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DE3247221A1 - Gate-gesteuerte diodenschalterbauelemente - Google Patents

Gate-gesteuerte diodenschalterbauelemente

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Publication number
DE3247221A1
DE3247221A1 DE19823247221 DE3247221A DE3247221A1 DE 3247221 A1 DE3247221 A1 DE 3247221A1 DE 19823247221 DE19823247221 DE 19823247221 DE 3247221 A DE3247221 A DE 3247221A DE 3247221 A1 DE3247221 A1 DE 3247221A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zone
gate
controlled diode
diode switch
semiconductor
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.)
Withdrawn
Application number
DE19823247221
Other languages
English (en)
Inventor
Gee-Kung 07974 New Providence N.J. Chang
Adrian Ralph 07974 Murray Hill N.J. Hartman
Harry Thomas 07922 North Berkeley Heights N.J. Weston
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.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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 Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE3247221A1 publication Critical patent/DE3247221A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D12/212—Gated diodes having PN junction gates, e.g. field controlled diodes
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Description

Beschreibung Gate-gesteuerte Diodenschalterbauelemente
Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit zwei gate-gesteuerten Diodenschaltern der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
In der Arbeit "A 500 V Monolithic Bidirectional 2x2 Crosspoint Array11 f 1980 IEEE International Solid-state Circuits Conference-Digest of Technical Papers, Seiten 170 und 171 ist ein dielektrisch isolierter gate-gesteuerter Diodenschalter (GDS) beschrieben» Zwei getrennte derartige Schalter in einem gemeinsamen Substrat r wobei jeder Schalter in einer getrennten dielektrisch isolierten Wanne gelegen istj. sind in antiparalleler Schaltung miteinander gekoppelt, wobei die Gate gemeinsam sind und die Anode jedes Schalters mit der Kathode des jeweils anderen gekoppelt ist= Eine solche Anordnung arbeitet als bilateraler Schalter,, der Strom in beiden Richtungen leiten kann.
Die dielektrisch isolierte Wanne ist eine einkristalline Halbleiterzone, die vom umgebenden Halbleitersubstrat durch eine dielektrische Schicht vollständig getrennt ist.
Das unterstützende Substrat ist typischerweise Bestandteil einer integrierten Schaltung. Die Forderung, daß jeder getrennte GDS eines bilateralen Schalters in einer getrennten Wanne enthalten ist, erhöht das Gebiet und die Kosten einer integrierten Schaltung.
Gemäß der Erfindung wird dieses Problem bei einem Halbleiterbauelement gelöst, das im wesentlichen zwei gate-gesteuerte Diodenschalter in einem einzigen dielektrisch isolierten Halbleiterkörper (Wanne) eines ersten Leitungstyps enthält.
Ein Halbleitersubstrat ist gegen den Halbleiterkörper durch eine erste Isolierschicht, typischerweise aus Siliciumdioxid, getrennt. Auf einer Seite der Wanne befindet sich eine erste Anodenzone des ersten Leitungstyps und eine erste Kathodenzone des entgegengesetzten Leitungstyps. Auf der anderen Seite der Wanne befinden sich eine zweite Anodenzone des ersten Leitungstyps und eine zweite Kathodenzone des entgegengesetzten Leitungstyps. Zwischen den ersten Anoden- und Kathoden-Zonen und den zweiten Anoden- und Kathoden-Zonen befindet sich eine Gatezone des entgegengesetzten Leitungstyps, die dahingehend wirksam ist, die ersten Anoden- und Kathoden-Zonen von den zweiten Anoden- und Kathoden-Zonen zu trennen und für richtigen Betrieb zu sorgen. Alle
Anoden- und Kathodenzonen sind durch Teile der Hauptmasse des Halbleiterkörpers getrennt und haben sämtlich niedrigen spezifischen Widerstand im Vergleich zu dem der Hauptmasse des Halbleiterkörper.
