaire sont réaliséesl'accroissement de l'intensité de courant électrique peut être dû soit à "une' fuite ou dispersion croissante à"des tensions électriques plus hautes ou au commencement du claquags du de l'amorçage 10 de la jonction polarisée -dans le sens inverse. En parlant d'une façon générale, il est très difficile de fabriquer un dispositif pour qu'il "fonctionne dans ce mode dans lequel le niveau de courant électrique, auquel la commutation se produit, ou bien la tension 15 électrique à laquelle ce niveau de courant électrique est obtenu, soit commandé exactement ou contrôlé avec précision. L'interrupteur à quatre couches à émetteur court-circuité, de la classe duquel la présente invention est un exemple, a été conçu ou imaginé afin de surmonter ou de contourner 20 certaines de ces difficultés. Dans ce type de dispositif, une jonction entre émetteur et base est court-circuitée en effectuant une connexion d'électrode commune avec l'émetteur et la base de l'une des structures de transistor. A de bas niveaux 25 de courant électrique, la base peut être considérée comme" étant à un potentiel uniforme et par suite, la totalité de la jonction d'émetteur sera à une polarisation nulle et n'effectuera aucune injection. Cependant, si le niveau de courant électrique est"augmenté, alors 30 le débit ou écoulement transversal "de courant électrique à travers la base causera une chute de tension électrique à travers sa résistance interne qui croît avec une distance croissante à la portion formant base de l'électrode et est du signe correct pour rendre des 3 5 portion^Ôe l'émetteur, qui sont éloignées du contact de base, polarisées dans le sens direct. Quand les courants électriques transversaux de base sont suffisamment intenses 72 02558 8 2126187 pour polariser à l'état passant ou conducteur toute partie de l'émetteur jusqu'à un niveau tel que les conditions d'un gain total égal à-l'unité s oient réalisée s, alors le dispositif commutera sur l'état passant ou conducteur. 5 La distribution de courant électrique dans, le dispositif, à l'état "passant", est telle qu'une polarisation d'émetteur dans le sens direct sur l'émetteur court-circuité est maintenue partout à l'exception d'une petite région proche du contact de court-circuit. Par conséquent, 10 la majeure .partie de l'émetteur émettera activement, A l'état "passant", chaque transistor reçoit un courant électrique de base d'une intensité beaucoup plus élevée que cela n'est nécessaire pour maintenir le niveau total de courant électrique et par conséquent fonctionne 15 dans ce qui est généralement appelé le "mode de saturation". Dans ce mode, les deux jonctions d'émetteur sont dans un état de polarisation directe» Par conséquent, toutes les trois jonctions sont polarisées dans le sens direct dans l'état "passant" et, comme les chutes de 20 tension électrique des deux jonction d'émetteur ont lieu dans des sens opposés et sont approximativement de la même grandeur, elles tendent à s'annuler. Ainsi, la chute totale de tension électrique est comparable à une jonction unique polarisée dans le sens direct plus une 25 résistance quelconque en série dans la.masse de matière et dans les contacts. Comme la chute de tension électrique aux bornes du dispositif est tellement plus basse dans l'état "passant" que dans l'état "non passant", il est essentiel que-1'intensité du courant électrique 30 soit limitée par un système de circuit externe afin d'empêcher une destruction rapide du dispositif. Le dispositif restera à l'état passant tant que le niveau de courant électrique est maintenu à une valeur telle que le courant transversal dans la base 35 puisse engendrer une chute de tension électrique suffisante à travers sa résistance pour"maintenir une certaine partie de l'émetteur dans 1'état."passant". Il s'ensuit qu'au fur et à 72 02558 2126187 mesure que le niveau de courant électrique est diminué, une région ou surface de plus en plus petite de l'émetteur reste à l'état passant jusqu'à ce qu'une petite portion seulement, éloignée du contact de "base, continue 5 à émettre. Toute réduction dans le niveau de courant électrique en dessous de cette valeur forcera le dispositif à revenir à l'état "non passant" à haute impédance ce niveau minimal de eourant électrique étant le "courant électrique de maintien d'intensité lgn-ÎO En se référant maintenant à la figure 2, uûe vue en coupe transversale d'un dispositif typique à deux bornes et à quatre couches y est représentée telle que celle décrite par Aldrieh et Holonyak Junior dans l'article précitéT comprenant quatre régions contiguës 15 P.j, et réunies à des jonctions et comme cela est représenté. Les régions respectivement d'émetteur IL, et de base P„ sont court-cicuitées par la £L C. couche de métallisation 1. Chacune des bornes d'une paire de bornes externes 2 est connectée respectivement aux couches' 20 de métallisation t et 3, ces dernières étant en contact ohmique avec la région P^. Avec une tension électrique externe appliquée aux bornes 2 à polarité opposée à celle représentée sur la figure 2, les jonctions Jg^ et sont polarisées dans le sens 25 inverse. Pendant que la jonction J^ est court-circuitée, le dispositif présente une haute impédance* due à la polarisation inverse de la jonction J^î t™- faible écoulement de courant électrique ^tant dû à œl courant électrique de fuite à travers la jonction Jg2* ^ 30 une tension électrique suffisamment élevée, une conduction par avalanche se produit à travers la jonction. Avec une tension électrique externe appliquée conformément à la polarité représentée, la jonction es^ polarisée dans le sens direct. La jonction J^ est 35 court-circuitée par la couche de métallisation t et la jonction Jn est inversement polarisée. Par conséquent, le faible courant électrique,- traversant la jonction 72 02558 10 2126187 Jç, sera le courant électrique de fuite conduit depuis la couche de métallisation 1 à travers la région à travers la jonction J et à travers la jonction directement polarisée jusqu'à la couche de métallisation 5 3 et à la borne positive du dispositif, le courant électrique de fuite sera égal à la petite quantité de courant électrique représentée sur la figure 1 à des niveaux inférieurs à l'intensité du courant électrique de commutation. 10 Quand l'intensité du courant électrique est augmentée, le courant électrique transversal, s'écoulant dans la région de base P^, forcera l'émetteur à être polarisé dans le sens direct -en un emplacement éloigné du contact de base et à commencer l'émission en commutant le dispositif 15 sur son état "passant". Au fur et à mesure que l'intensité du courant électrique est ultérieurement augmentée, une partie de plus en plus grande de l'émetteur commencera à émettre, comme cela a été décrit précédemment. Dans les dispositifs du type mésa de Aldrieh et 20 de Holonyak Junior, l'intensité du courant de commutation Ig, à laquelle le dispositif devient passant, est commandée en réglant la proportion de la surface totale de la jonction de base qui est située en dessous de l'émetteur relativement à celle qui est placée à l'extérieur 25 de la zone d'émetteur. Ceci est compris facilement si le simple cas d'une distribution de courant électrique uniforme en travers de la jonction de polarisation inverse est considéré (ce qui est presque exact dans un dispositif parfaitement fabriqué). La partie du courant 30 électrique, alimentant la jonction inversement polarisée, qui s'écoule sous l'émetteur, contribuera à la polarisation de l'émetteur pour l'amener à l'état "passant", tandis que la partie du courant, qui s'écoule vers la jonction non située sous l'émetteur, ne contribuera pas 35 à la polarisation de l'émetteur. Comme l'émetteur deviendra passant à une certaine valeur finie de l'intensité du courant électrique s'écoulant latéralement sous l'émetteur, 72 02558 2126187 la valeur totale de Ig augmentera alors avec une surface de jonction croissante en produisant un courant électrique non