DE102008049678B4 - Asymmetrically blocking thyristor and method for producing an asymmetrically blocking thyristor - Google Patents

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Abstract

Asymmetrisch sperrender Thyristor mit einem Halbleiterkörper (1), in dem in einer vertikalen Richtung (v) ausgehend von einer Rückseite (14) hin zu einer der Rückseite (14) gegenüber liegenden Vorderseite (13) ein erster Emitter (8) von einem ersten Leitungstyp (p), eine erste Basis (7) von einem zum ersten Leitungstyp (p) komplementären zweiten Leitungstyp (n), eine zweite Basis (6) vom ersten Leitungstyp (p) und ein zweiter Emitter (5) vom zweiten Leitungstyp (n) aufeinanderfolgend angeordnet sind, und mit einer Feldstoppzone (70) vom zweiten Leitungstyp (n), die zwischen der ersten Basis (7) und der zweiten Basis (6) angeordnet ist, und die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) aufweist als die erste Basis (7), wobei die absolute Dotierstoffkonzentration des zweiten Leitungstyps (n) an der Grenzfläche zwischen dem ersten Emitter (8) und der ersten Basis (7) um mehr als 20 % von der absoluten Dotierstoffkonzentration des zweiten Leitungstyps am pn-Übergang zwischen der ersten Basis (7) und der zweiten Basis (6) abweicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Gebiet aus der ersten Basis (7) und der Feldstoppzone (70) eine Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration (N) in der vertikalen Richtung (v) innerhalb des gemeinsamen Gebietes ein Maximum (ND(M)) annimmt, wobei die Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration in der Feldstoppzone (70) angeordnet ist, wobei das gemeinsame Gebiet (7/70) aus der ersten Basis (7) und der Feldstoppzone (70) einen ersten Abschnitt (71) umfasst, der zwischen der Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter (8) angeordnet ist, und der mit der Feldstoppzone (70) eine gemeinsame erste Grenzfläche (75) aufweist, die durch die dem ersten Emitter (8) nächstgelegene Fläche gegeben ist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration (N) des gemeinsamen Gebietes (7/70) das 1,05-fache der kleinsten Netto-Dotierstoffkonzentration (N(H)) beträgt, die das gemeinsame Gebiet (7/70) zwischen der Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter (8) an einer Horizontalstelle (H) der Netto-Dotierstoffkonzentration (N) in der vertikalen Richtung (v) aufweist, wobei die Feldstoppzone (70) unmittelbar an die zweite Basis (6) angrenzt.Asymmetrically blocking thyristor with a semiconductor body (1), in which a first emitter (8) of a first conduction type in a vertical direction (v) starting from a rear side (14) towards a front side (13) opposite the rear side (14) (p), a first base (7) of a second line type (n) complementary to the first line type (p), a second base (6) of the first line type (p) and a second emitter (5) of the second line type (n) are arranged in succession, and with a field stop zone (70) of the second conductivity type (s) which is arranged between the first base (7) and the second base (6) and which has a higher net dopant concentration (ND) than the first Base (7), wherein the absolute dopant concentration of the second conductivity type (n) at the interface between the first emitter (8) and the first base (7) by more than 20% of the absolute dopant concentration of the second conductivity type at the pn junction between the first en base (7) and the second base (6) differs, characterized in that a common area of the first base (7) and the field stop zone (70) has a point (M) of maximum net dopant concentration at which the net Dopant concentration (N) in the vertical direction (v) within the common area assumes a maximum (ND (M)), the location (M) of maximum net dopant concentration being arranged in the field stop zone (70), the common area (7 / 70) from the first base (7) and the field stop zone (70) comprises a first section (71) which is arranged between the point (M) of maximum net dopant concentration and the first emitter (8) and which has the field stop zone (70) has a common first interface (75), which is given by the area closest to the first emitter (8), at which the net dopant concentration (N) of the common area (7/70) is 1.05 times that smallest net dopant concentration (N (H) ) which is the common area (7/70) between the point (M) of maximum net dopant concentration and the first emitter (8) at a horizontal point (H) of the net dopant concentration (N) in the vertical direction (v) , wherein the field stop zone (70) directly adjoins the second base (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen asymmetrisch sperrenden Thyristor und ein Verfahren zur Herstellung eines asymmetrisch sperrenden Thyristors. Bei bestimmten Anwendungen werden Thyristoren benötigt, die in Sperrrichtung eine deutlich höhere Sperrspannung aufweisen als in Blockierrichtung. Hierbei werden neben der Rückwärtssperrfähigkeit niedrige Durchlassverluste, eine hohe Stoßstromfähigkeit und eine ausreichend hohe Blockierspannung gefordert.The invention relates to an asymmetrically blocking thyristor and a method for producing an asymmetrically blocking thyristor. For certain applications, thyristors are required which have a significantly higher reverse voltage in the reverse direction than in the blocking direction. In addition to the reverse blocking capability, low forward losses, a high surge current capability and a sufficiently high blocking voltage are required.

Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist ein Thyristor als Schutzelement für eine zu diesem parallel geschaltete Diode. In einer solchen Schaltung wird der Thyristor, der normalerweise ausgeschaltet ist, im Fall eines auftretenden Kurzschlusses zur Stromentlastung im System oder in der Anlage gezündet. In einer solchen Anwendung ist die geforderte Blockierspannung am Thyristor höchstens so hoch wie die dynamische Einschaltspannung der Diode. Diese dynamische Einschaltspannung kann bis zu einigen hundert Volt betragen.An example of such an application is a thyristor as a protective element for a diode connected in parallel to it. In such a circuit, the thyristor, which is normally switched off, is ignited in the event of a short circuit for current relief in the system or in the system. In such an application, the required blocking voltage at the thyristor is at most as high as the dynamic switch-on voltage of the diode. This dynamic switch-on voltage can be up to a few hundred volts.

Derartige Thyristoren wurden bisher als symmetrisch sperrende Thyristoren ausgelegt. Diese besitzen zwar bei vorgegebener Sperrspannung eine hinreichend hohe Blockierspannung, welche üblicherweise der geforderten Sperrspannung entspricht, allerdings sind die geringere Stoßstromtragfähigkeit und die höheren Durchlassverluste von Nachteil, da der Halbleiterkörper des Thyristors eine hohe Dicke aufweisen muss, um die geforderte hohe Sperrspannung in Rückwärtsrichtung aufzunehmen.Such thyristors have so far been designed as symmetrically blocking thyristors. Although they have a sufficiently high blocking voltage for a given reverse voltage, which usually corresponds to the required reverse voltage, the lower surge current carrying capacity and the higher forward losses are disadvantageous, since the semiconductor body of the thyristor must have a large thickness in order to absorb the required high reverse voltage in the reverse direction.

Eine weitere Anforderung besteht darin, für eine vorgegebene Dauergleichspannung eine ausreichende Festigkeit gegenüber der Höhenstrahlung bzw. kosmischen Strahlung zu erreichen. Diese Forderung bedingt bei einem herkömmlichen symmetrischen Thyristor eine geringe Grunddotierung des Siliziums, so dass die Dicke des Halbleiterkörpers weiter erhöht werden muss, um die geforderte Rückwärtssperrfähigkeit zu erreichen und den sog. Punch-Through-Effekt zu vermeiden. Die Grunddotierung des Thyristors orientiert sich dabei an den Sperreigenschaften der Diode. Ist die Dicke des Halbleiterkörpers eines solchen konventionellen symmetrisch sperrenden Thyristors durch die Sperrfähigkeit einer zu schützenden Diode und die erforderliche Höhenstrahlungsfestigkeit vorgegeben, so kann die geforderte Stoßstromfestigkeit nur über den Durchmesser bzw. die Fläche des Halbleiterkörpers eingestellt werden, d.h. es kann eine Vergrößerung des Halbleiterkörpers erforderlich werden.A further requirement is to achieve sufficient strength with respect to the vertical radiation or cosmic radiation for a given continuous DC voltage. With a conventional symmetrical thyristor, this requirement requires a low basic doping of the silicon, so that the thickness of the semiconductor body must be increased further in order to achieve the required reverse blocking capability and to avoid the so-called punch-through effect. The basic doping of the thyristor is based on the blocking properties of the diode. If the thickness of the semiconductor body of such a conventional symmetrically blocking thyristor is predetermined by the blocking ability of a diode to be protected and the required radiation resistance, the required surge current resistance can only be set via the diameter or the area of the semiconductor body, i.e. it may be necessary to enlarge the semiconductor body.

