DE3421185A1 - Power semiconductor circuit - Google Patents

Power semiconductor circuit

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DE3421185A1 DE19843421185 DE3421185A DE3421185A1 DE 3421185 A1 DE3421185 A1 DE 3421185A1 DE 19843421185 DE19843421185 DE 19843421185 DE 3421185 A DE3421185 A DE 3421185A DE 3421185 A1 DE3421185 A1 DE 3421185A1
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Günter Dr. 6148 Heppenheim Berndes
Hubertus Dipl.-Phys. 6944 Hemsbach Kmitta
Georg 6520 Worms Nippert
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Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
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Abstract

The invention relates to a power semiconductor circuit in monolithically integrated construction, in which several power semiconductor function units (T1 to T8) are electrically insulated from one another by axially continuous areas of opposite doping (9) in a semiconductor chip (1, 1.1). The necessary electrical connections for implementing a particular circuit are produced by metallisations (6.1 to 6.4) on the surface of the semiconductor chip (1, 1.1) or by conductor tracks (12) on a substrate (13), the conductor tracks (12) of the substrate (13) being brought into contact with the electrodes (3, 4, 5) of the semiconductor function unit (T1 to T8). This makes it possible to produce power semiconductor modules in very compact construction. <IMAGE>

Description

Leistungshalbleiterschaltung Power semiconductor circuit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleiterschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Leistungshalbleiterschaltungen können z.B. durch Anschlußelemente und ein Gehäuse zu einem Leistungshalbleitermodul ergänzt werden.The invention relates to a power semiconductor circuit according to the preamble of claim 1. Such power semiconductor circuits can e.g. supplemented by connection elements and a housing to form a power semiconductor module will.

Solche Leistungshalbleitermodule sind z.B. aus den DE-OSen 31 32 337 und 32 09 173 bekannt. Bei diesen Leistungshalbleitermodulen werden in einer hybriden Technik einzelne Leistungshalbleiterbauelemente oder Chips eingesetzt und mit Hilfe einer an den jeweiligen Leistungsbereich angepaßten Technik zur Herstellung elektrischer Verbindungen miteinander verschaltet.Such power semiconductor modules are e.g. from DE-OS 31 32 337 and 32 09 173 known. These power semiconductor modules are in a hybrid Technology individual power semiconductor components or chips are used and with the help a technology adapted to the respective power range for the production of electrical Connections interconnected.

Nachteile dieser bekannten Leistungshalbleiterschaltungen bestehen darin, daß besonders bei komplexen Schaltungen eine Vielzahl oft unterschiedlicher Teile benötigt werden, wodurch die Montage der Teile zu Modulen aufwendig ist. Außerdem treten Probleme bei der sogenannten Paarung auf, d.h. wenn in einer Schaltung Leistungshalbleiterbauelemente paarweise mit gleichen Eigenschaften benötigt werden.There are disadvantages of these known power semiconductor circuits in the fact that, especially with complex circuits, a multitude of often different ones Parts are required, whereby the assembly of the parts into modules is complex. aside from that problems arise with the so-called pairing, i.e. when in a circuit Power semiconductor components are required in pairs with the same properties.

Es sind auch Bauelemente bekannt und am Markt erhältlich, bei denen mehr als eine Funktionseinheit, z.B.There are also components known and available on the market in which more than one functional unit, e.g.

zwei Einheiten monolithisch integriert sind, z.B. rückwärtsleitender Thyristor RLT, Triac oder Transistoren in Darlingtonschaltung. Dabei handelt es sich um Schaltungen, die keine vollständige Potentialtrennung zwischen den einzelnen Funktionseinheiten erforderlich machen. Es sind also im Halbleiterchip Schichten und Übergänge gleichen Potentials für beide Funktionseinheiten vorhanden. Eine derartige bekannte Integration ist deshalb nur bei einigen Schaltungs-Sonderfällen möglich.two units are monolithically integrated, e.g. reverse conducting Thyristor RLT, triac or transistors in Darlington connection. That’s what it’s about are circuits that do not have complete potential separation between the individual Make functional units required. So there are layers in the semiconductor chip and transitions of the same potential exist for both functional units. Such a one known integration is therefore only possible in some special circuit cases.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Leistungshalbleiterschaltung anzugeben, die eine monolithische Integration beliebiger Funktionseinheiten ermöglicht und die Nachteile der bekannten Lösungen vermeidet.The invention is therefore based on the object of a power semiconductor circuit specify that enables a monolithic integration of any functional units and avoids the disadvantages of the known solutions.

