JPH039622B2 - - Google Patents
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- JPH039622B2 JPH039622B2 JP59235677A JP23567784A JPH039622B2 JP H039622 B2 JPH039622 B2 JP H039622B2 JP 59235677 A JP59235677 A JP 59235677A JP 23567784 A JP23567784 A JP 23567784A JP H039622 B2 JPH039622 B2 JP H039622B2
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- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、環状の制御電極を有する半導体装
置における制御電極取り出し構造の改良に関する
ものである。
置における制御電極取り出し構造の改良に関する
ものである。
大容量のゲートターンオフサイリスタやトラン
ジスタにおいては、大容量化に伴つて制御用電極
（ゲート又はベース）に流す電流が大きくなり、
最近では数10A〜数100Aの電流を流すものも実
用化されている。特に大容量ゲートターンオフサ
イリスタでは、ターンオフ時に必要なゲート逆電
流が大きく、しかも瞬時に均一に電流を流す必要
があるため、ゲート・カソード間のインピーダン
スを極力小さくする工夫がなされている。例えば
ゲート電極の取り出し部分の形状を環状にして取
り出し部分からエミツタ領域までの距離の短縮と
電流分布の均一化、軽減が図られている。
ジスタにおいては、大容量化に伴つて制御用電極
（ゲート又はベース）に流す電流が大きくなり、
最近では数10A〜数100Aの電流を流すものも実
用化されている。特に大容量ゲートターンオフサ
イリスタでは、ターンオフ時に必要なゲート逆電
流が大きく、しかも瞬時に均一に電流を流す必要
があるため、ゲート・カソード間のインピーダン
スを極力小さくする工夫がなされている。例えば
ゲート電極の取り出し部分の形状を環状にして取
り出し部分からエミツタ領域までの距離の短縮と
電流分布の均一化、軽減が図られている。
第３図は従来の半導体装置の第１例を示し、こ
れは上記環状のゲート電極構造を有するゲートタ
ーンオフサイリスタのエレメントの平面パターン
を示す。図中、１はエレメント、１ａはシリコン
ウエハ、１ｂはシリコンウエハ１ａを支持する補
強板、１ｃはゲート電極、１ｄはカソード電極、
１ｅ，１ｆはゲートの集電電極部分である。
れは上記環状のゲート電極構造を有するゲートタ
ーンオフサイリスタのエレメントの平面パターン
を示す。図中、１はエレメント、１ａはシリコン
ウエハ、１ｂはシリコンウエハ１ａを支持する補
強板、１ｃはゲート電極、１ｄはカソード電極、
１ｅ，１ｆはゲートの集電電極部分である。
またゲート配線部分の電気抵抗を低くしてゲー
トに大電流を供給する方法としては、従来ゲート
取り出し用電極をエレメントに加圧接触させる方
法があり、この方法はゲートがエレメントの中央
にあるセンターゲート構造のサイリスタや、大容
量のトランジスタ等に用いた場合非常に有効であ
る。
トに大電流を供給する方法としては、従来ゲート
取り出し用電極をエレメントに加圧接触させる方
法があり、この方法はゲートがエレメントの中央
にあるセンターゲート構造のサイリスタや、大容
量のトランジスタ等に用いた場合非常に有効であ
る。
第４図は従来の半導体装置の第２例を示し、こ
れは上記第１例に示すエレメントを外囲器の中に
装着し、上記ゲート取り出し用電極をエレメント
に加圧接触させる構造を有するサイリスタの断面
構造図である。図中、１はサイリスタエレメン
ト、２は挿入板、３は外部陰電極、４はゲート取
り出しリード、５は該ゲート取り出しリード４及
び挿入板２を外部陰極電極３に対して位置決めす
る絶縁性支持部材、６はゲート取り出しリード４
の先端部４ａを絶縁性支持部材５を介してサイリ
スタエレメント１に加圧するバネ、７は上記ゲー
ト取り出しリード４を外部陰極電極３と絶縁する
ための保護管、８は外部陽極電極、９はサイリス
タエレメント１を支持するセラミツク筒、１０は
外陰極電極３をセラミツク筒９に固着支持する陰
