[其他]半導(dǎo)體器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88101587
• 申請日: 1988-03-25
• 公開（公告）號: CN88101587A
• 公開（公告）日: 1988-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彼得·阿爾曼拉德;吉利·德勞希;于爾格·芬格勒;奧托·庫恩
• 申請（專利權(quán)）人: BBC勃朗·勃威力有限公司
• 主分類號: H01L29/60
• 分類號: H01L29/60;H01L29/74;H01L23/48
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 程天正,肖掬昌

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，該器件包括一個半導(dǎo)體基片，在該基片的一主表面上有一個與主電極相接觸的區(qū)域和一個與控制電極相接觸的區(qū)域;與半導(dǎo)體基片相接觸的一個控制電極和一個主電極，該主電極具有一個凹槽，在該凹槽內(nèi)容納控制電極和一個把控制電極壓在半導(dǎo)體基片上的彈簧;以及一個控制電極的引出線。

一些功率較大的可控半導(dǎo)體器件其特征在于，大電流只在控制電極上存在一個短時間。例如，這些器件包括閘門關(guān)斷（GTO）閘流管，在這些器件中為切斷元件需要大電流。為了使此類半導(dǎo)體器件正常工作，至關(guān)重要的是要求對半導(dǎo)體基片的整個閘門區(qū)域無延遲而均勻地提供電流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用一種環(huán)形結(jié)構(gòu)的控制電極極容易實現(xiàn)此點。

而重要的事情是要尋求一種布局，使設(shè)置在半導(dǎo)體基片同一主表面上的主電極和控制電極的接觸區(qū)域能準(zhǔn)確地與主電極和控制電極相接合。

DE-A1-3538815公開了這樣一種可能的布局。其相應(yīng)的器件介紹如下。

一個園形半導(dǎo)體基片，在其一個主表面上呈現(xiàn)一個與主電極相接觸的區(qū)域和一個與控制電極相接觸的區(qū)域。與控制電極相接觸的區(qū)域是環(huán)形的，因而，與主電極相接觸的區(qū)域被分為兩個分離的區(qū)域（一個園和一個閉環(huán)）。主電極是園板形的，在面向半導(dǎo)體基片一側(cè)，具有一個環(huán)形凹槽，在其內(nèi)容納一個環(huán)形控制電極，控制電極設(shè)置在凹槽內(nèi)，在其豎直方向上可移位，并借助一個同時也設(shè)置在凹槽內(nèi)的螺旋彈簧，使其保持與半導(dǎo)體基片接觸。

一種涂敷于控制電極上的氟化塑料膜被用作控制電極與主電極之間的絕緣物。控制電極面向半導(dǎo)體基片的一側(cè)未被塑料膜封閉，并為了減小接觸電阻，敷以銀層。

控制電極通過一根導(dǎo)線引出。在主電極與半導(dǎo)體基片之間設(shè)置一個起加強(qiáng)作用的鉬板，它同時也可以減少半導(dǎo)體基片的熱應(yīng)力。

控制電極的制法如下。取一個有予定尺寸和尺寸公差的（例如銅質(zhì)的）金屬環(huán)，用掩模法使其表面形成與半導(dǎo)體基片相接觸的接觸區(qū)域和與引線的連結(jié)點，并噴涂所要求的塑料，形成對主電極的絕緣膜。將導(dǎo)線焊接在控制電極上專供焊引線的位置。在面向半導(dǎo)體基片的無塑料層的表面上敷以銀層，并作回火熱處理。

上面介紹的，在DE-A1-3538815中公開的半導(dǎo)體器件的問題在于，它缺乏足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以及生產(chǎn)成本高。對于控制電極來說，尤其如此。已發(fā)現(xiàn)，采用塑料涂敷，在實用上是危險的。一方面，塑料的選用事實上受限制，因為它必須與控制電極的金屬表面粘得牢才行;另一方面，不易形成均勻而不開裂的塑料膜層。而且，使用掩模技術(shù)總是高成本的。

本發(fā)明的目的是，提出一種如下所述的半導(dǎo)體器件，使其控制電極可容易又準(zhǔn)確地加以安置，并以均勻分布的壓力保持與半導(dǎo)體基片相接觸，而且，以簡單可靠的方法與主電極相絕緣。

實現(xiàn)所述目的之解決辦法是如附圖所示，采用一個分立的絕緣體（8），使得將控制電極（4）與主電極（3）互相絕緣，控制電極（4）可在垂直于主電極（2）的方向上相對于絕緣體（8）位移。

從以下的敘述中，可以看到本發(fā)明實現(xiàn)的各種優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件包括：一個半導(dǎo)體基片，在該基片的一主表面上有一個與主電極相接觸的區(qū)域和一個與控制電極相接觸的區(qū)域;與半導(dǎo)體基片相接觸的一個控制電極和一個主電極;以及一個控制電極引出線。該主電極具有一個凹槽，在該凹槽內(nèi)容納一個控制電極和一個把控制電極壓在半導(dǎo)體基片上的彈簧。此外，在凹槽內(nèi)還設(shè)置有一個分立的絕緣體，用以將主電極與可以相對絕緣體移動的控制電極隔開。

采用分立的絕緣體，使得絕緣體材料的選擇可有極大的自由度，而不必僅限于是能與金屬控制電極粘結(jié)良好的塑料。此外，由于完全省去掩模方法的采用，大大簡化控制電極的制作。

按本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，絕緣體呈現(xiàn)U型截面，按套筒方法襯在凹槽之內(nèi)，并使該U型截面上的兩個端部自凹槽凸出。這就使得作為加強(qiáng)板的鉬盤可簡單而準(zhǔn)確地裝在電極和半導(dǎo)體基片之間。

下面，參考附圖1～3，借助對實施例的說明來闡述本發(fā)明。

圖1表示根據(jù)已有技術(shù)的一種具有環(huán)形控制電極的半導(dǎo)體基片的透視圖。

圖2表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個實施例的軸向剖面圖。

圖3a表示一個環(huán)形波紋彈簧的剖面圖。

圖3b表示該波紋彈簧的頂視圖。

圖1中表示一個園形半導(dǎo)體基片1，在其內(nèi)按通常方法，安置一個閘門關(guān)斷閘流管。根據(jù)已有技術(shù)，該半導(dǎo)體基片1在其一個主表面2有一個陰極區(qū)域及一個控制極區(qū)域，它們按手指形狀互相銜接，如所公知。該控制極區(qū)域與一個也是公知的環(huán)形控制電極4相接觸。此外，圖1中表示出控制電極引出線7。