Diese Aufgabe wird durch eine Leistungshalbleiterschaltung nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is carried out by a power semiconductor circuit according to the Claim 1 solved. Advantageous refinements are given in the subclaims.

Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen unter anderem darin, daß die Anzahl der zur Montage benötigten Teile und der Aufwand für die Montage selbst erheblich verringert und dadurch Kosten eingespart werden, und daß keine Probleme mit der Paarung auftreten können, da die Leistungshalbleiterfunktionseinheiten gleichzeitig in einem Chip bzw. in einer Siliziumscheibe hergestellt werden. Es ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau. Aufwendige Verbindungsteile entfallen ganz. Auf einem Halbleiterchip können prinzipiell beliebig komplexe Schaltungen ohne Rücksicht auf die Potentiale der strom- führenden Hauptelektroden realisiert werden, z.B. vollständige Drehstrombrückenschaltungen.Advantages of the solution according to the invention include, among other things, that the number of parts required for assembly and the effort required for assembly itself significantly reduced and thereby costs are saved, and that none Problems with the pairing can occur because the power semiconductor functional units can be produced simultaneously in a chip or in a silicon wafer. It the result is a very compact structure. There is no need for complex connecting parts. In principle, any number of complex circuits can be used on a semiconductor chip regardless of the complexity of the circuit on the potentials of the current leading main electrodes realized e.g. complete three-phase bridge circuits.

Elektrische Verbindungen zwischen den Funktionseinheiten werden durch Metallisierungen auf der Oberfläche und/-oder durch Leiterbahnen auf einem Keramiksubstrat hergestellt. Auch Drahtverbindungen innerhalb oder außerhalb eines Modulgehäuses, in das der Halbleiterchip eingesetzt wird, sind möglich.Electrical connections between the functional units are made Metallization on the surface and / or through conductor tracks on a ceramic substrate manufactured. Also wire connections inside or outside of a module housing, into which the semiconductor chip is inserted are possible.

Auf einem Chip können gesteuerte und ungesteuerte Leistungshalbleiterfunktionseinheiten nebeneinander angeordnet werden, wobei die Funktionseinheiten je nach Zweckmäßigkeit für die zu realisierende Schaltung abwechselnd so ausgeführt werden können, daß die Anode oder die Kathode oben ist.Controlled and uncontrolled power semiconductor functional units can be placed on a chip be arranged next to each other, the functional units depending on expediency for the circuit to be implemented can be carried out alternately so that the anode or the cathode is on top.

Der Leistungsteil des Halbleiterchips kann auch vorteilhaft ergänzt werden durch Schaltungsteile zur Steuerung der Leistungshalbleiterfunktionseinheiten, wodurch sich eine noch kompaktere Bauweise ergibt.The power section of the semiconductor chip can also advantageously be supplemented are through circuit parts for controlling the power semiconductor functional units, which results in an even more compact design.

Unter Leistungshalbleiterfunktionseinheiten werden Ventile wie Dioden, Thyristoren sowie andere in Leistungshalbleiterbauelementen realisierbare Funktionseinheiten mit Flußrichtung des steuerbaren Hauptstromes im wesentlichen senkrecht zu den Hauptflächen verstanden.Valves such as diodes, Thyristors and other functional units that can be implemented in power semiconductor components with the direction of flow of the controllable main stream essentially perpendicular to the main surfaces Understood.