極側フランジ、１１は外部陽極電極８をセラミツ
ク筒９に固着支持する陽極側フランジ、１２は外
部ゲート電極を示す。
れは上記第１例に示すエレメントを外囲器の中に
装着し、上記ゲート取り出し用電極をエレメント
に加圧接触させる構造を有するサイリスタの断面
構造図である。図中、１はサイリスタエレメン
ト、２は挿入板、３は外部陰電極、４はゲート取
り出しリード、５は該ゲート取り出しリード４及
び挿入板２を外部陰極電極３に対して位置決めす
る絶縁性支持部材、６はゲート取り出しリード４
の先端部４ａを絶縁性支持部材５を介してサイリ
スタエレメント１に加圧するバネ、７は上記ゲー
ト取り出しリード４を外部陰極電極３と絶縁する
ための保護管、８は外部陽極電極、９はサイリス
タエレメント１を支持するセラミツク筒、１０は
外陰極電極３をセラミツク筒９に固着支持する陰
極側フランジ、１１は外部陽極電極８をセラミツ
ク筒９に固着支持する陽極側フランジ、１２は外
部ゲート電極を示す。
この従来の第２例によるサイリスタでは、上記
絶縁性支持部材５はアルミナ焼結体等を用いる必
要があるため寸法精度が悪く、そのため外部陰極
電極３と該絶縁性支持部材５及びゲート取り出し
リード４とのクリアランスを大きくせざるを得
ず、位置決め精度が悪くなり、その結果この従来
のゲート取り出し構造は高精度な位置決めを要す
るゲートターンオフサイリスタに使用するには精
度上不十分な場合があつた。
絶縁性支持部材５はアルミナ焼結体等を用いる必
要があるため寸法精度が悪く、そのため外部陰極
電極３と該絶縁性支持部材５及びゲート取り出し
リード４とのクリアランスを大きくせざるを得
ず、位置決め精度が悪くなり、その結果この従来
のゲート取り出し構造は高精度な位置決めを要す
るゲートターンオフサイリスタに使用するには精
度上不十分な場合があつた。
また、環状ゲート構造のゲートターンオフサイ
リスタの場合に、上記従来の第２例による構造を
採用するには、ゲート取り出しリード４のエレメ
ント１と接触する先端部４ａを環状にする必要が
あるが、この環状部分を容易かつ高精度に位置決
めできる加圧接触形ゲート構造は実用化されてい
なかつた。
リスタの場合に、上記従来の第２例による構造を
採用するには、ゲート取り出しリード４のエレメ
ント１と接触する先端部４ａを環状にする必要が
あるが、この環状部分を容易かつ高精度に位置決
めできる加圧接触形ゲート構造は実用化されてい
なかつた。
本発明はこのような従来のゲート取り出し構造
の欠点を除去するためになされたもので、性御電
極の取り出しを容易に、かつ高精度で所定位置に
おいて行なえ、信頼性を向上できる半導体装置を
提供することを目的としている。
の欠点を除去するためになされたもので、性御電
極の取り出しを容易に、かつ高精度で所定位置に
おいて行なえ、信頼性を向上できる半導体装置を
提供することを目的としている。
本発明は、半導体装置において、半導体基体の
制御電極を外部制御電極と接続するための略環状
の制御電極取り出し電極を設け、該制御電極取り
出し電極の下面の接触部を除く部分をフツ素樹脂
を主成分とする絶縁制皮膜で被覆し、上記接触部
を上記制御電極に圧接せしめるようにしたもので
ある。
制御電極を外部制御電極と接続するための略環状
の制御電極取り出し電極を設け、該制御電極取り
出し電極の下面の接触部を除く部分をフツ素樹脂
を主成分とする絶縁制皮膜で被覆し、上記接触部
を上記制御電極に圧接せしめるようにしたもので
ある。
本発明では、制御電極取り出し電極が大きな面
積でもつてゲートと加圧状態で当接し、ゲート取
り出し部の電位ドロツプが極めて小さくなり、そ
のため電流分布が均一になり、また上記取り出し
電極は所定位置に精度よく位置決めされる。
積でもつてゲートと加圧状態で当接し、ゲート取
り出し部の電位ドロツプが極めて小さくなり、そ
のため電流分布が均一になり、また上記取り出し
電極は所定位置に精度よく位置決めされる。
以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例による大容量ゲート
ターンオフサイリスタの構造を示し、図中、１は
半導体基体であるサイリスタエレメントであり、
これの第１主面（図示上面）には第１主電極であ
るカソード電極及び制御電極であるゲート電極が
形成され、またその第２主面（図示下面）には第
