CH691751A5 - Halbleitervorrichtung zur Verhinderung der Zerstörung während eines Ausschaltzustandes. - Google Patents

Description

  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und im Speziellen auf eine Verbesserung zum Verhindern, dass die Halbleitervorrichtung während eines Ausschaltzustandes zerstört wird. 


 Beschreibung des Standes der Technik 
 



  Fig. 5 ist eine perspektivische Schnittansicht, welche die Struktur einer herkömmlichen Leistungsdiode zeigt. In dieser Vorrichtung 100 ist eine N<+>-Schicht 4 auf der unteren Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates (Halbleiterkörper) 10 ausgebildet, in welches eine n-leitende Störstelle in kleiner Konzentration eingeführt ist, durch Diffusion einer n-leitenden Störstelle in hoher Konzentration, während eine p-leitende Diffusionsschicht 2 selektiv auf einem zentralen Teil der oberen Hauptoberfläche ausgebildet ist durch selektive Diffusion einer p-leitenden Störstelle. Ringförmige p-leitende Diffusionsschichten 3 beispielsweise sind selektiv in einem peripheren Teil der p-leitenden Diffusionsschicht 2 in der oberen Hauptoberfläche ausgebildet, um die p-leitende Diffusionsschicht 2 zu umschliessen.

   Das Halbleitersubstrat 10 umfasst die N<+>-Schicht 4, die p-leitende Diffusionsschicht 2, die p-leitenden Diffusionsschichten 3 und eine N<->-Schicht 1, welche ein Gebiet ist, das diese Schichten ausschliesst. 



  Im Weiteren ist eine Anodenelektrode 5 in ohmschem Kontakt mit einer offenen Oberfläche einer p-leitenden Diffusionsschicht 2, währenddem eine Kathodenelektrode 6 in ohmschem Kontakt mit einer offenen Oberfläche der gegenüberliegenden N<+>-Schicht 4 ist. Die Anodenelektrode 5 und die Kathodenelektrode 6 sind an gegenüberliegenden Hauptoberflächen ausgebildet, um das Halbleitersubstrat 10 zu halten. 



  Die p-leitende Diffusionsschicht 2 ist nicht über die gesamte obere Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 10 ausgebildet, sondern nur selektiv auf einem Teilgebiet ausgebildet, um Festigkeit gegen eine Rückwärtsspannung, d.h. Sperrspannung, zu gewährleisten. Die Sperrspannung wird erhöht, wenn die Breite L des peripheren Teils der p-leitenden Diffusionsschicht 2 vergrössert wird. Die Sperrspannung wird weiter verbessert durch Anordnung der ringförmigen p-leitenden Diffusionsschichten 3 im peripheren Teil der p-leitenden Diffusionsschicht 2. 



  Die N-Schicht 4 ist angepasst, um zu verhindern, dass beim Anlegen einer Rückwärtsspannung eine Sperrschicht die Kathodenelektrode 6 erreicht, wobei eine hohe Sperrspannung erzielt wird, während das Halbleitersubstrat 10 dünner gemacht wird und ein Vorwärtsspannungsabfall unterdrückt wird. Die Breite L des peripheren Teils und die Dicke D des Halbleitersubstrates 10 stehen im Allgemeinen in der Beziehung L >/= D. 



  Die Vorrichtung 100 arbeitet folgendermassen: Wenn eine Vorwärtsspannung zwischen der Anodenelektrode 5 und der Kathodenelektrode 6 angelegt wird, werden Löcher von der p-leitenden Diffusionsschicht 2 in die N-Schicht 1 injiziert, während Elektronen von der N<+>-Schicht 4 in die N<->-Schicht 1 injiziert werden. Folglich fliesst ein Durchlassstrom von der Anodenelektrode 5 zur Kathodenelektrode 6. Die Vorrichtung 100 leitet. 