Für einen bevorzugten Betrieb ist eine erste Elektrode mit der ersten Anodenzone und der zweiten Kathodenzone gekoppelt, ferner eine zweite Elektrode mit der zweiten Anodenzone und der ersten Kathodenzone und schließlich eine dritte Elektrode mit der Gatezone. Der Halbleiterkörper hat eine obere Fläche, die Bestandteil einer oberen Hauptfläche des Halbleitersubstrates ist, sowie eine untere Hauptflache« Falls gewünscht kann die Gatezone so erstreckt werden, daß sie zwischen den beiden Gruppen von Anoden-' und Kathoden-Zonen auf der oberen Hauptfläche oder auf"der unteren Hauptfläche oder auf beiden Flächen verläuft»
Die Verwendung der gemeinsamen Gatezone zur elektrischen Isolation zwischen den beiden gate-gesteuerten Diodenschalter in einer gemeinsamen, dielektrisch isolierten Wanne führt insgesamt zu einer Einsparung an Siliciumgebiet im Vergleich zu zx^el getrennten dielektrisch isolierten Wannen, von denen jede einen gate-gesteuerten Diodenschalter enthalte Diese Einsparung an Siliciumfiäche kann die Herstellungskosten von Schalterfeldern 2
τ- 8 - ■
beachtlich verringern.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Schrägansicht, teilweise geschnitten einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig, 2 das ungefähre elektrische Schaltbild der Anordnung nach Fig. 1 und
Fig, 3 einen Teil eines ungefähren Ersatzschaltbildes der Anordnung nach Fig. 1 bei deren Vorspannung für eine Stromleitung..
Das in Fig. 1 dargestellte Halbleiterbauelement kann als bilateraler Festkörperschalter benutzt werden, der eine Leitung in beiden Richtungen gestattet und wenigstens begrenzte Stromunterbrechung auszuführen vermag. Die Anordnung 10 umfaßt im wesentlichen zwei miteinander verbundene gate-gesteuerte Diodenschalter GDSI und GDS2, und zwar in antiparalleler Schaltung, wie dieses im Schaltbild nach Fig. 2 dargestellt ist. Die Schaltung nach Fig. 2 ist auf seite 171 der oben erwähnten IEEE Veröffentlichung dargestellt.
Die grundsätzlichen Teile der Anordnung 10, die im wesentlichen die Schalter GDS1 und GDS2 umfassen, sind innerhalb der strichpunktiert umgrenzten Gebiete dargestellt« Die grundsätzliche Wirkungsweise eines gate— gesteuerten Diodenschalters ist in der erwähnten IEEE Veröffentlichung beschrieben» Es wird deshalb vorausgesetzt , daß der Leser mit der grundsätzlichen Wirkungsweise eines gate-gesteuerten Diodenschalters vertraut ist»
In Kürze nur so viel = Eine Leitung durch den bilateralen Schalter tritt auf, wenn die Anoden/Kathoden-Spannung ausreichend hoch ist und wenn- ausreichend Spannung an der Gatezone anliegtο Welcher der beiden gate-gesteuerten Diodenschalter während des Ein-2ustandes leitet, hängt von der Polarität der Anoden/Kathoden-Spannung ab. Die Leitung während des Ein-Zustandes zwischen Kathoden- und Änodenzonen erfolgt durch duale Ladungsträgerinjektion, die ein leitendes Plasma bildet» Das Bauelement wird in den Aus-Zustand überführt durch Anlegen einer ausreichenden Spannung an die Gatezone, um den Hauptteil zwischen Anode und Kathode von Stromladungsträgern zu entleeren.
Die Anordnung 10 weist ein Tragglied 12 mit einer oberen Hauptfläche 11 und einen Halbleiterkörper 16 eines ersten Leitungstyps auf, der vom Glied 12 durch eine erste dielektrische Schicht 14 getrennt ist. Der Halbleiterkörper
16 hat eine mit der oberen Hauptfläche 11 gemeinsame Fläche und eine untere Hauptfläche 13 sowie vier Seitenwände 15, von denen nur die vordere nicht dargestellt ist. Eine zweite, mit öffnungen versehene dielektrische Schicht 26 bedeckt die obere Fläche 11. Eine lokalisierte Kontaktzone 34 hat einen mit der oberen Hauptfläche 11 gemeinsamen Teil.