contributif Dans ces dispositifs, la valeur de l'intensité 5 Ijj du courant électrique de maintien dépend de la vâïéur' de la résistance de divergence ou de diffusion latérale sous 1'émetteur entre.la partie court-circuitée de la jonction d'émetteur et la partie la plus éloignée de la jonction d'émetteur et par conséquent dépend 10 de la largeur générale d'émetteur. Gomme cette même résistance est celle qui engendre la chute" de tension électrique nécessaire pour amener le dispositif à l'état passant, il est évident que I0 et L, sont difficiles - b il à contrôler ou à régler indépendemment l'une de l'autre; 15 En outre, dans des jonctions mésa, les tensions électriques disruptives,• de claquage ou d'amorçage de la région plane de la jonction d'émetteur et du bord -~" de la jonction où elle coupe la surface- nue de " semiconducteur, sont susceptibles d'être très approximativement 20 égales. Cependant, des variations des conditions ou états de surface et cfes défauts mineurs de structure -à l'intérieur de la masse sont susceptibles d'amener toute ' portion de la jonction à avoir des caractéristiques quelque peu différentes d'une manière imprévisible 25 et fréquemment variable avec le temps. ' . Similairement, la distribution de la densité du -courant électrique de fuite dans la jonction d'émetteur et particulièrement à la surface est " susceptible ' d'être imprévisible et variable. Par conséquent, la 30 distribution du courant électrique inverse sur"la jonction inversement polarisée, que l'on soit dans le mode de fuite ou de claquage ou d'amorçage par avalanche, est susceptible d'être imprévisible et difficile à contrôler et par conséquent Ig est susceptible d'être difficile 35 à maintenir sous contrôle. C'est une caractéristique- de cette invention que les trajets de conduction de courant électrique à travers la base' 72 02558 2126187 sont placés sous le contrôle du constructeur du dispositif, de sorte qu'à la fois l'intensité Ig du courant électrique de commutation et l'intensité I„ du"courant électrique II de maintien peuvent être réglées virtuellement 5 indépendemment l'une de l'autre. On a constaté qu'un certain nombre d'avantages est obtenu par l'emploi d'une structure dite planar de l'interrupteur à quatre couches; c'est-à-dire une' structure dans laquelle certaines ou la totalité des 10 jonctions se terminent à une surface de la plaquette ou pastille du dispositif conformément à la technologie décrite dans le brevet américain H"0 3.260.902 délivré à E.H. Porter. Ces types de jonctions peuvent être fabriqués- avec des courants électriques de fuite inversement 15 polarisés très bas pouvant atteindre des valeurs très proches de la tension électrique de claquage ou d'amorçage. Comme de telles jonctions polarisées inversement sont sensiblement courbes lorsqu'elles se rapprochent de la surface de Jb, pLaquetbe- ou pastille, la tension 20 électrique de claquage ou d'amorçage du bord des jonctions, autour ou au voisinage des parties courbes, est sensiblement inférieure à celle des parties planes des jonctions. Il en résulte que des courants électriques importants de claquage ou d'amorçage par avalanche 25 peuvent s'écouler sans que la partie plane de la jonction inversement polarisée ne subisse aucun amorçage par effet d'avalanche du tout. On a constaté qu'une structure symétrique d'un interrupteur à quatre couches, utilisant la technologie 30 décrite dans le brevet américain Porter mentionné ci-dessus, constitue un interrupteur dans lequel Ig est atteinte avec la jonction dans l'état d'amorçage par effet d'avalanche au bord et à un tel niveau que la fuite inverse de la jonction soit négigeable en 35 comparaison. Le trajet, pris par le courant électrique d'intensité Ia, est clairement défini comme étant le b trajet à travers la base entre le contact de base et la 72 02558 2126187 périphérie de la jonction, la valeur de résistance de ce trajet peut être réglée par rétrécissement en dessous d'un ou de plusieurs émetteurs circulaires diffusés encerclant complètement le contact de hase d'une -manière 5 qymétrique. Ceci a pour résultat un dispositif amélioré par rapport à la structure mésa de Aldrieh et autre précédemment décrite, du point de vue de la constance et de la possibilité de réglage des deux intensités Ig et Ig. Cependant, comme les intensités Ig et X^. 10 suivent sensiblement le même trajet depuis le contact central de base jusqu'au bord extérieur de l'émetteur, elles -restent étroite moat mutuellement dépendantes l'une de 1'autre. Un autre problème, qui paraît être associé à la 15 symétrie de ces dispositifs, est que le dispositif tend à devenir passant d'abord suivant un mode" filiforme dans lequel seule une petite partie du dispositif devient passante et commute ultérieurement sur un mode ~ entièrement passant avec une discontinuité résultante 20 dans la caractéristique de transfert de courant électrique direct. Le niveau,auquel cette discontinuité se produit, semble aussi être une fonction de la géométrie de l'émetteur annulaire et de la résistance de feuille de la base en rendant très difficile de concevoir 25 ou de construire tua dispositif ayant simultanément un domaine utile de courant électrique de travail exempt de discontinuités avec des valeurs acceptables des deux intensités I0 et 1^. Û II Dans cette invention, la place sur l'émetteur, 30 à laquelle l'émission dans la base commence à se produire, est sous contrôle. Le courant électrique de conduction est diffusé ou étale dans des conditions physiquement contrôlées vers d'autres parties de l'émetteur à des niveaux de courant électrique plus élevés que le niveau 35 d'émission localisée. Ceci a pour résultat un étalement ou une diffusion doit: ou régulier de l'émission d'émetteur autour de l'émetteur à des niveaux accrus de courant électrique. 72 02558 2126187 Sensiblement aucune discontinuité dans les caractéristiques de transfert dans l'état passant n'est observable. Afin de séparer l'intensité I de l'intensité I„, fa il un trajet de courant électrique séparé, ayant une 5 résistance de trajet unique,est prévu pour le courant électrique de commutation d'intensité I„. Un mode b de réalisation de l'invention utilise un émetteur annulaire assymétrique pour définir le trajet de courant électrique à travers la base. Un autre emploie un 10 trajet de conduction à travers une rainure ou fente ou un intervalle étroit dans l'émetteur. Les deux modes de réalisation ont pour résultat des résistances . différentes de trajet pour le courant électrique de commutation d'intensité I et pour le courant électrique de maintien b 15 d'intensité I . xi La commande du sens du trajet de courant électrique en direction de la jonction de base inversement polarisée dans une forme d'exécution de- l'invention est réalisée par une région de tension électrique de claquage ou 20 d'amorçage plus basse à la position de la conduction désirée par effet'd'avalanche qu'en d'autres emplacements sur la jonction. Un autre mode deréalisation implique l'utilisation d'une bague annulaire fortement conductrice disposée 25 pardessus la surface de base entourant l'émetteur en réalisant un anneau équipotentiel. Avec une résistivité de feuille de base homogène, plus le contact de base à l'intérieur de l'orifice d'émetteur est proche de l'anneau équipotentiel, plus; la résistance du trajet 30 électrique de commutation est basse en favorisant l'écoulement préférentiel du courant électrique de commutation à travers le trajet court. Comme les dimensions et positions de toutes les parties du dispositif peuvent être prédéterminées, une commande excellente du courant 35 électrique de commutation et de la diffusion ou de l'étalement de celui-ci pendant le mode de conduction est réalisée. 72 02558 15 2126187 Un quatrième mode de réalisation implique l'emploi de la'métallisation par-dessus la jonction entre la première base et la seconde base mais sans être en contact avec celle-ci, excepté à l'emplacement où on désire que 5 le courant électrique s'écoule de préférence. La métallisation empêche le commencement ou déclenchement de l'avalanche à la jonction, comme cela est décrit dans le brevet américain ÏP 3-405.329 délivré le ! 