(19)
(11) EP 0 949 479 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
18.09.2002  Patentblatt  2002/38

(21) Anmeldenummer: 99106969.1

(22) Anmeldetag:  09.04.1999
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F42B 3/13

(54)

Halbleiterzünder

Semiconductor igniter

Allumeur semiconducteur


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT ES FR GB IT SE

(30) Priorität: 09.04.1998 DE 19815928

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
13.10.1999  Patentblatt  1999/41

(73) Patentinhaber:
  • EADS Deutschland GmbH
    81663 München (DE)
  • TRW Airbag Systems GmbH & Co. KG
    84544 Aschau am Inn (DE)

(72) Erfinder:
  • Laucht, Horst
    83052 Bruckmühl (DE)
  • Müller, Gerhard Dr.
    85567 Grafing (DE)
  • Welser, Wolfgang
    85551 Kirchheim (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 314 898
DE-C- 19 702 118
US-A- 4 484 523
US-A- 5 080 016
EP-A- 0 762 073
US-A- 4 393 577
US-A- 4 831 933
US-A- 5 309 841
   
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 177 (M-1241), 28. April 1992 & JP 04 018371 A (ALPS ELECTRIC CO LTD), 22. Januar 1992
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 5, no. 181 (E-083), 20. November 1981 & JP 56 110247 A (NIPON TELEGR.), 1. September 1981
  • DATABASE WPI Section Ch, Week 7625 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class L03, AN 7646571x XP002104485 & JP 51 050587 A (NIPPON TELEGR.)
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterzünder, insbesondere für den Gasgenerator eines Schutzsystems für Fahrzeuginsassen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Halbleiterzünder dieser Art, die gegenüber Hitzdrahtzündern vor allem wegen ihrer wesentlich geringeren Störempfindlichkeit mehr und mehr Verbreitung finden, sind aus der EP 0 762 073 A1 oder der US 5 309 841 bekannt und bestehen aus einer stark p-oder n-dotierten Halbleiterschicht, die zwischen endseitigen Kontaktstücken auf einem elektrisch isolierten oder nichtleitenden Träger angeordnet ist und sich beim Stromdurchgang unter Erzeugung eines ionisierten Halbleiterplasmas schlagartig erhitzt bzw. verdampft und dadurch die Zündung - zumeist auf dem Wege einer Primärzündladung - auslöst. Aus Gründen einer hohen Zündeffizienz ist es dabei erforderlich, eine thermische Isolationsschicht zwischen die Halbleiterschicht und den Träger einzufügen. Hierdurch verschlechtert sich jedoch die mechanische Bindung der Halbleiterschicht zum Träger, und es besteht die Gefahr, daß sich die Halbleiterschicht unter der Wirkung thermischer oder dynamischer Belastungen, wie sie vor allem bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug auftreten, ablöst und dadurch der Halbleiterzünder funktiononsunfähig wird.

[0003] Die Patentschrift DE 197 02 118 C1 (Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1) zeigt beispielsweise eine Zündpille zum Auslösen eines Airbags, mit einem Träger und einem Chip, der gering dotiertes Silizium und zwei Elektroden aufweist. Die beiden Elektroden sind durch einen hoch dotierten Siliziumbereich getrennt, der als Heizzone vorgesehen ist. Ein freier Raum ist als Wärmeisolierung zum Träger vorgesehen. Die damit verbundenen Nachteile in bezug auf die Festigkeit sind oben erwähnt.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Halbleiterzünder der eingangs genannten Art so auszubilden, dass auf fertigungsmäßig einfache Weise und unter Beibehalt einer hohen Zündeffizienz eine große konstruktive Festigkeit erzielt wird.

[0005] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Halbleiterzünder gelöst.

[0006] Der erfindungsgemäße Halbleiterzünder ist insbesondere für einen Gasgenerator eines Schutzsystems für Fahrzeuginsassen geeignet und hat eine brückenartige Halbleiterschicht, die Endabschnitte und einen dazwischen liegenden Zündstreckenbereich umfasst, wobei die Halbleiterschicht endseitig an elektrische Kontaktbereiche angeschlossen ist, um sich beim Stromdurchgang im Zündstreckenbereich zündauslösend zu erhitzen, wobei weiterhin ein Träger vorgesehen ist, auf dem die Halbleiterschicht an den Endabschnitten aufgebracht und fest mit dem Träger verbunden ist, sowie eine thermische Isolationsschicht, die grabenförmig in den Träger eingearbeitet ist. Dabei liegt die thermische Isolierschicht zwischen dem Zündstreckenbereich und dem Träger und sie ist örtlich auf den Zündstreckenbereich begrenzt.