Eine erste und eine zweite lokalisierte Anodenzone 18 und 18a, die vom einen Leitungstyp sind, und eine erste und eine zweite lokalisierte Kathodenzone 24 und 24a, die vom entgegengesetzten Leitungstyp sind, befinden sich im Halbleiterkörper 16. Eine lokalisierte erste Schutzzone 22, die vom einen Leitungstyp ist, umgibt die Zone 24, und eine zweite Schutzzone 22a, die ebenfalls vom einen Leitungstyp ist, umgibt die Zone 24a. Eine lokalisierte Übergangsisolation-Gatezone 20, die vom entgegengesetzten Leitungstyp ist, ist ebenfalls im Halbleiterkörper 16 vorgesehen. Die Zone 20 hat typischerweise einen oberen Teil, der sich von der Fläche 11 nach unten erstreckt und die Oberseite eines unteren Teiles berührt, der sich von der unteren Hauptfläche 13 nach oben erstreckt. Die Zone 20 erstreckt sich über die Oberseite des Halbleiterkorpers 16 und vertikal nach unten, um den Halbleiterkörper 16 physikalisch in zwei getrennte Teile zu teilen. Wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, brauchen der
obere und der untere Teil der Gatezone 20 nicht immer einander tatsächlich zu berühren? d» h», die Zone 20 braucht sich nicht immer vollständig durch den HaIb?- leiterkörper 16 zu erstrecken. Der links von der Zone 20 gelegene Teil des Halbleiterkörpers 16 enthält die erste Anodenzone 18 und die erste Kathodenzone 24 f während der rechts von der Zone 20 gelegene Teil des Halbleiterkorpers 16 die zweite Anodenzone 18a und die zweite Kathodenzone 24a enthält„
Weiterhin kontaktieren Elektroden 28, 32, 28a, 32a,f-30 und. 36 die Zonen fS, 24, 18a, 24a, 20 bzw= 34.
"Die Elektrode 30 hat, wie dargestellt f einen ersten Teil 30a (siehe die gestrichelten Linien), der sich zwischen der ersten Anodenzone 18 und der ersten Kathodenzone 24 erstreckt, und einen zweiten Teil 30b (siehe die gestrichelten Linien), der sich zwischen der zweiten Kathodenzone 24a und der zweiten Anodenzone 18a erstreckt= Die Zone 20 hat weiterhin wie dargestellt
1. einen ersten Halbleiterteil 20a (siehe die gestrichelten Linien) der sich längs der Fläche 11 und nach unten in den Körper 16 erstreckt und zwischen den Zonen 18 und existiert,
ft * · «β
>t S ti a ι * · * · t
2. einen zweiten Halbleiterteil 20b (siehe die gestrichelten Linien), der sich längs der Fläche 11 und nach unten in den Körper 16 erstreckt und zwischen den Zonen 1,8a und 24a existiert,
3. einen dritten Halbleiterteil 20c (siehe die gestrichelten Linien), der sich längs der Fläche 13 und nach oben in den Körper 16 erstreckt und senkrecht unterhalb und zwischen den Zonen 24a und 18a existiert, und
4. einen vierten Halbleiterteil 2Od (siehe die gestrichelten Linien), der sich längs der Fläche 13 und nach oben in den Körper 16 erstreckt und vertikal unterhalb und zwischen den Zonen 24 und 18 existiert. Die verschiedenen gestrichelt dargestellten Konfigurationen der Gatzone 20 sind kein Zwangsmerkmal,
Ein erster Leiter 17 verbindet die erste Anodenelektrode 28 mit d,er zweiten Kathodenelektrode 32a. Ein zweiter Leiter verbindet die zweite Anodenelektrode 28a mit der ersten Kathodenelektrode 32. Die Elektroden 28 und 32a dienen als erster Ausgangsanschluß der Anordnung 10, die Elektroden 32 und 28a dienen als zweiter Ausgangsanschluß der Anordnung 10, und die Elektrode 30 dient als Steueranschluß (Gateranschluß) der Anordnung 10.