8 Octobre 1968 à loro et autre. La découpe de la 10 métallisation n'empêche pas l'avalanche de jonction en dessous de celle-ci en ayant pour résultat un trajet préféré de conduction de courant électrique à travers la base jusqu'à sa périphérie. Il est a noter que les modes de réalisation précités 15 impliquent tous un renforcement de l'écoulement du courant électrique initial ou de démarrage à travers un trajet défini à basse résistance dans la base. Gomme un courant . électrique de commutation plus intense est par conséquent nécessaire à travers le trajet de basse résistance pour 20 obtenir la polarisation d'émetteur critique nécessaire pour le début ou déclenchement de l'émission, un courant électrique de commutation plus intense est par conséquent nécessaire pour amener le dispositif à commuter. Le courant électrique de commutation plus 25 intense a été décrit précédemment comme étant désirable afin d'accroître l'immunité contre l'amorçage dérivé.: Un mode de réalisation utile de cette invention est représenté sur la figure 3 qui est une vue en perspective d'un dispositif commutateur de type-PNPH 30 coupé suivant un diamètre pour montrer une vue en coupe à travers son intérieur. Des lignes de section ont été supprimées de la partie semiconductrice du dispositif afin de distinguer les couches plus clairement. Le dispositif se compose d'un premier émetteur 35 4 du type de conductivité P contigu à une première base -5 du type de conductivité JT, qui est en outre contigu à une seconde base 6 du type de conductivité P qui est à son 72 02558 16 2126187 tour en outre contiguë à un second émetteur de semiconducteur 7 du type de conductivité N. De préférence, le premier émetteur 4 consiste en'un substrat de silicium dopé de type P, tandis que la première base 5 est constituée 5 par une couche épitaxiale dopée de type N dans laquelle la seconde"base 6 et le second émetteur 7 sont diffusés. La base 5 est diffusée dans l'émetteur 4 à partir d'une surface du semiconducteur et -une couronne 10 d'isolation annulaire 80 en matière fortement dopée de-type P+ est profondément diffusée à travers la couche épitaxiale pour venir en contact avec le substrat formant premier émetteur 4 à partir de la surface. Il est à noter que la jonction de base dans cette 15 invention, qui correspond à la jonction sur la figure 2, est polarisée inversement dans son état de haute impédance avec l'application de la polarisation directe externe. Afin de conduire le courant électrique de commutation, la jonction de base fonctionne d'abord 20 par claquage ou amorçage par effet d'avalanche. La structure définie provoque la conduction par avalanche à travers la jonction de base en un point ou une région défini et préalablement choisi de claquage ou d'amorçage 12 de celle-ci. 25 Dans ce mode de réalisation, il est préférable que-la seconde base 6 ait deux gradiants différents de concentration d'impureté à sa périphérie. La portion de la périphérie, à travers laquelle l'écoulement du courant électrique d'avalanche sera rènforcé 30 au début ou déclenchement , du claquage ou amorçage, doit avoir un gradient plus élevé que le restant de la périphérie de la région & base. Gomme un gradie nt plus élevé aura pour résultat un champ électrique plus intense et provoquera par conséquent une multiplication 35 de courant électrique et un claquage ou amorçage par effet d'avalanche à une tension électrique de polarisation plus basse, l'écoulement de courant électrique s ra renforcé 72 02558 17 2126187 au gradient plus élevé qui apparaît électriquement comme étant une arête vive ou un bord éfËLlé à la base 6. Cette structure peut être réalisée en formant la 5 seconde base 6 en deux étapes ou phases opératoires- La première étape consiste à diffuser l^inpureté de base à travers un masque tel que représenté sur la figure 3 A sur laquelle la zone en blanc constitue le découpage du masque. Par conséquent, une zone en forme de, "C,r 10 de la base sera dopée avec une impureté de type P telle -que le gallium , l'aluminium, le bore ou l'indium. Dès que ce dopage est terminé, une seconde opération de dopage à faible profondeur avec un type impureté similaire est exécutée à travers un masque tel que celui 15 qui est représenté sur la figure 3B, laquelle augmentera le gradient de concentration d'impureté des zones en forme de C déjà dopées tout en fournissant un dopage du type P eu restant de la région dans le masque.Comme cela est " bien connu, la seconde étape de diffusion 20 enfoncera les zones dopées en forme de C plus profondément dans la première base 5- Ceci réalisera un plus petit rayon de courbure de la périphérie de la base 6 et un profil de dopage plus abrupt à la position de l'intervalle dans la région masquée conformée en C le long de la périphérie 25 extérieure de la région de base diffusée une seconde fois à une profondeur plus faible. Ceci est la position à laquelle le claquage ou l'amorçage par avalanche commencera. En variante, la première diffusion de type P aurait pu être réalisée à travers un masque tel que 30 celui représenté sur la figure 3C pour constituer une région de base, diffusée en forme de disque. Une seconde diffusion de type P est ensuite effectuée à travers un masque plus petit disposé comme cela est indiqué sur la figure 3D jusqu'à une profondeur plus faible 35 eïi ayant pour résultat une section transversale de base 6 représentée sur la figure 3E. Plus la diffusion de la jonction est de faible profondeur, plus le rayon de 72 02558 18 2126187 courbure de son bord est petit et plus le champ électrique, tendant à localiser l'amorçage initial par avalanche, est grand. Un second émetteur dopé 7 de type N est ensuite 5 diffusé dans la seconde base 6 en utilisant une impureté de type K bien connue, telle que l'antimoine, l'arsenic ou le phosphore. L'émetteur est d'une forme assymétriquement annulaire avec l'orifice de l'anneau près d'un bord du dispositif. La ligne la plus courte, 10 s'étendant depuis le centre de l'orifice jusqu'à la périphérie de l'émetteur 7,est située directement au-dessus du trajet de conduction que l'on s'atend à être le trajet de plus basse résistance pour le courant électrique de claquage ou d'amorçage à s'écouler à travers 15 la base 6-. D'une manière bien connue, la surface du semiconducteur est recouverte d'une couche de matière isolante telle que le dioxyde de silicium ou de la silice qui peut être utilisée comme un masque pour des contacts ohmiques 20 métallisés. Des trous dans la couche isolante doivent être laissés pour constituer des contacts ohmiques au-dessus de l'orifice 8 et aussi au-dessus de la partie formant masse du œcond émetteur 7. Une couche de métallisation 11 est déposée par des 25 techniques bien connues par-d essus la surface du dispositif en étant ohmiquement en contact avec la seconde base 6 à la surface de l'orifice 8 et avec le second émetteur 7 dans la zone de contact 9. la couche de métallisation 11 s'étend par-dessus la couche isolante 10 de façon 30 à établir un court-circuit entre l'orifice 8 et l'émetteur 7. Comme la région ou surface principale de l'émetteur 7 est métallisée, on voit qu'une impédance d'émetteur plus basse est obtenue. 