  Wenn die Vorwärtsspannung, welche zwischen der Anodenelektrode 5 und der Kathodenelektrode 6 angelegt ist, zu einer Rückwärtsspannung umgekehrt wird, d.h., wenn die Vorrichtung 100 ausgeschaltet wird, fliesst ein Rückwärtsstrom vorübergehend von der Kathodenelektrode 6 zur Anodenelektrode 5, bis die Elektronen und Löcher, welche in der N<->-Schicht 1 gespeichert sind, in der N<+>-Schicht 4 und in der p-leitenden Diffusionsschicht 2 gesammelt sind. Die Vorrichtung 100 behält ihren leitenden Zustand, bis die Ladungsträger, welche in der N<->-Schicht 1 gespeichert sind, verschwinden, und nach dem Verschwinden der gespeicherten Ladungsträger ein Ausschaltzustand eintritt. 



  Wie oben beschrieben wurde, leitet die Vorrichtung 100, wenn eine Vorwärtsspannung an sie angelegt wird, während sie nach Ablauf einer konstanten Einschwingzeit abgeschaltet wird, wenn eine Rückwärtsspannung daran angelegt wird. Die Vorrichtung 100 dient als Diode. 



  In der herkömmlichen Vorrichtung 100 ist die p-leitende Diffusionsschicht 2 selektiv auf der oberen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 10 ausgebildet und die Breite L des peripheren Teils derart gewählt, dass sie eine konstante Grösse überschreitet, um eine Sperrspannung zu gewährleisten, wie oben beschrieben wurde. Andererseits ist die Kathodenelektrode 6 ausgebildet, um die gesamte untere Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 10 zu bedecken. 



  Wenn eine Vorwärtsspannung an die Vorrichtung 100 angelegt wird, breitet sich folglich ein elektrisches Feld, welches im Halbleitersubstrat erzeugt wird, nicht nur in einem Gebiet direkt unter der p-leitenden Diffusionsschicht 2 aus, sondern zu einem peripheren Gebiet 13, welches ein äusseres Gebiet davon ist, wie typischerweise durch Pfeile in einer Vorderansicht gemäss Fig. 6 gezeigt wird. Folglich breiten sich die Ladungsträger, welche von der p-leitenden Diffusionsschicht 2 und der N<+>-Schicht 4 in die N<->-Schicht 1 injiziert werden, auch zum peripheren Gebiet 13 aus. Die Ladungsträger sind weit gespeichert, auch im peripheren Gebiet 13 ausserhalb dem Gebiet unmittelbar unter der p-leitenden Diffusionsschicht 2. 



  Wenn die Vorrichtung 100 abgeschaltet wird, fliessen die Ladungsträger, welche auch weit im peripheren Gebiet 13 des Halbleitersubstrats 10 gespeichert sind, folglich zu einem peripheren Randbereich 7 der p-leitenden Diffusionsschicht 2. Ein Rückwärtsstrom fliesst im peripheren Randbereich 7 in hoher Dichte. Folglich kann die Vorrichtung 100 leicht während eines Ausschaltzustandes unter Hochgeschwindigkeitsschalten zerstört werden. 



  Entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Halbleiterkörper mit zwei Hauptoberflächen, eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche auf einer Hauptoberfläche offen ist, eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, welche selektiv auf einem Teilgebiet einer offenen Oberfläche der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, eine erste Hauptelektrode, welche mit einer offenen Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht verbunden ist und eine zweite Hauptelektrode, welche mit der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers verbunden ist, wobei die zweite Hauptelektrode selektiv mit einem Teilgebiet der anderen Hauptoberfläche verbunden ist. 



  Entsprechend einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das Teilgebiet der anderen Hauptoberfläche ein Gebiet in der anderen Hauptoberfläche, welches im Wesentlichen gegenüberliegend der zweiten Halbleiterschicht ist. 



  Entsprechend einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Halbleiterkörper mit zwei Hauptoberflächen, eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche auf einer Hauptoberfläche offen ist, eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, welche selektiv in einem Teilgebiet einer offenen Oberfläche der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, eine erste Hauptelektrode, welche mit einer offenen Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht verbunden ist und eine zweite Hauptelektrode, welche mit der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers verbunden ist, wobei ein Gebiet, welches in der Projektion der ersten Hauptelektrode im Halbleiterkörper liegt, als zentrales Gebiet definiert ist, währenddem ein Gebiet ausserhalb eines Gebietes,

   welches in der Projektion der zweiten Halbleiterschicht liegt, als peripheres Gebiet definiert ist, und die Lebensdauer in der ersten Halbleiterschicht im peripheren Gebiet mindestens im Durchschnitt kürzer eingestellt ist als im zentralen Gebiet. 