Das Tragglied 12 ist typischerweise ein Halbleitersubstrat und die Zone 34 ist eine Kontaktzone desselben Leitungstyps wie das Substrat 12, jedoch von geringerem spezifischem Widerstand» Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Leitungstypen der einzelnen Zonen wie folgts
Das Substrat 12 ist ableitend,
+
die Zone 34 ist η -leitende
der Halbleiterkörper 16 ist ρ ^leitend,, die Zonen 18 und 18a sind p^'-leitend? die Zone 20 ist n*-leitend?
die Zonen 22 und 22a sind p-leitend und die Zonen 24 und 24a sind η -leitend.»
Alle Elektroden und Leiter sind typischerweise Aluminium und die dielektrischen Schichten sind typischerweise Siliciumdioxid und/oder zusammengesetzte Schichten aus Siliciumdioxid
und Siliciumnitrid«, Die n+- und p"°"-leitenden Zonen können
19
eine DotierstoffOberflächenkonzentration von etwa 10 Dotierstoff atome pro cm3 haben« Der p^leitende Halbleiterkörper 16
13
kann eine Dotierstoff konzentration von etwa 9 c 10 Dotierstoff atome/cm3 haben, und das Substrat 12 kann eine Dotierstoff konzentrat ion von etwa 10" bis 10 Dotierstoff atome/cm3 haben» Die p=leitenden Zonen können eine Dotierstoffober-
16
f lächenkonzentration von etwa 10 Dotierstoff atome/cm3 haben. Bei einer typischen Ausführungsform hat der HaIb-5/6
leiterkörper 16 eine Dicke von 50 bis 60 Mikrometer und sein Oberflächenteil 11 ist 300 χ 500 Mikrometer groß. Für einen Betrieb bei 500 bis 600 Volt liegt der typische Abstand zwischen den oberen und unteren Teilen der Zone bei 10 Mikrometer und der Abstand zwischen einem Ende der Zone 20 und der Seitenwand 15 des Halbleiterkörpers 16 bei 5 Mikrometer,
Wenn sich die Zone 20 von der Fläche 11 na.ch unten zur Fläche 13 und von der hinteren Wand 15 vollständig über den Halbleiterkörper 16 zur Vorderwand 1.5 erstreckt, dann ist der Halbleiterkörper 16 physikalisch in zwei getrennte Teile unterteilt, die voneinander durch zwei Hochspannungen pn-übergänge mit relativ niedrigem Leckstrom, nämlich die übergänge zwischen der Gatezone 20 und dem Halbleiterkörper 16, im wesentlichen elektrisch isoliert sind.
Dieses führt zu einem effektiv hohen Widerstand zwischen den beiden getrennten Teilen des Halbleiterkörpers 16, was einen direkten Stromfluß vom einen zum anderen Teil über die Zone 20 begrenzt. Hierdurch wird es möglich, daß jeder der beiden gategesteuerten Diodenschalter GDSi und GDS2 relativ unabhängig vom anderen arbeitet.
Wenn die oberen und unteren Teile der Zone 20 einander nicht treffen, um eine durchgehende Zone zu bilden, und/oder sich
nicht vollständig von der hinteren Seitenwand 15 zur vorderen Seitenwand 15 erstrecken, dann ist der Halbleiterkörper 16 physikalisch nicht vollständig in zwei Teile unterteilt f hat aber immer noch zwei Teile, die ins wesentlichen elektrisch entkoppelt sind, wobei jeder Teil einen gate-gesteuerten Diodenschalter enthält. Die oberen und unteren Teile der Zone 20 können dann als die Gates eines Hochspannungsübergangsfeldeffekttransistors (JFET) angesehen werden,, wobei die Teile des Halbleiterkörpers 16 zwischen den oberen und unteren Teilen der Zone 20 und zwischen den Teilen der Zone 20 und den Seitenwänden 15 der dielektrischen Schicht 1;4 abgeschnürt sindy um einen viel höheren Widerstand als die anderen Teile des Hauptteils des Halbleiterkörpers 16 zu haben. Dieses dient zur elektrischen Aufspaltung des Halbleiterkörpers 16 in einen ersten Teil,, der einen ersten gate-* gesteuerten Diodenschalter GDSi mit den Zonen 18 f 22 und 24 und der Zone 20 enthält f und in einen zweiten Teil, der einen zweiten gate-gesteuerten Diodenschalter GDS2 mit den Zonen 18a., 22a und 24a und der Zone 20 enthält. Der GDS1 und der GDS2 vermögen noch im wesentlichen unabhängig voneinander zu arbeiten»