Die erfindungsgemäße Leistungshalbleiterschaltung wird hergestellt, indem auf einer Siliziumscheibe in bekannter Weise mehrere voneinander isolierte Funktionseinheiten gebildet werden. Es kann sich dabei um gleiche oder unterschiedliche Funktionseinheiten handeln. Die elektrische Trennung der Funktionseinheiten kann vorzugsweise durch axial durchgehende Bereiche gegensätzlicher Dotierung erreicht werden, welche durch Trenndiffusion hergestellt worden sind. Aber auch andere Verfahren, wie z.B. Thermomigration sind möglich. Wesentlich ist nur, daß axial durchgehende Bereiche gegensätzlicher Dotierung hergestellt werden, die elektrisch wie zwei unterschiedlich gepolte und in Reihe geschaltete Dioden wirken, also in beiden Richtungen sperren.The power semiconductor circuit according to the invention is produced by isolating several from each other on a silicon wafer in a known manner Functional units are formed. They can be the same or different Act functional units. The electrical separation of the functional units can preferably achieved by axially continuous areas of opposing doping which by separating diffusion have been manufactured. but other processes, such as thermomigration, are also possible. It is only essential that axially continuous regions of opposite doping are produced which electrically act like two differently polarized and series-connected diodes, so lock in both directions.

Die Leistungshalbleiterfunktionseinheiten sind vorzugsweise axial durchgängig durch den Halbleiterchip aufgebaut, wobei sich jeweils mindestens eine Hauptelektrode auf der Oberseite und der Unterseite des Halbleiterchips befindet.The power semiconductor functional units are preferably axial built continuously through the semiconductor chip, with at least one Main electrode is located on the top and bottom of the semiconductor chip.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages result from the subclaims.

Eine genauere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand nachstehender Ausführungsbeispiele und der Zeichnung.A more detailed description of the invention follows with the aid of the following Embodiments and the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 Halbleiterchip mit vier Thyristoren, Fig. 2 Schnitt durch eine Ebene A-B des Halbleiterchips gemäß Fig. 1, Fig. 3 elektrische Schaltung des in Fig. 2 dargestellten Teils des Halbleiterchips, Fig. 4 Schnitt durch eine Ebene C-D im Halbleiterchip gemäß Fig. 1, Fig. 5 elektrische Schaltung des Chipteils gemäß Fig. 4, Fig. 6 Schnitt durch eine Ebene E-F des Halbleiterchips gemäß Fig. 1, Fig. 7 elektrische Schaltung des in Fig. 6 dargestellten Teils des Halbleiterchips, Fig. 8 elektrische Schaltung des Halbleiterchips gemäß Fig. 1, Fig. 9- Halbleiterchip mit vier Thyristoren, Fig. 10 Schnitt durch eine Ebene I-K des Halbleiterchips gemäß Fig. 9, Fig. 11 elektrische Schaltung des in Fig. 10 dargestellten Teils des Halbleiterchips, Fig. 12 Schnitt durch eine Ebene L-M des in Fig. 9 dargestellten Halbleiterchips, Fig. 13 elektrische Schaltung des in Fig. 12 dargestellten Teils des Halbleiterchips, Fig. 14 Schnitt durch eine Ebene N-O des Halbleiterchips gemäß Fig. 9, Fig. 15 elektrische Schaltung des in Fig. 14 dargestellten Teils des Halbleiterchips.They show: FIG. 1 semiconductor chip with four thyristors, FIG. 2 section through a plane A-B of the semiconductor chip according to FIG. 1, FIG. 3 electrical circuit of the part of the semiconductor chip shown in Fig. 2, Fig. 4 section through a Level C-D in the semiconductor chip according to FIG. 1, FIG. 5 electrical circuit of the chip part according to FIG. 4, FIG. 6 section through a plane E-F of the semiconductor chip according to FIG. 1, FIG. 7 electrical circuit of the part of the semiconductor chip shown in FIG. 6, FIG. 8 electrical circuit of the semiconductor chip according to FIG. 1, FIG. 9 semiconductor chip with four thyristors, 10 a section through a plane I-K of the semiconductor chip according to Fig. 9, Fig. 11 electrical circuit of the part of the shown in Fig. 10 Semiconductor chips, FIG. 12 section through a plane L-M of that shown in FIG Semiconductor chips, FIG. 13 electrical circuit of the part shown in FIG of the semiconductor chip, FIG. 14 section through a plane N-O of the semiconductor chip according to FIG FIG. 9, FIG. 15 electrical circuit of the part of the semiconductor chip shown in FIG. 14.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Halbleiterchip 1, der vier Thyristoren T1 bis T4 enthält. Die vier Thyristoren T1 bis T4 sind im Halbleiterchip 1 durch Trenndiffusion elektrisch gegeneinander isoliert. Die Stellen, an denen der pn-Übergang an die Oberfläche tritt, sind durch eine Passivierung 2 geschützt. Von den vier Thyristoren T1 bis T4 sind zwei Thyristoren T1 und T2 so ausgeführt, daß die Seite mit der Kathode 3 und dem Gate 4 oben liegt. Zwei Thyristoren T3 und T4 sind umgekehrt ausgeführt, so daß deren Anode 5 oben liegt. Durch eine erste Metallisierungsschicht 6.1 ist die Kathode 3 des ersten Thyristors T1 mit der Anode 5 des dritten Thyristors T3 elektrisch verbunden. Außerdem ist durch eine zweite Metallisierung 6.2 die Kathode 3 des zweiten Thyristors T2 mit der Anode 5 des vierten Thyristors T4 elektrisch verbunden.Fig. 1 shows a plan view of a semiconductor chip 1, the four Contains thyristors T1 to T4. The four thyristors T1 to T4 are in the semiconductor chip 1 electrically isolated from one another by separating diffusion. The places where the pn junction comes to the surface are protected by a passivation 2. Of the four thyristors T1 to T4, two thyristors T1 and T2 are designed so that the side with the cathode 3 and the gate 4 is on top. Two thyristors T3 and T4 are reversed so that their anode 5 is on top. By a first Metallization layer 6.1 is the cathode 3 of the first thyristor T1 with the anode 5 of the third thyristor T3 electrically connected. Also is through a second Metallization 6.2 the cathode 3 of the second thyristor T2 with the anode 5 of the fourth Thyristor T4 electrically connected.