  Entsprechend einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die Lebensdauer in der ersten Halbleiterschicht im Wesentlichen eine stufenweise Verteilung zwischen dem zentralen und dem peripheren Gebiet, um im peripheren Gebiet kürzer zu sein als im zentralen Gebiet. 



  Entsprechend einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Lebensdauer-Verminderer selektiv in mindestens das periphere Gebiet eingeführt und dabei die im Wesentlichen stufenweise Verteilung erreicht. 



  In der Vorrichtung entsprechend dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die erste und die zweite Hauptelektrode mit der einen bzw. mit der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers verbunden, wobei ein Strom, welcher durch diese Hauptelektroden zugeführt wird, durch den Halbleiterkörper fliesst. Ladungsträger sind in der ersten Halbleiterschicht gespeichert, wenn eine Vorwärtsspannung zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode angelegt ist, sodass ein Durchlassstrom durch den pn-Übergang zwischen der ersten und zweiten Halbleiterschicht fliesst, wobei das Gebiet, in welchem die gespeicherten Ladungsträger verteilt sind, reduziert wird, im Vergleich mit der herkömmlichen Vorrichtung, da die zweite Hauptelektrode selektiv mit dem Teilgebiet verbunden ist, ohne die gesamte andere Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers zu bedecken. 



  Das Phänomen wird somit gemildert, dass ein Rückwärtsstrom, welcher vorübergehend infolge der Bewegung der gespeicherten Ladungsträger fliesst, auf einen peripheren Randbereich der zweiten Halbleiterschicht konzentriert wird, wenn die Vorwärtsspannung, die zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode angelegt ist, umgekehrt wird zu einer Rückwärtsspannung. Folglich wird die Vorrichtung vor Zerstörung während eines Ausschaltzustandes bewahrt, welche durch die Konzentration des Rückwärtsstromes verursacht wird. 



  In dieser Vorrichtung wird weiterhin eine hohe Sperrspannung erzielt, da die zweite Halbleiterschicht selektiv auf einem begrenzten Gebiet einer Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers gebildet ist. Diese Vorrichtung verwirklicht in kompatibler Weise eine hohe Sperrspannung und den Schutz vor Zerstörung während eines Ausschaltzustandes. 



  In einer Vorrichtung gemäss dem zweiten Gesichtspunkt ist die zweite Hauptelektrode in einem Gebiet der anderen Hauptoberfläche angeschlossen, welches im Wesentlichen der zweiten Halbleiterschicht gegenüber liegt, wobei im Halbleiterkörper ein elektrisches Feld gebildet wird, wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird, welches sich kaum über das periphere Gebiet der zweiten Halbleiterschicht ausdehnt. Demzufolge breiten sich die gespeicherten Ladungsträger kaum über das periphere Gebiet aus. Die Konzentration des Umkehrstroms wird somit wirksam vermindert. 



  In einer Vorrichtung gemäss dem dritten Gesichtspunkt sind die zweite Hauptelektrode mit der einen bzw. der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers verbunden, wobei ein Strom, welcher über diese Hauptelektroden zugeführt wird, durch den Halbleiterkörper fliesst. Ladungsträger werden in der ersten Halbleiterschicht gespeichert, wenn eine Vorwärtsspannung zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode angelegt ist, wobei ein Vorwärtsstrom durch den pn-Übergang zwischen der ersten und zweiten Halbleiterschicht fliesst, während das Verschwinden der Ladungsträger im Mittel im peripheren Gebiet im Vergleich zum zentralen Gebiet beschleunigt wird, da die Lebensdauer des peripheren Gebietes im Durchschnitt kürzer eingestellt ist als diejenige des zentralen Gebietes der ersten Halbleiterschicht.