[0007] Durch die Ausgestaltung wird eine besonders große konstruktive Festigkeit erzielt, wobei dennoch eine hohe Zündeffizienz gewährleistet ist. Es wird eine hinsichtlich der einwirkenden Belastungen äußerst stabile Abstützung der Halbleiterschicht garantiert und die Funktionszuverlässigkeit des Halbleiterzünders ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen signifikant verbessert. Dennoch bleibt die für eine hohe Zündeffizienz benötigte, thermische Abschirmung des Zündstreckenbereichs in vollem Umfang erhalten. Vorteilhaft wirkt sich dabei die räumliche Begrenzung der thermischen Isolationsschicht auf den Zündstreckenbereich der Halbleiterschicht in Verbindung mit einer stoffgleichen und dementsprechend festen Anbindung der Brücken-Endabschnitte unmittelbar an den Träger aus.

[0008] In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Halbleiterschicht an den Endabschnitten nach Anspruch 2 einstückig an den Träger angeformt, wodurch eine noch sicherere Bindung zwischen Halbleiterschicht und Träger erreicht wird.

[0009] Aus Gründen einer weiteren Stabilitätserhöhung bei zugleich hoher thermische Schutzwirkung empfiehlt es sich nach Anspruch 3, die thermische Isolationsschicht aus einem porösen, die Halbleiterschicht im Zündstreckenbereich stützenden Material herzustellen, und zwar nach Anspruch 4 auf fertigungsmäßig einfache Weise dadurch, daß das Trägermaterial selbst zB auf elektrochemischem Wege örtlich porosiziert ist. In diesem Fall ist das porosizierte Material nach Anspruch 5 vorzugsweise oxidiert, um die Wärmeleitfähigkeit der Isolationsschicht weiter zu verrringern.

[0010] Wahlweise ist es aber auch möglich, die Halbleiterschicht, wie nach Anspruch 6 bevorzugt, als im Zündstreckenbereich freistehende Brückenstruktur auszubilden, nämlich nach Anspruch 7 zweckmäßigerweise derart, daß das zunächst porosizierte Isolationsmaterial ätztechnisch entfernt wird, so daß als thermische Isolationsschicht ein den Zündstreckenbereich untergreifender, luftgefüllter und gewünschtenfalls evakuierbarer Hohlraum entsteht, durch den die thermischen Zündenergieverluste noch stärker reduziert werden.

[0011] In besonders bevorzugter Weise ist die Halbleiterschicht nach Anspruch 8 im Zündstreckenbereich von einem bei Erhitzung explosionsartig verbrennenden Zündverstärkungsmittel umgeben, wodurch nach Erreichen eines relativ niedrigen Temperaturniveaus nicht-elektrisch generierte Wärme für den Zündprozeß zur Verfügung gestellt wird. Nach Anspruch 9 wird das Zündverstärkungsmittel zweckmäßigerweise in Form einer im Hinblick auf einen geringen Zündverzug dünnen Beschichtung auf die Halbleiterschicht aufgebracht. Bei Verwendung einer porösen Isolationsschicht ist es zur Verstärkung des Zündimpulses wahlweise oder zusätzlich aber auch möglich, das poröse Isolationsmaterial nach Anspruch 10 mit einem gasförmigen oder metallhaltigen Zündverstärkungsmittel zu imprägnieren.

[0012] Nach Anspruch 11 ist die Halbleiterschicht vorzugsweise in mehrere, zueinander parallele und gegenseitig und zum Träger thermisch isolierte Brückenstege unterteilt, wodurch sich bei einer vergleichsweise großen Brückenbreite, die zur Schaffung großer Kontaktflächen für die oberhalb der Halbleiterschicht befindliche Zündladung von Vorteil ist, auf dem Wege über die zwischen den Brückenstegen vorhandenen Zwischenräume problemlos eine thermische Isolationsschicht auf der Brückenunterseite ausbilden läßt.

[0013] In besonders bevorzugter Weise ist die Halbleiterschicht nach Anspruch 12 als in Sperrichtung betriebenes, sich bei Überschreiten der Durchbruchspannung zündauslösend erhitzendes Halbleiterelement mit mindestens einem p-n Übergang, also etwa als antiparallel geschaltetes Diodenpaar, ausgebildet. Hierdurch wird die Störempfindlichkeit des Halbleiterzünders weiter reduziert und ein ausgeprägt kurzer, scharfer Zündimpuls erhalten.