Es ist eine ausreichende elektrische Isolation oder Entkopplung zwischen den Schaltern GDS1 und GDS2 erforderlich, um die Notwendigkeit einer übermäßigen Einschaltspannung
zu vermeiden, ein richtiges Einschalten, des Bauelementes sicherzustellen und einen vergleichsweise niedrigen Einschaltwiderstand zu haben. Sonach können kleinere Leckströme toleriert werden,
Fig. 2 zeigt eine bilaterale Schalterkombination, bei der die erste Anodenelektrode 28 und die zweite Kathoden-· elektrode 32a den ersten Ausgangsanschluß bilden und die Anodenelektrode 28 und die erste Kathodenelektrode 32 den zweiten Ausgangsanschluß bilden, während die Übergangs" isolation-Gateelektrode 30 den Steueranschluß (Gate) bildet, piese Kombination vermag Signale von den Elektroden 28 und 32a zu den Elektroden 28a und 32 oder umgekehrt zu leiten.
In Fig, 3 ist das ungefähre Ersatzschaltbild der Halbleiteranordnung 10 nach Fig. ΐ dargestellt, wobei angenommen ist, daß die Gatezone 20 fjür- eine Leitung durch die Anordnung 10 hindurch vorgespannt ist, per Widerstand Ri ist der Widerstand von der ersten Anodenzone |8 durch den Volumteil des Halbleiterkörpers 16 zwischen erster Anodenzone 18 und Schutzzone 22. Die Diode D1, die mit ihrem Kathodenanschluß mit der Elektrode 32 gekoppelt ist, ist der pnrübergang zwischen der Schutzzone 22 und der Kathodenzone 24, Der Widerstand RISOI ist der effektive Widerstand zwischen der Schutzzone.22 under Anodenzone 28 durch den Volumteil
des Halbleiterkörpers 16, der die Zonen 22 und 20 trennt, durch die Gatezone 20 und durch den Volumteil des Halbleiterkörpers 16, der die Zonen 20 und 18a trennt. Der Widerstand R2 ist der Widerstand von der zweiten Anodenzone 18a durch den Volumteil des Halbleiterkörpers 16 zwischen zweiter Anodenzone 18a und Schutzzone 22a» Die Diode D2, deren Kathodenanschluß mit der Elektrode 32a gekoppelt ist, ist der pn-über~ gang zwischen der Schutzzone 22a und der Kathodenzone 24a. Der Widerstand RISO2 ist der effektive Widerstand zwischen der Schutzzone 22a und der Anode 18 durch den Volumteil des Halbleiterkörpers 16, der die Zonen 22a und 20 trennt, durch die Gatezone 20 und durch den Volumteil des Halbleiterkörpers 16, der die Zonen 20 und 18 trennt=
Die Widerstände R1 und R2 sind typischerweise niedriger als die Widerstände RISO1 und RXSO2» Bei einer typischen Ausführungsform betragen die Widerstände Ri und R2 typischerweise 35 000 Ohm vor dem Einsatz der Leitfähigkeitsmodulation innerhalb des Halbleiterkörpers 16. Die Widerstände RISO1 und RISO2 sind typischerweise 100 000 Ohm oder größer«, Wenn einer der gategesteuerten Diodenschalter einzuschalten beginnt, erniedrigt die Leitfähigkeitsmodulation innerhalb des Halbleiterkörpers 16 den Wert von R1 oder R2 auf typischerweise 20 Ohm oder weniger und verringert auch den Wert von RISO1 und RISO2, aber
«ti«
- 18 -