   Demzufolge wird die Speicherung der Ladungsträger im peripheren Gebiet unterdrückt. 



  Das Phänomen wird somit gemildert, dass ein Rückwärtsstrom, welcher vorübergehend infolge der Bewegung der gespeicherten Ladungsträger fliesst, in einem peripheren Randbereich der zweiten Halbleiterschicht konzentriert wird, wenn die Vorwärtsspannung, die zwischen der ersten und zweiten Hauptelektrode angelegt ist, umgekehrt wird zu einer Rückwärtsspannung. Folglich wird die Vorrichtung vor Zerstörung während eines Ausschaltzustandes bewahrt, welche durch die Konzentration des Rückwärtsstroms verursacht wird. 



  In dieser Vorrichtung wird im Weiteren eine hohe Sperrspannung erzielt, da die zweite Halbleiterschicht selektiv auf einem Teilgebiet einer Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers gebildet ist. Zusätzlich kann die zweite Hauptelektrode mit der gesamten Oberfläche der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers verbunden sein, und es ist nicht erforderlich, die relativen Positionen der ersten und der zweiten Hauptelektrode in Betracht zu ziehen. Demzufolge ist es in einem Schritt zur Bildung einer zweiten Hauptelektrode nicht erforderlich, eine Maskenausrichtung zwischen der ersten und der zweiten Hauptelektrode durchzuführen, welche einander auf dem Halbleiterkörper gegenüberliegen.

   Diese Vorrichtung verwirklicht im Wesentlichen in kompatibler Weise den Schutz vor Zerstörung, welche durch einen Umkehrstrom bewirkt wird, während eine hohe Sperrspannung und die Schnelligkeit der Bildung der zweiten Hauptelektrode aufrecht erhalten werden. 



  In dieser Vorrichtung gemäss dem vierten Gesichtspunkt unterscheidet sich die Lebensdauer in der ersten Halbleiterschicht im Wesentlichen stufenweise zwischen dem zentralen und peripheren Gebiet, wobei die Konzentration eines Umkehrstromes weiter wirksam vermindert wird. 



  In der Vorrichtung gemäss dem fünften Gesichtspunkt wird der Lebensdauer-Verminderer selektiv in mindestens das periphere Gebiet eingeführt, wobei eine im Wesentlichen stufenweise Verteilung der Lebensdauer der ersten Halbleiterschicht erzielt wird. Demzufolge ist es möglich, für die Herstellung der Vorrichtung eine einfache Methode zur selektiven Diffusion eines Schwermetalls in das periphere Gebiet anzuwenden, oder selektiv eine Bestrahlung auf das periphere Gebiet anzuwenden. Die Vorrichtung ist leicht herzustellen. 



  Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine Sperrspannung sicherstellen kann und kaum während eines Ausschaltzustandes zerstört wird. 



  Vorhergehende und andere Ziele, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung treten durch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung besser hervor, wenn sie gleichzeitig mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden. 


 Kurze Beschreibung der Zeichnungen. 
 
 
   Fig. 1 ist ein perspektivische Schnittansicht, welche eine Vorrichtung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform 1 zeigt; 
   Fig. 2 ist eine Frontansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1; 
   Fig. 3 ist eine Frontschnittansicht, welche eine Vorrichtung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform 2 zeigt; 
   Fig. 4 erläutert die Lebensdauerverteilung der Vorrichtung gemäss Fig. 3; 
   Fig. 5 ist eine perspektivische Schnittansicht, welche eine herkömmliche Vorrichtung zeigt; und 
   Fig. 6 ist eine Frontschnittansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 5. 
 



  Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen. 


 Bevorzugte Ausführungsform 1 
 



  Fig. 1 ist eine perspektivische Schnittansicht, welche die Struktur einer Leistungsdiode gemäss einer bevorzugten Ausführungsform 1 zeigt. In den folgenden Zeichnungen werden Teile, die identisch oder entsprechend zu denjenigen der herkömmlichen Vorrichtung sind, welche in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, mit den gleichen Referenzzeichen versehen, um eine überflüssige Beschreibung zu vermeiden. 