35 L1 est préférable que la largeur d'émetteur, entre le contact de base avec l'orifice 8 et la région de claquage ou d'amorçage préférée 12, soit maintenu'e aussi 72 02558 19 2126187 étroite que possible afin que le trajet de résistance en dessous de celui-ci dans la base 6 soit faible. Ainsi,, une quantité relativement grande de courant électrique est nécassaire avant qu'une chute de tension électrique 5 appréciable soit obtenue dans l'éme'tteur entre l'ouverture 8 de l'anneau et la base 6. Comme le courant électrique de commutation d'intensité I s'écoule depuis l'orifice 8 à la surface du semiconducteur en dessous de l'émetteur jusqu'à 10 la périphérie de la base à" un point de dLaquage prédéterminé 12, le courant électrique de commutation de claquage ou d'amorçage 1^ sera commandé par l'épaisseur d'émetteur au-dessus du trajet d'écoulement de courant électrique et par la résistivité de feuille de la base active dans cette zone. 15 Un émetteur mince réalisera un trajet de basse résistance dans cette base, ceci amenant le courant électrique de commutation d'intensité Ig à être élevé de façon désirable. Dès que le dispositif devient passant, le courant électrique d'émetteur s'écoule depuis la zone de contact 20 9 jusqu'à une région d'émission adjacente au point -de claquage ou d'amorçage 12 (en réalité une zone) à travers une partie de l'émetteur externe à la portion métallisée de la zone de contact 9. la chute de tension électrique résultante dans l'émetteur réduit la polarisation directe 25 sur l'émetteur dans cette région relativement à d'autres parties de l'émetteur et favorise une diffusion ou un étalement rapide du courant électrique vers le reste de 1'émetteur. Afin de favoriser la polarisation interne, une valeur relativement élevée de la résistivité de 30 feuille de l'émetteur, telle qu'environ 10 ohms par unité, de surface carrée doit être utilisée. la surface principale du restant de l'émetteur est métallisée pour créer une basse impédance d'émetteur. Quand le courant électrique, fourni au dispositif, 35 est réduit, celui-ci sera à l'état passant tant qu'une partie quelconque de l'émetteur 7 est suffisamment polarisée dans le sens direct pour maintenir un gain global 72 02558 2126187 supérieur à l'unité. Cette polarisation est entretenue par un écoulement transversal d'une partie du courant électrique de collecteur {de la secondé base 6) de type PNP s'écoulant jusqu'au contact de base à l'orifice 8. Un 5 courant électrique de maintien de basse intensité I„ est II favorisé par une -forte résistance de la base 6 entre le contact de base à l'orifice 8 et la région la plus éloignée de l'émetteur 7. Ceci peut être obtenu en rendant l'émetteur large en ce point et en"choisissant une valeur appropriée 10 de la résistivité de feuille de base active. Il est à noter qu'à part les exigences spéciales de la périphérie de la base 7 au point (ou à la zone) de claquage ou d'amorçage, toute région de la base 7 peut être rendue soit profonde ou peu profonde par le choix. Ceci permet 15 l'utilisation de deux valeurs de la résistivité de feuille de base et de la largeur de base. L'emploi d'une haute résistivité de feuille de base,dans la région entre le contact de base avec l'orifice 8-et la partie la plus éloignée de l'émetteur,a pour résultat des basses 20 valeurs de l'intensité I . Une faible résistivité de feuille •ti de base activé,entré le contact de base avec l'orifice 8 et le point de claquage ou d'amorçage- 12, a pour résultat des hautes valeurs de l'intensité I . En se référant maintenant à la figure 4, un interrupteur 25 à semiconducteur de type PNPN y est représenté, lequel est semblable à cëlui représenté sur la figure 3, mais avec une configuration différente du second émetteur 7. Sur la figure 4, une 'rainure de clavette établit la communication entré l'orifice 8 et la région de base 6 à l'extérieur de 30 la périphérie de la région d'émetteur 7 le long du canal précité. Comme, pendant la fabrication, le second émetteur 7 est diffusé à travers un masque de forme appropriée, on voit que la rainure de clavette est remplie avec la 35 matière de la seconde base 6. La base 6 est d'une configuration semblable à celle du mode de réalisation de la figure 3. Dans cette structure, on peut voir qu'il y même moins de 72 02553 21 2126187 résistance entre le contact de "base à la surface de l'orifice 8 et le point de claquage ou d'amorçage 12 que dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3» puisque le courant électrique de trou n'a pas "besoin de 5 s'écouler sous l'émetteur à travers une région de base relativement étroite avant la commutation, Par conséquent, le courant électrique de commutation d'intensité Ig peut être d'une valeur plus élevée que celui obtenu en utilisant le mode de réalisation représenté sur la \ 10 figure 3. Dans la structure décrite en se référant à la figure 4, un courant électrique de précommutation s'écoule dans le sens indiqué par la flèche Î3 depuis le contact jusqu'à l'orifice de l'anneau de base 8 à travers la 15 rainure de clavette en direction du point de claquage ou d'amorçage 12. Au fur et à mesure que lrintensité du courant électrique est augmentée, une chute de tension électrique dans la base 6,adjacente à l'émetteur 7 à l'intérieur et en dessous de la rainure de clavette,polarisera dans 20 le sens direct la portion de l'émetteur voisine de la partie la plus positivement chargée de la base que l'on peut trouver le long de la ligne d'écoulement de courant électrique la plus proche du point de claquage ou d'amor çagp 12. Dès qu'un niveau critique de courant 25 électrique de précommutation passe le long de la rainure de clavette à travers la matière de la seconde base 6, une émission d'électrons depuis l'émetteur 7 jusque dans la base 6 commence et une diminution brusque de l'impédance du dispositif est observée, le niveau critique 30 de courant électrique étant le courant électrique de. commutation d'intensité Ig. A des niveaux plus élevés de courant électrique, le courant électrique dans le dispositif diffuse ou s'étale comme cela est décrit en se référant à la structure de la figure 3 et le 35 courant électrique de maintier/d' intensité I„ est également ri établi par le mécanisme décrit. la figure 4A représente une vue en plan d^dispositif de la 72 02558 2126187 figure 4 avec la couche de métallisation pourvue de hachures croisées. La rainure de clavette dans l'émetteur 7 peut être vue clairement. En se référant maintenant à la figure 5, "une 5 structure y est représentée, laquelle est semblable à tous égards à la figure 4 excepté que la rainure de clavette a été élargie jusqu'au même diamètre que l'orifice 8. La structure d'émetteur peut en variante être imaginée comme contenant une fente 14 s'étendant à partir d'un 10 bord de celle-ci. Une couche isolante 10, semblable à celle décrite précédemment, recouvre la surface entière du dispositif excepté une région située vers l'intérieur du bord dusscond émetteur 7 à la surface, franchissant la 15 fente précitée 14- Ec/d'autres mots, la portion de la fente, qui aurait formé approximativement l'orifice 8, c'est-à-dire la portioi^e la fente la plus à l'intérieur du bord de l'émetteur 7* est laissée non couverte ou découverte par la couche isolante ÎO. 20 Une couche de métallisation 11 recouvre la surface du dispositif laissée découverte par la couche isolante 10 et est fixée ohmiquement et de façon adhérente à cette surface; c'est-à-dire à la surface découverte vers l'intérieur du second émetteur 7 et à la 25 portioiyâécouverte de la seconde base 6 s'étendant jusqu'à la surface du dispositif à travers la fente 14. Ceci crée un court-circuit entre la base 6 et l'émetteur 7 comme cela a été décrit précédemment. En cours de fonctionnementla structure décrite en se 30 référant à la figure 5 es^/semblable à celle décrite en se référant à la figure 4. Cependant, comme la fente 14 est considérablement plus large que la rainure de clavette de la figure 4, la résistance, entre le contact de base et le point de claquage ou d'amorçage 12, est même moindre 35 que dans la structure de la figure 4. Par conséquent, un courant électrique initial" d'intensité désirablement plus élevée sera obtenu par l'emploi de la structure de la 72 02558 23 2126187 figure 5• La figure 5A représente une vue en plan de la structure de la figure 5 avec la couche de métallisation pourvue d'hachures croisées. 