um einen viel kleineren Betrag. Wenn die Elektroden 28 und 32a gegen die Elektroden 28a und 32 positiv (typischerweise um etwa, +2 Volt oder mehr) vorgespannt sind und die Gateelektrode 30 (nicht in Fig. 3 dargestellt) so vorgespannt ist, daß Leitung durch die Anordnung 10 ermöglicht ist, dann fließt Strom von den Elektroden 28 und 32a über den Widerstand R1 und die Diode Dl in die Elektroden 32a und 28a, Nur ein relativ kleiner Stromanteil fließt über die Widerstände RISOi und RISO2, da beide einen relativ hohen Widerstandswert im Vergleich zum Widerstandswert der in Durchlaßrichtung vorgespannten Diode Di, Die Diode D2 ist in Sperrichtung vorgespannt, es fließt daher kein Strom über die Diode D2. Wenn umgekehrt die Elektroden 28a und 32 positiv gegen die Elektroden 28 und 32a vorgespannt sind und die Gateelektrode 30 (nicht dargestellt in Pig» 3) für Stromleitung durch die Anordnung 10 hindurch vorgespannt ist, dann fließt Strom von den Elektroden 28a und 32 über den Widerstand R2 und die Diode D2 in die Elektroden 32a und 28. Nur ein relativkleiner Stromanteil fließt über die Widerstände RISO2 und RISO1, da diese Widerstände beide einen relativ hohen Widerstand im Vergleich zu dem Widerstand der in Durchlaßrichtung vorgespannten Diode D2 haben. Die Diode DI ist in Sperrichtung vorgespannt, es fließt daher kein Strom über diese Diode,
Die Anordnung 10 vermag also als ein bilateraler Schalter benutzt werden, wobei wenig Leckstrom zwischen den übergangsisolierten gate-gesteuerten Diodenschaltern GDS1 und GDS2 vorhanden ist. Mit der Anordnung 10 werden daher zifei gate-gesteuerte Diodenschalter, die sich je in einer gesonderten, dielektrisch isolierten Wanne befinden, durch zwei gate-gesteuerte Diodenschalter in einer einzigen dielektrisch isolierten Wanne ersetzt» Die Anordnung 10 kann daher auf deutlich weniger Siliciumflache und damit mit deutlich geringeren Kosten hergestellt werden«
Zahlreiche Abwandlungen sind möglich» Beispielsweise kann bsi der beschriebenen Anordnung nach Tragglied 12 p-,p oder η -leitendes Silicium, Galliumarsenid, Saphir oder ein elektrisch inaktives Material sein» Wenn das Tragglied 12 ein elektrisch inaktives Material ist, dann kann die dielektrische Schicht 1.4 entfallen» Des weiteren kann der Körper 16 als luftisolierte Anordnung hergestellt werden» Hierdurch können das Tragglied 12 und die dielektrische Schicht 14 entfallen. Weiterhin können die Elektroden dotiertes Polysilicium sein, ferner Gold, Titan oder andere Leitertypen. Auch können die Dotierstoffkonzentrationswerte g die Abstände zwischen den einzelnen Zonen und andere Abmessungen der Zonen zur Änderung der Betriebsspannungen und Ströme verändert werden« Außerdem
if
können andere dielektrische Isolatormaterialien wie Siliciumnitrid oder halbisoiierendes, mit Sauerstoff dotiertes polykristallines Silicium an Stelle von Siliciumdioxid verwendet werden. Der Leitungstyp aller Zonen kann ebenfalls vertauscht werden, vorausgesetzt, daß die Spannungspolaritäten entsprechend geändert werden, wie dieses allgemein bekannt ist.
Die Halbleiterzone 22 (22a), die die Kathodenzone 24 (24a) umgibt, kann dahingehend modifiziert werden, daß sie auch eine Schutzringzone und eine oder mehrere andere umgebende Zonen zunehmenden spezifischen Widerstandes aufweist. Zusätzliche Zonen zunehmenden spezifischen Widerstandes können auch die Anodenzone 18 (18a) umgeben. Die Zone 20 kann n~- oder η-leitend sein. Auch kann ein einziges Halbleitersubstrat einige Halbleiterkörper, die p%leitend sind, und einige andere Halbleiterkörper, die n~-leitend sind, enthalten. Die Teile 20a, 20b, 20c und/oder 2Od der Zone 20 können n- oder n~-leitend sein und brauchen nicht jeweils die selbe Dotierstoffkonzentration oder die selbe Dotierstoffkonzentration wie die Zone 20 zu haben. Die Leiter 17 und 19 können um die Zone 20 herum und außerhalb der dielektrischen Schicht 14 geführt werden.