  Die Vorrichtung 110 zeigt in Fig. 1 einen charakteristischen Unterschied zur herkömmlichen Vorrichtung, in dem Punkt, dass eine Kathodenelektrode 6 im Wesentlichen gleich ist in der Fläche wie eine p-leitende Diffusionsschicht 2 und selektiv auf der unteren Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 10 angeordnet ist, wobei sie im Wesentlichen der p-leitenden Diffusionsschicht 2 gegenüberliegt. Wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird, ist demzufolge ein elektrisches Feld in der Halbleitervorrichtung 10 im Wesentlichen nur in einem Gebiet verteilt, welches unmittelbar unter der p-leitenden Diffusionsschicht 2 liegt, wie dies typischerweise in der Frontschnittansicht von Fig. 2 durch Pfeile gezeigt wird, wobei es sich kaum in ein peripheres Gebiet 13, welches ausserhalb des Gebietes liegt, ausbreitet. 



  Demzufolge breiten sich Ladungsträger, welche von der p-leitenden Diffusionsschicht 2 und von einer N<+>-Schicht 4 in eine N<->-Schicht 1 injiziert werden, kaum in das periphere Gebiet 13 aus. Demzufolge werden die Ladungsträger im Wesentlichen nur im Gebiet unter der p-leitenden Diffusionsschicht 2 gespeichert, wobei die Speicherung der Ladungsträger im peripheren Gebiet 13 unterdrückt wird. Demzufolge wird der Umkehrstrom während eines Ausschaltzustandes in einem peripheren Randbereich 7 der p-leitenden Diffusionsschicht 2 vermindert. Demzufolge wird die Zerstörung, welche durch die Konzentration des Umkehrstroms verursacht wird, verhütet oder verhindert. 



  In der Vorrichtung 110 ist die p-leitende Diffusionsschicht 2 selektiv auf der oberen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 10 ähnlich wie in der herkömmlichen Vorrichtung 100 ausgebildet, und die Breite L ihres peripheren Gebietes wird grösser als eine konstante Grösse festgelegt. Es wird demzufolge ein Effekt zur Verhütung einer Zerstörung während eines Ausschaltzustandes erreicht durch die selektive Bildung einer Kathodenelektrode 6, während die Sperrspannung der herkömmlichen Vorrichtung 100 aufrecht erhalten wird. Die Vorrichtung 100 verwirklicht in kompatibler Weise eine hohe Sperrspannung und die Verhütung oder Verhinderung der Zerstörung während eines Ausschaltzustands.

   Vorzugsweise werden die Breite L des peripheren Gebietes und die Dicke D des Halbleitersubstrats 10 im Bereich von L >/= D festgelegt, ähnlich wie bei der herkömmlichen Vorrichtung 100. 



  In der Vorrichtung 110 wird die Konzentration einer p-leitenden Störstelle in der Kontaktoberfläche der p-leitenden Diffusionsschicht 2 mit einer Anodenelektrode 5 vorzugsweise im Bereich von 1 x 10<1><5> cm<-><3> bis 1 x 10<1><8> cm<-><3> festgelegt, und die Tiefe der p-leitenden Diffusionsschicht 2 von der oberen Hauptoberfläche wird vorzugsweise im Bereich von 0,1 mu m bis einige 10  mu m festgelegt. 



  Während in der Vorrichtung 110 die Kathodenelektrode im Wesentlichen im gleichen Bereich wie die p-leitende Diffusionsschicht 2 gebildet wird, wird eine Vorrichtung verwirklicht, welche im Vergleich zur herkömmlichen Vorrichtung 100 kaum eine Zerstörung während eines Ausschaltzustandes verursacht, wenn die Kathodenelektrode 6 selektiv auf einem Teilgebiet auf der unteren Hauptoberfläche gebildet wird, welches schmaler ist als die gesamte Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 10, sogar wenn das erstere breiter ist als die p-leitende Diffusionsschicht 2. Wenn die Kathodenelektrode 6 in einem Bereich gebildet ist, welcher schmaler ist als die p-leitende Diffusionsschicht, wird andererseits das Speichergebiet für Ladungsträger weiter reduziert, und somit wird der Effekt weiter erhöht.