Weitere elektrische Verbindungen zwischen Thyristoren T1 bis T4 bestehen auf der in Fig. 1 nicht sichtbaren Unterseite. Damit sind wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, die Anoden 5 des ersten Thyristors T1 mit dem zweiten Thyristor T2 verbunden und wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, die Kathoden 3 des dritten Thyristors T3 und des vierten Thyristors T4 verbunden.There are other electrical connections between thyristors T1 to T4 on the underside not visible in FIG. 1. Thus, as in FIGS. 2 and 3, the anodes 5 of the first thyristor T1 with the second thyristor T2 connected and as shown in Figs. 4 and 5, the cathodes 3 of the third thyristor T3 and the fourth thyristor T4 connected.

Mit den beschriebenen elektrischen Verbindungen ergibt sich insgesamt die Schaltung einer vollgesteuerten einphasigen Brücke, wie in Fig. 8 dargestellt.With the electrical connections described, the overall result is the circuit of a fully controlled single-phase bridge, as shown in FIG.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1 eingetragene Schnittebene A-B. Bei diesem Schnitt durch den Halbleiterchip 1 sind der erste Thyristor T1 und der zweite Thyristor T2 sichtbar. Weiterhin ist aus dem Schnittbild ersichtlich, daß der Halbleiterchip 1 sowohl oben als auch unten einen pn-Übergang 7 aufweist und daß Guardringe (Schutzringe) 8 aus p-leitendem Material zur Begrenzung der Feldstärke vorgesehen sind. Die ersten und zweiten Thyristoren T1 und T2 sind begrenzt durch axial durchgehende Bereiche 9 gegensätzlicher Dotierung, die durch Trenndiffusion hergestellt sind. Sämtliche Stellen, an denen Übergänge 7 zwischen n-leitendem Material 10 und p-leitendem Material 9, 11 an die Oberfläche treten, sind durch die Passivierung 2, z.B. eine Glaspassivierungsschicht, abgedeckt. Wie bereits weiter oben beschrieben, sind die beiden Thyristoren T1 und T2 so ausgeführt, daß die Seite mit der Kathode 3 und dem Gate 4 jeweils oben liegt. Die Anoden 5 der beiden Thyristoren T1 und T2 sind durch eine durchgehende dritte Metallisierungsschicht 6.3 miteinander verbunden, wobei die dritte Metallisierungsschicht 6.3 mit Leiterbahnen 12 aus Kupfer auf einem isolierenden Substrat 13 aus Keramik verlötet ist. Die Leiterbahnen 12 können z.B. durch direktes Bonden mit dem Substrat 13 verbunden sein.FIG. 2 shows a section through the sectional plane shown in FIG. 1 AWAY. In this section through the semiconductor chip 1, the first thyristor T1 and the second thyristor T2 is visible. Furthermore, it can be seen from the sectional view, that the semiconductor chip 1 has a pn junction 7 both above and below and that guard rings (protection rings) 8 made of p-conductive material to limit the field strength are provided. The first and second thyristors T1 and T2 are limited by axially continuous areas 9 of opposite doping, which by separating diffusion are made. All points at which transitions 7 between n-conductive material 10 and p-conductive material 9, 11 come to the surface, are through the passivation 2, e.g. a glass passivation layer. As already described above, the two thyristors T1 and T2 are designed so that the side with the cathode 3 and the gate 4 is on top. The anodes 5 of the two thyristors T1 and T2 are connected to one another by a continuous third metallization layer 6.3, wherein the third metallization layer 6.3 with conductor tracks 12 made of copper on a insulating substrate 13 made of ceramic is soldered. The conductor tracks 12 can e.g. be connected to the substrate 13 by direct bonding.