２主電極であるアノード電極が形成されている。
１４は上記エレメント１のカソード電極の外周部
と第１外部主電極である外部陰極電極２３との間
に挿入された外側挿入板、１５はエレメント１の
カソード電極の内側部と外部陰極電極２３との間
に挿入された内側挿入板である。そして該外部陰
極電極２３の第１主面側には環状の保持溝２３ａ
が凹設され、該保持溝２３ａ内には環状のゲート
取り出し電極１３が上下動自在に挿入され、該取
り出し電極１３は、これと保持溝２３ａと底面と
の間に挿入されたスプリング１６により図示下方
に付勢されてエレメント１のゲート電極に圧接し
ている。
ターンオフサイリスタの構造を示し、図中、１は
半導体基体であるサイリスタエレメントであり、
これの第１主面（図示上面）には第１主電極であ
るカソード電極及び制御電極であるゲート電極が
形成され、またその第２主面（図示下面）には第
２主電極であるアノード電極が形成されている。
１４は上記エレメント１のカソード電極の外周部
と第１外部主電極である外部陰極電極２３との間
に挿入された外側挿入板、１５はエレメント１の
カソード電極の内側部と外部陰極電極２３との間
に挿入された内側挿入板である。そして該外部陰
極電極２３の第１主面側には環状の保持溝２３ａ
が凹設され、該保持溝２３ａ内には環状のゲート
取り出し電極１３が上下動自在に挿入され、該取
り出し電極１３は、これと保持溝２３ａと底面と
の間に挿入されたスプリング１６により図示下方
に付勢されてエレメント１のゲート電極に圧接し
ている。
第２図は上記ゲート取り出し電極１３の構造を
示す断面図である。図中、１３ａはゲート取り出
し電極１３の取り出し電極本体である環状金属
部、１３ｄは上記環状金属部１３ａの下面全周に
沿つて突設されたエレメント１との接触部、１３
ｃは環状金属部１３ａのろう付部１３ｅにろう付
された制御リード部であるワイヤ部、１３ｂは上
記環状金属部１３ａ表面の上記接触部１３ｄ及び
ろう付部１３ｅを除く部分に被着されたフツ素樹
脂を主成分とする絶縁性皮膜である。
示す断面図である。図中、１３ａはゲート取り出
し電極１３の取り出し電極本体である環状金属
部、１３ｄは上記環状金属部１３ａの下面全周に
沿つて突設されたエレメント１との接触部、１３
ｃは環状金属部１３ａのろう付部１３ｅにろう付
された制御リード部であるワイヤ部、１３ｂは上
記環状金属部１３ａ表面の上記接触部１３ｄ及び
ろう付部１３ｅを除く部分に被着されたフツ素樹
脂を主成分とする絶縁性皮膜である。
次に上記ゲート取り出し電極１３の製造方法を
説明する。
説明する。
(1) まず環状金属部１３ａ及び接触部１３ｄを所
望の精度にて切削加工して形成し、ろう付部１
３ｅにワイヤ部１３ｃをろう付けする。ここで
ワイヤ部１３ｃの材質は純銀（99.99％）とし、
ろう付は銀銅ろうを用いて水素中で行なう。
望の精度にて切削加工して形成し、ろう付部１
３ｅにワイヤ部１３ｃをろう付けする。ここで
ワイヤ部１３ｃの材質は純銀（99.99％）とし、
ろう付は銀銅ろうを用いて水素中で行なう。
(2) 次に上記ろう付の完了した環状金属部１３ａ
のエレメント１との接触部１３ｄをマスキング
した後、フツ素樹脂、例えばテフロン等を環状
金属部１３ａを包み込むようにコーテイングす
る。このようにして所望のゲート取り出し電極
１３が得られる。
のエレメント１との接触部１３ｄをマスキング
した後、フツ素樹脂、例えばテフロン等を環状
金属部１３ａを包み込むようにコーテイングす
る。このようにして所望のゲート取り出し電極
１３が得られる。
次に作用効果について説明する。
本実施例のゲートターンオフサイリスタでは、
環状金属部１３ａの断面積が大きので、該環状金
属部１３ａの電気抵抗が極めて小さく、またワイ
ヤ部１３ｃの線径を十分に大きいので、ゲート取
り出し電極１３の電位ドロツプを極めて小さくす
ることができ、そのため電流分布の均一性も向上
し、その結果、ゲートターンオフサイリスタの遮
断能力を向上することができる。
環状金属部１３ａの断面積が大きので、該環状金
属部１３ａの電気抵抗が極めて小さく、またワイ
ヤ部１３ｃの線径を十分に大きいので、ゲート取
り出し電極１３の電位ドロツプを極めて小さくす
ることができ、そのため電流分布の均一性も向上
し、その結果、ゲートターンオフサイリスタの遮
断能力を向上することができる。