   Es wird ein zweckmässiger Effekt erreicht als Reaktion auf die Breite der Kathodenelektrode 6. 


 Bevorzugte Ausführungsform 2. 
 



  Fig. 3 ist ein Schnitt einer Vorderansicht, welcher eine Leistungsdiode gemäss einer bevorzugten Ausführungsform 2 zeigt. Die Vorrichtung 120 unterscheidet sich in charakteristischer Weise von der herkömmlichen Vorrich tung 100, in dem Punkt, dass die Lebensdauer der Ladungsträger abgestuft ist zwischen einem zentralen Gebiet 11, welches ein Gebiet ist, das unmittelbar unter einer Anoden-elektrode 5 liegt, und einem peripheren Gebiet 13, welches ein Gebiet ausserhalb eines Gebiets unmittelbar unter einer p-leitenden Diffusionsschicht 2 ist (Gebiet, welches das zentrale Gebiet 11 und ein peripheres Randgebiet 12 vereinigt). 



  Es wird nämlich ein Lebensdauer-Verminderer, welcher ein Kristalldefekt ist, welcher als Rekombinationszentrum für Ladungsträger das Verschwinden der Ladungsträger bewirkt, selektiv in das periphere Gebiet 13 der Vorrichtung 120 eingeführt, wobei die Lebensdauer im peripheren Gebiet 13 im Vergleich zum zentralen Gebiet 11 kurz festgelegt wird. Um den Lebensdauer-Verminderer selektiv einzuführen, kann ein Schwermetall, wie beispielsweise Gold oder Platin, selektiv in das periphere Gebiet 13 eindiffundiert werden. Alternativ kann Strahlung, wie beispielsweise ein Elektronenstrahl, selektiv auf das periphere Gebiet 13 appliziert werden. Beide Methoden können leicht durchgeführt werden. 



  Fig. 4 ist ein Verteilungsdiagramm, welches in typischer Weise die Profile der Lebensdauer entlang der Linie A-A in Fig. 3 zeigt. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind Stufen zwischen der Lebensdauer  tau 1 und der Lebensdauer  tau 2 im zentralen Gebiet 11 und im peripheren Gebiet 13 vorgesehen, und die Lebensdauer  tau 2 wird kürzer festgelegt als die Lebensdauer  tau 1. 



  Die Lebensdauer  tau 2 wird wie oben beschrieben kurz festgelegt, wodurch das Verschwinden der Ladungsträger im peripheren Gebiet 13 bewirkt wird. Die Speicherung der Ladungsträger wird nämlich unterdrückt, und die Konzentration von gespeicherten Ladungsträgern wird im peripheren Gebiet 13 unterdrückt. Demzufolge wird die Konzentration eines Umkehrstroms im peripheren Randbereich der p-leitenden Diffusionsschicht 2 vermindert, wobei eine Zerstörung während eines Ausschaltzustandes, welche durch eine Konzentration des Umkehrstroms bewirkt wird, gehemmt oder verhindert wird. 



  In der Vorrichtung gemäss dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Kathodenelektrode 6 auf der gesamten unteren Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 10 gebildet werden, wobei es in einem Schritt zur Bildung der Kathodenelektrode 6 nicht nötig ist, eine Ausrichtung der Masken mit einer Anodenelektrode 5 vorzunehmen, welche auf der gegenüberliegenden Seite auf dem Halbleitersubstrat 10 gebildet ist. Der Schritt der Bildung der Kathodenelektrode 6 ist vorteilhaft einfach. 



  Sollte es erforderlich sein, die Lebenszeit des zentralen Gebietes 11 ebenfalls zu verkürzen, kann der Lebensdauer-Verminderer im Weiteren homogen in das gesamte Halbleitersubstrat 10 eingeführt werden, einschliesslich in das zentrale Gebiet 11 und in das periphere Randgebiet 12, wobei die gesamte Lebensdauer des Halbleitersubstrats 10 vermindert wird, während die Stufe zwischen der Lebensdauer des zentralen Gebietes 12 und der Lebensdauer des peripheren Gebiets 13 aufrecht erhalten wird. 