Die elektrische Schaltung, die dem in Fig. 2 dargestellten Teil des Halbleiterchips 1 entspricht, ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt, daß die Anoden 5 der ersten und zweiten Thyristoren T1 und T2 miteinander verbunden sind.The electrical circuit corresponding to the part of the shown in Fig. 2 Semiconductor chips 1 corresponds to, is shown in FIG. Fig. 3 shows that the anodes 5 of the first and second thyristors T1 and T2 are connected to each other.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1 eingetragene Schnittebene C-D. Das Schnittbild zeigt, daß die dritten und vierten Thyristoren T3 und T4 so ausgeführt sind, daß die Anoden 5 jeweils oben liegen. Die Kathoden 3 auf der Unterseite sind durch eine durchgehende vierte Metallisierungsschicht 6.4 miteinander verbunden. Die Kathoden 3 und Gate 4 der beiden Thyristoren T3 und T4 sind mit Leiterbahnen 12 auf dem Substrat 13 verlötet.FIG. 4 shows a section through the cutting plane entered in FIG. 1 CD. The sectional view shows that the third and fourth thyristors T3 and T4 so are designed that the anodes 5 are each on top. The cathodes 3 on the bottom are connected to one another by a continuous fourth metallization layer 6.4. The cathodes 3 and gate 4 of the two thyristors T3 and T4 have conductor tracks 12 soldered to the substrate 13.

Die übrigen Bezugszeichen wurden bereits oben erläutert.The other reference symbols have already been explained above.

Die elektrische Schaltung des in Fig. 4 dargestellten Teils des Halbleiterchips 1 zeigt Fig. 5. Daraus ist ersichtlich, daß die Kathoden 3 der beiden Thyristoren T3 und T4 miteinander verbunden sind.The electrical circuit of the part of the semiconductor chip shown in FIG. 4 1 shows FIG. 5. It can be seen that the cathodes 3 of the two thyristors T3 and T4 are connected to each other.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1 eingetragene Schnittebene E-F. Dabei sind der erste Thyristor T1 und der dritte Thyristor T3 mit der bereits in Fig. 1 dargestellten ersten Metallisierungsschicht 6.1 zur Verbindung der Kathode 3 des ersten Thyristors T1 mit der Anode 5 des dritten Thyristors T3 gezeigt. Die Anode 5 des ersten Thyristors T1 sowie die Kathode 3 und das Gate Lt des dritten Thyristors T3 sind mit Leiterbahnen 12 auf dem Substrat 13 verlötet. Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung gilt auch für den zweiten Thyristor T2 und den vierten Thyristor T4 bei einem Schnitt durch die in Fig. 1 eingetragene Ebene G-H.FIG. 6 shows a section through the cutting plane entered in FIG. 1 E-F. The first thyristor T1 and the third thyristor T3 are already connected to the first metallization layer 6.1 shown in FIG. 1 for connecting the cathode 3 of the first thyristor T1 with the anode 5 of the third thyristor T3 is shown. the Anode 5 of the first thyristor T1 and the cathode 3 and the gate Lt of the third Thyristors T3 are soldered to conductor tracks 12 on substrate 13. The in Fig. The arrangement shown in FIG. 6 also applies to the second thyristor T2 and the fourth thyristor T4 in a section through the plane G-H shown in FIG. 1.