5 la figure 6 représente une autre variante d'exécution du mode de réalisation de la figure 5- Dans cette structure, "1e second émetteur 7 est constitué par une protubérance fourchue ou par une paire de protubérances 15 immédiatement voisines de la fente 14 s'étendant devant la 10 couche de métallisation 11 pour pénétrer dans la . seconde région de base 6. En cours de fonctionnement, le courant électrique de pré-amorçage suivant la flèche 13 s'écoule depuis le contact de base au-dessus de la fente 14 en passant par les 15 protubérances 15 jusqu'au point de claquage ou d'amorçage 12. Gomme cela a été décrit antérieurement, ceci provoquera l'émission par le second.émetteur 7 quand la région de base 6, adjacente aux protubérances 15 a fourni une polarisation suffisante dans l'émetteur 20 7 pour que des électrons commencent à être émis par l'émetteur 7 dans la base 6, en commutant le dispositif sur son mode de basse impédance. Le dispositif fonctionne ensuite généralement comme cela a été décrit antérieurement. La figure 6A représente une vue en plan de la 25 structure de la figure 6 avec la couche de métallisation pourvue de contre-hachures et la zone de contact doublement hachurée par des hachures croisées. En se référant maintenant à la figure 7, un dispositif commutateur de type PÏÏPN y est représenté, 30 qui est semblable aux dispositifs décrits ci-dessus, excepté d'abord que le second énetteur 7 peut être d'une forme annulaire symétrique. Dans des circonstances ordinaires, ceci amènera différentes portions de l'émetteur à commencer une émission filiforme à différents niveaux , 35 de courant électrique pendant son mode à basse impédance en donnant naissance aux inconvénients de discontinuité de conduction décrits précédemment dans cette description 72 02558 24 2126187 Cependant, la seconde région de base 6 est pourvue d'une dentelure unique ou d'une multiplicité de dentelures 16 située transversalement à la surface du dispositif en s'étendant dans la première région de base 5. 5 Comme le courant électrique s'écoulera de préférence depuis un bord à rayon aigu, on voit que le courant électrique commencera d'abord à s'écouler depuis la base 6 jusqu'à la base 5 à travers les dentelures. Une couche isolante 10 recouvre la surface entière 10 du dispositif à l'exception d'une zone en forme de disque par-dessus lê second émetteur 7 comprenant ' l'orifice 8, intérieurement à la périphérie extérieure du second émetteur 7. Une couche de métallisation 11 est disposée par-15 dessus la surface du dispositif non couverte par la couche isolante 10 et ohmiquement en contact à la fois avec le second émetteur 7 et la portior/de la seconde base 6 s'étendant à travers l'orifice 8. la couche de métallisation 11 est également 20 prolongée de préférence par-dessus la couche isolante 10 jusqu'à"la périphérie entre la jonction entre la seconde base et la première base et la jonction entre la première base et le premier émetteur. Une partie de la couche de métallisation 11, située au-dessus des 25 dentelures 16 de la seconde base 6, est supprimée jusqu'à une ligne extérieure à la jonction entre l'émetteur 7 et la base 6 comme cela est représenté sur la figure 7. En cours de fonctionnement, on voit que l'écoulement de courant électrique entre les bases 6 et 5 se produira 30 de préférence aux extrémités des'dentelures de court rayon 16 de la seconde base 6 qui forme le point ou la région de claquage ou d'amorçage 12. Quand le courant électrique est conduit à travers le dispositif, il s'écoulera depuis le contact de métallisation 11 à 35 l'orifice 8 à travers la seconde base 6 jusqu'au point d'amorçage ou de claquage 12 par l'intermédiaire dû trajet représenté par la flèche 13. En raison des dentelures, 72 02558 2126187 le courant électrique est concentré le long d'un trajet préféré, lorsqu'il passe sous une surface désignée du second émetteur 7, comme cela a été décrit précédemment, rme tension électrique de polarisation sera établie 5 dans la seconde base 6 comme cela a été décrit antérieurement. Quand la polarisation est suffisamment grande, l'émission d'électrons dans la base commencera en commutant le dispositif sur son état de basse impédance. Un courant électrique, à des niveaux plus élevés, diffusera ou 10 s'étalera alors jusqu'aux "autres régions de l'émetteur ainsi qu'à d'autres parties de la jonction entre première base et seconde base généralement comme cela a été décrit précédemment. la figure 7A représente une vue en plan de la structure 15 de la figure 7 avec la couche de métallisation contre-hahurée et la zone de contact doublement hachurée, la fonction de la couche de métallisation prolongée sera décrite ici en se référant au mode de réalisation représenté sur la figure 8. 20 Dans ces modes de réalisation décrits ici, l'émetteur 7 a été décrit comme étant de forme généralement annulaire soit symétrique ou non symétrique. Alors que le terme "annulaire" est souvent utilisé pour décrire une structre ayant une périphérie extérieure 25 généralement circulaire, il est envisagé que, dans le contexte de cette description, il désigne une configuration plane diffusée dans une région de base avec un trou ou orifice à travers une portion de celle-ci. Certains des modes de réalisation ont des canaux * de rainures de 30 clavette et analogues reliant l'orifice à la périphérie de l'émetteur, le canal, dans certains cas, ayant une largeur égale au diamètre de l'orifice. Il est donc entendu que la structure annulaire comprend des variations de la périphérie extérieure 35 circulaire, y compris des formes de nature obloigues, rectangulaires et d'autres souvent utilisées dans structures diffusées du type actif. 72 02558 26 2126187 On se rendra compte également que toutes les figures représentées ici ont été déformées dans une direction verticale afin d'illustrer l'invention plus clairement. Cependant, les profondeurs de diffusion sont 5 normalement seulement une petite fraction de 25,4 microns tandis que les dimensions latérales sont de l'ordre de quelques fractions de 25,4 microns à quelques multiples de 25,4 microns. La figure 8 représente le mode de réalisation 10 préféré de cette invention. Cette structure est très semblable à celle représentée sur la figure 5, excepté que la couche de métallisation 11 s'étend jusqu'à une périphérie par-dessus la couche isolante 10 jusqu'à une position entre la jonction entre seconde base et première base 15 et la jonction entre première base et premier émetteur. La périphérie est similairement prolongée aussi loin que celle de la couche de métallisation décrite en se référant à la .figure 7 et s'étend de préférence vers l'extérieur d'environ 25,4 microns au-delà du bord 20 de la jonction de base polarisée inversement. Quand on utilise cette couche de métallisation, la couche isolante en dioxyde de silicium ou silice,située en dessous de celle-ci doit avoir approximativement 1000 à 2000$ d'épaisseur. 