[0014] Nach Anspruch 13 schließlich sind der Träger und die Halbleiterschicht zweckmäßigerweise aus unterschiedlich dotiertem Silizium, zB in Form eines Siliziumwafers, hergestellt.

[0015] Die Erfindung wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
Fig. 1
die Aufsicht eines erfindungsgemäßen Halbleiterzünders in stark vergrößertem Maßstab;
Fig. 2
einen Schnitt des Halbleiterzünders nach Fig. 1 längs der Linie I-I;
Fig. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel eines Halbleiterzünders mit einstückig angeformter Halbleiterbrücke in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung; und
Fig. 4
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halbleiterzünders mit einer mehrteiligen Halbleiterbrücke in der Aufsicht.


[0016] Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Halbleiterzünder enthält einen Träger 2 in Form eines schwach p-dotierten Siliziumwafers, eine in den Träger 2 grabenförmig eingearbeitete thermische Isolationsschicht 4, eine Halbleiterbrücke 6, ebenfalls aus Silizium, jedoch stark n-dotiert, welche im Zündstreckenbereich 8 auf der thermischen Isolationsschicht 4 abgestützt und an den Brücken-Endabschnitten 10, 12 unter stoffgleicher, mechanisch fester Anbindung unmittelbar auf den Träger 2 aufgebracht ist, sowie elektrische, die Brücken-Endabschnitte 10, 12 großflächig bedeckende Kontaktstücke 14, 16, die über Anschlußelemente 18, 20 mit der - nicht gezeigten - Zündelektronik in Verbindung stehen.

[0017] Die thermische Isolationsschicht 4 wird aus dem Trägermaterial selbst in der Weise hergestellt, daß der Träger 2 auf elektro- oder fotochemischem Wege in einer örtlich auf den Zündstreckenbereich 8 der Halbleiterbrücke 6 begrenzten Zone porosiziert wird. Beim Stromdurchgang durch die Halbleiterbrücke 6 sorgt die thermische Isolationsschicht 4 dafür, daß die elektrisch generierte Wärme weitgehend in Zündenergie umgesetzt wird, so daß sich das Zündstreckenmaterial schlagartig erhitzt und dadurch die Zündung in der oberhalb der Halbleiterbrücke 6 angeordneten Primärzündladung (nicht gezeigt) auslöst. An den von der thermischen Isolationsschicht 4 hingegen freigehaltenen Endabschnitten 10, 12 ist die Halbleiterbrücke 6 hinsichtlich der einwirkenden thermischen und mechanischen Belastungen sicher am Träger 2 verankert. Zur Verbesserung der thermischen Schutzwirkung kann die poröse Siliziumschicht 4 zumindest an den an den Zündstreckenbereich 8 angrenzenden Fächenbereichen oxidiert sein.

[0018] Um den Zündimpuls zu verstärken, ist die poröse Isolationsschicht 4 mit einem explosiven Gas oder Gasgemisch befüllt, welches bei Erwärmung der Zündstrecke 8 schlagartig verbrennt und dadurch zusätzliche Wärmeenergie für den Zündprozeß zur Verfügung stellt. Stattdessen können die porösen Oberflächen der Isolationsschicht 4 auch mit einer dünnen, zündverstärkenden, etwa mit Hilfe des sog. Sol-Gel-Verfahrens abgeschiedenen metallhaltigen Beschichtung, zB aus Al, Mg, Titanhydrid oder dgl., belegt sein.

[0019] Bei dem Halbleiterzünder nach Fig. 3, wo die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Elemente durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, ist die Halbleiterbrücke 106 an ihren Endabschnitten 110 und 112 einstückig an den Träger 102 angeformt, wobei die Halbleiterbrücke 106 vom Träger 102 durch unterschiedliche Dotierung, nämlich an der Halbleiterbrücke 106 eine starke n- und im Bereich des Trägers 102 eine schwache p-Siliziumdotierung, abgegrenzt ist. Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß die thermische Isolationsschicht bei dieser Ausführungsform aus einem luftgefüllten und gewünschtenfalls evakuierbaren, grabenförmig in das Trägermaterial eingearbeiteten Hohlraum 104 besteht. Zu diesem Zweck wird das Trägermaterial unterhalb des späteren Zündstreckenbereichs 108 zunächst wiederum auf elektro- oder fotochemischem Wege porosiziert, und anschließend wird das poröse Siliziummaterial durch Unterätzen entfernt, so daß der den Zündstreckenbereich 108 untergreifende, sich bis zu den Brücken-Endabschnitten 110, 112 erstreckende Hohlraum 104 entsteht. Alternativ kann der Hohlraum 104 auch unmittelbar mit Hilfe eines plasmatechnischen Ätzangriffs herausgearbeitet werden. Zur Zündverstärkung ist wiederum eine dünne, in diesem Fall auf den Zündstreckenbereich 108 aufgebrachte metallische Beschichtung 22 aus Al, Mg, Titanhydrid oder dgl. vorgesehen. Im übrigen ist die Bau- und Funktionsweise des Halbleiterzünders nach Fig. 3 die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