Fig. 7 zeigt die zugehörige elektrische Schaltung für die Hintereinanderschaltung der Thyristoren T1 und T3 bzw. T2 und T4 entsprechend den Fig. 1 und 6.Fig. 7 shows the associated electrical circuit for the series connection of the thyristors T1 and T3 or T2 and T4 according to FIGS. 1 and 6.

Fig. 8 zeigt die einphasige Brückenschaltung, die durch die in den Fig. 1, 2, 4 und 6 dargestellte Anordnung realisiert ist, wobei die elektrischen Verbindungen zwischen den vier Thyristoren T1 bis T4 durch die vier Metallisierungen 6.1 bis 6.4 hergestellt sind.Fig. 8 shows the single-phase bridge circuit formed by the in the Fig. 1, 2, 4 and 6 shown arrangement is realized, the electrical Connections between the four thyristors T1 to T4 through the four Metallizations 6.1 to 6.4 are manufactured.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 9 bis 15 dargestellt. Bei diesem Beispiel können vier Thyristoren T5 bis T8 einzeln unabhängig voneinander oder jeweils zwei Thyristoren als Zweigpaar unabhängig voneinander verwendet werden oder als einphasige Brückenschaltung zusammengeschaltet werden.A second embodiment is shown in FIGS. In this example, four thyristors T5 to T8 can be individually independent of each other or two thyristors can be used independently of one another as a pair of branches or interconnected as a single-phase bridge circuit.

Fig. 9 zeigt einen Halbleiterchip 1.1, der vier Thyristoren T5 bis T8 enthält, wobei bei zwei Thyristoren T5, T6 die Kathodenseite oben liegt und bei zwei Thyristoren T7, T8 die Anodenseite oben ist. Die Thyristoren T5 bis T8 sind wie bei dem Halbleiterchip 1 nach Fig. 1 durch Trenndiffusion voneinander isoliert und sind mit einer Passivierung 2 versehen. Die Elektroden 3 bis 5 weisen zwar eine Metallisierung 6 auf, die jedoch nur die Elektroden 3 bis 5 bedeckt und nicht eine Verbindung zwischen Thyristoren T5 bis T8 herstellt. Elektrische Verbindungen werden erst später durch Kontaktierung mit einem Substrat 13 hergestellt, das mit Leiterbahnen 12 entsprechend der gewünschten Schaltung versehen ist.Fig. 9 shows a semiconductor chip 1.1, the four thyristors T5 to T8 contains, with two thyristors T5, T6 the cathode side is on top and with two thyristors T7, T8 the anode side is up. The thyristors T5 to T8 are as in the case of the semiconductor chip 1 according to FIG. 1, isolated from one another by separating diffusion and are provided with a passivation 2. The electrodes 3 to 5 have a Metallization 6, which, however, only covers the electrodes 3 to 5 and not one Establishes connection between thyristors T5 to T8. Electrical connections are made only later produced by contacting a substrate 13 with conductor tracks 12 is provided according to the desired circuit.

Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 9 eingetragene Ebene I-K, also durch die zwei Thyristoren T5 und T6 mit oben liegender Kathode 3. Die Anoden 5 der Thyristoren T5, T6 sind über eine der Leiterbahnen 12 des Substrats 13 miteinander verbunden, mit dem der Halbleiterchip 1.1 kontaktiert ist. Somit entsteht eine Teilbrücke wie in Fig. 11 dargestellt, die der in Fig. 3 gezeigten Teilbrücke entspricht. Die übrigen Bezugszeichen der Fig. 10 bis 15 wurden bereits oben erläutert.FIG. 10 shows a section through the plane shown in FIG. 9 I-K, that is, through the two thyristors T5 and T6 with the cathode 3 on top Anodes 5 of the thyristors T5, T6 are on one of the conductor tracks 12 of the substrate 13 connected to one another, with which the semiconductor chip 1.1 is contacted. Consequently a partial bridge is created as shown in FIG. 11, that shown in FIG. 3 Partial bridge corresponds. The remaining reference numerals of FIGS. 10 to 15 have already been used explained above.

Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 9 eingetragene Ebene L-M und damit durch die zwei Thyristoren T7 und T8 mit oben liegender Anode 5. Die Kathoden 3 sind über die Leiterbahnen 12 des Substrats 13 miteinander verbunden. Damit ist eine Schaltung gemäß Fig. 13 hergestellt, die mit Fig. 5 übereinstimmt.FIG. 12 shows a section through the plane shown in FIG. 9 L-M and thus through the two thyristors T7 and T8 with anode on top 5. The Cathodes 3 are connected to one another via the conductor tracks 12 of the substrate 13 tied together. A circuit according to FIG. 13, which corresponds to FIG. 5, is thus produced.

Fig. 14 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 9 eingetragene Ebene N-O und damit durch die zwei Thyristoren T5 und T7. Die Anode 5 des Thyristors T5 ist dabei mit der Kathode 3 des Thyristors T7 über eine Leiterbahn 12 des Substrats 13 verbunden. Die gleiche Darstellung würde für einen Schnitt durch die Thyristoren T6 und T8 gelten. Dies ist in den Fig. 15 durch die Bezugszeichen der Thyristoren T5 bis T8 angedeutet. Fig. 15 zeigt eine Hintereinanderschaltung von Thyristoren T5 bis T8 entsprechend der Fig. 7.FIG. 14 shows a section through the plane shown in FIG. 9 N-O and thus through the two thyristors T5 and T7. The anode 5 of the thyristor T5 is connected to the cathode 3 of the thyristor T7 via a conductor track 12 of the substrate 13 connected. The same representation would be for a section through the thyristors T6 and T8 apply. This is indicated in FIG. 15 by the reference symbols for the thyristors T5 to T8 indicated. 15 shows a series connection of thyristors T5 to T8 according to FIG. 7.

Um eine Brückenschaltung entsprechend Fig. 8 herzustellen sind zusätzliche Verbindungen auf der Oberseite des Halbleiterchips 1.1 erforderlich, die z.B. mit Hilfe eines weiteren metallisierten Substrats hergestellt werden können.In order to produce a bridge circuit according to FIG. 8 additional Connections on the top of the semiconductor chip 1.1 required, e.g. with Can be produced using another metallized substrate.

Auf eine den beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechende Weise können vorzugsweise im mittleren Leistungsbereich z.B. Halbleiterchips mit sechs Dioden oder Thyristoren für eine ungesteuerte oder gesteuerte Drehstrombrückenschaltung verwendet werden oder andere Stromrichterschaltungen in sehr kompakter Bauweise realisiert werden.In a manner corresponding to the exemplary embodiments described can preferably be used in the medium power range, e.g. semiconductor chips with six Diodes or thyristors for an uncontrolled or controlled three-phase bridge circuit can be used or other converter circuits in a very compact design will be realized.

Claims (13)

