JPS6226582B2 - - Google Patents
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- JPS6226582B2 JPS6226582B2 JP55026617A JP2661780A JPS6226582B2 JP S6226582 B2 JPS6226582 B2 JP S6226582B2 JP 55026617 A JP55026617 A JP 55026617A JP 2661780 A JP2661780 A JP 2661780A JP S6226582 B2 JPS6226582 B2 JP S6226582B2
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体基体主表面に形成された電極
膜と外部電極との接続が加圧力によりなされる、
いわゆる圧接型半導体装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method in which an electrode film formed on the main surface of a semiconductor substrate is connected to an external electrode by applying pressure.
The present invention relates to a so-called pressure contact type semiconductor device.
圧接型半導体装置は特に扱う電流が大きく、半
導体基体内部での発熱量が多いときに好適の構造
である。この構造の特徴は、半導体基体の主表面
上に設けられた電極膜と、半導体装置の最外部に
位置する外部電極との固定および両者の電気的接
続を鑞付け等の接着によらず、両者間に圧力を印
加して達成する点にある。このようにすれば、通
電時の半導体基体内での発熱に帰因する熱応力を
電極膜と外部電極間の滑動によつて解除できるの
である。外部電極として、半導体基体と熱膨張係
数が大きく異なる材料(例えば銅)を用いるとき
は、外部電極と電極膜間に熱膨張係数が半導体基
板と近似した材料(例えばタングステン)からな
るインターナルバツフア(Internal Buffer)を
用い熱応力を緩和することも広く行なわれてい
る。この場合、インターナルバツフアと電極膜お
よび外部電極とは圧力により固定される。 The pressure contact type semiconductor device has a structure suitable especially when the current to be handled is large and the amount of heat generated inside the semiconductor substrate is large. The feature of this structure is that the electrode film provided on the main surface of the semiconductor substrate and the external electrode located at the outermost part of the semiconductor device are fixed and electrically connected to each other without using adhesives such as brazing. This is achieved by applying pressure between them. In this way, thermal stress caused by heat generation within the semiconductor substrate during energization can be relieved by sliding between the electrode film and the external electrode. When using a material (e.g. copper) with a thermal expansion coefficient significantly different from that of the semiconductor substrate as the external electrode, an internal buffer made of a material (e.g. tungsten) with a thermal expansion coefficient similar to that of the semiconductor substrate is installed between the external electrode and the electrode film. It is also widely used to alleviate thermal stress using an internal buffer. In this case, the internal buffer, electrode membrane and external electrode are fixed by pressure.
従来、比較的大きな電力を扱うゲートターンオ
フ(以下、GTO)サイリスタ、電界効果サイリ
スタ、トランジスタ等の半導体スイツチング装置
にも上述の圧接構造を適用されている。これらの
半導体スイツチング装置では、スイツチング特性
を損なわずに大電流をスイツチングできるよう
に、半導体基体内に多数の単位素子が並設され、
インターナルバツフアあるいは外部電極によつて
それら単位素子の電極膜の一種が並列に接続され
る構造を採用している。 Conventionally, the above-described pressure contact structure has also been applied to semiconductor switching devices such as gate turn-off (hereinafter referred to as GTO) thyristors, field effect thyristors, and transistors that handle relatively large amounts of power. In these semiconductor switching devices, a large number of unit elements are arranged in parallel within a semiconductor substrate so that large currents can be switched without impairing switching characteristics.
A structure is adopted in which the electrode films of these unit elements are connected in parallel by an internal buffer or an external electrode.
このような従来例の構造とその欠点について、
インターナルバツフアを有するGTOサイリスタ
に関して、第1図によつて具体的に説明する。第
1図において、半導体基体1は、p型エミツタ
(アノード側エミツタ)層11、n型ベース(ア
ノード側ベース)層12、p型ベース(カソード
側ベース)層13およびn型エミツタ(カソード
側エミツタ)層14の積層構造を有する。半導体
基体1のアノード層11側の主表面にはタングス
テンのアノード電極5が鑞付されている。これと
反対側の主表面は凹凸状を呈している。凸部には
カソード層14が、凹部にはp型ベース層13が
露出しており、それぞれの露出面にカソード電極
膜2およびゲート電極膜3が形成されている。 Regarding the structure of this conventional example and its drawbacks,
A GTO thyristor with an internal buffer will be explained in detail with reference to FIG. In FIG. 1, a semiconductor substrate 1 includes a p-type emitter (anode-side emitter) layer 11, an n-type base (anode-side base) layer 12, a p-type base (cathode-side base) layer 13, and an n-type emitter (cathode-side emitter) layer 12. ) has a laminated structure of 14 layers. A tungsten anode electrode 5 is brazed to the main surface of the semiconductor substrate 1 on the anode layer 11 side. The main surface on the opposite side has an uneven shape. The cathode layer 14 is exposed in the convex portion, and the p-type base layer 13 is exposed in the concave portion, and a cathode electrode film 2 and a gate electrode film 3 are formed on each exposed surface.
カソード電極膜2は第1図aに示すように、半
導体基体1の主表面上に放射状に分割されて配置
されている。個々のカソード電極膜2に対応して
カソード層14も分割されており、それによつて
半導体基体1は多数の単位素子に分割されてい
る。なお、第1図aにおいて凹凸の境界線および
ゲート電極膜3は図面の煩雑化を避けるために図
示されていない。 As shown in FIG. 1a, the cathode electrode film 2 is arranged on the main surface of the semiconductor substrate 1 in a radially divided manner. The cathode layer 14 is also divided corresponding to the individual cathode electrode films 2, whereby the semiconductor substrate 1 is divided into a large number of unit elements. Incidentally, in FIG. 1a, the boundary line of the unevenness and the gate electrode film 3 are not shown in order to avoid complication of the drawing.
カソード電極膜2上には環状のインターナルバ
ツフア4が載置され、これにより多数の単位素子
のカソード電極膜が並列に接続される。インター
ナルバツフア4上には銅のカソード外部電極6が
載置されている。また、アノード電極5は銅から
なるアノード外部電極7に鑞付されている。
GTOサイリスタのゲート外部電極(図示せず)
は、ゲート電極膜3の中央に接続されインターナ
ルバツフアの貫通孔41およびカソード外部電極
6に設けられた凹部61、およびカソード外部電
極6の一部に設けられ凹部61と外部を連絡する
溝(図示せず)を通つて外部へ導かれる。 An annular internal buffer 4 is placed on the cathode electrode film 2, so that the cathode electrode films of a large number of unit elements are connected in parallel. A copper cathode external electrode 6 is placed on the internal buffer 4 . Further, the anode electrode 5 is brazed to an anode external electrode 7 made of copper.