[0020] Bei dem Halbleiterzünder nach Fig. 4, wo die den vorherigen Ausführungsbeispielen entsprechenden Elemente durch ein um 200 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, sind der Träger 202 und die Halbleiterbrücke 206 in gleicher Weise wie nach Fig. 3 einstückig aus einem Siliziumwafer gefertigt, jedoch ist hier das porosizierte Siliziummaterial unterhalb des Zündstreckenbereichs 208 nicht weggeätzt, sondern als thermische Isolationsschicht 204 verblieben. Weiterhin ist die Halbleiterbrücke 206 im Zündstreckenbereich 208 in mehrere, zueinander parallele Brückenstege 24 unterteilt, um bei einer großen Brückenbreite, die für eine großflächige Initiierung der oberhalb der Halbleiterbrücke 206 befindlichen Primärzündladung von Vorteil ist, den elektrochemischen Ätzprozeß zur Porosizierung der Isolationsschicht 204 über die Zwischenräume zwischen den Brückenstegen 24 problemlos, dh ohne übermäßig hohe Eintreibtiefe und damit Dicke der Isolationsschicht 206, durchführen zu können. Anstelle einer Unterteilung in parallele Brückenstege 24 kann die Halbleiterbrücke 206 auch mit einer Vielzahl von Ätzlöchern oder -schlitzen versehen sein, über die dann der Ätzprozeß zur Herstellung der thermischen Isolationsschicht 204 durchgeführt wird.

[0021] Nach Fig. 4 ist die Halbleiterbrücke 206 ferner an den Brückenstegen 24 nach Art eines mit mehreren p-n Übergängen versehenen Halbleiterelements, also etwa - wie gezeigt - als antipolar geschaltetes Diodenpaar 26, ausgebildet, welches in Sperrrichtung betrieben wird und sich bei Überschreiten der Durchbruchspannung zündimpulserzeugend erhitzt. Hierdurch wird die Störempfindlichkeit des Halbleiterzünders weiter reduziert und ein noch steilerer Zündimpuls erhalten.

[0022] Typischerweise besitzt die Halbleiterbrücke eine Wandstärke zwischen 1 und 10 µm, eine Länge zwischen 20 und 1000 µm und eine Breite zwischen 20 und 300 µm (gemäß Fig. 4 beträgt die Brückenlänge etwa 100 µm und die Brückenbreite etwa 200 µm), die Dicke der thermischen Isolationsschicht entspricht etwa der halben Brücken- bzw Stegbreite und liegt bei ca. 30 µm, die der metallischen Zündverstärkungsschicht 22 bei ca. 0,5 µm und der Halbleiterzünder hat eine Gesamthöhe von etwa 500 µm.


Ansprüche

1. Halbleiterzünder, insbesondere für einen Gasgenerator eines Schutzsystems für Fahrzeuginsassen, mit
einer brückenartigen Halbleiterschicht (6; 106; 206), die Endabschnitte (10, 12; 110, 112; 210, 212) und einen dazwischen liegenden Zündstreckenbereich (8; 108; 208) umfasst, wobei die Halbleiterschicht (6; 106; 206) endseitig an elektrische Kontaktbereiche angeschlossen ist, um sich beim Stromdurchgang im Zündstreckenbereich (8; 108; 208) zündauslösend zu erhitzen,
einem Träger (2; 102; 202), auf dem die Halbleiterschicht (6; 106; 206) an den Endabschnitten (10, 12; 110, 112; 210, 212) aufgebracht und fest mit dem Träger (2; 102; 202) verbunden ist, und
einer thermischen Isolationsschicht (4; 104; 204),
dadurch gekennzeichnet, dass
die thermische Isolationsschicht (4; 104; 204) grabenförmig in den Träger (2; 102; 202) eingearbeitet ist, wobei die thermische Isolationsschicht (4; 104; 204) zwischen dem Zündstreckenbereich (8; 108; 208) und dem Träger (2; 102; 202) liegt und örtlich auf den Zündstreckenbereich (8; 108; 208) begrenzt ist.
 