Aus der US 3 855 611 A ist ein Thyristor mit einer von der p-dotierten Basis beabstandeten, stark n-dotierten Feldstoppzone bekannt, die zwischen zwei schwach n-dotierten Abschnitten der n-dotierte Basis angeordnet ist.From the US 3 855 611 A. a thyristor with a heavily n-doped field stop zone spaced from the p-doped base is known, which is arranged between two weakly n-doped sections of the n-doped base.

In der DE 31 17 202 A1 ist ein Thyristor mit einer anodenseitigen Basiszone beschrieben, die zwischen der emitterseitigen Basiszone und der Anodenzone angeordnet ist. Die anodenseitige Basiszone enthält Rekombinationszentren, die durch beidseitige Protonenbestrahlung erzeugt wurden und deren Konzentration zwei voneinander beabstandete Maxima aufweist.In the DE 31 17 202 A1 describes a thyristor with an anode-side base zone, which is arranged between the emitter-side base zone and the anode zone. The anode-side base zone contains recombination centers which were generated by proton radiation on both sides and whose concentration has two mutually spaced maxima.

Die DE 1 279 203 A beschreibt einen Thyristor mit einer n-dotierten Zwischenzone, die aus zwei voneinander beabstandeten, n-dotierten Außenzonen besteht, sowie aus einer Zentralschicht, die zwischen den n-dotierten Außenzonen angeordnet und schwächer als diese dotiert ist.The DE 1 279 203 A describes a thyristor with an n-doped intermediate zone, which consists of two spaced apart, n-doped outer zones, and a central layer, which is arranged between the n-doped outer zones and is weaker than this.

Aus der DE 10 2005 026 408 B3 ist ein Thyristor mit einer n-dotierten Feldstoppzone bekannt, die zwischen der n-dotierten Basiszone und dem p-dotierten Emitter angeordnet ist. Die Feldstoppzone weist einen ersten Stoppzonenabschnitt auf, der zwischen einem zweiten Stoppzonenabschnitt und der n-dotierten Basiszone angeordnet ist. Der zweite Stoppzonenabschnitt ist zwischen dem ersten Stoppzonenabschnitt und dem p-dotierten Emitter angeordnet.From the DE 10 2005 026 408 B3 a thyristor with an n-doped field stop zone is known, which is arranged between the n-doped base zone and the p-doped emitter. The field stop zone has a first stop zone section which is arranged between a second stop zone section and the n-doped base zone. The second stop zone section is arranged between the first stop zone section and the p-doped emitter.

Die EP 0 109 331 A1 beschreibt eine Vorrichtung, die in der Mitte einer ersten, n-dotierten Basis keine Feldstoppzone aufweist, bei der sich jedoch eine Feldstoppzone an eine Grenzfläche zwischen einem ersten, p-dotierten Emitter und einer ersten, n-dotierten Basis anschließt.The EP 0 109 331 A1 describes a device which has no field stop zone in the middle of a first, n-doped base, but in which a field stop zone adjoins an interface between a first, p-doped emitter and a first, n-doped base.

Aus der CH 499 882 A ist eine Vorrichtung mit einer in einer Mitte einer ersten, n-dotierten Basis angeordneten Feldstoppzone mit erhöhter Dotierstoffkonzentration bekannt.From the CH 499 882 A a device is known with a field stop zone arranged in a middle of a first, n-doped base with increased dopant concentration.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Thyristor bereitzustellen, der neben der geforderten hohen Spannungsfestigkeit in Rückwärtsrichtung kurzzeitig eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist, In Rückwärtsrichtung soll der Thyristor dabei bei der anliegenden Gleichspannung eine möglichst geringe Ausfallrate bei vorhandener Höhenstrahlung aufweisen. Außerdem soll der Thyristor eine geringe Einschaltspannung in der Größenordnung der Durchlassspannung einer Diode sowie einen kompakten Aufbau, d. h. eine geringe Bauelementgröße besitzen. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Thyristors bereitgestellt werden.The object of the invention is therefore to provide a thyristor which, in addition to the required high dielectric strength in the reverse direction, has a high current carrying capacity for a short time. In the reverse direction, the thyristor should be as low as possible with the applied DC voltage Failure rate with existing radiation. In addition, the thyristor should have a low switch-on voltage in the order of the forward voltage of a diode and a compact structure, ie a small component size. Furthermore, a method for producing such a thyristor is to be provided.

Diese Aufgaben werden durch einen asymmetrisch sperrenden Thyristor gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines asymmetrisch sperrenden Thyristors gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.These objects are achieved by an asymmetrically blocking thyristor according to patent claim 1 and by a method for producing an asymmetrically blocking thyristor according to patent claim 8. Refinements and developments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein solcher asymmetrisch sperrender Thyristor weist einen Halbleiterkörper auf, in dem in einer vertikalen Richtung ausgehend von einer Rückseite hin zu einer der Rückseite gegenüber liegenden Vorderseite ein erster Emitter von einem ersten Leitungstyp, eine erste Basis von einem zum ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyp, eine zweite Basis vom ersten Leitungstyp und ein zweiter Emitter vom zweiten Leitungstyp aufeinanderfolgend angeordnet sind. Zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis ist eine Feldstoppzone vom zweiten Leitungstyp angeordnet, die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als die erste Basis.Such an asymmetrically blocking thyristor has a semiconductor body in which a first emitter of a first conduction type, a first base of a second conduction type complementary to the first conduction type, a second in a vertical direction, starting from a rear side toward a front side opposite the rear side Base of the first conduction type and a second emitter of the second conduction type are arranged in succession. Arranged between the first base and the second base is a field stop zone of the second conductivity type, which has a higher net dopant concentration than the first base.

Durch eine solche Feldstoppzone kann über die geringere Grunddotierung der ersten Basis die Dicke des Halbleiterkörpers - bei einer vorgegebenen Rückwärtssperrfähigkeit und bei einer vorgegebenen Höhenstrahlungsfestigkeit - gegenüber der Dicke des Halbleiterkörpers eines herkömmlichen Thyristors wesentlich reduziert werden.Such a field stop zone can significantly reduce the thickness of the semiconductor body compared to the thickness of the semiconductor body of a conventional thyristor, given the lower back-doping capability and the specified radiation resistance, given the lower basic doping of the first base.

Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird ein Thyristor dann als asymmetrisch sperrend angesehen, wenn die absolute Dotierstoffkonzentration des Leitungstyps der ersten Basis an der Grenzfläche zwischen dem ersten Emitter und der ersten Basis um mehr als 20 % von der absoluten Dotierstoffkonzentration des Leitungstyps der ersten Basis am pn-Übergang zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis abweicht.For the purposes of the present application, a thyristor is considered to be asymmetrically blocking if the absolute dopant concentration of the conductivity type of the first base at the interface between the first emitter and the first base is more than 20% of the absolute dopant concentration of the conductivity type of the first base at pn -The transition between the first base and the second base differs.

