FR3069957A1 - Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere - Google Patents

Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere Download PDF

Info

Publication number
FR3069957A1
FR3069957A1 FR1757427A FR1757427A FR3069957A1 FR 3069957 A1 FR3069957 A1 FR 3069957A1 FR 1757427 A FR1757427 A FR 1757427A FR 1757427 A FR1757427 A FR 1757427A FR 3069957 A1 FR3069957 A1 FR 3069957A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
type
switch
trigger
region
box
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1757427A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3069957B1 (fr
Inventor
Samuel Menard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics Tours SAS
Original Assignee
STMicroelectronics Tours SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics Tours SAS filed Critical STMicroelectronics Tours SAS
Priority to FR1757427A priority Critical patent/FR3069957B1/fr
Priority to US16/052,378 priority patent/US10707337B2/en
Publication of FR3069957A1 publication Critical patent/FR3069957A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3069957B1 publication Critical patent/FR3069957B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
    • H01L29/747—Bidirectional devices, e.g. triacs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42308—Gate electrodes for thyristors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
    • H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
    • H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66363—Thyristors
    • H01L29/66386—Bidirectional thyristors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
    • H01L29/7404—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action structurally associated with at least one other device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
    • H01L29/0839—Cathode regions of thyristors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

L'invention concerne un commutateur unidirectionnel dont la gâchette est référencée à l'électrode principale de face arrière comprenant : un substrat (1) N ; une couche d'anode (2) P recouvrant la face arrière ; un mur (7) P entourant les faces latérales du substrat (1) ; des premier et deuxième caissons (4, 9) P formés du côté de la face avant du substrat ; une région de cathode (3) N formée dans le premier caisson (4) ; une région de gâchette (8) N formée dans le deuxième caisson (9) ; une métallisation de gâchette (M3') recouvrant la région de gâchette (8) N et une partie du deuxième caisson (9) P ; et une bande (12) P formée dans le substrat et reliant une portion d'un côté du deuxième caisson (9) à une partie supérieure dudit mur (7).