25 Une portion de la couche de métallisation est supprimée sur une surface s'étendant depuis sa périphérie, ayant des côtés sous-tendant un angle prédéterminé à partir de lforifice d%anneau se terminant entre le bord extérieur de l'émetteur 7 et la jonction entre seconde base et 30 première base. La zone supprimée doit être disposée de façon à s'étendre également de chaque côté de l'axe de la fente 14. La fonction de la couche de métallisation 11 dans cette structure est d'empêcher l'écoulement de courant électrique 35 à travers la majeure partie de la jonction entre seconde base 6 et première base 5 • La" partie supprimée de la métallisation 11, qui est immédiatement au-dessus du point de 72 02558 27 2126187 claquage ou d'amorçage 12, tendra à alléger l'interdiction précités de courant électrique s'écoulant vers la jonction entre seconde base et première base sous la partie supprimée de la couche de métallisation 11 5 en favorisant additionnellement l'écoulement de courant électrique vers la partie adjacente de la périphérie de base. la métallisation agit similairement à l'écran de garde ou au blindage de protection décrit dans le-^0 brevet américain N° 3.405..329 délivré à A. Loro\ Le courant électrique de précommutation s'écoulera depuis le contact de base à la surface du dispositif au-dessus de la fente 14 d'une manière similaire à celle décrite précédemment, comme le fera le commencement .j tj de l'émission d'électrons par l'émetteur et la commutation du dispositif sur l'état non passant. Il est également préféré que la base doublement diffusée 6 soit réalisée en utilisant les masques des figures 3C et 3D qui fournissent un profil de section de la base 2Q tel que représenté sur" la figure 3D puisqi'un meilleur -contrôle ou réglage de la résistivité de base, du profil de diffusion, etc... est obtenu. ... La figure 8A est une vue en plan du mode de réalisation -représenté sur la figure 8, dans lequel les bords de toutes les zones de métallisation, jonctions, etc, sont clairement identifiés. Le dispositif est de préférence réalisé avec la seconde base 6 et le second émetteur 7 diffusés dans une couche épitaxiale de type H sur un substrat de type P comme cela, a- été décrit précédemment. Le dispositif est de préférence également entouré par un anneau d'isolation dopé 80 de type P+ diffusé à travers la couche épitaxiale jusqu'au substrat. Vers l'intérieur de l'anneau d'isolation, la première base 5 apparaît à la surface en dessous de ^ la couche isolante non représentée. Vers l'intérieur de la première base se trouve la seconde base 6 du type dopé P et vers l'intérieur de Ha seconde base 72 02558 2126187 est le second émetteur 7 du type dopé U, ayant une fente 14 fendant un côté transversalement à la surface. la couche isolante est supprimée à l'intérieur de la zone de contact 9, de sorte que la métallisation 5 peut être ohmiquement en contact avec la surface de la seconde base 6 à l'intérieur de la fente 14 comme cela est rendu distinct par la surface hachurée par des hachures croisées serrées, représentée,ayant la largeur ¥. 10 Une couche de métallisation 11 est déposée de façon adhérente par-dessus la surface du semiconducteur et par-dessus la couche isolante 10 en réalisant un contact ohmique avec la surface dusecond émetteur 7 dans la zone de contact 9. 15 La couche de métallisation 11 s'étend par-dessus la jonction entre seconde base et première base dans ce mode de réalisation préféré, à l'exception d'une partie supprimée située de chaque côté de l'axe de la fente 14, au dessus du point (ou de la région) de claquage 20 ou d'amorçage 12 de la base 6. La partie supprimée peut être décrite comme sous-tendant .l'angle C ayant l'axe dans la surface de contact de base mentionnée ci-dessus. Il est principalement essentiel cependant de supprimer simplement une partie de la couche de 25 métallisation par-dessus le point de claquage ou d'amorçage 12 désiré le long de la périphérie de la base 6. Le point de claquage ou d'amorçage 12 sera quelque part le long du bord de la jonction entre première base 5 et seconde base 6 en dessous de la portion supprimée 30 de la couche de métallisation 11 identifiée par le chiffre de référence 12 et par la ligne à doubles traits. ou mixte. Il s'est avéré que la variation de la largeur ¥ de la zone de contact de base contrôle ou commande. 35 le courant -d'amorçage d'intensité I tandis que la distancé, entre ce contact et le centre du contact de second émetteur, définie par la distance A, commande 72 02558 2126187 le courant électrique de maintien d'intensité ITT. XI On a constaté également qu'avec une résistivité de base active de 6500 ohms par unité de surface carrée, avec des largeurs de contact de hase W variant dans un 5 domaine allant jusqu'à 38,1 microns tout en conservant un contact de base, l'intensité I variait dépuis O environ 0,5 jusqu'à 4,0 mA (soit un rapport de courant électrique de 1/8) tandis que l'intensité ITT variait II seulement depuis approximativement 3,4 jusqu'à 5>Q mA 10 (soit un rapport de 1/1,5). Avec la distance A variant dans le domaine s'étendant depuis 101,6 microns jusqu'à environ 0 micron, l'intensité Ig variait depuis 2,75 jusqu'à 4,2 mA, soit un rapport de 1/1,5, tandis que l'intensité Ig variait seulement 15 de 1,2 à 1,5mA} soit un rapport 1/1,25-- Il est clair qu'avec line approximation d'au moins du premier ordre, le courant électrique d'amorçage et le courant électrique de maintien se sont avérés être contrôlables indépendamment dans une grande mesure. 20 la capacitance du dispositif, venant juste d'être décrit , s'est avéré être de 3,8 pF. Le dispositif avait des rayons de frontière d'anneau d'isolation-de 114,3 à 127 microns, un rayon de couche de métallisation de 88,g microns, tin rayon 25 de seconde base de 50,8 microns et un rayon de second émetteur de 63,5 microns ainsi qu'un rayon de fenêtre de contact de 50,8 microns. L'angle 0 était de 90°. Des dispositifs plus petits, ayant une dimension ¥ de 12,7 microns et une dimension A variant depuis 30 environ 0 jusqu'à 50,8 microns, fournissaient des paramètres d'intensité I de 1,4 à 2,2 mA, I„ de 2,5 b M à 5,5 mA et une capacitance de 1,8 pP. La tension électrique de commutation externe était de 33 V. Les petits dispositifs, fabriqués ci-dessus, avaient 35 uii rayon d'anneau d'isolation de 69,85 à 82,55 microns et un rayon de métallisation de 57,î5 microns. La découpe, à l'intérieur de l'angle G représenté sur la figure 8A, 72 02558 2126187 était de.90°. La seconde base avait un rayon de 44»45 microns tandis que le rayon de l'émetteur était de 38,1 microns. La fenêtre du contact de métallisation avait m rayon de 31,75 microns. 5 Le dispositif de plus grandes dimensions fut fabriqué avec une région de seconde base doublement diffusée telle que décrite en se référant à la figure 3 et avec les masques des figures 3C et 3B afin d'obtenir une jonction à pente plus abrupte dans lazone de la périphérie 10 de la seconde base ou l'amorçage désiré. Dans une expérience avec vingt-huit dispositifs, quatorze ayant des secondes bases doublement diffusées et quatorze n'en ayant pas, l'intensité moyenne Ig du courant électrique de commutation, utilisant la seconde base 15 doublement diffusée, était de 2,2 mA tandis que l'intensité moyenne des dispositifs rien n'ayant pas étaitcb 1,2 mA. L'intensité du courant électrique de maintien variait entre 2,9 et 3,0 mA en moyenne. La présence d'une seconde base doublement diffusée 20 augmente nettement l'intensité Ig du courant électrique de commutation en aidant comme on le croit à augmenter l'imunité contre l'amorçage dérivé du dispositif tandis que le courant électrique de maintien est peu affecté. En se référant maintenant aux figures 9 et 10, 25 des structures sont représentées ici qui sont semblables à celles des figures 3 et 5. La couche de métallisation ne s'étend pas par-dessus la jonction entre seconde base et s econd émetteur nais s'étend seulement jusqu'à'la frontière vers l'intérieur de la périphérie du second émetteur 30 7. Une bande de métallisation 17, s'étendant jusqu'à la surface de la seconde base 6, est disposée complètement autour de l'émetteur 7- Cette bande de métallisation forme une dérivation hautement conductrice rendant la zone de base, située en dessous de celle-ci, de nature 35 équipotentielle. Avec une résistivité de feuille de base homogène, plus le contact de base à l'intérieur de l'orifice d'anneau est proche du bord de la bande équipotentielle de la base, 72 02558 31 2126187 plus la résistance effective ou efficace, apparaissant le long d'un trajet entre le contact de base et une partie quelconque de la périphérie de jonction, est basse. Comité le courant électrique s'écoulera le long de 5 ce trajet de préférence, une bonne commande du courant électrique d'amorçage en résulte. Il est à noter que l'emploi de cet anneau équipotentiel supprime la nécessaire de choisir une partie particulière de la périphérie de la base 6 pour s'amorcer de 10 préférence. Par conséquent-, une base simplement diffusée est seulement nécessaire dans la forme planar bien connue qui économise des opérations de traitement. En cours