Bei Thyristoren, bei denen die Feldstoppzone den Leitungstyp „n“ aufweisen soll, wird die Feldstoppzone im erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erzeugt, dass Protonen in den Halbleiterkörper eingestrahlt werden, und dass der Halbleiterkörper nach dem Einstrahlen der Protonen getempert wird. Im Zielgebiet der Protonenbestrahlung kommt es in Verbindung mit dem nachfolgenden Temperschritt, bei dem der Halbleiterkörper nach dem Einstrahlen der Protonen auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, zu einer Erhöhung der Donatorkonzentration, d. h. die Schrittkombination aus Protonenbestrahlung und einem solchen nachfolgenden Temperschritt wirkt n-dotierend.For thyristors in which the field stop zone has the line type " n “The field stop zone is generated in the method according to the invention by protons being irradiated into the semiconductor body and by the semiconductor body being annealed after the protons have been irradiated. In the target area of proton irradiation, in connection with the subsequent annealing step, in which the semiconductor body is brought to an elevated temperature after the protons have been irradiated, the donor concentration increases, ie the step combination of proton irradiation and such a subsequent annealing step has an n-doping effect.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Thyristor mit einer n-dotierten Feldstoppzone, die zwischen der n-dotierten Basis und der p-dotierten Basis angeordnet ist;
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des aus 1 ersichtlichen Thyristorabschnitts 101;
  • 3 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration ND des Thyristors gemäß den 1 und 2 entlang einer aus 1 ersichtlichen Achse B-B';
  • 4 einen Vergleich eines Thyristors gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem herkömmlichen Thyristor;
  • 5 die Abhängigkeit der Blockierspannung eines Thyristors gemäß den 1 bis 3 als Funktion der Durchlassspannung für verschiedene Dicken d und Dotierungen der n-dotierten Basis 7;
  • 6 eine Ansicht eines nicht erfindungsgemäßen Thyristors, bei dem in Abwandlung des Thyristors gemäß den 1 und 2 ein Abschnitt der n-dotierten Basis zwischen der Feldstoppzone und der p-dotierten Basis angeordnet ist; und
  • 7 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration ND des Thyristors gemäß 6 entlang einer aus 6 ersichtlichen Achse C-C'.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to figures. Show it:
  • 1 a vertical section through a thyristor according to the invention with an n-doped field stop zone, which is arranged between the n-doped base and the p-doped base;
  • 2nd an enlarged view of the 1 apparent thyristor section 101 ;
  • 3rd the course of the net dopant concentration N D of the thyristor according to the 1 and 2nd along one out 1 apparent axis B-B ';
  • 4th a comparison of a thyristor according to the present invention with a conventional thyristor;
  • 5 the dependence of the blocking voltage of a thyristor according to the 1 to 3rd as a function of the forward voltage for different thicknesses d and doping the n-doped base 7 ;
  • 6 a view of a thyristor not according to the invention, in which in a modification of the thyristor according to the 1 and 2nd a portion of the n-doped base is located between the field stop zone and the p-doped base; and
  • 7 the course of the net dopant concentration N D according to the thyristor 6 along one out 6 apparent axis C-C ' .

Sofern nicht anders angegeben, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Elemente mit gleicher oder äquivalenter Funktion. Zur besseren Erkennbarkeit sind die dargestellten Thyristoren und Thyristorabschnitte nicht maßstäblich.Unless otherwise stated, the same reference symbols in the figures denote the same or equivalent elements with the same or equivalent function. For better visibility, the thyristors and thyristor sections shown are not to scale.

1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Thyristor 100. Der Thyristor umfasst einen Halbleiterkörper 1, der im Wesentlichen die Gestalt eines sehr flachen Zylinders aufweist, dessen Grundflächen senkrecht zu einer vertikalen Richtung v verlaufen. Jede Richtung senkrecht zur vertikalen Richtung v wird nachfolgend als laterale Richtung bezeichnet, wobei in 1 beispielhaft eine laterale Richtung r dargestellt ist. 1 shows a vertical section through a thyristor 100 . The thyristor comprises a semiconductor body 1 , which essentially has the shape of a very flat cylinder, the base surfaces of which are perpendicular to a vertical direction v. Each direction perpendicular to the vertical direction v is referred to below as the lateral direction, wherein in 1 exemplary a lateral direction r is shown.

Der Halbleiterkörper 1 ist aus einem Halbleitermaterial, z. B. Silizium oder Siliziumcarbid, gebildet und weist p- und n-leitend dotierte Halbleiterzonen auf, welche die elektrischen Eigenschaften des Thyristors 100 festlegen. Der Thyristor 100 und/oder der Halbleiterkörper 1 können optional rotationssymmetrisch bezüglich einer in der vertikalen Richtung v verlaufenden Achse A-A' ausgebildet sein, wobei die Zähligkeit der Achse A-A' grundsätzlich beliebig gewählt werden kann. Beispielsweise kann die Zähligkeit identisch sein mit der Zähligkeit, die die Kristallgitterstruktur des Halbleiterkörpers 1 in Bezug auf dieselbe Achse A-A' aufweist. In der vertikalen Richtung v weist der Halbleiterkörper 1 die Dicke d auf.The semiconductor body 1 is made of a semiconductor material, e.g. As silicon or silicon carbide, formed and has p- and n-type doped semiconductor zones, which the electrical properties of the thyristor 100 establish. The thyristor 100 and / or the semiconductor body 1 can optionally be rotationally symmetrical with respect to an axis running in the vertical direction v A-A ' be formed, the numeracy of the axis A-A ' can basically be chosen arbitrarily. For example, the count can be identical to the count, which is the crystal lattice structure of the semiconductor body 1 in relation to the same axis A-A ' having. The semiconductor body points in the vertical direction v 1 the fat d on.

Der Thyristor ist asymmetrisch sperrend und umfasst einen Halbleiterkörper 1, in dem in der vertikalen Richtung v ausgehend von einer Rückseite 14 hin zu einer der Rückseite 14 gegenüber liegenden Vorderseite 13 ein p-dotierter Emitter 8 , eine n-dotierte Basis 7, eine p-dotierte Basis 6 und ein n-dotierter Emitter 5 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Zwischen der p-dotierten Basis 6 und der n-dotierten Basis 7 ist eine n-dotierte Feldstoppzone 70 angeordnet, die eine höhere Netto-n-Dotierstoffkonzentration aufweist als die (schwach) n-dotierte Basis 7. Zwischen der n-dotierten Feldstoppzone 70 und der schwach n-dotierten Basis ist somit ein n-n--Übergang ausgebildet, der von der Vorderseite 13 einen Abstand t aufweist.The thyristor is asymmetrically blocking and comprises a semiconductor body 1 , in the vertical direction v starting from a back 14 towards one of the back 14 opposite front 13 a p-doped emitter 8th , an n-doped base 7 , a p-doped base 6 and an n-doped emitter 5 are arranged sequentially. Between the p-doped base 6 and the n-doped base 7 is an n-doped field stop zone 70 arranged, which has a higher net n-dopant concentration than the (weakly) n-doped base 7 . Between the n-doped field stop zone 70 and the weakly n-doped base is thus formed an nn - transition from the front 13 has a distance t.

Auf die Vorderseite 13 des Halbleiterkörpers 1 ist eine strukturierte Metallisierungsschicht 4 mit voneinander beabstandeten Abschnitten 40, 41, 42, 43, 44 aufgebracht. Der Abschnitt 40 ist elektrisch leitend mit dem n-dotierten Emitter 5 verbunden und bildet die Kathodenelektrode des Thyristors 100. Auf die Rückseite 14 ist eine Metallisierungsschicht 9 aufgebracht, die elektrisch leitend mit dem p-dotierten Emitter 8 verbunden ist und die die Anodenelektrode des Thyristors 100 darstellt. Der n-dotierte Emitter ist von säulenartig ausgebildeten, komplementär zum n-dotierten Emitter dotierten Kathodenkurzschlüssen 69 durchsetzt, die die p-dotierte Basis 6 elektrisch an die Kathodenelektrode 4 anschließen.To the front 13 of the semiconductor body 1 is a structured metallization layer 4th with spaced sections 40 , 41 , 42 , 43 , 44 upset. The section 40 is electrically conductive with the n-doped emitter 5 connected and forms the cathode electrode of the thyristor 100 . On the back 14 is a metallization layer 9 applied the electrically conductive with the p-doped emitter 8th is connected and which is the anode electrode of the thyristor 100 represents. The n-doped emitter is of columnar design, complementary to the n-doped emitter doped cathode short circuits 69 that penetrates the p-doped base 6 electrically to the cathode electrode 4th connect.