Description

La présente demande concerne un unidirectionnel et plus particulièrement un unidirectionnel vertical à gâchette référencée à principale de face arrière. La présente demande concerne en outre l'association de ce commutateur unidirectionnel à un thyristor pour former un commutateur bidirectionnel.
Exposé de l'art antérieur
Les figures IA et IB sont des reproductions des figures 2A et 2B du brevet européen EPI076366 de la demanderesse. Les figures IA et IB sont une vue en coupe et une vue de dessus d'un commutateur bidirectionnel monolithique. Seules les parties gauches des figures IA et IB seront commentées, chacune de ces parties étant délimitée de la partie droite par une droite D en pointillés. Ces parties gauches correspondent à un commutateur unidirectionnel Thl à gâchette référencée à l'électrode principale de face arrière Al.
Le commutateur Thl comprend un substrat 1 en silicium faiblement dopé de type N. La face arrière du substrat 1 est recouverte d'une couche 2 dopée de type P formant l'anode du commutateur. Une métallisation d'anode Ml recouvre la couche 2 et
B16080 - 17-TO-0134 forme l'électrode principale de face arrière Al. Les faces latérales du substrat 1 sont entièrement recouvertes par un mur 7 dopé de type P.
Un caisson 4 dopé de type P est formé à partir de la face avant du substrat 1. Une région 3 dopée fortement de type N est formée dans la partie supérieure du caisson 4. Une métallisation de cathode M2 recouvre la face supérieure de la région 3 et forme l'électrode principale de face avant A2.
Un caisson 9 dopé de type P est également formé à partir de la face supérieure du substrat 1. Le caisson 9 a, en vue de dessus, une forme rectangulaire et est en contact sur toute sa longueur et ses petits côtés avec le mur 7 de type P, comme cela est représenté en figure IB. Une région de gâchette 8 dopée fortement de type N est formée dans la partie supérieure du caisson
9. Une métallisation M3 recouvre la face supérieure de la région et forme l'électrode de gâchette G. Dans ce type de structure, l'électrode de gâchette G est référencée à l'électrode de face arrière Al qui constitue l'anode du commutateur.
Des courts-circuits d'émetteur peuvent être réalisés dans la région 3 de cathode dopée de type N. De même, une région d'arrêt de canal dopée de type N peut être formée dans le substrat 1 autour du caisson 4. Les courts-circuits d'émetteur et la région d'arrêt de canal ne sont pas représentés en figures IA et IB.
Le fonctionnement de ce commutateur est présenté en détail dans le brevet EP1076366. Pour le déclenchement, tandis qu'une tension négative est appliquée sur l'électrode A2 par rapport à l'électrode Al, une tension négative est appliquée sur la gâchette G par rapport à l'électrode Al. Un courant de gâchette ip circule entre la gâchette et l'anode et déclenche un thyristor auxiliaire Tha, formé par la couche 2, le substrat 1, le caisson et la région 8. Le thyristor Tha laisse alors passer un courant ic et déclenche le commutateur Thl. Un courant Iyhi traverse alors le commutateur Thl.
B16080 - 17-TO-0134
Il serait souhaitable de pouvoir améliorer au moins en partie certains aspects des commutateurs bidirectionnels connus et en particulier leur tenue en dV/dt.
Résumé
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un commutateur unidirectionnel à tenue en dV/dt améliorée.
Une autre mode de réalisation prévoit un commutateur bidirectionnel à tenue en dV/dt améliorée.
Plus particulièrement on prévoit un commutateur unidirectionnel dont la gâchette est référencée à l'électrode principale de face arrière, comprenant : un substrat de type N ; une couche d'anode de type P recouvrant la face arrière ; un mur de type P entourant les faces latérales du substrat ; des premier et deuxième caissons de type P formés du côté de la face avant du substrat ; une région de cathode de type N formée dans le premier caisson ; une région de gâchette de type N formée dans le deuxième caisson ; une métallisation de gâchette recouvrant la région de gâchette de type N et une partie du deuxième caisson de type P ; et une bande de type P formée dans le substrat et reliant une portion d'un côté du deuxième caisson à une partie supérieure dudit mur.
Selon un mode de réalisation, la région de gâchette de type N a, en vue de dessus, une forme rectangulaire comprenant une échancrure au bord de sa partie centrale du côté de la région d'anode.
Selon un mode de réalisation, ladite bande a une largeur comprise entre 10 et 50 % de la longueur du côté du deuxième caisson relié à la bande.
Selon un mode de réalisation, la région de cathode de type N est traversée par des courts-circuits d'émetteur.
Un autre mode de réalisation prévoit un commutateur bidirectionnel comprenant une puce de thyristor à gâchette de cathode et une puce de commutateur unidirectionnel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel : les gâchettes du thyristor et du commutateur (ACS) unidirectionnel sont
B16080 - 17-TO-0134 connectées ; la cathode du commutateur unidirectionnel et l'anode du thyristor sont connectées ; et l'anode du commutateur unidirectionnel et la cathode du thyristor sont connectées à une électrode de référence.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
les figures IA et IB, décrites précédemment, reprennent les figures 2A et 2B du brevet EP1076366 ;