GTO thyristor gate external electrode (not shown)
are a recess 61 connected to the center of the gate electrode film 3 and provided in the internal buffer through-hole 41 and the cathode external electrode 6, and a groove provided in a part of the cathode external electrode 6 and communicating the recess 61 with the outside. (not shown) to the outside.
カソードおよびアノード外部電極間には、それ
ぞれの外周に取付けられたフランジ(図示せず)
および半導体基体を内部に収納する絶縁筒(図示
せず)に設けられた他のフランジとを溶接するこ
とにより封止される。そして、使用時にはカソー
ド外部電極6とアノード外部電極7間に圧力が加
えられ、この加圧力によつてカソード外部電極6
とインターナルバツフア4およびインターナルバ
ツフア4とカソード電極膜2が電気的熱的に良好
に接続され、順方向電圧降下値を低くしかつ通電
時の発熱が外部冷却器へ伝わり易くするようにさ
れる。 A flange (not shown) attached to the outer periphery of each cathode and anode external electrode is provided between the cathode and anode external electrodes.
and another flange provided on an insulating cylinder (not shown) that houses the semiconductor substrate therein, and are sealed by welding together. When in use, pressure is applied between the cathode external electrode 6 and the anode external electrode 7, and this pressure causes the cathode external electrode 6 to
and the internal buffer 4, and the internal buffer 4 and the cathode electrode film 2 are well connected electrically and thermally, so that the forward voltage drop value is low and the heat generated during energization is easily transmitted to the external cooler. be made into
そのためには、上述の加圧力は所定値以上の値
が要求され、200Kg/cm2程度の圧力が通常用いられ
ている。例えば外径が2.5cm、内径が1.2cmのイン
ターナルバツフア4を用いた場合、インターナル
バツフア4とカソード外部電極6間の電気および
熱抵抗を低くするには一対の外部電極6,7間に
は全圧力として約760Kgの圧力が印加される。こ
の圧力は同時にインターナルバフア4とカソード
電極2間にも伝わり、両者間を電気的熱的に接続
する。 For this purpose, the above-mentioned pressing force is required to be a predetermined value or more, and a pressure of about 200 Kg/cm 2 is usually used. For example, when using an internal buffer 4 with an outer diameter of 2.5 cm and an inner diameter of 1.2 cm, in order to lower the electrical and thermal resistance between the internal buffer 4 and the cathode external electrode 6, a pair of external electrodes 6 and 7 is used. A total pressure of about 760 kg is applied between them. This pressure is simultaneously transmitted to the internal buffer 4 and the cathode electrode 2, thereby electrically and thermally connecting them.
ところが、本発明者等の実験によれば、カソー
ド外部電極6とインターナルバツフア4間の電気
および熱的接触を良好にする圧力は、インターナ
ルバツフア4とカソード電極膜2間には過大であ
ることが明らかとなつた。そのために、半導体装
置使用時の熱サイクルが加わることと相俟つて、
カソード電極膜2がクリープ現象をおこし、変形
することが明らかとなつた。変形が著しい場合に
はカソード電極膜2が隣接するゲート電極膜3と
接触してカソード・ゲート間が短絡したり、カソ
ード電極膜2が不均一に変形し、それが進んでイ
ンターナルバツフア4と半導体基体1との平行性
が保たれず、インターナルバツフア4の外周と半
導体基体1とが接触する事故が生じる。また、こ
のような事故を生じないまでも、クリープ現象に
よる変形のためにカソード電極膜2の厚さが薄く
なるとともにカソード電極膜2と半導体基体1と
が合金化され、半導体装置のスイツチング特性が
悪化する欠点があつた。 However, according to the experiments conducted by the present inventors, the pressure that makes good electrical and thermal contact between the external cathode electrode 6 and the internal buffer 4 is too high between the internal buffer 4 and the cathode electrode film 2. It became clear that. For this reason, together with the addition of thermal cycles during use of semiconductor devices,
It became clear that the cathode electrode film 2 caused a creep phenomenon and was deformed. If the deformation is significant, the cathode electrode film 2 may come into contact with the adjacent gate electrode film 3, resulting in a short circuit between the cathode and the gate, or the cathode electrode film 2 may become unevenly deformed, which progresses and causes internal buffer 4. Since the parallelism between the internal buffer 4 and the semiconductor substrate 1 is not maintained, an accident may occur in which the outer periphery of the internal buffer 4 and the semiconductor substrate 1 come into contact with each other. Furthermore, even if such an accident does not occur, the thickness of the cathode electrode film 2 becomes thinner due to deformation due to the creep phenomenon, and the cathode electrode film 2 and the semiconductor substrate 1 become alloyed, causing the switching characteristics of the semiconductor device to deteriorate. There were flaws that worsened.
なお、このような欠点はカソード電極膜2とし
てアルミニウム等の比較的硬度の低い金属を使用
したときに著しいが、それ以外の金属を用いた場
合でも生じることがわかつた。 It has been found that although such defects are noticeable when a metal with relatively low hardness, such as aluminum, is used as the cathode electrode film 2, it also occurs when other metals are used.
上述の欠点を回避するために、一対の外部電極
間に加える全圧力を下げ、インターナルバツフア
4とカソード電極膜2間のクリープ現象による上
述の欠点が生じずかつ両者間の電気および熱的接
触が良好となるようにすることを検討した。しか
しその場合はインターナルバツフア4とカソード
外部電極6間の加圧力も下がり、それらの間の電
気および熱的接触が十分に行なわれないという新
たな問題が生じた。その結果、インターナルバツ
フア4とカソード外部電極6との熱低抗が増大し
て、半導体装置の冷却が十分行なわれないという
欠点を生じる。同じことは、アノード電極5とア
ノード外部電極7とを圧接する場合にもあてはま
る。 In order to avoid the above-mentioned disadvantages, the total pressure applied between the pair of external electrodes is lowered, so that the above-mentioned disadvantages due to the creep phenomenon between the internal buffer 4 and the cathode electrode film 2 do not occur, and the electrical and thermal We considered ways to ensure good contact. However, in that case, the pressing force between the internal buffer 4 and the cathode external electrode 6 was also reduced, and a new problem arose in that sufficient electrical and thermal contact between them was not achieved. As a result, the thermal resistance between the internal buffer 4 and the cathode external electrode 6 increases, resulting in the disadvantage that the semiconductor device cannot be cooled sufficiently. The same applies to the case where the anode electrode 5 and the anode external electrode 7 are brought into pressure contact.