Der Abschnitt des Thyristors 100, der sich senkrecht zur vertikalen Richtung v über denselben Bereich erstreckt wie der n-dotierte Emitter 5, wird nachfolgend als Hauptkathodenbereich HK bezeichnet. Der Hauptkathodenbereich HK ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 zylinderringförmig ausgebildet und umgibt einen Zündbereich ZB, der einen Zündauslösebereich ZAB aufweist, in dem eine Zündung des Thyristors gezielt ausgelöst werden kann. Hierzu kann der Zündauslösebereich ZAB beispielsweise - wie vorliegend gezeigt - eine Gateelektrode G aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu einer Gateelektrode G kann der Zündauslösebereich ZAB z. B. auch einen Bereich mit erhöhter Lichtempfindlichkeit aufweisen, so dass der Thyristor durch Einstrahlung von Licht in diesen Bereich mit erhöhter Lichtempfindlichkeit gezündet werden kann (LTT = Light Triggered Thyristor). Weiterhin umfasst der Zündbereich ZB eine Zündstufenstruktur AG (AG = Amplifying Gate) mit einer oder mehreren Zündstufen.The section of the thyristor 100 , which extends perpendicular to the vertical direction v over the same area as the n-doped emitter 5 , is subsequently referred to as the main cathode area HK designated. The main cathode area HK is in accordance with the embodiment 1 cylindrical ring shape and surrounds an ignition area Eg that have an ignition trigger area ZAB has, in which an ignition of the thyristor can be triggered in a targeted manner. To do this, the ignition trigger area ZAB for example - as shown here - a gate electrode G exhibit. Alternatively or in addition to a gate electrode G can the ignition trigger range ZAB e.g. B. also have an area with increased light sensitivity, so that the thyristor can be ignited by irradiation of light in this area with increased light sensitivity (LTT = Light Triggered Thyristor). The ignition range also includes Eg an ignition stage structure AG (AG = Amplifying Gate) with one or more ignition levels.

Ein zentraler, den Zündauslösebereich ZAB und die Zündstufenstruktur AG aufweisender Abschnitt 101 des Thyristors 100 ist in 2 vergrößert dargestellt. Der zentrale Abschnitt 101 umfasst beispielhaft vier Zündstufen AG1, AG2, AG3 und AG4, die in lateraler Richtung r aufeinanderfolgend und beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Zündstufen AG1, AG2, AG3, AG4 weisen jeweils einen stark n-dotierten Zündstufenemitter 51, 52, 53 bzw. 54 auf. Jeder dieser Zündstufenemitter 51, 52, 53 bzw. 54 ist elektrisch leitend mit einem der Abschnitte 41, 42, 43 bzw. 44 verbunden, der wiederum elektrisch leitend mit einem Abschnitt der p-dotierten Basis 6 verbunden ist, welcher auf der dem Zündauslösebereich ZAB abgewandten Seite des zugehörigen Zündstufenemitters 51, 52, 53 bzw. 54 angeordnet ist, wobei jeder der Zündstufenemitter 51-54 den betreffenden, elektrisch leitend mit ihm verbundenen Abschnitt 41-44 auf dessen dem Zündauslösebereich ZAB zugewandten Seite überragt.A central, the ignition trigger area ZAB and the ignition structure AG having section 101 of the thyristor 100 is in 2nd shown enlarged. The central section 101 includes four ignition levels as an example AG1 , AG2 , AG3 and AG4 that are in the lateral direction r are arranged in succession and at a distance from one another. The ignition levels AG1 , AG2 , AG3 , AG4 each have a strongly n-doped ignition stage emitter 51 , 52 , 53 respectively. 54 on. Each of these ignition level emitters 51 , 52 , 53 respectively. 54 is electrically conductive with one of the sections 41 , 42 , 43 respectively. 44 connected, which in turn is electrically conductive with a portion of the p-doped base 6 which is connected to the ignition trigger area ZAB opposite side of the associated ignition stage emitter 51 , 52 , 53 respectively. 54 is arranged, each of the ignition stage emitters 51-54 the relevant, electrically connected section 41-44 on its the ignition trigger area ZAB facing side.

Nach der Zündung des Thyristors 100 im Zündauslösebereich ZAB zünden von diesem ausgehend in lateraler Richtung r zeitlich aufeinanderfolgend zuerst die Zündstufe AG1, dann AG2, gefolgt von AG3 und schließlich AG4, bis der Thyristor 100 zuletzt auch im Hauptkathodenbereich HK zündet. Die Zündempfindlichkeit der Zündstufen AG1, AG2, AG3 und AG4 kann dabei ausgehend vom Zündauslösebereich ZAB zum Hauptkathodenbereich HK hin abnehmen.After firing the thyristor 100 in the ignition trigger area ZAB ignite from this in the lateral direction r first the ignition stage in succession AG1 , then AG2 , followed by AG3 and finally AG4 until the thyristor 100 finally also in the main cathode area HK ignites. The ignition sensitivity of the ignition levels AG1 , AG2 , AG3 and AG4 can start from the ignition trigger range ZAB to the main cathode area HK decrease.

Die Feldstoppzone 70 ist üblicherweise ganzflächig, also auch im Hauptkathodenbereich HK angeordnet. Das Dotierungsprofil der Feldstoppzone 70 ist so gewählt, dass eine geforderte Mindestblockierspannung erreicht wird. Denkbar ist aber auch, die Feldstoppzone 70 lateral zu strukturieren und die Dotierungskonzentration bzw. den vertikalen Dotierungsverlauf in dieser Zone insbesondere im Zündbereich und in der Nähe des seitlichen Thyristorrandes anders einzustellen als direkt unter der Hauptkathode.The field stop zone 70 is usually over the entire surface, i.e. also in the main cathode area HK arranged. The doping profile of the field stop zone 70 is selected so that a required minimum blocking voltage is reached. The field stop zone is also conceivable 70 to structure laterally and the Doping concentration or the vertical doping profile in this zone, in particular in the ignition area and in the vicinity of the lateral thyristor edge, should be set differently than directly under the main cathode.

3 zeigt den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration ND des Thyristors gemäß den 1 und 2 entlang einer aus 1 ersichtlichen, in der vertikalen Richtung v durch den Hauptkathodenbereich HK verlaufenden Achse B-B' für einen Thyristor mit einer geforderten Rückwärtssperrfähigkeit von 5 kV und einer geforderten Blockierspannung von 2 kV. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung kann ein solcher Verlauf für jede Lateralposition der Achse B-B' gelten. Ausgenommen hiervon sind lediglich die Positionen, an denen Kathodenkurzschlüsse 69 vorliegen, sowie im Zündbereich ZB Positionen zwischen benachbarten Zündstufenemittern 51, 52, 53, 54, sowie zwischen dem äußersten Zündstufenemitter 54 und dem Hauptemitter 5. 3rd shows the course of the net dopant concentration N D of the thyristor according to the 1 and 2nd along one out 1 visible in the vertical direction v through the main cathode area HK extending axis B-B ' for a thyristor with a required reverse blocking capability of 5 kV and a required blocking voltage of 2 kV. According to a possible embodiment, such a course can be carried out for each lateral position of the axis B-B ' be valid. The only exceptions to this are the positions at which cathode short-circuits occur 69 are present, as well as in the ignition area Eg Positions between adjacent firing level emitters 51 , 52 , 53 , 54 , as well as between the outermost ignition stage emitter 54 and the main emitter 5 .

Die Netto-Dotierstoffkonzentration ND weist in dem gemeinsamen Gebiet aus Feldstoppzone 70 und n-dotierter Basis 7 an einer Stelle M des Halbleiterkörpers 1 ein Maximum ND(M) auf. Diese Stelle M bestimmt die Lage der Feldstoppzone 70, d. h. die Stelle M liegt innerhalb der Feldstoppzone 70. Grundsätzlich kann der Halbleiterkörper 1 auch eine Vielzahl solcher Stellen M aufweisen, die eine zusammenhängende Fläche bilden, d. h. eine Fläche, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration ND innerhalb des gemeinsamen Gebietes aus Feldstoppzone 70 und n-dotierter Basis 7 maximal wird.The net dopant concentration N D points in the common area from field stop zone 70 and n-doped base 7 at one point M of the semiconductor body 1 a maximum N D (M) on. This place M determines the location of the field stop zone 70 , ie the position M lies within the field stop zone 70 . Basically, the semiconductor body 1 also a lot of such places M have a contiguous area, ie an area at which the net dopant concentration N D within the common area from field stop zone 70 and n-doped base 7 maximum.