les figures 2A et 2B sont une vue en coupe et une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un commutateur unidirectionnel à gâchette référencée à l'électrode principale de face arrière ; et la figure 3 représente un circuit électronique d'un mode de réalisation d'un commutateur bidirectionnel.
Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes avant, arrière, gauche, droite, ou relative, tels que les termes dessus et supérieur, il est fait référence à l'orientation des figures. Sauf précision contraire, l'expression de l'ordre de signifie à 10 % près, de préférence à 5 % près.
Les figures 2A et 2B sont une vue en coupe et une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un commutateur unidirectionnel à gâchette G référencée à l'électrode de face arrière Al. La figure 2A est une vue en coupe suivant la droite AA de la figure 2B. La forme des métallisations présentes en face avant est désignée par des pointillés en figure 2B.
B16080 - 17-TO-0134
Les figures 2A et 2B présentent des structures semblables à celles des parties gauches des figures IA et IB. De mêmes éléments qu'en figure 1 sont désignés par les mêmes références en figures 2A et 2B. On y retrouve le substrat 1 dopé de type N dont la face arrière est recouverte par une couche d'anode 2 dopée de type P et dont les faces latérales sont recouvertes d'un mur 7 dopé de type P. La région de cathode 3 dopée de type N est là encore formée en face avant, dans le caisson 4 dopé de type P qui est lui-même formé dans le substrat 1. La région de gâchette 8 est formée en face avant, dans le caisson 9 dopé de type P.
Dans ce mode de réalisation, des courts-circuits d'émetteur 10 sont représentés dans le caisson de cathode 3. Ces courts-circuits d'émetteur 10 relient la métallisation M2 au caisson 4 en traversant la région 3.
Une différence entre le commutateur des figures IA et IB et le présent mode de réalisation est que, en figures IA et IB, la métallisation de gâchette ne recouvre que la région de gâchette 8 dopée de type N, alors que, en figures 2A et 2B, la métallisation de gâchette, référencée M3', recouvre en partie le caisson 9 dopé de type P. Un avantage de cette différence est de désensibiliser le contact de gâchette, c'est-à-dire de rendre le commutateur moins sensible aux déclenchements parasites en dV/dt.
Comme cela est illustré en figure 2B, une autre différence est que le caisson 9 n'est pas relié au mur 7 sur toute sa longueur et par ses petits côtés. Le caisson 9 n'est relié au mur 7 que par une bande 12 dopée de type P. La bande 12 est en contact avec une portion du caisson 9 de longueur comprise entre 10 et 50 % de la longueur totale du caisson 9. Cette structure permet de réduire la résistance électrique entre la métallisation de gâchette et la métallisation de face arrière. Dans un commutateur du type de celui de la figure 1 cette résistance est par exemple de l'ordre de 1 ΜΏ alors que celle du présent mode de réalisation est par exemple comprise entre 100 et 300 Ω. La résistance étant moins élevée, le déclenchement du commutateur
B16080 - 17-TO-0134 nécessite une tension de gâchette plus forte que celle d'un commutateur du type de celle de la figure 1. Le contact de gâchette est alors moins sensible aux variations de tension (dV/dt).
La région 8 dopée de type N a une forme générale rectangulaire. Une échancrure 14 est par exemple formée du côté de la région 8 opposé à la liaison par la bande 12 entre le caisson 9 et le mur 7. Dans le cas de la figure 2B, la métallisation de gâchette M3' a une forme rectangulaire. La métallisation de gâchette M3' recouvre en partie la région 8 et en partie le caisson 9. Plus particulièrement, les extrémités les plus à droite sur la figure 2B de la région 8 ne sont pas recouvertes par la métallisation M3'. De plus, la métallisation de gâchette dépasse sur le caisson 9 du côté gauche et dans l'échancrure de la région 8. Cette forme particulière de la région 8 contribue à l'insensibilisation de la gâchette tout en facilitant l'amorçage de la structure.
Ainsi, le commutateur unidirectionnel des figures 2A et 2B présente une meilleure tenue face aux déclenchements parasites en dV/dt puisque le contact de gâchette est moins sensible.
En pratique, une région d'arrêt de canal fortement dopée de type N entoure le caisson 4 mais n'est pas représentée ici.
La figure 3 est un schéma électrique d'un commutateur bidirectionnel utilisant, sous forme de deux éléments discrets, un commutateur unidirectionnel ACS du type de celui des figures 2A et 2B, et un thyristor à gâchette de cathode Th.
Le commutateur unidirectionnel ACS est représenté par un symbole du type de celui d'un thyristor classique à la différence que le contact de gâchette disposé côté cathode (A2) est relié par des pointillés à l'anode (Al) . Ce symbole reflète la structure du commutateur des figures 2A et 2B dans laquelle la région de gâchette 8 est reliée à la couche d'anode 2 du commutateur par le mur 7. Cette région de gâchette 8 est localisée côté cathode (A2), en face avant du commutateur.
Le commutateur ACS et le thyristor Th sont connectés en antiparallèle entre une borne de référence GND, par exemple la
B16080 - 17-TO-0134 masse, et une borne de sortie Out. Ainsi, l'anode du commutateur ACS et la cathode du thyristor Th sont connectées à la borne de référence GND, et la cathode du commutateur ACS et l'anode du thyristor sont connectées à la borne de sortie Out. De plus, les gâchettes du commutateur ACS et du thyristor Th sont connectées et forment la gâchette Gpo-)- du commutateur bidirectionnel.