また本実施例では外側、内側挿入板１４，１５
は各々ゲート取り出し電極１３の外周壁面、内周
壁面によつて位置決めされるので、組立作業が極
めて良い。また本実施例のゲート取り出し電極１
３は従来のゲート圧接構造における絶縁性支持部
材とゲート取り出し用ワイヤとの両方の機能を兼
ね備えており、従つて従来のようなこれらを結合
させる作業も不要となり、作業性を向上できると
同時に、本実施例では寸法精度の高い環状金属部
１３ａにより、取り出し電極１３の位置決め精度
が支配されるので、従来問題であつた位置決め精
度も極めて良好となる。
は各々ゲート取り出し電極１３の外周壁面、内周
壁面によつて位置決めされるので、組立作業が極
めて良い。また本実施例のゲート取り出し電極１
３は従来のゲート圧接構造における絶縁性支持部
材とゲート取り出し用ワイヤとの両方の機能を兼
ね備えており、従つて従来のようなこれらを結合
させる作業も不要となり、作業性を向上できると
同時に、本実施例では寸法精度の高い環状金属部
１３ａにより、取り出し電極１３の位置決め精度
が支配されるので、従来問題であつた位置決め精
度も極めて良好となる。
また、本実施例では、取り出し電極本体１３の
絶縁性皮膜にフツ素樹脂を使用したので、この絶
縁性皮膜のコストを低減できる。
絶縁性皮膜にフツ素樹脂を使用したので、この絶
縁性皮膜のコストを低減できる。
なお上記実施例では、ゲートターンオフサイリ
スタについて述べたが、本発明は環状の制御電極
を有する大容量の半導体装置、例えば大電力トラ
ンジスタやゲート補助ターンオフサイリスタ等に
ついても同様に適用でき、同様の効果をもたらす
ことができる。さらに、本発明は環状の制御電極
を取り出すための構造だけでなく、従来のセンタ
ーゲート構造のゲート取り出し電極についても適
用でき、このようにすれば作業性及び位置決め精
度を向上できる。
スタについて述べたが、本発明は環状の制御電極
を有する大容量の半導体装置、例えば大電力トラ
ンジスタやゲート補助ターンオフサイリスタ等に
ついても同様に適用でき、同様の効果をもたらす
ことができる。さらに、本発明は環状の制御電極
を取り出すための構造だけでなく、従来のセンタ
ーゲート構造のゲート取り出し電極についても適
用でき、このようにすれば作業性及び位置決め精
度を向上できる。
以上のように、本発明に係る半導体装置によれ
ば、半導体基体の制御電極を外部制御電極に接続
する略環状の制御電極取り出し電極を設け、該制
御電極取り出し電極の下面の接触部を除く部分を
フツ素樹脂を主成分とする絶縁性皮膜で被覆し、
上記接触部を制御電極に圧接せしめるようにした
ので、環状ゲートを有する半導体基体に対する極
めて高精度で信頼性が高く、作業性の良いゲート
の取り出し構造が得られる効果があり、また絶縁
材料のコストを低減して装置のコストアツプを防
止できる効果がある。
ば、半導体基体の制御電極を外部制御電極に接続
する略環状の制御電極取り出し電極を設け、該制
御電極取り出し電極の下面の接触部を除く部分を
フツ素樹脂を主成分とする絶縁性皮膜で被覆し、
上記接触部を制御電極に圧接せしめるようにした
ので、環状ゲートを有する半導体基体に対する極
めて高精度で信頼性が高く、作業性の良いゲート
の取り出し構造が得られる効果があり、また絶縁
材料のコストを低減して装置のコストアツプを防
止できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるゲートターン
オフサイリスタの断面図、第２図はそのゲート取
り出し電極部分の断面図、第３図は環状ゲート構
造を有するゲートターンオフサイリスタのカソー
ド・ゲートパターンを示す平面図、第４図は従来
のセンターゲート加圧方式のサイリスタの構造を
示す断面図である。 １……エレメント（半導体基体）、８……外部
陽極電極（第２外部主電極）、１２……外部制御
電極、１３……ゲート取り出し電極（制御電極取
り出し電極）、１３ａ……環状金属部（取り出し
電極本体）、１３ｂ……絶縁性皮膜、１３ｃ……
ワイヤ部（制御リード部）、１３ｄ……接触部、
１６……スプリング、２３……外部陰極電極（第
１外部主電極）、２３ａ……保持溝。なお図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
オフサイリスタの断面図、第２図はそのゲート取