Da die Feldstoppzone 70 und die n-dotierte Basis 7 vom selben Leitungstyp sind, ist es erforderlich, für Bemaßungsangaben eine gemeinsame erste Grenzfläche 75 zwischen der Feldstoppzone 70 und der n-dotierten Basis 7 zu definieren. Hierzu wird ein erster Abschnitt 71 der n-dotierten Basis 7 festgelegt, der in der vertikalen Richtung v zwischen der Stelle M und dem ersten Emitter 8 , oder zwischen einer Fläche maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration ND innerhalb des gemeinsamen Gebietes aus Feldstoppzone 70 und n-dotierter Basis 7 und dem ersten Emitter 8 angeordnet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 sind der erste Abschnitt 71 und die n-dotierte Basis 7 identisch.Because the field stop zone 70 and the n-doped base 7 are of the same cable type, it is necessary to have a common first interface for dimension information 75 between the field stop zone 70 and the n-doped base 7 define. This is a first section 71 the n-doped base 7 set in the vertical direction v between the point M and the first emitter 8th , or between an area of maximum net dopant concentration N D within the common area from field stop zone 70 and n-doped base 7 and the first emitter 8th is arranged. In the present embodiment according to the 1 to 3rd are the first section 71 and the n-doped base 7 identical.

Die gemeinsame erste Grenzfläche 75 zwischen der Feldstoppzone 70 und der n-dotierten Basis 7 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch mit der gemeinsamen ersten Grenzfläche 75 zwischen der Feldstoppzone 70 und dem ersten Abschnitt 71. Diese gemeinsame erste Grenzfläche 75 ist durch die dem ersten Emitter 8 nächstgelegene Fläche gegeben, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration ND des gemeinsamen Gebietes 7/70 aus n-dotierter Basis 7 und Feldstoppzone 70 das 1,05-fache der kleinsten Netto-Dotierstoffkonzentration ND(H) beträgt, die das gemeinsame Gebiet 7/70 zwischen der Stelle M und dem ersten Emitter 8 an einer Horizontalstelle H der Netto-Dotierstoffkonzentration ND in der vertikalen Richtung v aufweist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel grenzt die der Vorderseite 13 zugewandte Seite der Feldstoppzone 70 an die zweite Basis 6 an. Die Dotierungsdosis der Feldstoppzone 70 kann beispielsweise im Bereich von 1011 cm-2 bis 1012 cm-2 liegen, sie kann z. B. größer sein als 3·1011 cm-2. Weiterhin kann die maximale Dotierungskonzentration der Feldstoppzone 70 beispielsweise im Bereich von 1013 cm-3 bis 1018 cm-3 liegen, oder im Bereich 1014 cm-3 bis 1016 cm-3 liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die maximale Dotierungskonzentration der Feldstoppzone 70, beispielsweise um einen Faktor 10, größer sein als die maximale Dotierungskonzentration der n-dotierten Basis 7.The common first interface 75 between the field stop zone 70 and the n-doped base 7 is identical to the common first interface in the present exemplary embodiment 75 between the field stop zone 70 and the first section 71 . This common first interface 75 is through the the first emitter 8th given the closest area where the net dopant concentration N D of the common area 7/70 made of n-doped base 7 and field stop zone 70 1.05 times the smallest net dopant concentration N D (H) which is the common area 7/70 between the place M and the first emitter 8th at a horizontal point H the net dopant concentration N D in the vertical direction v. In the present embodiment, that borders the front 13 facing side of the field stop zone 70 to the second base 6 at. The doping dose of the field stop zone 70 can be, for example, in the range from 10 11 cm -2 to 10 12 cm -2 , it can e.g. B. be greater than 3 · 10 11 cm -2 . Furthermore, the maximum doping concentration of the field stop zone 70 for example in the range of 10 13 cm -3 to 10 18 cm -3 , or in the range 10 14 cm -3 to 10 16 cm -3 . Alternatively or additionally, the maximum doping concentration of the field stop zone 70 , for example by a factor 10th , be greater than the maximum doping concentration of the n-doped base 7 .

Weiterhin kann bei einem Thyristor, wenn er z. B. eine Sperrfähigkeit in Sperr- und Blockierrichtung von 5 kV bzw. 2 kV aufweisen soll, der Übergang zwischen der n-dotierten Basis 7 und der Feldstoppzone 70 - bezogen auf die Kathodenseite 13 des Halbleiterkörpers 1 - in einer Tiefe t von beispielsweise 30 µm bis 150 µm oder von 60 µm bis 100 µm, oder von 70 µm bis 90 µm, liegen. Dies kann für zumindest eine Stelle des Übergangs zwischen der n-dotierten Basis 7 und der Feldstoppzone 70 aber auch für jede Stelle dieses Übergangs gelten. Außerdem kann die Randkonzentration der Zone 70 eines z. B. gaußförmigen Dotierungsprofils, dessen Maximum sich an der Vorderseite 13 einstellen würde, wenn die Zonen 5 und 6 nicht vorhanden wären, im Bereich von 1015 cm-3 bis 1016 cm-3 oder im Bereich von 2·1015 cm-3 bis 5·1015 cm-3 liegen.Furthermore, in the case of a thyristor if it is e.g. B. should have a blocking ability in the blocking and blocking direction of 5 kV or 2 kV, the transition between the n-doped base 7 and the field stop zone 70 - related to the cathode side 13 of the semiconductor body 1 - At a depth t of, for example, 30 µm to 150 µm or from 60 µm to 100 µm, or from 70 µm to 90 µm. This can be for at least one point of transition between the n-doped base 7 and the field stop zone 70 but also apply to every point of this transition. In addition, the marginal concentration of the zone 70 a z. B. Gaussian doping profile, the maximum of which is at the front 13 would set if the zones 5 and 6 would not exist, would be in the range of 10 15 cm -3 to 10 16 cm -3 or in the range of 2 · 10 15 cm -3 to 5 · 10 15 cm -3 .

4 zeigt beispielhaft einen Vergleich zwischen einem herkömmlichen, symmetrisch sperrenden Thyristor 100' (Teilfigur (a)) ohne Feldstoppzone und einem asymmetrisch sperrenden Thyristor 100 (Teilfigur (b)) mit einer Feldstoppzone 70. Dargestellt ist jeweils nur ein Thyristorabschnitt aus dem Hauptkathodenbereich. In Teilfigur (a) wurden für einander entsprechende Elemente dieselben Bezugszeichen gewählt wie in Teilfigur (b), jedoch - zur Kennzeichnung, dass Teilfigur (a) ein herkömmliches Bauelement zeigt - zusätzlich mit einem Apostroph versehen. Unten in 4 ist für beide Teilfiguren (a) und (b) der Abstand x jeweils von der Vorderseite 13' bzw. 13 aufgetragen. Der Abstand x wird in vertikaler Richtung gemessen. Beide Thyristoren sind für eine geforderte Sperrfähigkeit von 5 kV ausgelegt. 4th shows an example of a comparison between a conventional, symmetrically blocking thyristor 100 ' (Partial figure (a)) without field stop zone and an asymmetrically blocking thyristor 100 (Partial figure (b)) with a field stop zone 70 . Only one thyristor section from the main cathode area is shown. In sub-figure (a), the same reference numerals have been chosen for corresponding elements as in sub-figure (b), but - to indicate that sub-figure (a) shows a conventional component - additionally provided with an apostrophe. Down in 4th is the distance for both sub-figures (a) and (b) x each from the front 13 ' respectively. 13 applied. The distance x is measured in the vertical direction. Both thyristors are designed for a required blocking capacity of 5 kV.