本発明の目的は、上述の従来例の欠点を回避
し、広面積で圧接される電極部材間と狭面積で圧
接される電極部材間の圧接力の不調和を改善し、
いずれにおいても良好な電気および熱的接触を達
成した圧接型半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to avoid the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, improve the disharmony of the pressure contact force between electrode members that are pressure-welded over a wide area, and between electrode members that are pressure-welded over a narrow area,
The object of the present invention is to provide a press-contact type semiconductor device that achieves good electrical and thermal contact in both cases.
本発明の他の目的は、電極膜がクリープ現象に
よつて変形することのない圧接型半導体装置を提
供することにある。 Another object of the present invention is to provide a pressure contact type semiconductor device in which the electrode film is not deformed due to creep phenomenon.
上述の目的を達成するために本発明の特徴とす
るところは、一方の主表面に異なる種類の電極膜
が形成されている半導体基体と、半導体基体の一
方の主表面上の一種の電極膜に加圧接触された電
極部材と半導体基体の他方の主表面に接続された
他の電極部材を有するものにおいて、上述の一対
の電極部材間の加圧力を上述の一種の電極膜と分
担する手段を設けた点にある。すなわち、上述の
一種の電極膜と同様に上述の電極部材に加圧接触
される表面部分を有するが、それ自体は電流通路
とならない、調圧領域を有するようにした点にあ
る。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a semiconductor substrate having different types of electrode films formed on one main surface thereof, and a semiconductor substrate having different types of electrode films formed on one main surface of the semiconductor substrate. In a device having an electrode member brought into pressure contact with another electrode member connected to the other main surface of the semiconductor substrate, a means for sharing the pressing force between the above-mentioned pair of electrode members with the above-mentioned kind of electrode film is provided. It is at the point that I have set. That is, it has a surface portion that is brought into pressure contact with the electrode member described above, similar to the above-mentioned type of electrode film, but it has a pressure regulating region that does not itself serve as a current path.
上述の構成を採用することによつて、半導体基
体と電極部材、例えばインターナルバツフアとの
接触面積が調圧領域の分だけ増加するので、同じ
全圧力のもとでは半導体基体の電極膜に加わる単
位面積あたりの圧力が低下する。従つて、例えば
インターナルバツフアを有するものではインター
ナルバツフアと電極膜との電気、熱的接触を良好
に保ちつつ、両者間の単位面積あたりの圧力を低
下させ、電極膜の変形を防止することができる。
また、インターナルバツフアと外部電極間の圧力
は変化しないから、この間での電気、熱的接触も
良好に保たれる。更に、本発明に係る調圧領域は
電流通路とならないので、半導体基体の電気的特
性を何ら悪化させない。 By adopting the above configuration, the contact area between the semiconductor substrate and the electrode member, such as the internal buffer, increases by the pressure adjustment area, so that under the same total pressure, the electrode film of the semiconductor substrate The pressure per unit area applied decreases. Therefore, for example, in a device with an internal buffer, it is possible to maintain good electrical and thermal contact between the internal buffer and the electrode film while reducing the pressure per unit area between the two to prevent deformation of the electrode film. can do.
Furthermore, since the pressure between the internal buffer and the external electrode does not change, good electrical and thermal contact can be maintained between them. Furthermore, since the pressure regulating region according to the present invention does not serve as a current path, it does not deteriorate the electrical characteristics of the semiconductor substrate in any way.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第2図に本発明の一実施例である、インターナ
ルバツフアを有するGTOサイリスタの構造を示
す。 FIG. 2 shows the structure of a GTO thyristor with an internal buffer, which is an embodiment of the present invention.
第2図において、第1図と同じ部分は第1図に
おけると同じ符号で示されている。なお、一対の
外部電極は第2図では省略されている。 In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as in FIG. Note that the pair of external electrodes are omitted in FIG. 2.
第2図において、半導体基体1は動作領域とし
てのサイリスタ領域Aと、環状の調圧領域Bと、
領域Aと領域Bの間に介在する環状の隔離領域C
とから成る。サイリスタ領域Aの接合構造は第1
図における半導体基体1のそれと同等である。調
圧領域Bは、インターナルバツフア4とアノード
電極5間に、金属膜22、n+型層214、p型
13、n型層12、n+型層211からなる積層
構造を有する。隔離領域Cは、ゲート電極膜3と
アノード電極5間にp型層13、n型層12、
n+型層211から成る積層構造を有する。領域
Aのp型ベース層と領域BおよびCのp型層、領
域Aのn型ベース層と領域BおよびCのn型層は
それぞれ一体に形成されている。 In FIG. 2, the semiconductor substrate 1 includes a thyristor region A as an operating region, an annular pressure regulating region B,
Annular isolation region C interposed between region A and region B
It consists of The junction structure of thyristor region A is the first
This is equivalent to that of the semiconductor substrate 1 in the figure. The pressure regulating region B has a laminated structure between the internal buffer 4 and the anode electrode 5, which includes a metal film 22, an n + type layer 214, a p type layer 13, an n type layer 12, and an n + type layer 211. The isolation region C includes a p-type layer 13, an n-type layer 12,
It has a laminated structure consisting of an n + type layer 211. The p-type base layer in region A and the p-type layers in regions B and C, and the n-type base layer in region A and the n-type layer in regions B and C are each integrally formed.
第2図aにおいて、インターナルバツフア4は
その内周および外周が一点鎖線で表わされてい
る。ゲート電極膜3の輪郭は図面の煩雑化を避け
るために図示されていないが、大略、カソード電
極膜2および金属膜22の輪郭に沿つた形状であ
る。同図aでは金属膜22とインターナルバツフ
ア4の外周が一致していないが、これは図解を容
易にするための便宜であり、実際は同図bに示さ
れるように両者は略一致している。 In FIG. 2a, the internal buffer 4 has its inner and outer peripheries indicated by dash-dotted lines. Although the outline of the gate electrode film 3 is not shown in order to avoid complication of the drawing, its shape roughly follows the outlines of the cathode electrode film 2 and the metal film 22. In Figure a, the outer circumferences of the metal film 22 and the internal buffer 4 do not match, but this is for the sake of ease of illustration, and in reality, as shown in Figure b, they almost match. There is.