り出し電極部分の断面図、第３図は環状ゲート構
造を有するゲートターンオフサイリスタのカソー
ド・ゲートパターンを示す平面図、第４図は従来
のセンターゲート加圧方式のサイリスタの構造を
示す断面図である。 １……エレメント（半導体基体）、８……外部
陽極電極（第２外部主電極）、１２……外部制御
電極、１３……ゲート取り出し電極（制御電極取
り出し電極）、１３ａ……環状金属部（取り出し
電極本体）、１３ｂ……絶縁性皮膜、１３ｃ……
ワイヤ部（制御リード部）、１３ｄ……接触部、
１６……スプリング、２３……外部陰極電極（第
１外部主電極）、２３ａ……保持溝。なお図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ その第１、第２主面に第１，第２主電極を、
かつ第１主面に制御電極を有する半導体基体と、
該半導体基体の第１、第２主電極に電気的に接続
して上記第１、第２主面に配設された第１、第２
外部主電極と、上記半導体基体の制御電極に接続
されるべき外部制御電極と、上記制御電極を上記
外部制御電極に接続する制御電極取り出し電極と
を備えた半導体装置において、上記制御電極取り
出し電極はその下面に接続部を有する略環状の取
り出し電極本体と、上記外部制御電極に接続され
た制御リード部とからなるものであり、上記取り
出し電極本体の上記接触部を除く部分にはフツ素
樹脂を主成分とする絶縁性皮膜が被着され、上記
取り出し電極本体はその接触部にて上記半導体基
体の制御電極に圧接されていることを特徴とする
半導体装置。 ２ 上記取り出し電極本体の上記制御電極への圧
接は、上記第１外部主電極に凹設された環状の保
持溝に上記取り出し電極本体とともに挿入された
スプリングによつてなされていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３ 上記接触部は、上記取り出し電極本体の全周
に沿う環状のものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の半導体装置。 ４ 上記接触部は、上記取り出し電極本体の全周
に沿つて配置された複数の円弧状部からなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の半導体装置。 ５ 上記接触部は、その表面に銀又は金メツキが
施されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第４項のいずれかに記載の半導体装
置。 ６ 上記制御電極取り出し電極は、銅又はアルミ
ニウムを主成分とする電気良導体を用いて形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第５項のいずれかに記載の半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235677A JPS61113249A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 半導体装置 |
| DE3538815A DE3538815C3 (de) | 1984-11-08 | 1985-10-31 | Halbleiterbauelement |
| FR858516575A FR2572852B1 (fr) | 1984-11-08 | 1985-11-08 | Dispositif semi-conducteur en particulier thyristor comportant une electrode d'acces a l'electrode de commande |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235677A JPS61113249A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61113249A JPS61113249A (ja) | 1986-05-31 |
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Family
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