Unter einem jeden der Thyristoren 100' bzw. 100 sind jeweils zwei Verläufe ER'(x), EF'(x) bzw. ER(x), EF(x) der elektrischen Feldstärke in Abhängigkeit vom Abstand x von der Vorderseite 13' bzw. 13 aufgetragen. Der Index R steht für „reverse“ und kennzeichnet dabei, dass die Spannung in Rückwärtsrichtung am Thyristor anliegt, d. h. dass die Kathodenelektrode 4' bzw. 4 auf einem elektrischen Potenzial liegt, das größer ist als das elektrische Potenzial der Anodenelektrode 9' bzw. 9. Entsprechend steht der Index F für „forward“ und gibt an, dass die Spannung in Vorwärtsrichtung am Thyristor anliegt, d. h. dass die Kathodenelektrode 4' bzw. 4 auf einem elektrischen Potenzial liegt, das geringer ist als das elektrische Potenzial der Anodenelektrode 9' bzw. 9. Die gesamte am Thyristor abfallende Spannung ergibt sich jeweils im Wesentlichen aus dem Integral der Feldstärke ER'(x), EF'(x), ER(x) bzw. EF(x) über die Dicke des Halbleiterkörpers, d. h. die schraffierten Flächen unter den jeweiligen Feldstärkeverläufen sind ein Maß für die in dem jeweiligen Zustand am Halbleiterkörper abfallende Spannung. Under each of the thyristors 100 ' respectively. 100 are two gradients E R '(x) , E F '(x) respectively. E R (x) , EF (x) the electric field strength depending on the distance x from the front 13 ' respectively. 13 applied. The index R stands for "reverse" and indicates that the voltage is applied to the thyristor in the reverse direction, ie that the cathode electrode 4 ' respectively. 4th is at an electrical potential that is greater than the electrical potential of the anode electrode 9 ' respectively. 9 . The index stands accordingly F for "forward" and indicates that the voltage in the forward direction is applied to the thyristor, ie the cathode electrode 4 ' respectively. 4th is at an electrical potential that is lower than the electrical potential of the anode electrode 9 ' respectively. 9 . The total voltage drop across the thyristor essentially results from the integral of the field strength E R '(x) , E F '(x) , E R (x) respectively. E F (x) The thickness of the semiconductor body, ie the shaded areas under the respective field strength profiles, is a measure of the voltage drop across the semiconductor body in the respective state.

Während bei dem herkömmlichen Thyristor 100' gemäß 4(a) die Sperrfähigkeit in Vorwärtsrichtung und in Rückwärtsrichtung betragsmäßig näherungsweise gleich groß sind, ist bei dem Thyristor 100 gemäß 4(b) der Betrag der Sperrspannung in Rückwärtsrichtung deutlich höher als der Betrag der Kippspannung in Vorwärtsrichtung. Die Kippspannung Vkipp ist die Spannung, bei der der in Blockierrichtung (d. h. wenn das elektrische Potential der Anodenelektrode 9 positiv gegenüber dem elektrischen Potential der Kathodenelektrode 4 ist) vorgespannte Thyristor 100 durchbricht. Die Kippspannung kann beispielsweise mindestens 20 %, mindestens 30 % oder mindestens 50 % niedriger gewählt als die Sperrspannung.While in the conventional thyristor 100 ' according to 4 (a) the blocking capacity in the forward direction and in the reverse direction are approximately the same amount in the case of the thyristor 100 according to 4 (b) the amount of reverse voltage in the reverse direction is significantly higher than the amount of breakdown voltage in the forward direction. The breakdown voltage V tilt is the voltage at which in the blocking direction (ie when the electrical potential of the anode electrode 9 positive compared to the electrical potential of the cathode electrode 4th is) preloaded thyristor 100 breaks through. The breakover voltage can be selected, for example, at least 20%, at least 30% or at least 50% lower than the reverse voltage.

Für einen Thyristor 100, der zwischen der p-dotierten Basis 6 und der n-dotierten Basis 7 eine n-dotierte Feldstoppzone 70 aufweist, die stärker n-dotiert ist als die n-dotierte Basis 7, gilt grundsätzlich, dass die Sperrfähigkeit in Vorwärtsrichtung betragsmäßig umso geringer ist, je stärker die Feldstoppzone 70 n-dotiert ist. Außerdem können - bei vorgegebener Rückwärtssperrfähigkeit - mit zunehmender n-Dotierung der Feldstoppzone 70 die n-Grunddotierung und/oder die Dicke der n-dotierten Basis 7 verringert werden. Eine Verringerung der n-Dotierung der Basis 7 führt zu einer Erhöhung von deren spezifischem Widerstand und darüber hinaus zu einer Verbesserung der Höhenstrahlungsfestigkeit bei anliegender Sperrspannung in Rückwärtsrichtung. Bei dem Thyristor 100' gemäß 4(a) weist die n-dotierte Basis 7' einen spezifischen Widerstand von etwa 270 Ω·cm auf, während der spezifische Widerstand der n-dotierten Basis 7 bei dem Thyristor 100 gemäß 4(b) etwa 370 Ω·cm beträgt.For a thyristor 100 that is between the p-doped base 6 and the n-doped base 7 an n-doped field stop zone 70 has more n-doped than the n-doped base 7 , the basic rule is that the greater the field stop zone, the lower the amount that can be blocked in the forward direction 70 is n-doped. In addition, with a given reverse blocking capability, the field stop zone can increase with increasing n-doping 70 the n basic doping and / or the thickness of the n-doped base 7 be reduced. A reduction in the n-doping of the base 7 leads to an increase in their specific resistance and also to an improvement in the radiation resistance when reverse voltage is applied in the reverse direction. With the thyristor 100 ' according to 4 (a) has the n-doped base 7 ' a specific resistance of about 270 Ω · cm, while the specific resistance of the n-doped base 7 at the thyristor 100 according to 4 (b) is about 370 Ω · cm.

Weiterhin kann die Dicke des Halbleiterkörpers im Vergleich zu dem herkömmlichen Thyristor 100' reduziert werden. Einhergehend mit einer Verringerung der Dicke des Halbleiterkörpers kann auch die aktive Fläche des Thyristors 100 - um eine geforderte Stoßstromfestigkeit zu erreichen - reduziert werden, da die Stoßstromfestigkeit mit abnehmender Dicke des Halbleiterkörpers ansteigt. Im Vergleich der 4(a) und 4(b) ist zu erkennen, dass bei einem herkömmlichen Thyristor 100' zum Erreichen einer geforderten Rückwärtssperrfähigkeit von 5 kV eine Dicke des Halbleiterkörpers von 850 µm erforderlich ist, bei einem Thyristor 100 mit Feldstoppzone 70 hingegen eine Dicke von 550 µm ausreicht, was eine Einsparung von 35% des verwendeten Halbleitermaterials bedeutet.Furthermore, the thickness of the semiconductor body can be compared to that of the conventional thyristor 100 ' be reduced. The active area of the thyristor can also be accompanied by a reduction in the thickness of the semiconductor body 100 - To achieve a required surge current resistance - be reduced, since the surge current resistance increases with decreasing thickness of the semiconductor body. Comparing the 4 (a) and 4 (b) it can be seen that with a conventional thyristor 100 ' In order to achieve a required reverse blocking capability of 5 kV, a thickness of the semiconductor body of 850 μm is required with a thyristor 100 with field stop zone 70 on the other hand, a thickness of 550 µm is sufficient, which means a saving of 35% of the semiconductor material used.

5 illustriert die Abhängigkeit der Kippspannung Vkipp als Funktion der Durchlassspannung VT für verschiedene Dicken d des Halbleiterkörpers 1 und verschiedene Dotierungen der n-dotierten Basis 7 eines erfindungsgemäßen Thyristors. Die Durchlassspannung VT ist die Spannung, die bei leitendem Thyristor 100 zwischen der Kathodenelektrode 4 und der Anodenelektrode 9 am Thyristor 100 bei einem vorgegebenen Strom anliegt. 5 illustrates the dependence of the breakover voltage V tilt as a function of the forward voltage V T for different thicknesses d of the semiconductor body 1 and different doping of the n-doped base 7 of a thyristor according to the invention. The forward voltage V T is the voltage when the thyristor is on 100 between the cathode electrode 4th and the anode electrode 9 on the thyristor 100 is present at a given current.