de fonctionnement, le courant électrique, provenant du contact de base, s'écoulera le long d'un 15 trajet préféré de basse résistance jusqu'à l'anneau équipotentiel puis le long de l'anneau avec une chute de tension électrique négligeable jusqu'à une position proche d'un point d'amorçage non choisi le long de la périphérie de la base. Comme le courant électrique, 20 s'écoulant par l'émetteur jusqu'à l'anneau équipotentiel, s'écoule le long d'un trajet contrôlé de basse résistance, la chute de tension électrique nécessaire dans la base au voisinage de l'émetteur, pour fournir une polarisation d'émission IQ à l'émetteur, est obtenue. * - r 25 On se rendra compte également qu'il n'est pas nécessaire que la bande 17 soit réellement constituée par une métallisation. La bande peut être rendue conductrice en diffusant un anneau peu profond et fortement dopé. dans la base dans son socle. Avec la polarité 30 représentée, l'anneau doit être du type dopé P+ diffusé dans la base 6 de type P. En général, l'anneau doit être formé par un dopage plus lourd avec un agent dopant provenant du même groupe du tableau de classification périodique que l'agent dopant utilise pour diffuser 35 la base 6. En se référant maintenant à la figure 11, un autre mode de réalisation de cette invention y est représenté. Des 72 02558 32 2126187 régions contiguè's 4, 5» 6 et 7 sont semblables à celles décrites en.se référant aux modes de réalisation précédents, excepté que la région de.second émetteur 7 n'est pas de forme annulaire mais est simplement un disque. 5 de configuration généralement.. circulaire ou rectangulaire avec une protubérance 18 s'étendant vers l'extérieur de la surface du disque. la couche isolante 10 recouvre la surface entière du dispositif à l'exception d'une surface située vers l'intérieur du bord de 10 l'émetteur.7> d'une surface en forme de patte vers l'extérieur du second émetteur 7 du côté de l'émetteur opposé à celui de la protubérance 18 et d'une surface d'anneau entourant entièrement l'émetteur 7 au-dessus de la région de la base 6. La portion de la surface , 15 non recouverte par la couche isolante 10 vers l'intérieur de la surface d'anneau,est recouverte par une couche de métallisation 11 qui ne s'étend pas sur la périphérie du second émetteur 7 sauf qu'elle s'étend par dessus la surface de patte précitée. 20 Gamme dans des modes réalisation précédents, une bande de métallisation 17 s'étend dans la zone d'anneau à travers la couche isolante 10 jusqu'à la surface du dispositif entourant complètement l'émetteur 7. Une diffusion unique ou simple de la base 6, 25 telle que décrite en se référant aux modes de réalisation des figures 9 et 10, est nécessaire seulement. Comme la portion de la seconde base 6 en dessous de la bande de métallisation 17 est de nature équipotentielle, un courant électrique appliqué s'écoulera aussi bien 30 depuis la couche de métallisation 11 jusqu'à ces zones de la base situées en dessous de la bande. Cependant, on voit qu'une quantité considérable de courant électrique de pré-amorçage s'écoulera jusqu'à la périphérie de la base 6 avant qu'un courant électrique 35 suffisant s'écoule en passant par le bord du second émetteur 7 pour polariser une partie de cette surface jusqu'au point auquel l'émission commencera à partir de l'émetteur 72 02558 2126187 7. Il doit être entendu que les agencements décrits ci-dessus sont donnés à titre d'illustration de l'application des principes de l'invention. De nombreux autres 5 agencements, comprenant des combinaisons des structures révélées ici, peuvent être imagines ou conçus par ceux qui sont compétents dans la technique sans s'écarter de l'esprit et du cadre de 1'invention. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée 10 aux modes de réalisation décrits et représentées' qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Sa particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 72 02558 34 2126187 RETEHDICATIOHS 1Dispositif à semiconducteur caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une succession de quatre régions semiconductrices contigœs , chaque région successive ayant une conductivité opposée à celle de la précédente, 5 lesdites régions étant définies-par. une première région d'émetteur, une première région de base contiguë à ladite région d'émetteur, une seconde région de base diffusée dans un volume défini de ladite première région de base et une seconde.région d.'émetteur diffusée dans ua 10 volume défini de la.seconde région de base; les jonctions entre la première région de base, la seconde région de base et la seconde région d'émetteur s'étendant jusqu'à une surface dudit dispositif à semiconducteur; (b) des moyens de contact connectant la seconde région 15 d'émetteur à la seconde région de base; et (c) des moyens réalisant un trajet préféré de plus basse résistance pour un écoulement de courant électrique depuis lesdits moyens de contact à travers la seconde région de base en passant au voisinage.de la seconde région d'émetteur. 20 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour créer une portion prédésignée de la périphérie de la seconde région de base ayant un niveau d'amorçage de conduction de courant électrique plus bas que le restant de ladite périphérie, 25 ladite portion prédésignée constituant l'extrémité du trajet préféré d*écoulement de courant électrique depuis les moyens de contact précités. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portion prédésignée précitée de la. 30 périphérie précitée présente un gradient de concentration d'impureté plus abrupt que le restant de ladite périphérie. 4.- Dispositif selon la revaadication 2, caractérisé en ce que la portion prédésignée de la périphérie précitée présente un rayon de courbure plus court que le restant 72 02556 2126187 de ladite périphérie. 5.- Dispositif selon la revendication 4> caractérisé en ce que la seconde région de "base précitée est approximativement en forme de disque ou d'ellipse, ... ; 5 comprenant une régionde frontière ayant une épaisseur- : réduite et une périphérie de rayon plus court, en.section-transversale que le restant de la seconde région de base,• la périphérie de rayon plus court.définissant la portion prédésignée précitée. \ 10 6.- Dispositif selon la revendication :4} caractérisé en ce que la seconde région de base précitée est approximativement-en forme de disque ou d'ellipse, -une portion en forme de C de celle-ci formant la majeure partie de la périphérie extérieure, étant diffusée plus profondément 15 que le restant tandis que le bord de. la portion en- forme de disque ou d'ellipse, à l'intervalle dans le C, définissant la portion prédésignée précitée. 7.- Dispositif selon la revendication 4» caractérisé en ce que la portion prédésignée précitée se compose d'une ou 20 de plusieurs dentelures à angle aigu, vif ou effilé situées transversalement à la surface précitée, mentionnée en premier lieu, dudit dispositif, en s'étendent dans la première région de base précitée. 8.- Dispositif selon la revendication 4» caractérisé 25 en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réaliser - le tcajet préféré précité d'écoulement de courant électrique à travers la seconde région de base précitée en dessous d'une portion de la seconde région d'émetteur et adjacent à celle-ci. . - • 30 9.- Dispositif selon la revendication 5- °-U 8, caractérisé en ce que la seconde région d'émetteur, précitée contient un trou à travers lequel la seconde région de base précitée s'étend jusqu'à la surface précitée dudit. dispositif, mentionnée en premier, lieu, ledit, trou 35 étant disposé plus près de. la périphérie de. ladite seconde région drémet.teur au voisinage.de la portion .. prédésignée précitée de ladite seconde région de.base, les moyens 72 02558 36 2126187 de contact précités comprenant un recouvrement ou revêtement par métallisation à l'intérieur de la frontière de ladite seconde région d'émetteur en étant en contact à la fois avec ladite seconde région d'émetteur et 5 avec ladite seconde région de base au-dessus dudit trou à ladite surface, la portion de la régionde base , depuis les moyens de contact à travers le trou jusqu'à ■ ladite portion prédésignée de ladite seconde région de base, définissant le trajet préféré précité cîécoulement 10 de courant.