2. Halbleiterzünder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (106; 206) an den Endabschnitten (110, 112; 210; 212) einstückig an den Träger (102; 202) angeformt ist.
 
3. Halbleiterzünder nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die thermische Isolationsschicht (4; 204) aus einem porösen, die Halbleiterschicht (6;206) im Zündstreckenbereich (8; 208) stützenden Material besteht.
 
4. Halbleiterzünder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das poröse Isolationsmaterial aus porosiziertem Trägermaterial besteht.
 
5. Halbleiterzünder nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das poröse Isolationsmaterial oxidiert ist.
 
6. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die thermische Isolationsschicht aus einem aus dem Trägermaterial herausgeätzten Hohlraum (104) besteht.
 
7. Halbleiterzünder nach Anspruch 6 in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hohlraum (104) durch Entfernen des porösen Isolationsmaterials gebildet ist.
 
8. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (6; 106; 206) im Zündstreckenbereich (8; 108; 208) von einem bei Erhitzung explosionsartig verbrennenden Zündverstärkungsmittel (22) umgeben ist.
 
9. Halbleiterzünder nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Zündverstärkungsmittel (22) aus einer auf die Halbleiterschicht (106) örtlich aufgebrachten Beschichtung besteht.
 
10. Halbleiterzünder nach Anspruch 8 in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 5,
gekennzeichnet durch
ein in das poröse Isolationsmaterial (4; 204) eingebrachtes, gasförmiges oder metallhaltiges Zündverstärkungsmittel.
 
11. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (206) in mehrere, zueinander parallele, gegenseitig und zum Träger (202) thermisch isolierte Brückenstege (24) unterteilt ist.
 
12. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (206) im Zündstreckenbereich (208) als in Sperrrichtung betriebenes, bei Überschreiten der Durchbruchspannung zündauslösend erhitztes Halbleiterelement (Diodenpaar 26) mit mindestens einem p-n Übergang ausgebildet ist.
 
13. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (2; 102; 202) und die Halbleiterschicht (6; 106; 206) aus unterschiedlich dotiertem Silizium bestehen.
 


Claims

1. A semiconductor igniter, in particular for a gas generator of a protection system for vehicle occupants, comprising
a bridge-type semiconductor layer (6; 106; 206) comprising end portions (10, 12; 110, 112; 210, 212) and an ignition-gap region (8; 108; 208) arranged therebetween, wherein the semiconductor layer (6; 106; 206) is connected at the ends to electrical contact regions in order to heat up so as to trigger ignition when current flows in the ignition-gap region (8; 108; 208),
a substrate (2; 102; 202) to which the semiconductor layer (6; 106; 206) is applied at its end portions (10, 12; 110, 112; 210, 212) and fixedly connected to said substrate (2; 102; 202), and
a thermal insulating layer (4 104; 204),
characterised in that :
the thermal insulating layer (4 104; 204) is incorporated into the substrate (2; 102; 202) in the form of a channel, the thermal insulating layer (4 104; 204) lying between the ignition-gap region (8; 108; 208) and the substrate (2; 102; 202) and being locally limited to the ignition-gap region (8; 108; 208).
 
2. A semiconductor igniter according to claim 1, characterised in that the semiconductor layer (106; 206) is formed in one piece on the substrate (102; 202) at its end portions (110, 112; 210; 212).
 
3. A semiconductor igniter according to claim 1 or 2, characterised in that the thermal insulating layer (4; 204) comprises a porous material supporting the semiconductor layer (6; 206) in the ignition-gap region (8; 208).
 
4. A semiconductor igniter according to claim 3, characterised in that the porous insulating material comprises substrate material which has been rendered porous.
 
5. A semiconductor igniter according to claim 3 or 4, characterised in that the porous insulating material is oxidised,
 
6. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the thermal insulating layer comprises a cavity (104) etched out of the substrate material.
 
7. A semiconductor igniter according to claim 6 in conjunction with any one of claims 3 to 5, characterised in that the cavity (104) is formed by removal of the porous insulating material.
 
8. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the semiconductor layer (6; 106; 206) in the ignition-gap region (8; 108; 208) is surrounded by an ignition boosting means (22) burning explosively upon heating.
 