Ansprüche Leistungshalbleiterschaltung, die mindestens zwei in einem Halbleiterchip integrierte Leistungshalbleiterfunktionseinheiten enthält, dadurch gekennzeiohnet, daß die Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1 bis T8) im Halbleiterchip (1, 1.1) durch axial durchgehende Bereiche gegensätzlicher Dotierung (9) elektrisch voneinander isoliert sind. Claims power semiconductor circuit that is at least two in one Semiconductor chip contains integrated power semiconductor functional units, thereby gekennzeiohnet that the power semiconductor functional units (T1 to T8) in the semiconductor chip (1, 1.1) electrically through axially continuous areas of opposing doping (9) are isolated from each other. 2. Leistungshalbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Verbindungen zwischen Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1 bis T#) als Metallisierung (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) auf der Oberfläche des Halbleiterchips (1) ausgeführt sind. 2. Power semiconductor circuit according to claim 1, characterized in that that electrical connections between power semiconductor functional units (T1 to T #) as a metallization (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) on the surface of the semiconductor chip (1) are executed. 3. Leistungshalbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Verbindungen zwischen Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1 bis T8) durch Leiterbahnen (12) auf einem Keramiksubstrat (13) hergestellt sind, wobei der Halbleiterchip (1, 1.,1) mit den Leiterbahnen (12) des Keramiksubstrats (13) kontaktiert ist. 3. Power semiconductor circuit according to claim 1, characterized in that that electrical connections between power semiconductor functional units (T1 to T8) are produced by conductor tracks (12) on a ceramic substrate (13), wherein the semiconductor chip (1, 1., 1) with the conductor tracks (12) of the ceramic substrate (13) is contacted. 4. Leistungshalbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Verbindungen zwischen Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1 bis T8) zumindest teilweise durch drahtartige Verbindungen innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses hergestellt sind. 4. Power semiconductor circuit according to claim 1, characterized in that that electrical connections between power semiconductor functional units (T1 to T8) at least partially through wire-like connections inside or outside a housing are made. 5. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Halbleiterchip (1, 1.1) Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T3, T4, T7, T8) mit der Anode (5) auf der Oberseite neben Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1, T2, T5, T6) mit der Kathode (3) auf der Oberseite angeordnet sind. 5. Power semiconductor circuit according to one of the preceding claims, characterized in that power semiconductor functional units in the semiconductor chip (1, 1.1) (T3, T4, T7, T8) with the anode (5) on the top next to power semiconductor functional units (T1, T2, T5, T6) are arranged with the cathode (3) on the top. 6. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Halbleiterchip (1, 1.1) auch Funktionseinheiten zur Steuerung der Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1 bis T8) integriert sind. 6. Power semiconductor circuit according to one of the preceding claims, characterized in that functional units in the semiconductor chip (1, 1.1) to control the power semiconductor function units (T1 to T8) are integrated. 7. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axial durchgehenden Bereiche gegensätzlicher Dotierung (9) durch Trenndiffusion hergestellt sind. 7. Power semiconductor circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the axially continuous regions of opposite doping (9) are made by separating diffusion. 8. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial durchgehenden Bereiche gegensätzlicher Dotierung (9) durch Thermomigration hergestellt sind. 8. Power semiconductor circuit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axially continuous regions of opposite doping (9) are produced by thermomigration. 9. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungshalbleiterfunktionseinheiten (T1 bis T8) axial durchgängig aufgebaut sind, wobei eine der stromführenden Hauptelektroden (3,5) auf einer Seite des Halbleiterchips (1, 1.1) und eine andere stromführende Hauptelektrode (5,3) auf der andere Seite angeordnet ist. 9. Power semiconductor circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the power semiconductor functional units (T1 to T8) are axially continuous, with one of the current-carrying main electrodes (3.5) on one side of the semiconductor chip (1, 1.1) and another current-carrying Main electrode (5,3) is arranged on the other side. 10. Leistungshalbleiterschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Substrat montiert ist. 10. Power semiconductor circuit according to at least one of the claims 1 to 9, characterized in that they are on an electrically insulating, thermally conductive Substrate is mounted. 11. Leistungshalbleiterschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen zwei elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Substraten montiert ist. 11. Power semiconductor circuit according to at least one of the claims 1 to 10, characterized in that it is between two electrically insulating, thermally conductive substrates is mounted. 12. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliervermögen der axial durchgehenden Bereiche (9) gegensätzlicher Dotierung dadurch verbessert ist, daß Austrittsstellen der pn-Übergänge an die Oberfläche glaspassiviert sind. 12. Power semiconductor circuit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the insulating capacity of the axially continuous areas (9) opposite doping is improved by the fact that exit points of the pn junctions are glass passivated to the surface. 13. Leistungshalbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenfeldstärke durch Guardringe (8) herabgesetzt ist. 13. Power semiconductor circuit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the surface field strength is reduced by guard rings (8) is.
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