Die unterschiedlichen in dem Diagramm gemäß 5 aufgetragenen Durchlassspannungen VT ergeben sich durch Variation der Randkonzentration der Zone 70 mit einem gaußförmigen Dotierungsprofil, dessen Maximum sich an der Kathodenvorderseite 13 einstellen würde, wenn die Zonen 5 und 6 nicht vorhanden wären. Die aufgetragenen Durchlassspannungen beziehen sich auf eine Temperatur von 298 K.The different ones according to the diagram 5 applied forward voltages V T result from variation of the marginal concentration of the zone 70 with a Gaussian doping profile, the maximum of which is on the front of the cathode 13 would set if the zones 5 and 6 would not exist. The applied forward voltages refer to a temperature of 298 K.

5 zeigt Kurven (a) bis (i), die jeweils den Zusammenhang zwischen der Kippspannung Vkipp und der Durchlassspannung VT für verschiedene Parameterkombinationen angeben. In der folgenden Tabelle sind die zu den jeweiligen Kurven gehörenden Parameter angegeben. Die Dicke d des Halbleiterkörpers beträgt dabei 500 µm bis 600 µm, der spezifische Widerstand der n-dotierten Basis von 270 Ω·cm bis 370 Ω·cm. Die sich aus den jeweiligen Parameterkombinationen ergebenden Sperrspannungen Usperr sind in der rechten Spalte der Tabelle angegeben. Kurve Dicke d spez. Wid. n-Basis Usperr (a) 600 µm 270 Ω·cm > 5,4 kV (b) 550 µm 270 Ω·cm > 5,1 kV (c) 500 µm 270 Ω·cm > 4,8 kV (d) 600 µm 320 Ω·cm > 5,7 kV (e) 550 µm 320 Ω·cm > 5,3 kV (f) 500 µm 320 Ω·cm > 4,8 kV (g) 600 µm 370 Ω·cm > 5,8 kV (h) 550 µm 370 Ω·cm > 5,3 kV (i) 500 µm 370 Ω·cm > 4,7 kV 5 shows curves ( a ) to ( i ), each showing the relationship between the breakover voltage V tilt and the forward voltage V T specify for different parameter combinations. The following table shows the parameters associated with the respective curves. The fat d the semiconductor body is 500 µm to 600 µm, the resistivity of the n-doped base is from 270 Ω · cm to 370 Ω · cm. The blocking voltages Usblock resulting from the respective parameter combinations are given in the right column of the table. Curve Thickness d spec. Wid. n base U lock (a) 600 µm 270 Ωcm > 5.4 kV (b) 550 µm 270 Ωcm > 5.1 kV (c) 500 µm 270 Ωcm > 4.8 kV (d) 600 µm 320 Ωcm > 5.7 kV (e) 550 µm 320 Ωcm > 5.3 kV (f) 500 µm 320 Ωcm > 4.8 kV (G) 600 µm 370 Ωcm > 5.8 kV (H) 550 µm 370 Ωcm > 5.3 kV (i) 500 µm 370 Ωcm > 4.7 kV

Die Durchlassspannung VT wird hier in erster Näherung auch als Maß für die Stoßstromfähigkeit betrachtet, wobei die Stoßstromfähigkeit im Allgemeinen umso größer ist, je geringer die Durchlassspannung VT ist. Für die hier geforderte Sperrfähigkeit von 5 kV in Sperrrichtung bzw. von 2 kV in Blockierrichtung liegt der zwischen der Feldstoppschicht 70 und der schwach n-dotierten Basis 7 ausgebildete n-n--Übergang in einer Tiefe t von beispielsweise 60 µm und 100 µm oder beispielsweise von 70 µm und 90 µm.The forward voltage V T is considered here in a first approximation as a measure of the surge current capability, the surge current capability generally being greater the lower the forward voltage V T is. For the blocking capacity of 5 kV in the blocking direction or 2 kV in the blocking direction required here, this is between the field stop layer 70 and the weakly n-doped base 7 trained nn - transition at a depth t of, for example, 60 microns and 100 microns or, for example, of 70 microns and 90 microns.

Bei dem anhand der 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispiel grenzt die Feldstoppzone 70 unmittelbar an die zweite Basis 6 an. 6 zeigt einen nicht zur Erfindung zählenden Thyristor, der sich von dem Thyristor gemäß den 1 bis 3 dadurch unterscheidet, dass das gemeinsame Gebiet aus erster Basis 7 und Feldstoppzone 70 außer dem ersten Abschnitt 71 noch einen zweiten Abschnitt 72 umfasst, der in der vertikalen Richtung v zwischen der Stelle M oder einer Fläche maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und der zweiten Basis 6 angeordnet ist. Dieser zweite Abschnitt 72 weist mit der Feldstoppzone 70 eine gemeinsame zweite Grenzfläche 76 auf, die durch die der zweiten Basis 6 nächstgelegene Fläche gegeben ist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration des gemeinsamen Gebietes 7/70 das 1,05-fache der kleinsten Netto-Dotierstoffkonzentration ND(H) beträgt, die das gemeinsame Gebiet 7/70 zwischen der Stelle bzw. Fläche M maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter 8 an der Horizontalstelle H der Netto-Dotierstoffkonzentration in der vertikalen Richtung v aufweist.When using the 1 to 3rd explained embodiment limits the field stop zone 70 immediately to the second base 6 at. 6 shows a thyristor not belonging to the invention, which differs from the thyristor according to the 1 to 3rd in that the common area differs from the first base 7 and field stop zone 70 except the first section 71 another section 72 comprises, in the vertical direction v between the point M or an area of maximum net dopant concentration and the second base 6 is arranged. This second section 72 points with the field stop zone 70 a common second interface 76 on that by that of the second base 6 closest area is given at which the net dopant concentration of the common area 7/70 1.05 times the smallest net dopant concentration N D (H) which is the common area 7/70 between the location or area M maximum net dopant concentration and the first emitter 8th at the horizontal point H of the net dopant concentration in the vertical direction v.

Aufgrund des zweiten Abschnittes 72 können die Feldstoppzone 70 und die zweite Basis 6 voneinander beabstandet sein und z. B. einen Abstand d72 aufweisen, der zwischen 0 % und 20 % der Dicke d des Halbleiterkörpers 1 beträgt. Im Übrigen kann der Thyristor gemäß 6 ebenso ausgestaltet sein wie der anhand der 1 bis 3 erläuterte Thyristor. 7 zeigt den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration ND des in 6 gezeigten Thyristors entlang einer Achse C-C', die ebenso wie die in 1 gezeigte Achse B-B' zur vertikalen Richtung v parallel und in lateraler Richtung r innerhalb des Gebietes des zweiten Emitters 5 verläuft. Die Achse C-C' verläuft - wie auch die Achse B-B' - außerdem durch einen Abschnitt, in dem die Netto-Dotierstoffkonzentration des zweiten Emitters 5 in der lateralen Richtung r konstant ist.Because of the second section 72 can the field stop zone 70 and the second base 6 be spaced apart and z. B. a distance d72 have between 0% and 20% of the thickness d of the semiconductor body 1 is. Otherwise, the thyristor can according to 6 be designed like that based on the 1 to 3rd explained thyristor. 7 shows the course of the net dopant concentration N D of in 6 shown thyristor along an axis C-C ' that just like the one in 1 shown axis B-B ' parallel to the vertical direction v and in the lateral direction r within the area of the second emitter 5 runs. The axis C-C ' runs - like the axis B-B ' - Also by a section in which the net dopant concentration of the second emitter 5 in the lateral direction r is constant.

Zur Herstellung eines asymmetrisch sperrenden Thyristors wird zunächst ein Halbleiterkörper 1 mit einer Vorderseite 13 und einer der Vorderseite 13 in einer vertikalen Richtung v gegenüberliegenden Rückseite 14 bereitgestellt. Der bereitgestellte Halbleiterkörper 1 kann eine Grunddotierung vom Leitungstyp der ersten Basis 7 aufweisen, die optional konstant sein kann. In 3 ist diese Grunddotierung durch den Wert ND(H) gegeben, der - abgesehen von den vorderseitigen und den rückseitigen Randbereichen des ersten Abschnitts 71 - im ersten Abschnitt 71 konstant sein kann.To produce an asymmetrically blocking thyristor, a semiconductor body is first used 1 with a front 13 and one of the front 13 in a vertical direction v opposite back 14 provided. The semiconductor body provided 1 can be a basic doping of the conductivity type of the first base 7 have, which can optionally be constant. In 3rd is this basic funding by value N D (H) given that - apart from the front and rear edge areas of the first section 71 - in the first part 71 can be constant.