eerseite

Claims (1)

  1. BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER " ZWIRNER . HOFFMANN
    PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
    Patentconsult Radeckestraße 43 8000 Mündien 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Palentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult
    Western Electric Company, Incorporated Chang"2 New York, N. Y. 10038, USA
    Patentansprüche
    Halbleiterbauelement mit einem ersten (GDST;) und einem zweiten·(GDS2) gate-gesteuerten Diodenschalter, wobei
    - jeder gate-gesteuerter Diodenschalter eine erste Zone (18) eines ersten Leitungstyps aufweist sowie eine Gatezone (20) und eine zweite Zone (24) eines zweiten .Leitung s typ s,
    - die erste Zone, die zweite Zone und die Gatezone in einem Halbleiterkörper enthalten sind, dessen Hauptteil (16) vom ersten Leitungstyp ist,
    - die erste Zone, die zweite Zone und die Gatezone ■.·. voneinander durch den Hauptteil getrennt sind.und im Vergleich zu dessen spezifischem Widerstand einen
    relativ niedrigen spezifischen Widerstand haben, dadurch gekennzeichnet, daß
    - beide gate-gesteuerte Diodenschalter in einem einzigen Halbleiterkörper (16) ausgebildet sind,
    - beide gate-gesteuerte Diodenschalter an einer gemeinsamen Gatezone (20) teilhaben,
    München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. We.ser Oipl.-Phys. Dr. rer. nat. ■· E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof.Dr. juf.Oipl.-lng'., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing, Dipl.-W.-Ing.
    •die gemeinsame Gatezone sp angeordnet ist, daß die zweite Zone (24) und die erste Zone (18) des ersten gate-gesteuerten Diodenschalters (GDS1) auf ihrer einen Seite gelegen sind und die zweite Zone (18a) und erste Zone (24a) des zweiten gate-gesteuerten Diodenschalters (GDS2) auf ihrer anderen Seite gelegen sind, und
    r sich die gemeinsame Gatezone in den Halbleiterkörper ausreichend weit erstreckt, um den zweiten gate?· gesteuerten Diodenschalter vom ersten gate-gesteuerten Diodenschalter im wesentlichen elektrisch zu isolieren
    2, Halbleiterbauelement nach Anspruch t1/· dadurch gekennzeichnet, daß
    « die erste Zone (1-8) des ersten gater-gesteuerten Diodenschalters direkt mit der zweiten Zone (24a) des zweiten gate-gesteuerten Diodenschalters verrbunden ist f
    - die zweite Zone (24) des ersten gate~gesteuerten Diodenschalters direkt mit der ersten Zone (18a) des zweiten gate-gesteuerten Diodenschalters ver*- bunden ist und
    - das ganze Halbleiterbauelement als bilateraler Schalter betrieben wird.
    3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet„ daß
    - jeder Gatediodenschalter eine Schutzzone (22) des ersten Leitungstyps aufweist, die die zweite Zone (24) des zweiten Leitungstyps umgibt,,
    . Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (16) ein einkristalliner Halbleiterkörper ist, der gegen ein Halbleitertragglied (12) durch eine Isolierschicht (14) dielektrisch isoliert ist=
    5ο Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    die gemeinsame Gatezone (20) versehen ist mit ■= einem Teil (20a) , der sich zwischen der ersten und zweiten Zone des ersten gate-gesteuerten Dioden?- schalters erstreckt und
    - einem weiteren Teil (20b), der sich zwischen der ersten und zweiten Zone des zweiten gate-gesteuerten Diodenschalters erstreckt»
    ! «ti 809» *
    6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß
    - die untere Fläche und die Seitenflächen des Halbleiterkörpers vom Halbleitertragglied durch die Isolatorschicht (14) getrennt sind und
    - sich die gemeinsame Gatezone über den ganzen Abstand von oberer Fläche zur unteren Fläche des Halbleiterkörpers erstreckt.
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