本実施例の半導体基体1はインターナルバツフ
ア4側での直径が35mmであり、領域AとCを合わ
せた部分の直径が30mm、領域Cの幅は2.5mmであ
る。各半導体層の寸法は次の通りである。n型エ
ミツタ層14はひとつの幅が300μm、長さが6
mmであり、全体で72本形成されている。その厚さ
は15μmである。p型ベース層13の厚さは30μ
m、n型ベース層12の厚さは180μm、p型エ
ミツタ層11の厚さは45μm、n+型層211の
厚さは50μmである。 The semiconductor substrate 1 of this embodiment has a diameter of 35 mm on the internal buffer 4 side, a combined diameter of regions A and C of 30 mm, and a width of region C of 2.5 mm. The dimensions of each semiconductor layer are as follows. Each n-type emitter layer 14 has a width of 300 μm and a length of 6
mm, and there are 72 pieces in total. Its thickness is 15 μm. The thickness of the p-type base layer 13 is 30μ
The thickness of the m and n type base layer 12 is 180 μm, the thickness of the p type emitter layer 11 is 45 μm, and the thickness of the n + type layer 211 is 50 μm.
この半導体基体1は、比抵抗が50Ω−cmのn型
シリコンから成る半導体基体を出発材料とし、次
の工程で製作された。半導体基体の一方の主表面
から燐を表面のシート抵抗が2Ω/□となるよう
に選択的にプレデポジシヨン(pre deposition)
し、その後引伸ばし拡張してn+型層211を形
成した。次に、一対の主表面からガリウムを表面
のシート抵抗が22Ω/□となるように全面にプレ
デポジシヨンし、その後引伸ばし拡散してp型ベ
ース層13およびp型エミツタ層11を同時に形
成した。上述の工程により拡散が及ばなかつた半
導体基板部分がn型ベース層12となる。次に、
半導体基体の他方の主表面(p型ベース層の露出
主表面)からほう素を表面のシート抵抗が11Ω/
□となるように拡散し、n型エミツタ層14およ
びn+型層214を同時に形成した。続いて、半
導体基体の他方の主表面を選択的に25μmエツチ
ングしてゲート電極膜3が付着されるべき凹部を
形成した。エツチング液は硝酸、弗酸、酢酸の混
合液を用いた。 This semiconductor substrate 1 was manufactured in the following steps using a semiconductor substrate made of n-type silicon having a specific resistance of 50 Ω-cm as a starting material. Selectively pre-deposit phosphorus from one main surface of the semiconductor substrate so that the surface sheet resistance is 2Ω/□.
Then, it was stretched and expanded to form an n + type layer 211. Next, gallium was pre-deposited over the entire surface from the pair of main surfaces so that the surface sheet resistance was 22 Ω/□, and then stretched and diffused to simultaneously form the p-type base layer 13 and the p-type emitter layer 11. The portion of the semiconductor substrate that has not been diffused through the above steps becomes the n-type base layer 12. next,
Boron is applied from the other main surface of the semiconductor substrate (exposed main surface of the p-type base layer) so that the surface sheet resistance is 11Ω/
The n-type emitter layer 14 and the n + -type layer 214 were simultaneously formed by diffusion to form a □. Subsequently, the other main surface of the semiconductor substrate was selectively etched by 25 μm to form a recess to which the gate electrode film 3 was to be attached. The etching solution used was a mixture of nitric acid, hydrofluoric acid, and acetic acid.
半導体基体1を上述のように作製した後、その
一方の主表面にタングステン板のアノード電極を
金−アンチモン合金によつて鑞付けした。次に、
一方の主表面のn型エミツタ層14、p型ベース
層13およびn+型層214の露出部にそれぞれ
カソード電極膜2、ゲート電極膜3および金属膜
22をアルミニウムの蒸着法によつて13μmの厚
さに形成した。 After the semiconductor substrate 1 was manufactured as described above, a tungsten plate anode electrode was brazed to one main surface of the semiconductor substrate 1 using a gold-antimony alloy. next,
A cathode electrode film 2, a gate electrode film 3, and a metal film 22 are formed on the exposed parts of the n-type emitter layer 14, p-type base layer 13, and n + -type layer 214 on one main surface, respectively, to a thickness of 13 μm by aluminum vapor deposition. formed to a thickness.
なお、一方の主表面のカソード電極膜2、ゲー
ト電極膜3および金属膜22の間は、これらが蒸
着される前に形成されたSiO2膜で覆われている
が、図面の簡単化のため図示されていない。 Note that the space between the cathode electrode film 2, gate electrode film 3, and metal film 22 on one main surface is covered with a SiO 2 film formed before these are vapor-deposited, but for the sake of simplification of the drawing, Not shown.
カソード電極膜2および金属膜22には厚さ1
mmのタングステン製インターナルバツフア4が載
置され、各カソード電極膜2および金属膜22が
電気的に接続される。インターナルバツフア4お
よびアノード電極5にはそれぞれ銅製外部電極
(図示せず)が当接され、一対の外部電極間を気
密に連絡する絶縁筒(図示せず)と共に、外囲器
を構成する。ゲート電極膜3には、ゲート電極リ
ード(図示せず)が接続され、ゲート電極リード
はインターナルバツフアの中央孔および隣接する
外部電極に設けられた溝、絶縁筒を貫通する孔を
通つて外部へ導かれる。このようにして作製され
たGTOサイリスタの定格は800V、300Aである。 The cathode electrode film 2 and the metal film 22 have a thickness of 1
A tungsten internal buffer 4 having a diameter of 2 mm is mounted, and each cathode electrode film 2 and metal film 22 are electrically connected. Copper external electrodes (not shown) are brought into contact with the internal buffer 4 and anode electrode 5, respectively, and together with an insulating tube (not shown) that airtightly connects the pair of external electrodes, they form an envelope. . A gate electrode lead (not shown) is connected to the gate electrode film 3, and the gate electrode lead is connected to the central hole of the internal buffer, a groove provided in the adjacent external electrode, and a hole penetrating the insulating cylinder. led to the outside. The GTO thyristor fabricated in this way has a rating of 800V and 300A.
本実施例では、一対の外部電極間に約1000Kgの
圧力が印加され、この圧力によつてカソード外部
電極とインターナルバツフア4、インターナルバ
ツフア4とカソード電極膜2間の電気、熱的接触
を達成させている。本実施例ではカソード電極膜
2のみならず、カソード電極膜2と同じ高さの金
属膜22が同時にインターナルバツフア4に圧接
される。そのために、約1000Kgの圧力はカソード
電極膜2のみならず、金属膜22にも加わり、単
位面積あたりの圧力は低下する。 In this embodiment, a pressure of approximately 1000 kg is applied between a pair of external electrodes, and this pressure causes electrical and thermal changes between the external cathode electrode and the internal buffer 4, and between the internal buffer 4 and the cathode electrode film 2. Achieving contact. In this embodiment, not only the cathode electrode film 2 but also the metal film 22 having the same height as the cathode electrode film 2 are pressed against the internal buffer 4 at the same time. Therefore, a pressure of about 1000 kg is applied not only to the cathode electrode film 2 but also to the metal film 22, and the pressure per unit area decreases.