  Wenn eine selektive Diffusion von Schwermetall oder eine selektive Anwendung von Strahlung verwendet werden, wird nicht nur die Lebensdauer einer N<->-Schicht 1, sondern auch diejenige des peripheren Gebiets 13 einschliesslich einer N<+>-Schicht 4, einer p-leitenden Diffusionsschicht 3 usw., verkürzt. Um die Konzentration des Umkehrstroms zu vermindern und eine Zerstörung während eines Ausschaltzustandes zu verhindern, kann die Lebensdauer mindestens der N<->-Schicht 1 im peripheren Gebiet 13 genügend verkürzt werden. Die Wirkung der Konzentrationsverminderung des Umkehrstroms bleibt jedoch unverändert, auch wenn nicht nur die Lebensdauer der N-Schicht 1, sondern auch von anderen Teilen, wie beispielsweise der N<+>-Schicht 4, in den peripheren Gebieten 13 verkürzt wird. 



  Im Weiteren können die Grenzen zwischen der langen Lebensdauer tau 1 und der kurzen Lebensdauer  tau 2 nicht genau entlang der in Fig. 4 erläuterten Profilen sein, sondern es kann als Reaktion auf die Stufe derselben ein zweckmässiger Effekt erreicht werden, wenn die Lebensdauer des peripheren Gebietes 13 im Durchschnitt kürzer ist als diejenige des zentralen Gebiets 11. 


 Modifikationen 
 



  (1) Während die obigen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Leistungsdioden beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Diode anwendbar, welche nicht für den Leistungseinsatz bestimmt ist. In der Leistungsdiode erscheint jedoch die Wirkung der Zerstörungsverhütung während eines Ausschaltzustandes besonders stark, da beim gewöhnlichen Gebrauch eine hohe Rückwärtsspannung angelegt ist, zusätzlich zu einer grossen Menge von Speicherladungsträgern in Folge einer hohen Vorwärtsstromdichte. 



  (2) Im Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Diode beschränkt, sondern überhaupt allgemein auf eine Halbleitervorrichtung anwendbar, in welcher eine Halbleiterschicht eines Leitfähigkeitstyps, welcher verschieden ist von demjenigen eines peripheren Gebietes, selektiv auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates, welches zwei Hauptoberflächen besitzt, ausgebildet ist, wobei eine Hauptelektrode mit einer freien Oberfläche dieser Halbleiterschicht verbunden ist und eine andere Hauptelektrode mit der anderen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates verbunden ist. Ebenso kann in einer solchen allgemeinen Halbleitervorrichtung der Effekt der Verhinderung der Zerstörung der Vorrichtung erreicht werden, da die Konzentration eines Umkehrstroms auf einen peripheren Randbereich der Halbleiterschicht vermindert wird. 



  Obschon die Erfindung im Einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, soll die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten erläuternd und nicht einschränkend sein. Es wird demzufolge darauf hingewiesen, dass zahlreiche Änderungen und Variationen abgeleitet werden können, ohne dass vom Bereich der Erfindung abgewichen wird.

Claims (11)

1. Halbleitervorrichtung, enthaltend einen Halbleiterkörper (10), welcher zwei Hauptoberflächen aufweist, eine erste Halbleiterschicht (1, 4) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, welche auf einer der genannten Hauptoberflächen angeordnet ist, eine zweite Halbleiterschicht (2) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, welche selektiv auf einem Teilgebiet auf einer freien Oberfläche der genannten ersten Halbleiterschicht (1,4) ausgebildet ist, eine erste Hauptelektrode (5), welche mit einer freien Oberfläche der genannten zweiten Halbleiterschicht verbunden ist, und eine zweite Hauptelektrode (6), welche mit der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Hauptelektrode (6) selektiv mit einem Teilgebiet der genannten anderen Hauptoberfläche verbunden ist.

2.

Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilgebiet der anderen Hauptoberfläche ein Gebiet in der anderen Hauptoberfläche ist, welches im Wesentlichen der zweiten Halbleiterschicht (2) gegenüberliegt.

3. Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht (1, 4), welche der genannten freien Oberfläche gegenüberliegt, auf der genannten anderen Hauptoberfläche angeordnet ist.

4.

Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbleiterschicht (1, 4) eine dritte Halbleiterschicht (1) aufweist, welche einen pn-Übergang zwischen derselben (1) und der zweiten Halbleiterschicht (2) aufweist und auf der einen Hauptoberfläche angeordnet ist, und eine vierte Halbleiterschicht (4) aufweist, welche keinen pn-Übergang zwischen derselben (4) und der zweiten Halbleiterschicht (2) aufweist und auf der anderen Hauptoberfläche angeordnet ist, wobei die vierte Halbleiterschicht (4) eine höhere Störstellenkonzentration als die dritte Halbleiterschicht (1) aufweist.

5.

Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Halbleiterschicht (3) eines zweiten Leitfähigkeitstyps ringförmig auf der freien Oberfläche der ersten Halbleiterschicht (1, 4) ausgebildet ist, welche auf der einen Hauptoberfläche angeordnet ist, um die zweite Halbleiterschicht (2) zu umschliessen.

6.

Halbleitervorrichtung, enthaltend einen Halbleiterkörper (10), welcher zwei Hauptoberflächen aufweist, eine erste Halbleiterschicht (1, 4) eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche auf einer der genannten Hauptoberflächen angeordnet ist, eine zweite Halbleiterschicht (2) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, welche selektiv auf einem Teilgebiet einer freien Oberfläche der ersten Halbleiterschicht (1, 4) angeordnet ist, eine erste Hauptelektrode (5), die mit einer freien Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht (2) verbunden ist und eine zweite Hauptelektrode (6), welche mit der anderen Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebiet, welches in der Projektion der ersten Hauptelektrode (5) im Halbleiterkörper (10) liegt, als zentrales Gebiet (11) definiert ist, und ein Gebiet ausserhalb eines Gebietes,

das in der Projektion der zweiten Halbleiterschicht (2) liegt, als peripheres Gebiet (13) definiert ist, wobei die Lebensdauer in der ersten Halbleiterschicht (1, 4) im peripheren Gebiet (13) mindestens im Durchschnitt kürzer eingestellt ist als im zentralen Gebiet (11).

7. Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 6, worin die Lebensdauer in der ersten Halbleiterschicht (1, 4) im Wesentlichen eine stufenweise Verteilung zwischen dem zentralen (11) und peripheren (13) Gebiet aufweist, um im peripheren Gebiet (13) kürzer zu sein als im zentralen Gebiet (11).

8. Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 7, worin ein Lebensdauer-Verminderer selektiv in mindestens das periphere Gebiet (13) eingeführt wird, wobei die genannte, im Wesentlichen stufenweise Verteilung erzielt wird.

9.

Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 6, worin eine Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht (1, 4), die der genannten freien Oberfläche gegenüber liegt, auf der genannten anderen Hauptoberfläche angeordnet ist.

10. Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbleiterschicht (1, 4) eine dritte Halbleiterschicht (1) aufweist, welche einen pn-Übergang zwischen derselben (1) und der zweiten Halbleiterschicht (2) aufweist und auf der einen Hauptoberfläche angeordnet ist, und eine vierte Halbleiterschicht (4) aufweist, welche keinen pn-Übergang zwischen derselben (4) und der zweiten Halbleiterschicht (2) aufweist und auf der anderen Hauptoberfläche angeordnet ist, wobei die vierte Halbleiterschicht (4) eine höhere Störstellenkonzentration aufweist als die dritte Halbleiterschicht (1).

11.

Halbleitervorrichtung gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Halbleiterschicht (3) eines zweiten Leitfähigkeitstyps ringförmig auf der freien Oberfläche der ersten Halbleiterschicht (1, 4) ausgebildet ist, welche auf der einen Hauptoberfläche angeordnet ist, um die zweite Halbleiterschicht (2) zu umschliessen.