Le fonctionnement du commutateur bidirectionnel va maintenant être décrit.
Lorsque la borne de sortie Out est positive par rapport à la borne de référence GND, le thyristor Th est susceptible de devenir passant et le commutateur ACS est bloqué. En appliquant une tension sur la gâchette Gpo-)- positive par rapport à la tension sur la borne de référence GND, le thyristor Th devient passant. A noter que, selon sa structure, le thyristor classique Th pourrait également être commandé par une tension de gâchette négative par rapport à la tension de la borne de référence.
Lorsque la borne de sortie Out est négative par rapport à la borne de référence GND, le thyristor Th est bloqué et le thyristor ACS est susceptible de devenir passant. En appliquant une tension négative sur la gâchette Gpo-)- par rapport à celle de la borne de référence GND, le commutateur ACS devient passant.
Lorsqu'une surtension (dV/dt) positive arrive sur la borne de sortie Out, le thyristor Th est susceptible de devenir passant à cause du déclenchement d'un thyristor parasite existant dans la structure du commutateur ACS, illustré en figures 2A et 2B. Ce thyristor parasite est formé entre les électrodes A2 et G, par le court-circuit d'émetteur 10 et le caisson 4 de type P, le substrat 1 de type N, le caisson 9 de type P et la région 8 de type N. Ce thyristor parasite est donc connecté en figure 3 entre la borne de sortie Out et la gâchette Gpo-)-. Toutefois, le thyristor parasite du commutateur des figures 2A et 2B est peu sensible aux surtensions grâce à la présence du court-circuit, opéré par la métallisation M3', entre la région 8 de type N et le caisson 9 de type P. Ainsi le transistor parasite ne se déclenche pas en cas
B16080 - 17-TO-0134 de surtension et le commutateur bidirectionnel a une bonne tenue face au dV/dt.
Par contre, on notera que le thyristor parasite décrit ci-dessus existe dans la plupart des structures de commutateur unidirectionnel connues, il a alors de façon générale une sensibilité beaucoup plus élevée. Si on considère par exemple le commutateur unidirectionnel Thl présenté en relation avec les parties gauches des figures IA et IB, le thyristor parasite est présent entre les électrodes A2 et G comme en figures 2A et 2B.
Ce thyristor parasite est sensible car la métallisation M3 ne forme pas de court-circuit entre le caisson 9 et la région 8.
Un avantage du commutateur bidirectionnel de la figure 3 est qu'il est constitué d'un thyristor et d'un commutateur unidirectionnel formés sur deux puces différentes et qu'aucune de ces deux puces ne nécessite la mise en œuvre d'une étape de photolithographie en face arrière. Ceci permet en particulier de former les composants sur des plaquettes de silicium de diamètre supérieur à 6 pouces (soit 15,24 cm), par exemple de l'ordre de 8 pouces (soit 20,32 cm), pour lesquelles les équipements de photolithographie ne sont pas adaptés à effectuer des traitements sur les deux faces de la plaquette.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS
    1. Commutateur unidirectionnel dont la gâchette (G) est référencée à l'électrode principale de face arrière (Al), comprenant :
    un substrat (1) de type N ;
    une couche d'anode (2) de type P recouvrant la face arrière ;
    un mur (7) de type P entourant les faces latérales du substrat (1) ;
    des premier et deuxième caissons (4, 9) de type P formés du côté de la face avant du substrat f une région de cathode (3) de type N formée dans le premier caisson (4) ; une région de gâchette (8) de type N formée dans le deuxième caisson (9) r
    une métallisation de gâchette (M3') recouvrant la région de gâchette (8) de type N et une partie du deuxième caisson (9) de type P ; et une bande (12) de type P formée dans le substrat et reliant une portion d'un côté du deuxième caisson (9) à une partie supérieure dudit mur (7).
  2. 2. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel la région de gâchette (8) de type N a, en vue de dessus, une forme rectangulaire comprenant une échancrure (14) au bord de sa partie centrale du côté de la région d'anode (3).
  3. 3. Commutateur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite bande (12) a une largeur comprise entre 10 et 50 % de la longueur du côté du deuxième caisson (9) relié à la bande.
  4. 4. Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la région de cathode (3) de type N est traversée par des courts-circuits d'émetteur (10).
  5. 5. Commutateur bidirectionnel comprenant une puce de thyristor (Th) à gâchette de cathode et une puce de commutateur unidirectionnel (ACS) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel :
    B16080 - 17-TO-0134 les gâchettes (Gtot) du thyristor (Th) et commutateur (ACS) unidirectionnel sont connectées ;
    la cathode du commutateur (ACS) unidirectionnel l'anode du thyristor (Th) sont connectées ; et
    5 l'anode du commutateur (ACS) unidirectionnel et cathode du thyristor (Th) sont connectées à une électrode référence.
FR1757427A 2017-08-02 2017-08-02 Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere Expired - Fee Related FR3069957B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1757427A FR3069957B1 (fr) 2017-08-02 2017-08-02 Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere
US16/052,378 US10707337B2 (en) 2017-08-02 2018-08-01 One-way switch with a gate referenced to the main back side electrode

