181246. lajstromszámú szabadalom • Nagyfeszültségű szilárdtest kapcsoló
181246 6 anód tartomány és a 24 katód tartomány között, amíg a félvezető 16 testnek a 20 kapu tartomány alatti része egészen a 14 dielektromos rétegig pozitívabb potenciálon van, mint a 18 anód tartomány, a 24 katód tartomány és a 22 tartomány. Egy jellemző megvalósítás adatai a következők lehetnek. A 12 hordozó n típusú, 0,46-0,56 mm vastag szilícium lap, szennyezettségi koncentrációja 2 • 10ld szennyező/cm"1, amely 1 íím-nél nagyobb fajlagos ellenállásnak felel meg. A többi méretet a beviendő 16 testek mérete és száma határozza meg. A 14 dielektromos réteg szilicium-dioxid réteg, 2—4/rm vastagságú. A 16 test szokásosan 30—55 jrm vastag, megközelítőleg 430 jum hosszú, 300 jam széles és n- vezetési típusú, és szennyezettsége körülbelül 5—9 • 1013 szennyezői cm3. A 18 anód tartomány ç* vezetési típusú, szokásosan 2—4 jam vastag, 44 jim széles, 52 jam hosszú és szennyezettsége megközelítőleg 1019 szennyező/cm3 vagy több. A 28 elektród szokásosan 1,5 jam vastagságú, 84 jam szélességű, 105 jam hosszúságú alumínium. A 20 kapu tartomány n+ vezetési típusú, szokásosan 2-20 jam vastag, 15 jam széles, 300 jum hosszú, és szennyezettsége megközelítőleg 1019 szennyező/cm3 vagy több. A 30 elektród 1,5 jam vastagságú, 50 ,um szélességű és 340 pm hosszúságú alumínium. A 28 és a 30 elektród, valamint a 30 és 32 elektród szomszédos éleinek távolsága szokásosan mindkét esetben 40 jam. A 22 tartomány g vezetési típusú, szokásosan 3-6 jum vastag, 64 pm széles, 60 pm hosszú és szennyezettsége körülbelül 101 —1018 szennyező/ /cm3. A 24 katód tartomány n+ vezetési típusú, szokásosan 2 pm vastag, 48 pm széles, 44 pm hosszú és szennyezettsége megközelítőleg 1019'szennyező/cm3 vagy több. A 32 elektród 15 pm vastagságú, 104 pm szélességű, és 104 pm hosszúságú alumínium. A 18 és 22 tartományok végei, valamint a 16 test megfelelő végei közti távolság szokásosan 55 pm. A 18 anód tartomány és a 20 kapu tartomány közötti távolság szokásosan 74 pm, akárcsak a 20 kapu tartomány és a 22 tartomány közötti távolság. A 34 tartomány n+ vezetési típusú, szokásosan 2 pm vastag, 26 pm széles és 26 pm hosszú, és szennyezettsége 10*9 szennyező/cm3 vagy több. A 36 elektród 1,5 pm vastagságú, 26 pm szélességű és 26 pm hosz '"’’'ságú alumínium. A leírt megvalósítások célja a találmány általános elveinek ismertetése. Különféle módosítások lehetségesek összhangban a találmány szellemével. Például a 12 hordozó akár p vezetési típusú szilícium, gallium-arzenid, zafír lehet, vezető vagy elektromosan nem vezető anyag. Ha a 12 hordozó elektromosan nem vezető anyag, akkor a 14 dielektromos réteg elhagyható. Továbbá a 16 test légszigetelt felépítésű is lehet. Ez lehetővé teszi a 12 hordozó elhagyását. Ezenfelül az elektródok szennyezett poliszilíciumból, aranyból, titánból vagy más vezető típusú anyagból állhatnak. Továbbá a szennyezettségi szintek, a különféle tartományok közötti távolságok, valamint a tartományok egyéb méretei úgy állíthatók be, hogy a leírtaktól jelentősen eltérő működési feszültségek és áramok legyenek használhatók. Ezen túlmenően más típusú dielektromos anyagok, mint szilícium-nitrid, helyettesíthetik a szilícium-dioxidot. 5 Továbbá megfordítható a dielektromos rétegen belüli összes tartomány vezetési típusa, amennyiben a feszültségek polaritását ismert módon, megfelelően megváltoztatjuk. Továbbá elektromos kontaktus létesíthető a 22 tartományhoz. A 22 tartomány ellenállásától függően a hozzá való elektromos kontaktus történhet közvetlenül a 22 tartományra, vagy egy p- típusú félvezető kontakt tartomány létesíthető a 22 tartomány egy részében. Ezután a 22 tartomány úgy használható, mint a 10 szerkezet második kapu tartománya. Belátható, hogy ha két, találmány szerinti szerkezetet úgy használunk, hogy az egyik katódját a másik anódjára kötjük és az első 20 kapu tartományokat közösítjük, kétirányú kapcsolót kapunk, amely váltó- vagy egyenáramú működést tesz lehetővé. Szabadalmi igénypontok: 1. Kapcsoló eszköz, amely főtömegében első vezetési típusú félvezető testből (16), a testen (16) belül elhelyezett, az első vezetési típussal ellentétes második vezetési típusú első anód tartományból (18). egy a testen (16) belül elhelyezett első vezetési típusú második katód tartományból (24), második vezetési típusú harmadik tartományból (22) - amely körülveszi a második tartományt és azzal érintkezik —, valamint a testben (16) elhelyezett első vezetési típusú kapu tartományból (20) áll; az. első anód (18), a harmadik (22) és a kapu tartományt (20) közösen a félvezető test (16) főtömegének részei választják el egymástól, és valamennyien benne vannak a test (16) első fő síkjában, a test (16) főtömegének ellenállása nagyobb az első anód (18), a második katód (24), a harmadik (22) és a kapu tartomány (20) ellenállásánál, azzal jellemezve, hogy a kapu tartomány (20) közvetlenül az első anód tartomány (18) és a második tartomány (27) között helyezkedik el. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsoló eszköz kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a félvezető testet (16) a félvezető hordozótól (12) dielektromos réteg (14) választja el. 3. A 2. igénypont szerinti kapcsoló eszköz kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy több eszköz egyazon félvezető hordozón (12) helyezkedik el, és egyiket a másiktól dielektromos réteg (14) szigeteli el 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eszköz kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a félvezető hordozóhoz külön elektród csatlakozik. 5. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eszköz kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a félvezető hordozó (12) n vagy p vezetési típusú, a félvezető test, valamint a máso’dik és harmadik tartomány n vezetési típusú, az első és negyedik tartomány p vezetési típusú, az első, második és harmadik tartomány ellenállása kisebb, mint a félvezető test főtömegéé, és a negyedik tartomány ellenállása az első tartományé és a félvezető test főtömegéé közé esik. 6. Az 5. igénypont szerinti eszköz kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a félvezető hordozóra (12) külön elektród (36) csatlakozik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
