Тиристор

 

2 % т

Р

О П И С А Н И I 482837 изоьеитиния

Союз Советских

Социапистимеских

Респубпик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства № (22) Заявлено 12.06,67 (21) 1164548/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 30.08.75. Бюллетень №

Дата опубликования описания 09.03.76.

М. Кл. Н 01l 11/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.382.333 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Думаневич и В. E. Челноков (71) Заявитель (54) ТИРИСТОР

Данное изобретение относится к полупроводнико вым многослойным приборам.

Современные тиристоры способны блокировать напряжение в закрытом состоянии в лучшем случае порядка 2 — 3 кв, что обусловлено тем, что слой объемного заряда распространяется в обе базовые области, при этом эффективные толщины баз уменьшаются, коэффициент передачи тока возрастает, и это приводит к переключеншо приоора в проводящее состояние.

Цель изобретения — получение высоких напряжений в закрытом состоянии.

Оптимизация свойств сильноточной структуры по основным ее параметрам: прямому падению напряжения в открытом состоянии, маисимальному напряжению в закрытом состоянии и частотным свойствам — показывает, что для тиристоров сопротивление исходного кремния может быть выбрано порядка

150 ом см. При этом толщина базы должна быть не менее 250 — 300 мк, и это обеспечивает пробивные напряжения максимум до 3 кв, На чертеже изображена четырехслойная структура при прямом смещении, где

W — толщина области объемного заряда, а

W„p — разница между толщиной базы и шириной области пространственного заряда.

В этом случае ширина области пространственного заряда центрального р — и-перехо2 да Пе уже при напряжениях 100 вт достигает нижнего эмиттерного перехода Пз.

Это обусловлено тем, что структура тиристора изготовлена па кремнии с почти собственной проводимостью. Прилегающие к широкой базовой области р — и-переходы обладают повышенной скоростью рекомбинации, а следовательно, коэффициенты передачи тока у соответствующих триодов малы. При примыкаl0 нии области объемного заряда к р — n-переходу увеличение тока через структуру не происходит, так как имеет место большой ток утечки в р — n-переходе Пз.

Распределение напряженности электриче1б ского поля в области р — n-перехода, изготовл=нного,на кремнии с собст венной проводимостью, почти линейно без четко выраженного максимума (у существующих тиристоров максимум обязательно имеется) .

20 Критическое значение напряженности электрического поля Е,р, при котором наступает пробой в кремнйевом p — n-.ïåðåõîäå, ра вно 2Х 10 в/см. При толщине базы в

300 мк пробой наступает при внешнем напря25 жении порядка 6000 вт. Итак, сохраняя отношение толщины базы к диффузионной длиh не у предложенного тиристора таким, Зо как у существующих приборов, пробивные

482837

Составитель О. Федюкина

Редактор Г. Вигдарова Техред Т. Курилко Корректор Е Рожкова

Заказ 8209 Изд. № 1816 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал напряжения при прочих равных услошгях 00вышаются примерно в два раза.

Для регулирования коэффициентов .инжекции в р — и-переходе могут быть применены любые известные способы, как: — введение в область р — n-перехода примесей, повышающих скорость рекомбинации, например типа цинка, золота, с помощью процессов диффузии или эпитаксиального выращивания слоев; — введение в область объемного заряда р — n-перехода контролируемого количества радиационных дефектов одним из известных методов: либо используя неполный отжиг радиационных дефектов, возникающих при ионном легировании, либо дополнительной бомбардировкой полупроводниковой структуры частицами высокой энергии, в результате которой атомы легирующей примеси приводя сil ь эlc .êãðïnåñêè акгивиое состояние и д.

Таким образом, предлагаемая структура тиристора, выполненная на кремнии с проводимостью, близкой к собственной, позволяет обеспечить высоковольтность тиристоров.

10 Предмет изобретения

Тиристор, выполненный на основе многослойной структуры, например n — р — п — р-типа, отличающийся тем, что, с целью получе15 ния высоких напряжений в закрытом состоянии, одна из базовых областей изготовлена на материале с проводимостью, близкой к собственной, а р — n-переходы, прилегающие к этой области, обладают повышенной скоро20 стью рекомбинации.