9. A semiconductor igniter according to claim 8, characterised in that the ignition boosting means (22) comprises a coating applied locally to the semiconductor layer (106).
 
10. A semiconductor igniter according to claim 8 in conjunction with any one of claims 3 to 5, characterised by a gaseous or metal-containing ignition boosting means introduced into the porous insulating material (4; 204).
 
11. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the semiconductor layer (206) is divided into a plurality of mutually parallel bridge segments (24) thermally insulated from one another and from the substrate (202).
 
12. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the semiconductor layer (206) in the ignition-gap region (208) is formed as a semiconductor element (diode pair 26) having at least one p-n junction, operated in the reverse direction and heated so as to trigger ignition when the breakdown voltage is exceeded.
 
13. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the substrate (2; 102; 202) and the semiconductor layer (6; 106; 206) comprise differently doped silicon.
 


Revendications

1. Amorce à semi-conducteur, destinée notamment à un générateur de gaz d'un système de protection pour les passagers d'un véhicule, comportant :

une couche semi-conductrice en forme de pont (6 ; 106 ; 206) qui comprend des sections d'extrémité (10, 12 ; 110, 112 ; 210, 212) et une zone formant segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208) située entre ces dernières, la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206) étant raccordée à ses extrémités à des zones de contact électriques afin de s'échauffer de manière à provoquer un amorçage lors du passage de courant dans la zone formant segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208),

un support (2 ; 102 ; 202) sur lequel la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206), par ses sections d'extrémité (10, 12 ; 110, 112 ; 210, 212), est posée sur le support (2 ; 102 ; 202) et y est reliée de manière fixe, et

une couche d'isolation thermique (4 ; 104 ; 204),

   caractérisée en ce que
   la couche d'isolation thermique (4 ; 104 ; 204) est ménagée en forme de rigole dans le support (2 ; 102 ; 202), la couche d'isolation thermique (4 ; 104 ; 204) étant située entre la zone formant segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208) et le support (2 ; 102 ; 202) et étant limitée localement à la zone formant segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208).
 
2. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 1,
   caractérisée en ce que
   la couche semi-conductrice (106 ; 206) est formée au niveau de ses sections d'extrémité (110, 112 ; 210 ; 212) d'une seule pièce en continuité avec le support (102 ; 202).
 
3. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 1 ou 2,
   caractérisée en ce que
   la couche d'isolation thermique (4 ; 204) est faite d'une matière poreuse supportant la couche semi-conductrice (6 ; 206) dans la zone formant segment d'amorçage (8 ; 208).
 
4. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 3,
   caractérisée en ce que
   l'isolant poreux est constitué d'un matériau-support rendu poreux.
 
5. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 3 ou 4,
   caractérisée en ce que
   l'isolant poreux est dans un état oxydé.
 
6. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
   caractérisée en ce que
   la couche d'isolation thermique est constituée par une cavité (104) creusée par corrosion dans le matériau-support.
 
7. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 6 en liaison avec l'une des revendications 3 à 5,
   caractérisée en ce que
   la cavité (104) est formée en enlevant l'isolant poreux.
 
8. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
   caractérisée en ce que
   la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206) située dans la zone formant segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208) est entourée d'un moyen de renforcement d'amorçage (22) qui brûle de manière explosive lorsqu'il est chauffé.
 
9. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 8,
   caractérisée en ce que
   le moyen de renforcement d'amorçage (22) est constitué d'un revêtement appliqué localement sur la couche semi-conductrice (106).
 
10. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 8 en liaison avec l'une des revendications 3 à 5,
   caractérisée par
   un moyen de renforcement d'amorçage, gazeux ou contenant du métal, introduit dans l'isolant poreux (4 ; 204).
 
11. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
   caractérisée en ce que
   la couche semi-conductrice (206) est subdivisée en plusieurs passerelles (24) parallèles entre elles et isolées thermiquement les unes par rapport aux autres ainsi que par rapport au support (202).
 
12. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
   caractérisée en ce que
   la couche semi-conductrice (206) située dans la zone formant segment d'amorçage (208) est réalisée sous forme d'élément semi-conducteur (paire de diodes 26) comportant au moins une jonction PN, lequel est utilisé dans le sens de non-conduction et chauffé de manière à provoquer l'amorçage lors du dépassement de la tension de claquage.
 
13. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
   caractérisée en ce que
   le support (2 ; 102 ; 202) et la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206) sont constitués de silicium dopé différemment.
 




Zeichnung