本実施例において、1本のカソード電極膜2の
幅は約0.2mm、長さは約6mmでありそれが72本形
成されているのでカソード電極膜2の全面積は約
86.4mm2である。従来はこの面積のみで約1000Kgの
圧力を支えていたので、約1160Kg/cm2の圧力がカ
ソード電極膜に加わつていたのである。この圧力
では電気、熱的接触は良好になされるものの、ク
リープ現象を招き易く、上述した通りの欠点が回
避できなかつた。 In this example, each cathode electrode film 2 has a width of approximately 0.2 mm and a length of approximately 6 mm, and 72 of them are formed, so the total area of the cathode electrode film 2 is approximately
It is 86.4mm2 . Conventionally, this area alone supported a pressure of approximately 1000 kg, resulting in a pressure of approximately 1160 kg/cm 2 being applied to the cathode electrode membrane. Although good electrical and thermal contact can be made at this pressure, the creep phenomenon is likely to occur, and the above-mentioned drawbacks cannot be avoided.
これに対し、本実施例では金属膜22が圧力を
分担する。金属膜22は環状であり、内径が約30
mm、外径が約35mmであるからその面積は約255mm2
となり、カソード電極膜4の面積と合せて約341
mm2となる。従つて、本実施例では、カソード電極
膜2には約293Kg/cm2の圧力しか加わらない。この
圧力はインターナルバツフアとの間に良好な電
気、熱的接触を達成するのに十分な値であると同
時に、アルミニウムのカソード電極膜2のクリー
プ現象に基づく変形を実用上問題にならない程度
までに抑制することができる。 In contrast, in this embodiment, the metal film 22 shares the pressure. The metal film 22 is annular and has an inner diameter of about 30 mm.
mm, and the outer diameter is approximately 35 mm, so its area is approximately 255 mm 2
Therefore, the total area of the cathode electrode film 4 is approximately 341
mm2 . Therefore, in this example, only about 293 kg/cm 2 of pressure is applied to the cathode electrode film 2. This pressure is a value sufficient to achieve good electrical and thermal contact with the internal buffer, and at the same time to a level that does not cause deformation of the aluminum cathode electrode film 2 due to the creep phenomenon to be a practical problem. can be suppressed up to
事実、第1図に示す従来例と本実施例について
圧力を1000Kgとして比較実験したところ、GTO
サイリスタとしての電気的特性および熱放散性に
ついては双方とも良好であつたが、室温−125℃
間の熱サイクルを多数回経験させる熱疲労試験を
行つた結果、従来例では約一万サイクル経過後に
ゲート・カソード間が短絡されるものが目立つた
のに対し、本実施例GTOサイリスタは約10万サ
イクル経過後も何らの故障も生じなかつた。試験
後、ゲート・カソード間の短絡した従来例GTO
サイリスタを分解・調査したところ、カソード電
極膜が変形してゲート電極膜と接触していたこと
が明らかとなつた。 In fact, when we conducted a comparative experiment with the conventional example shown in Figure 1 and this example at a pressure of 1000 kg, we found that the GTO
The electrical characteristics and heat dissipation properties of the thyristor were both good, but at room temperature -125℃
As a result of a thermal fatigue test in which the gate and cathode were short-circuited after approximately 10,000 cycles in the conventional example, it was noticeable that the GTO thyristor of this example experienced a short circuit between the gate and the cathode after approximately 10,000 cycles. No failures occurred even after 10,000 cycles. Conventional GTO with short circuit between gate and cathode after testing
When the thyristor was disassembled and investigated, it was revealed that the cathode electrode film had been deformed and was in contact with the gate electrode film.
本実施例において、金属膜22およびその直下
に相当する半導体領域(調圧領域)は主電流通路
とならないようにしている。その理由を説明す
る。調圧領域は圧接力を負担するのが目的である
ので、個々のカソード電極膜2と比較して広面積
とすることが望ましい。また、一定面積の半導体
基体1を有効に活用するためにもカソード電極膜
2のように細分割せず、ある程度広い面積とする
ことが望ましい。ところが、GTOサイリスタの
如き半導体スイツチング装置においては、ターン
オフ動作を確実かつ高速で行うために、主電流通
路である一方のエミツタを細分割しているのであ
る。従つて、調圧領域をも電流通路として用いる
ならば、その部分(特に隣接するゲート電極膜3
から最も遠い部分)でターンオフ動作が行なわれ
なかつたり、著しく遅れるという不都合が生ずる
のである。 In this embodiment, the metal film 22 and the semiconductor region (pressure adjustment region) immediately below the metal film 22 are designed not to serve as a main current path. Let me explain the reason. Since the purpose of the pressure regulating region is to bear the pressure contact force, it is desirable to have a larger area than the individual cathode electrode films 2. Furthermore, in order to effectively utilize a certain area of the semiconductor substrate 1, it is preferable that the semiconductor substrate 1 is not divided into smaller parts like the cathode electrode film 2, but rather has a rather wide area. However, in semiconductor switching devices such as GTO thyristors, one emitter, which is the main current path, is subdivided in order to perform turn-off operations reliably and at high speed. Therefore, if the pressure regulating region is also used as a current path, that part (especially the adjacent gate electrode film 3
This results in the inconvenience that the turn-off operation may not be performed or may be significantly delayed at the farthest point from the point.
本実施例ではそのための手段として、第2図に
示すように調圧領域Bではp型エミツタ層が設け
られておらず積層数が1層だけ減らされており、
代りにn+型層211が設けられている。このよ
うにすれば、金属膜22とアノード電極5間に順
電圧が印加されてもアノード側からホールの注入
が起らないので電流通路とならない。 In this embodiment, as a means for this purpose, as shown in FIG. 2, no p-type emitter layer is provided in the pressure regulating region B, and the number of laminated layers is reduced by one layer.
An n + type layer 211 is provided instead. In this way, even if a forward voltage is applied between the metal film 22 and the anode electrode 5, holes will not be injected from the anode side, so no current path will occur.