électrique. 10.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réaliser le trajet préféré précité d'écoulement de courant électriqme à travers la seconde régionde base précitée limitée 15 et restreinte par des portions de la seconde région d'émetteur précitée de chaque côté dudit trajet. 11.- Dispositif selon la revendication 5 ou 10, caractérisé en ce que la seconde région d'émetteur précitée contient une rainure de clavette s'étendant 20 transversalement dans la région sur une distance prédéterminée et complètement à travers la profondeur de celle-ci en s'étendant depuis le bord de ladite seconde région d'émetteur adjacent à la portion prédésignée précitée de la seconde région de base, ladite seconde 25 région de base s'étendant à travers la rainure de clavette jusqu'à la surface précitée; les moyens de contact comprenant un recouvrement par métallisation à l'intérieur de la frontière de ladite seconde région d'émetteur en étant en contact à la fois avec ladite seconde région 30 d'émetteur et avec ladite seconde région de base au-dessus de la rainure de clavette à l'extrémité intérieure de celle-ci; la portionde ladite seconde région de base, depuis les moyens de contact à travers la rainure de clavette jusqu'à ladite portion prédésignée de la seconde 35 région de base, définissant le trajet préféré précité d'écoulemen/de courant électrique. 12.- Dispositif selon la revendication 8 ou 10, caractérisé 72 02558 37 2126187 en ce qu'il comprend une zone métallisée s1étendant par-dessus la surface dudit dispositif jusqu'à une frontière vers l'extérieur de la seconde région de "base précitée et par-dessus la première région de base précitée 5 à l'exception d'une zone superposée à la portion prédésignée de la périphérie de ladite seconde région de base et des moyens isolant la zone métallisée de la surface précitée vers l'extérieur des moyens de contact. 13.- Dispositif selon la revendication 5, .caractérisé tO en ce que la seconde région d'émetteur précitée contient une rainure de clavette s'étendant transversalement dans la région sur une distance prédéterminée et complètement à travers la profondeur de celle-ci -en s'étendant depuis le bord de ladite seconde région 15 d'émetteur adjacent à la. poitrio^rédésignée précitée de la seconde région de base précitée, ladite seconde région de base .s'étendant à travers la rainure de clavette jusqu'à la surface précitée; les moyens de contact comprenant un revêtement par métallisation à l'intérieur de la 20 frontière de ladite seconde région d'émetteur en étant en contact à la fois avec ladite seconde région d'émetteur et avec ladite seconde région de base au-dessus de la rainure de clavette à l'extrémité intérieure de celle-ci; la portion de la seconde région de base,depuis les moyens-25 de contact à travers la rainure de clavette jusqu'à ladite portion prédésignée de ladite seconde région de base, définissant le trajet préféré précité d'écoulement de courant électrique; ledit dispositif comprenant en outre une zone métallisée s'étendant par-dessus la surface dudit 30 dispositif jusqu'à une frontière vers l'extérieur de ladite seconde régionde base et par-dessus la première région de base à l'exception d'une zone surmontant la portion prédésignée de la périphérie de la seconde région de base; et des moyens isolant ladite zone métallisée de ladite 35 surface vers l'extérieur desdits moyens de contact. 14.- Dispositif selon la revendication 13f caractérisé en ce que la première région d'émetteur précitée est composée 72 02558 2126187 d'un substrat de silicium dopé de type P, la première région de base précitée étant composée d'une couche épitaxiale de silicium .dopée de type N, eontigue à une surface sur ledit substrat, la seconde région 5 de base précitée étant composée de silicium dopé de type P contenu à l'intérieur d'une région définie de ladite couche épitaxiale à partir de ladite surface tandis que la seconde région d'émetteur précitée est composée de silicium dopé de type ÏT 10 contenu à l'intérieur d'une région définie de ladite seconde région de base à partir de ladite surface, la couche isolante précitée étant composée de dioxyde de silicium ou silice contigu à ladite surface dudit dispositifrlequel comprend en outre 15 une région d'isolation au silicium dopé de type P+, espacée de ladite seconde région de base et entourant celle-ci en étant limitée par la région- épitaxiale sur les deux côtés de celle-ci, en étant en contact avec ledit substrat. 20 15.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche isolante précitée en dessous de la zone métallisée à une épaisseur o inférieure à environ 2000 A . 16. -Dispositif selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un anneau électriquement conducteur entourant complètement la seconde région d'émetteur précitée à la surface précitée centralement au-dessus de la seconde région de base précitée,, le trajet préféré précité étant 30 situé entre les moyens de contact précités et ledit anneau. 17.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réaliser le trajet préféré précité d'écoulement 35 72 02558 39 2226187 18.- Dispositif selon la revendication 17, caractérisé' en ce que la seconde région d'émetteur précitée contient un trou à travers lequel la seconde région de "base "précitée s'étend jusqu'à la surface dudit "dispositif, mentionnée 5 en premier lieu, ledit trou étant disposé plus près ' de la périphérie de ladite seconde région d'émetteur adjacente à la portion prédésigjhéë précitée de ladite " seconde région de hase; les moyens de" contact précités comprenant un recouvrement par métallisation à J.'intérieur \ _ ; 10 de la frontière de ladite seconde région d'émetteur en étant en contact à la fois avec ladite seconde région ' " d'émetteur et avec ladite seconde région- de "base au-dessus dudit trou, à ladite surface. - 19.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé 15 en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réaliser' le trajet préféré précité d'écoulement de courant électrique à travers la seconde région de base précitée délimitée et restreinte par des portions de la seconde région d'émetteur précitée de chaque côté dudit trajet. " 20 20.- Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la seconde région d'émetteur précitée contient une rainure de clavette s'étendant transversalement dans la région sur une distance prédéterminée et complètement à travers la profondeur de celle-ci en s'étendant depuis 25 le bord de ladite seconde région d'émetteur, adjacent à la portion prédésignée précitée de la seconde région de base précitée,:, ladite seconde région de base s'étendant à travers la rainure de clavette jusqur à la surface précitée; les moyens de contact comprenant 30 un recouvrement par métallisation à 1'intérieur de la frontière de ladite seconde région d'émetteur en étant en contact à la fois avec ladite seconde région d'émetteur, et avec ladite seconde région de base au-dessus de la rainure de clavette à l'extrémité intérieure de celle-ci. 35 21.- Dispositif selon l'une des-revendications 16 à 18, caractérisé en ce que l'anneau conducteur précité ' -est constitué par une-couche de métallisation annulaire 72 02558 40 2126187 disposée de façon adhérente sur la surface dudit dispositif. 22.- Dispositif selon l'une des revendications 16 à 18'caractérisé en ce que l'anneau conducteur précité estconstitué par un anneau fortement dopé de semiconducteurt dopé avec un élément provenant du même groupe du tableau de classification"périodique que l'agent dopant dé la seconde région de base précitée, -contenu dans ladite seconde région de ,base à la surface précitée. ;;