181030. lajstromszámú szabadalom • Nagyfeszültségű dielektromosan szigetelt szilárdtest kapcsolóeszköz
MAGYAR SZABADALMI 181030 NÉPKÖZTARSASÄG LElRÁS Bejelentés napja: 1979. XII. 10. (WE-614) Nemzetközi osztályozás: NSZO3 : w Uniós elsőbbsége: 1978. XII. 20. (972,056, 972,021, 972,022) Amerikai Egyesült Államok H 01 L 29/70 ORSZÁGOS TAI.Ar.MANYI Közzététel napja: 1982. IX. 28, HIVATAL Megjelent: 1984. X. 31. Feltalálók: Szabadalmas: Hartman Adrian Ralph villamosmérnök, Murray Hill, Berthold Joseph Ernest fizikus, Stirling, Western Electric Company, Riley Terence James villamosmérnök, Warren, Shackle Peter William fizikus, Bridgewater, Incorporated, New York, N. Y., Mac Rae Alfred Urquhart fizikus, Berkeley Heights, N. J., Amerikai Egyesült Államok Amerikai Egyesült Államok Nagyfeszültségű, dielektromosan szigetelt szilárdtest kapcsoló eszköz A találmány szilárdtest kapcsoló eszközökre, főleg a telefon kapcsoló berendezésekben és sok egyéb helyen alkalmazható nagyfeszültségű szilárdtest kapcsoló eszközökre vonatkozik. Az IEEE Transactions on Electron Devices c. folyóirat 1976. augusztusi (Vol. ED—23, No. 8.) számában megjelent „A Field Terminated Diode” című közleményükben Douglas E. Houston és társai leírtak egy nagyfeszültségű, diszkrét, szilárdtest kapcsolót, amely vertikális felépítésű, és amelynek egyik tartománya egy kikapcsolt állapot létrehozása végett elzárható, vagy egy bekapcsolt állapot létrehozására erősen vezetővé tehető kettős töltéshordozó injektálás útján. Ennek a kapcsolónak hátránya, hogy nehezen integrálható, vagyis más hasonló kapcsolóeszközökkel együtt egy közös szubsztrátumon nehezen állítható elő. Másik probléma, hogy a kát ód és a rácsok közti távolságot rövidre kell méretezni azért, hogy csökkenteni lehessen a vezérlő rácsfeszültség nagyságát. Ez a módszer azonban leszűkíti a használható feszültségtartományt, mivel csökkenti a rács és katód közti letörési feszültséget. Ez a körülmény viszonylag kis feszültségű üzemmódra korlátozza az antiparallel módon párbakapcsolt, vagyis katódjukkal a párjuk anódjához csatlakozó eszközök használhatóságát. Kívánatos lenne, hagy egy ilyen kettős eszközt nagyfeszültségű kétirányú szilárdtest kapcsolóként lehetne használni. Továbbá probléma is, hogy a bázis tartományt célszerű volna erősen dopolni az anód és a rács közti „punch-through” effektus elkerülése végett, ez azonban csökkentené az anód és a katód közti letörési feszültséget. A bázis tartomány szélesítésével lehetne korlátozni a „punch-through” effektust, de ezzel az eszköznek a bekapcsolt álla- 5 pothoz tartozó ellenállását is megnövelnénk. Kívánatos lenne olyan szilárdtest kapcsoló típus kifejlesztése, amely könnyen integrálható oly módon hogy két vagy több kapcsoló egyidejűleg gyártható iegyen egy közös szubsztrátumon, és mindegyik kapíO csoló viszonylag nagy feszültség mindkét irányú zárására legyen képes. A jelen találmány szerinti eszköz egyik kiviteli alakját egy túlnyomó részében egyik vezetési típusú félvezető test alkotja, amely egy főfelülettel rendel- 15 kezik. Ezen a félvezető testen belül ki van alakítva egy lokalizált anód tartomány, amely szintén egyik vezetési típusú, továbbá egy lokalizált kapu- és katód tartomány, mely utóbbiak mindketten ellentétes vezetési típusúak. Az anód-, a kapu- és a katód 20 tartományok térbelileg el vannak választva egymástól, különálló elektróda csatlakozásokkal rendelkeznek, és viszonylag kis ellenállásnak a félvezető test tömegéhez viszonyítva. Az eszköz úgy van beállítva, hogy működés közben benne kettős töltéshordozó 25 injektálás megy végbe. További jellegzetessége, hogy az említett három tartomány mindegyikének egy darabja a félvezető test főfelületének is részét alkotja. Egy előnyös kiviteli alak esetében a félvezető test 30 egy dielektromos réteg segítségével el van szigetelve 181030