この作用を確実にするために、本実施例では隔
離領域Cが設けられている。領域Cは次の2つの
作用を有する。この領域Cでは領域Bと直じくp
型エミツタ層が設けられていない。それによつ
て、金属膜22とアノード電極5間を半導体基体
1の斜め方向に主電流が通らないようにしてい
る。そのためには、領域Cの幅をn型ベース層1
2の厚さ以上とすることが好ましい。また、n型
ベース層12における少数キヤリヤの拡散長以上
とすることが更に好ましい。本実施例の場合、領
域Cの幅を約1mm以上として好結果が得られた。
次に、領域Cの一方の主表面露出部にはゲート電
極膜3が形成されている。それによつて、仮に領
域Bにわずかに主電流が流れているとしても、こ
の部分のゲート電極膜3によつてこの主電流を完
全にゲートターンオフさせることができる。 In order to ensure this effect, an isolation area C is provided in this embodiment. Region C has the following two effects. In this region C, p is directly connected to region B.
No mold emitter layer is provided. This prevents the main current from passing between the metal film 22 and the anode electrode 5 in an oblique direction of the semiconductor substrate 1. To do this, the width of the region C must be set to the width of the n-type base layer 1
It is preferable that the thickness be 2 or more. Further, it is more preferable that the diffusion length of minority carriers in the n-type base layer 12 is longer than that. In the case of this example, good results were obtained by setting the width of region C to about 1 mm or more.
Next, a gate electrode film 3 is formed on the exposed portion of one main surface of region C. Thereby, even if a small amount of main current flows in region B, this main current can be completely turned off by the gate electrode film 3 in this portion.
本実施例の調圧領域Bは半導体基体1の外周に
沿つて設けられており、インターナルバツフア4
の外周縁のすべての部分と当接する。従つて、上
述の従来例の欠点であつたインターナルバツフア
と半導体基体1の平行性が保たれずに両者が接触
する事故は皆無となつた。 The pressure regulating region B of this embodiment is provided along the outer periphery of the semiconductor substrate 1, and the internal buffer 4
contact all parts of the outer periphery of the Therefore, there is no accident where the parallelism between the internal buffer and the semiconductor substrate 1 is not maintained and they come into contact, which was a drawback of the conventional example described above.
第3図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 3 shows another embodiment of the invention.
図において第2図と同等の部分は第2図におけ
ると同じ符号で示す。 In the figure, parts equivalent to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals as in FIG.
本実施例では4個の調圧領域Bが、それらの表
面に形成される金属膜22がカソード電極膜群と
ほぼ同心となるように周方向に等間隔で配置され
ている。本実施例では調圧領域Bがカソード電極
膜2と並んで配置されているので、半導体基体1
の外径を増大させずに調圧領域Bを導入すること
ができる。また、第3図では便宜上、カソード電
極膜2が同心で放射状に配列されているが、ゲー
ト外部電極の取出し方あるいはGTOサイリスタ
の電気特性の設計如何によつてはカソード側電極
膜2の形状が例えばうず状、非同心の放射状等種
種変更される場合がある。そのような場合には、
本実施例の思想に従つて適宜カソード電極膜2の
間に分割して調圧領域Bを形成することができ
る。 In this embodiment, four pressure regulating regions B are arranged at equal intervals in the circumferential direction so that the metal films 22 formed on their surfaces are approximately concentric with the cathode electrode film group. In this embodiment, since the pressure regulating region B is arranged in parallel with the cathode electrode film 2, the semiconductor substrate 1
The pressure regulating region B can be introduced without increasing the outer diameter of the pressure regulating region B. In addition, in FIG. 3, the cathode electrode film 2 is arranged concentrically and radially for convenience, but the shape of the cathode electrode film 2 may vary depending on how the gate external electrode is taken out or the electrical characteristics of the GTO thyristor are designed. For example, it may be modified into a spiral shape, a non-concentric radial shape, etc. In such cases,
According to the concept of this embodiment, the pressure regulating region B can be formed by dividing the cathode electrode film 2 as appropriate.
第3図bに第3図aの−断面要部を拡大し
て示す。 FIG. 3b shows an enlarged view of the main part of the - section in FIG. 3a.
各符号は第2図aに準ずる。 Each symbol corresponds to FIG. 2a.
調圧領域Bおよび隔離領域Cの作用、効果は第
2図におけると同様である。 The functions and effects of the pressure regulating region B and the isolation region C are the same as in FIG.
本実施例ではサイリスタ領域Aのp型エミツタ
層11の一部をn+型領域111で置換した構造
を採用している。n+型領域111はp型エミツ
タ層11とn型ベース層12間のpn接合をアノ
ード電極5に短絡し、GTOサイリスタのターン
オフ時間を短縮させる効果を有する。このn+型
領域111はn型エミツタ層14の直下に対応す
るp型エミツタ層11の一部のみに形成されるも
のであり、この点において調圧領域Bのn+型層
211と本質的に異なる。なお、このn+型領域
111は第2図に示した実施例にも適用可能なこ
とは勿論である。 This embodiment employs a structure in which a part of the p-type emitter layer 11 of the thyristor region A is replaced with an n + -type region 111. The n + -type region 111 short-circuits the pn junction between the p-type emitter layer 11 and the n-type base layer 12 to the anode electrode 5, and has the effect of shortening the turn-off time of the GTO thyristor. This n + type region 111 is formed only in a part of the p type emitter layer 11 that corresponds directly below the n type emitter layer 14, and in this point it is essentially the same as the n + type layer 211 in the pressure regulating region B. different. It goes without saying that this n + type region 111 can also be applied to the embodiment shown in FIG.
上述の二種の実施例は、調圧領域Bおよび隔離
領域Cを形成するのに何ら特殊の手段を必要とせ
ず、サイリスタ領域Aの製造工程に若干の修正を
加えるのみでサイリスタ領域Aと同時的に形成す
ることができ、カソード電極膜2および金属膜2
2の高さが特別の配慮をせずともそろうので本発
明の好ましい実施態様である。しかしながら、本
発明は上述の実施例以外にも様々な態様をとるこ
とが可能である。以下、それらの具体例について
説明する。 The above two embodiments do not require any special means to form the pressure regulating region B and the isolation region C, and can be formed at the same time as the thyristor region A by only making some modifications to the manufacturing process of the thyristor region A. The cathode electrode film 2 and the metal film 2
This is a preferred embodiment of the present invention because the heights of 2 can be matched without any special consideration. However, the present invention can take various forms other than the above-described embodiments. Specific examples thereof will be explained below.
