[发明专利]具有分离点火阶段的点火阶段晶闸管

说明书

技术领域

本发明涉及一种点火阶段晶闸管。

背景技术

在晶闸管中存在一个这样的问题：在反向阻断时间(engl.：reverse recovery time)内，如果在负极上出现了一个相对于正极的正电势，那么在流通方向上就会出现快速的电压升高现象，这样一来，晶闸管就可能会损坏。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，

本发明的任务在于：提供一个点火阶段晶闸管，在反向阻断时间内出现电压快速升高的情况下，这种晶闸管能够得到更好的保护。

上述任务可通过一种根据权利要求1的晶闸管来解决。本发明的设计方案和改进方案是后面权利要求的对象。

这种晶闸管具有一个半导体，在这个半导体中，在一个垂直方向上从后到前分别设置了一个P型杂质的发射极，一个n型杂质的基底，一个p型杂质的基底和一个n型杂质的发射极。另外，还设置了一个具有至少一个点火阶段的点火阶段结构，其中，每个点火阶段包含一个与p型杂质的发射极成一定间距的n型杂质的点火阶段发射极，这个所述的n型杂质的发射极被嵌入在p型杂质的基底中。一个电极，其前侧连接着一个点火阶段发射极，并与该发射极具有一个第一接触面，与此同时，这个电极还与p型杂质的基底相连，这个p型杂质的基底位于另一点火阶段发射极的与n型杂质的发射极相对的一侧，后一点火阶段发射极的前侧位于一个第二接触面上。其中，无论是第二接触面还是第一接触面，都与其中之一的点火阶段发射极成一定间距。

在传统的点火阶段晶闸管中，相应的第一和第二接触面是相互紧挨着的，构成了一个连续的平面，其中，位于p型杂质基底与涉及到的n型杂质的点火阶段发射极的与n型杂质的主发射极相对的一侧之间的pn-过渡区处在上述连续平面的前侧，与之不同的是，在根据本发明所述的晶闸管中，在至少一个n型杂质的点火阶段发射极中，第二接触面与该n型杂质的点火阶段发射极是成一定间距的。另一重要特点是：在至少一个n型杂质的点火阶段发射极中，接触面位于该n型杂质点火阶段发射极和p型杂质基底(这个基底位于n型杂质点火阶段发射极的与n型杂质主发射极相对的一侧)之间，并与之成一定间距。

因此，存在这样的可能性：相对于传统的晶闸管，p型杂质基底的局部的净-掺杂物-浓度会提高到涉及到的n型杂质点火阶段发射极的范围内，这会导致位于涉及到的n型杂质点火阶段发射极下部的，由p型杂质基底、n型杂质基底以及p型杂质发射极构成的pnp-晶体管的放大因子βpnp的升高。在反向阻断时间内，所述的放大因子βpnp的升高现象会导致涉及到的点火阶段区域内剩余等离子体浓度的升高。由此，在前进方向上出现电压波动(时间导数超过规定的极限值)的情况下，在点火阶段的区域内，即可成功实现晶闸管的点火。

与此同时，在涉及到的n型杂质点火阶段发射极的区域内，p型杂质基底的净-掺杂物-浓度的提高，还会导致p型杂质基底的电阻的局部减小。因此，为了在规定的电流条件下对将点火阶段点火，必须根据半导体的材料在一个方向上，在一个大约垂直的方向上，在p型杂质基底的一个片段上设置一个精确的最低电压，例如0.7V至0.8V，上述片段位于涉及到的n型杂质点火阶段发射极和涉及到的电极的共同区域内。在传统的晶闸管中，在涉及到的n型杂质点火阶段发射极的区域内出现的净-掺杂物-浓度的提高，会导致：只有在更高的电流作用下，才会实现规定的最低电压，这也是不被希望的，因为由此会导致晶闸管的特性发生改变。

在本发明所述的晶闸管中，只要第二接触面与相应的n型杂质的点火阶段发射极成一定间距，那么，为实现规定最低电压所需的p型杂质基底的决定性的区域以及相应的电阻数值都会变大，这样一来，在涉及到的n型杂质点火阶段发射极的区域中出现的p型杂质基底的净-掺杂物-浓度的提高就能被平衡掉。

附图说明

下面将通过附图中的结构示例对本发明进行阐述说明。其中：

图1是晶闸管的一个纵断面示意图，该图中，在n型杂质的点火阶段发射极的区域内，p型杂质基底的净-掺杂物-浓度局部提高了；

图2是图1所示晶闸管的一个放大剖面图；

图3A是位于第二点火阶段区域内的图1和2所示晶闸管的一个剖面图，其中示出了三条相互垂直的轴线，沿轴线方向，半导体的净-掺杂物浓度具有不同的曲线走向；

图3B是净-掺杂物浓度的一个曲线走向示例图，沿图3A所示的轴线a1；

图3C是净-掺杂物浓度的一个曲线走向示例图，沿图3A所示的轴线a2；