Тиристор Советский патент 1977 года по МПК H01L29/74 

1

Иаобретение относится к области полупроводниковых приборов.

В современной энергетике и электронике широко используются четырехсдойные p-iv-р-п-структуры - тиристоры. Включение известных тиристоров больа.ого сопротивления базы происходит не по всей площади, а в области J прилегающей-к электроду управления, и распространение включенного состояния на всю площадь структуры происходит путем диффузии носителей из включенной области в соседние. Это ухудщает быстродействие тиристора.

Цель изобретения - уменьшение времени распространения проводящего состояния по площади структуры.

Цель достигается путем, использования в предлагаемом тиристоре в качестве одной вз баз, по которой осуществляется управление, материала с переменной щириной запрещенной зоны, изменяющейся в направлении, параллельном плоскости р-п - переходов, причем щирина запрещенной зоны этой базы максимальна ( и может быть равна щирине запрещенной зоны всех осталь

ных слоев р-п.-р-11.-структуры) в области, прилегающей к электроду управления.

На фиг. 1 пр1шедена зонная энергетическая диаграмма предлагаемой структуры при нулевом смещении; на фиг. 2 - профиль базовой области переменного состава.

Указанный ход ширинь запрещенной зоны может быть получен в материалах на основе полупроводников с различной шириной запрещенных зон, образующих непрерывный ряд твердых растворов. При приложении к эм-иттерным. областям пропускного напряжения и подаче включающего импульса включенное состояние начинает распространяться от электрода управления по всей площадт структуры,. 13 зав.исимости от используемого материала управляющей базы существует несколько причин, пр1шодящих к ускорению распространения включенного состояшш.

В том случае, когда в качестве базовой области используются полупроводники, например, с прямой зонной структурой (.As;Qa As,; Ir,Qa), где доля излучательной рекомбинации велика, инжектированные носители вблизи электрода управления рекомбинируют с изпу. чением. Это излучение поглощается в при- пегаюших областях с меньшей шириной запрещенной зонц, вызывая фотоионизацию и генерацию электронно-дырочных пар, что приводит к увеличению концентрации и почти мгновенному распространению ВКЛЮЧЁННОГО состояния.

В случае использования непряьвых полупроводников с градиентом, ширины запрещен ной зоны наличие внутреннего электрического поля (E roidEs) приводит к значительному увеличению диффузионной длины неосновных носителей, что также ускоряе распространение включенного состояния.

Кроме того, в предлагаемом тиристоре практически мгновенное включение можно осуществить оптически при облучении базы светом с энергией . li Ее ,

так как в этом случае поглощение света происходит во всем объеме базы.

Формула изобретения

1.Тиристор на основе полупроводниковой структуры с гетеропереходами и управляющим электродом к одной из базовых областей, отличающийся тем, что,

с целью снижения времени распространения проводящего состояния, базовая область выполнена из прямозонного материала с переменной щириной запрещенной зоны, уиенщающейся от управляющего электрода в направлении, параллельном плоскости р - п -переходов.

2.Тиристор по п. 1, отличающийся тем, что базовая область выполнена на основе твердых растворов, например где О хй 0,37.