まず、調圧領域Bを確実に非動作の領域とする
ために、同領域Bに金あるいは白金等の重金属原
子、電子線あるいはガンマ線等の放射線照射によ
る結晶欠陥を導入し、これらをライフタイムキラ
ーとして、領域Bにおけるキヤリヤのライフタイ
ムを著しく短縮させることが有効である。この手
段は隔離領域Cに対しても適用できる。また、ラ
イフタイムキラーを領域Bに十分に導入して領域
Cを不要とすることもできる。 First, in order to ensure that the pressure regulating region B is a non-operating region, crystal defects are introduced into the region B by heavy metal atoms such as gold or platinum, and by radiation irradiation such as electron beams or gamma rays, and these defects are removed as lifetime killers. Therefore, it is effective to significantly shorten the carrier lifetime in region B. This measure can also be applied to isolated area C. Further, it is also possible to sufficiently introduce the lifetime killer into the region B and make the region C unnecessary.
次に、調圧領域Bおよび隔離領域Cのアノード
電極5に隣接する部分を第2図bおよび第3図b
に示すn+型層211とするかわりに、不純物濃
度の極端に近い型(n-型およびp-型の総称)
半導体層とし、この層からのキヤリヤの注入が実
質的に生じないようにすることが可能である。 Next, the parts of the pressure regulating region B and the isolation region C adjacent to the anode electrode 5 are shown in FIGS. 2b and 3b.
Instead of using the n + type layer 211 shown in Figure 2, a type with an impurity concentration close to the extreme (general term for n - type and p - type) is used.
It is possible to provide a semiconductor layer so that substantially no carrier injection from this layer occurs.
第4図には本発明の更に他の実施例を示す。 FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention.
本実施例ではサイリスタ領域Aのp型ベース層
13が調圧領域Bに含まれないようにすると共
に、調圧領域Bの金属膜22に隣接する半導体領
域をp型領域61とし、p型ベース層13とp型
領域61をn型ベース層12によつて分離したも
のである。こうすることにより調圧領域Bは主電
流の通路とならず、しかもゲート・カソード電極
間にターンオンあるいはターンオフ用電圧が印加
されたときも、p型領域61とn型ベース層12
間、あるいはn型ベース層12とp型ベース層1
3間のpn接合が逆バイアスされるので、金属膜
22とゲート電極膜3間には電流が流れず、
GTOサイリスタの電気的特性を変化させること
はない。なお、本実施例の平面形状は第3図に示
すものと同じなので説明は省略する。本実施例の
構造を第2図に示す形状のものに適用することも
勿論可能である。 In this embodiment, the p-type base layer 13 of the thyristor region A is not included in the pressure regulating region B, and the semiconductor region adjacent to the metal film 22 of the pressure regulating region B is set as the p-type region 61, and the p-type base layer 13 is Layer 13 and p-type region 61 are separated by n-type base layer 12. By doing this, the pressure regulating region B does not become a path for the main current, and even when a turn-on or turn-off voltage is applied between the gate and cathode electrodes, the p-type region 61 and the n-type base layer 12
between the n-type base layer 12 and the p-type base layer 1
Since the pn junction between the metal film 22 and the gate electrode film 3 is reverse biased, no current flows between the metal film 22 and the gate electrode film 3.
It does not change the electrical characteristics of the GTO thyristor. Note that the planar shape of this embodiment is the same as that shown in FIG. 3, so a description thereof will be omitted. It is of course possible to apply the structure of this embodiment to the structure shown in FIG.
これまでに述べた各実施例では、カソード電極
膜がゲート電極膜よりも凸出して設けられている
ものに平なインターナルバツフアを適用したもの
について説明したが、これとは反対に、カソード
電極膜とゲート電極膜が同一平面上に並設され、
インターナルバツフアとしてカソード電極膜およ
び調圧領域表面に接触する部分を他より凸出させ
たものを用いても本発明の効果が享受できる。 In each of the embodiments described so far, the cathode electrode film is provided to protrude more than the gate electrode film, and a flat internal buffer is applied. The electrode film and the gate electrode film are arranged side by side on the same plane,
The effects of the present invention can also be obtained by using an internal buffer in which the portion that contacts the cathode electrode film and the surface of the pressure regulating region is made more protruding than the other portions.
また、上述の各実施例ではカソード外部電極と
カソード電極膜との間にインターナルバツフアを
有するものについて説明した。しかしインターナ
ルバツフアが存在しない場合でも、広面積のアノ
ード電極とアノード外部電極とをろう付によらず
圧接する場合には、カソード外部電極とカソード
電極膜間およびアノード外部電極とアノード電極
間の圧接力に不調和が生じ、同じ問題点が生ずる
のである。例えば一対の外部電極を銅−炭素繊維
複合材あるいはタングステン、モリブデン等の低
熱膨張係数を有する材料を用いた場合にはインタ
ーナルバツフアは省略可能である。本発明は、従
つて、このような場合でも適用できるものであ
る。 Further, in each of the above embodiments, an internal buffer is provided between the cathode external electrode and the cathode electrode film. However, even if an internal buffer does not exist, when a large-area anode electrode and an anode external electrode are pressure-welded without brazing, A disharmony occurs in the pressure welding forces, resulting in the same problems. For example, if the pair of external electrodes is made of a copper-carbon fiber composite material or a material with a low thermal expansion coefficient such as tungsten or molybdenum, the internal buffer can be omitted. The present invention can therefore be applied even in such cases.
更に半導体基体の各半導体層の導電型をnとp
で反転させて得られる逆極性の半導体基体であつ
ても適用できることは言うまでもない。 Furthermore, the conductivity types of each semiconductor layer of the semiconductor substrate are n and p.
Needless to say, it is also applicable to semiconductor substrates of opposite polarity obtained by reversing the polarity.
以上詳細に述べたように、本発明によれば各電
極部圧間で良好な電気および熱的接触を達成し、
しかも信頼性の高い圧接型半導体装置を提供する
のに効果がある。 As described in detail above, according to the present invention, good electrical and thermal contact can be achieved between the electrode parts,
Moreover, it is effective in providing a highly reliable pressure contact type semiconductor device.
