181028. lajstromszámú szabadalom • Nagyfeszültséű, záróréteges szilárdtest kapcsoló
MAGYAR népköztArsasAg SZABADALMI LEÍRÁS 181028 JpÉ||k Nemzetközi osztályozás: Bejelentés napja: 1979. XII. 10. (WE—612) Uniós elsőbbsége: 1978. XII. 20. (971 886) NSZOj : H 01 L 29/70 Amerikai Egyesült Államok ORSZÁGOS Közzététel napja: 1982. IX. 28. A> , . , f Szabadalmi Tar. . J TALALMANY! T(JLAJDO-l'\-^y/ HÏVATAr Megjelent: 1984. X. 31. Feltalálók: Szabadalmas: Hartman Adrian Ralph elektromérnök, Murray Hill, Murphy Bemard Thomas Western Electric Company, fizikus, Summit, Riley Terence James elektromérnök, Warren, Shackle Peter Incorporated, New York, William fizikus, Bridgewater, N. J., Amerikai Egyesült Államok Amerikai Egyesült Államok Nagyfeszültségű, záróréteges szilárdtest kapcsoló 1 2 A találmány nagyfeszültségű, záróréteges szilárdtest kapcsolóra, főleg a telefon kapcsolóberendezésekben és sok egyéb helyen alkalmazható nagyfeszültségű szilárdtest 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 rendelkezik egy olyan tartománnyal, amely egy kikapcsolt állapot létrehozása céljából lezárható, vagy egy bekapcsolt állapot megvalósítása végett erősen vezetővé tehető kettős töltéshordozó injektálás útján. A „kettős töltéshordozó injektálás” kifejezés arra vonatkozik, hogy az egyidejűleg injektált lyukak és elektronok a félvezetőben egy vezető plazmát hoznak létre. Az előbb említett kapcsolónak az a hátránya, hogy más, hasonló kapcsolóeszközökkel együttesen egy közös szubsztráturnon nehezen állítható elő. Problémát okoz az is, hogy a rács és a katód közötti távolságot rövidre kellene méretezni a vezérlő rácsfeszültség korlátozása érdekében. Ez a módszer azonban leszűkíti a használható feszültségtartományt, mivel csökkenti a rács és katód közötti letörési feszültséget. Ez a körülmény viszonylag kis feszültségű üzemmódra korlátozza az antiparaiel módon párbakapcsolt, vagyis katódjukkal a párjuk ánódjához csatlakozó kapcsolóeszközök használhatóságát. Kívánatos lenne, ha egy ilyen kettős eszközt nagyfeszültségű, kétirányú szilárdtest kapcsolóként lehetne használni. További probléma még az is, hogy a bázis tartományt célszerű volna erősen dopolni az anód és a rács közötti „punch-through” effektus elkerülése 5 végett, ez a dopolás azonban csökkentené az anód és a katód közti letörési feszültséget. A bázis tartó mány szélesítése útján lehetne ugyan korlátozni a „punch-through” effektust, de ezzel az eszköznek a bekapcsolt állapothoz tartozó ellenállását is megnö- 10 vélnénk. Kívánatos lenne olyan szilárdtest kapcsoló ti pus kifejlesztése, amely könnyen integrálható oly modor, hogy két vagy több kapcsoló egyidejűleg gyártható legyen egy közös szubsztrá turnon, és 15 mindegyik kapcsoló viszonylag nagy feszültség mindkét irányú zárására legyen képes. A jelen találmány szerinti eszközt olyan félvezető test alkotja, amely túlnyomó részében első vezetési típusú, továbbá egy főfelülettel rendelkezik, és egy 20 ellentétes vezetési típusú félvezető szubsztrátumon van kialakítva. A félvezető testben van egy lokális első- és egy lokális második tartomány. Az első tartomány első vezetési típusú, a második tartomány viszont az előbbivel ellentétes második vezetési tí- 25 pusú. Mindkét tartománynak van egy-egy olyan része, amely a főfelületig terjed. Mindkét tartomány viszonylag kis ellenállású a félvezető test tömegéhez képest. Az első tartomány az eszköz anódját, a második tartomány pedig annak katódját alkotja. 30 Mind az anód-, mind a katód tartomány önálló, kis 181028