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1757427 2017-08-02
FR1757427A FR3069957B1 (fr) 2017-08-02 2017-08-02 Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3069957A1 true FR3069957A1 (fr) 2019-02-08
FR3069957B1 FR3069957B1 (fr) 2020-10-02

Family

ID=60020130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1757427A Expired - Fee Related FR3069957B1 (fr) 2017-08-02 2017-08-02 Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10707337B2 (fr)
FR (1) FR3069957B1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58134471A (ja) * 1982-02-05 1983-08-10 Mitsubishi Electric Corp 双方向サイリスタ
FR2535529A1 (fr) * 1982-11-03 1984-05-04 Licentia Gmbh Element de commutation semi-conducteur commande, comprenant au moins un thyristor et un element d'amorcage integres dans une pastille
EP1524767A2 (fr) * 2003-10-17 2005-04-20 St Microelectronics S.A. Structure de commutateur SCR à commande HF
US20110284921A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 Samuel Menard Hf-controlled bidirectional switch

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2712428B1 (fr) 1993-11-10 1996-02-09 Sgs Thomson Microelectronics Commutateur bidirectionnel à commande en tension.
FR2797525B1 (fr) 1999-08-09 2001-10-12 St Microelectronics Sa Commutateur bidirectionnel a performances en commutation ameliorees
US9455253B2 (en) * 2014-07-23 2016-09-27 Stmicroelectronics (Tours) Sas Bidirectional switch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58134471A (ja) * 1982-02-05 1983-08-10 Mitsubishi Electric Corp 双方向サイリスタ
FR2535529A1 (fr) * 1982-11-03 1984-05-04 Licentia Gmbh Element de commutation semi-conducteur commande, comprenant au moins un thyristor et un element d'amorcage integres dans une pastille
EP1524767A2 (fr) * 2003-10-17 2005-04-20 St Microelectronics S.A. Structure de commutateur SCR à commande HF
US20110284921A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 Samuel Menard Hf-controlled bidirectional switch

Also Published As

Publication number Publication date
FR3069957B1 (fr) 2020-10-02
US10707337B2 (en) 2020-07-07
US20190043972A1 (en) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2812972A1 (fr) Dispositif a semiconducteur consistant en un thyristor pour la protection contre les decharges electrostatiques
FR2982416A1 (fr) Dispositif electronique de protection contre les decharges electrostatiques
FR3053834A1 (fr) Structure de transistor
EP2960938B1 (fr) Composant de protection contre des surtensions
FR2993401A1 (fr) Transistor mos sur soi protege contre des surtensions
FR3095891A1 (fr) Circuit électronique
FR3039014B1 (fr) Protection de ligne telephonique contre les surtensions
EP3261129B1 (fr) Structure de diode
EP1076365B1 (fr) Commutateur statique bidirectionnel sensible
EP3276662B1 (fr) Structure de protection d'un circuit intégré contre les décharges électrostatiques
FR3069957A1 (fr) Commutateur unidirectionnel a gachette referencee a l'electrode principale de face arriere
EP1076366A1 (fr) Commutateur bidirectionnel à performances en commutation améliorées
EP0518790A1 (fr) Composant de protection bidirectionnel
EP1544919B1 (fr) Triac
FR3074961A1 (fr) Dispositif electronique de protection contre les decharges electrostatiques
EP3091572B1 (fr) Commutateur bidirectionnel de puissance
EP3226303A1 (fr) Composant de puissance protégé contre les surchauffes
FR3094837A1 (fr) Dispositif de protection contre des décharges électrostatiques
EP0599739A1 (fr) Thyristor et assemblage de thyristors à cathode commune
EP3754697A1 (fr) Composant monolithique comportant un transistor de puissance au nitrure de gallium
FR3092698A1 (fr) Assemblage comportant un composant vertical de puissance monté sur une plaque métallique de connexion
EP3588556A1 (fr) Composant électronique discret comprenant un transistor
FR2963984A1 (fr) Diode de shockley a faible tension de declenchement
FR2529015A1 (fr) Dispositif semi-conducteur a transistor supprimant la production de courant parasite
EP1132972A1 (fr) Dispositif écrêteur à résistance négative

Legal Events

Date Code Title Description
PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20190208

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

ST Notification of lapse

Effective date: 20220405