第1図従来のGTOサイリスタを示し、aは平
面図、bはaの−切断線に沿う縦断面図、第
2図は本発明の一実施例になるGTOサイリスタ
を示し、aは平面図、bはaの−切断線に沿
う縦断面図、第3図は本発明の更に他の実施例に
なるGTOサイリスタを示し、aは平面図、bは
aの−切断線に沿う要部断面拡大図、第4図
は本発明の更に他の実施例になるGTOサイリス
タの要部断面拡大図である。
1…半導体基体、2…カソード電極膜、3…ゲ
ート電極膜、4…インターナルバツフア、5…ア
ノード電極、6,7…外部電極、22…金属膜。
Fig. 1 shows a conventional GTO thyristor, a is a plan view, b is a vertical sectional view along the - cutting line of a, Fig. 2 shows a GTO thyristor according to an embodiment of the present invention, a is a plan view, b is a vertical cross-sectional view taken along the -cutting line in a, FIG. 3 shows a GTO thyristor according to still another embodiment of the present invention, where a is a plan view, and b is an enlarged cross-sectional view of the main part along the -cutting line in a. 4 are enlarged sectional views of essential parts of a GTO thyristor according to still another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor base, 2... Cathode electrode film, 3... Gate electrode film, 4... Internal buffer, 5... Anode electrode, 6, 7... External electrode, 22... Metal film.
Claims (1)
ード側エミツタ層、アノード側ベース層カソード
側ベース層およびカソード側エミツタ層が順次積
層されて3個のpn接合が形成され、カソード側
主表面にカソード側ベース層とカソード側エミツ
タ層が露出した半導体基体と、カソード側ベース
層上およびカソード側エミツタ層上にそれぞれ形
成されたゲート電極膜およびカソード電極膜と、
カソード電極膜に加圧により接触する板状電極部
材と、半導体基体のアノード側主表面に接触する
他の電極部材とを有する加圧接触型の半導体装置
において、上記半導体基体は、上記カソード側電
極膜と上記他の電極部材間に上記両エミツタおよ
び両ベースの4層の積層構造からなる動作領域
と、上記カソード側主表面に設けられた金属膜と
上記他方の電極部材間に上記カソード側エミツタ
層および両ベース層の3層の積層構造からなるこ
とによつて電流通路となり得ない調圧領域とを有
し、上記金属膜に上記板状電極部材が加圧接触さ
れることを特徴とする半導体装置。 2 一対の主表面間に導電型が相互に異なるアノ
ード側エミツタ層、アノード側ベース層カソード
側ベース層およびカソード側エミツタ層が順次積
層されて3個のpn接合が形成され、カソード側
主表面にカソード側ベース層とカソード側エミツ
タ層が露出した半導体基体と、カソード側ベース
層上およびカソード側エミツタ層上にそれぞれ形
成されたゲート電極膜およびカソード電極膜と、
カソード電極膜に加圧により接触する板状電極部
材と、半導体基体のアノード側主表面に接触する
他の電極部材とを有する加圧接触型の半導体装置
において、上記半導体基体は、上記カソード側電
極膜と上記他の電極部材間に上記両エミツタおよ
び両ベースの4層の積層構造からなる動作領域
と、上記カソード側主表面上に設けられた金属膜
と上記他方の電極部材間に上記カソード側ベース
層と同導電型で上記アノード側ベース層を介して
該カソード側ベース層から離して設けられた半導
体層、上記アノード側ベース層および上記アノー
ド側エミツタ層の3層の積層構造からなることに
よつて電流通路となり得ない調圧領域とを有し、
上記金属膜に上記板状電極部材が加圧接触される
ことを特徴とする半導体装置。[Claims] 1. Three pn junctions are formed by sequentially stacking an anode emitter layer, an anode base layer, a cathode base layer, and a cathode emitter layer with different conductivity types between a pair of main surfaces. , a semiconductor substrate in which a cathode-side base layer and a cathode-side emitter layer are exposed on the cathode-side main surface, and a gate electrode film and a cathode electrode film formed on the cathode-side base layer and the cathode-side emitter layer, respectively;
In a pressure contact type semiconductor device having a plate-shaped electrode member that contacts the cathode electrode film under pressure and another electrode member that contacts the anode side main surface of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is connected to the cathode side electrode. an operating region consisting of a four-layer laminated structure of both the emitters and both bases between the membrane and the other electrode member; and an operating region consisting of a four-layer laminated structure of the emitters and the bases, and the emitter on the cathode side between the metal film provided on the main surface of the cathode side and the other electrode member. The electrode member is characterized in that it has a pressure regulating region that cannot become a current path due to the three-layer laminated structure of the base layer and both base layers, and the plate-shaped electrode member is brought into pressure contact with the metal film. Semiconductor equipment. 2 Between a pair of main surfaces, an anode side emitter layer, an anode side base layer, a cathode side base layer, and a cathode side emitter layer having mutually different conductivity types are sequentially laminated to form three p-n junctions, and three pn junctions are formed on the cathode side main surface. a semiconductor substrate in which a cathode-side base layer and a cathode-side emitter layer are exposed; a gate electrode film and a cathode electrode film formed on the cathode-side base layer and the cathode-side emitter layer, respectively;
In a pressure contact type semiconductor device having a plate-shaped electrode member that contacts the cathode electrode film under pressure and another electrode member that contacts the anode side main surface of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is connected to the cathode side electrode. an operating region consisting of a four-layer laminated structure of both the emitters and both bases between the membrane and the other electrode member; and an operating area on the cathode side between the metal film provided on the main surface on the cathode side and the other electrode member. It has a laminate structure of three layers: a semiconductor layer of the same conductivity type as the base layer and separated from the cathode base layer via the anode base layer, the anode base layer, and the anode emitter layer. Therefore, it has a pressure regulation area that cannot become a current path,
A semiconductor device characterized in that the plate-shaped electrode member is brought into pressure contact with the metal film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2661780A JPS56124238A (en) | 1980-03-05 | 1980-03-05 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2661780A JPS56124238A (en) | 1980-03-05 | 1980-03-05 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56124238A JPS56124238A (en) | 1981-09-29 |
| JPS6226582B2 true JPS6226582B2 (en) | 1987-06-09 |
Family
ID=12198437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2661780A Granted JPS56124238A (en) | 1980-03-05 | 1980-03-05 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (3)
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| JP2594278B2 (en) * | 1986-07-30 | 1997-03-26 | ビービーシー ブラウン ボヴェリ アクチェンゲゼルシャフト | Pressurized connection type GTO thyristor |
| JP2654852B2 (en) * | 1990-06-27 | 1997-09-17 | 東洋電機製造株式会社 | Electrostatic induction type semiconductor device suitable for pressure contact type package structure. |
-
1980
- 1980-03-05 JP JP2661780A patent/JPS56124238A/en active Granted
Also Published As
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