In dem bereitgestellten Halbleiterkörper 1 werden der erste Emitter 8, die zweite Basis 6 und der zweite Emitter 5 in an sich bekannter Weise durch maskiertes oder unmaskiertes Einbringen von Dotierstoffen in den Halbleiterkörper 1 erzeugt. Gleichzeitig entsteht auch aus den nach der Erzeugung des ersten Emitters 8, der zweiten Basis 6 und des zweiten Emitters 5 verbliebenen Abschnitten des Halbleiterkörpers 1 die erste Basis 7, die - abgesehen von Randeffekten - die Grunddotierung des Halbleiterkörpers 1 besitzt.In the semiconductor body provided 1 become the first emitter 8th , the second base 6 and the second emitter 5 in a manner known per se by masked or unmasked introduction of dopants into the semiconductor body 1 generated. At the same time, it also arises from the after the generation of the first emitter 8th , the second base 6 and the second emitter 5 remaining sections of the semiconductor body 1 the first base 7 , which - apart from edge effects - the basic doping of the semiconductor body 1 owns.

Bei Thyristoren, deren Feldstoppzone vom Leitungstyp „n“ ist, kann die Herstellung der n-dotierten Feldstoppzone 70 beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein in dem Halbleitergrundmaterial des Halbleiterkörpers 1 als Donator wirkendes Element (bei Silizium als Halbleitergrundmaterial sind dies z. B. die Elemente Phosphor (P), Selen (Se) oder Schwefel (S)) in den Halbleiterkörper 1 implantiert wird. Ebenso ist es möglich, den Halbleiterkörper 1, z. B. auf der Vorderseite 13, mit einem solchen Element zu belegen und in einem nachfolgenden Hochtemperaturschritt, in dem der Halbleiterkörper 1 für eine Zeit von 10 Stunden bis 200 Stunden auf Temperaturen im Bereich von 1000 °C bis 1250 °C gebracht wird.For thyristors whose field stop zone is of the line type " n “Is the production of the n-doped field stop zone 70 For example, take place in that in the semiconductor base material of the semiconductor body 1 element acting as a donor (in the case of silicon as a semiconductor base material, these are, for example, the elements phosphorus (P), selenium (Se) or sulfur (S)) in the semiconductor body 1 is implanted. It is also possible to use the semiconductor body 1 , e.g. B. on the front 13 to occupy such an element and in a subsequent high temperature step in which the semiconductor body 1 is brought to temperatures in the range of 1000 ° C to 1250 ° C for a period of 10 hours to 200 hours.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer n-dotierten Feldstoppzone 70 besteht darin, Protonen, beispielsweise mit einer Dosis von Ausführungsbeispiel 1×1014 cm-2 bis 1×1016 cm-2, durch die Vorderseite 13 in den Halbleiterkörper 1 zu implantieren. Das Einstrahlen der Protonen kann z. B. durch die Vorderseite 13 und - davon unabhängig - in einer Richtung parallel zur vertikalen Richtung v erfolgen.Another way to create an n-doped field stop zone 70 consists in protons, for example with a dose of embodiment 1 × 10 14 cm -2 to 1 × 10 16 cm -2 , through the front 13 in the semiconductor body 1 to implant. The protons can be irradiated e.g. B. through the front 13 and - regardless of this - take place in a direction parallel to the vertical direction v.

Die Energie bzw. Energieverteilung der Protonen kann dabei zum Beispiel so gewählt werden, dass ihre mittlere Eindringtiefe - bezogen auf die Vorderseite 13 - um bis zu 20 µm tiefer reicht als die zum Zeitpunkt der Implantation bereits hergestellte oder noch herzustellende p-dotierte Basis 6. In einem nachfolgenden Ausheilschritt wird der Halbleiterkörper 1 über einen Zeitraum von 1 Stunde bis 20 Stunden auf Temperaturen im Bereich von 350 °C bis 450 °C aufgeheizt. Die mittels dieser Protonenbestrahlung erzeugte Donatordosis ist deutlich geringer als die Protonendosis und liegt - je nach Dosis und Ausheilbedingungen - typischerweise im Bereich zwischen 0,5 und 5 % der Protonendosis.The energy or energy distribution of the protons can be selected, for example, so that their mean penetration depth - based on the front 13 - extends up to 20 µm deeper than the p-doped base that is already manufactured or still to be manufactured at the time of implantation 6 . In a subsequent annealing step, the semiconductor body 1 heated to temperatures in the range from 350 ° C to 450 ° C over a period of 1 hour to 20 hours. The donor dose generated by means of this proton radiation is significantly lower than the proton dose and - depending on the dose and healing conditions - is typically in the range between 0.5 and 5% of the proton dose.

Das Einstrahlen der Protonen und der Temperschritt können - unabhängig voneinander - jeweils optional vor, während oder nach dem Erzeugen des ersten Emitters 8, der ersten Basis 7, der zweiten Basis 6 und des zweiten Emitters 5 erfolgen. Zu beachten ist, dass der Temperschritt nach dem Einstrahlen der Protonen erfolgen muss. Abgesehen davon kann der Temperschritt zu einem beliebigen Zeitpunkt durchgeführt werden, solange dem nicht ein anderer Prozessschritt entgegensteht.The irradiation of the protons and the annealing step can - independently of one another - optionally before, during or after the generation of the first emitter 8th , the first base 7 , the second base 6 and the second emitter 5 respectively. It should be noted that the tempering step must take place after the protons have been irradiated. Apart from this, the tempering step can be carried out at any time, as long as there is no other process step opposing this.

Statt einer Protonenimplantation können auch mehrere Protonenimplantationen mit unterschiedlichen Energien vorgesehen sein.Instead of one proton implantation, several proton implantations with different energies can also be provided.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen eines Thyristors mit erstem Leitungstyp „p“ und zweiten Leitungstyp „n“ erläutert. Ebenso kann bei einem Thyristor jedoch als erster Leitungstyp „n“ und als zweiter Leitungstyp „p“ gewählt werden. In diesem Fall müssten bei den vorangehend erläuterten Ausführungsbeispielen anstelle der p-dotierten Gebiete n-dotierte Gebiete und anstelle der n-dotierten Gebiete p-dotierte Gebiete - jeweils mit gleicher Netto-Dotierstoffkonzentration, jedoch vom komplementären Leitungstyp - vorgesehen werden, d. h. insbesondere, dass der p-dotierte Emitter 8, die n-dotierte Basis 7, die n-dotierte Feldstoppzone 70, die p-dotierte Basis 6, der n-dotierte Emitter 5 und die n-dotierten Zündstufenemitter 51, 52, 53, 54 - in der genannten Reihenfolge - durch einen n-dotierten Emitter 8, eine p-dotierte Basis 7, eine p-dotierte Feldstoppzone 70, eine n-dotierte Basis 6, einen p-dotierten Emitter 5 bzw. durch p-dotierte Zündstufenemitter 51, 52, 53, 54 zu ersetzen wären.The present invention was based on exemplary embodiments of a thyristor with the first conductivity type " p "And second line type" n "Explained. Likewise, with a thyristor the first line type can be “ n "And as the second line type" p " to get voted. In this case, in the exemplary embodiments explained above, instead of the p-doped regions, n-doped regions and instead of the n-doped regions, p-doped regions - each with the same net dopant concentration but of the complementary conductivity type - would have to be provided, ie in particular that the p-doped emitter 8th , the n-doped base 7 , the n-doped field stop zone 70 , the p-doped base 6 , the n-doped emitter 5 and the n-doped firing stage emitters 51 , 52 , 53 , 54 - in the order mentioned - by an n-doped emitter 8th , a p-doped base 7 , a p-doped field stop zone 70 , an n-doped base 6 , a p-doped emitter 5 or by p-doped ignition stage emitters 51 , 52 , 53 , 54 would have to be replaced.

Bei der Herstellung einer solchen p-dotierten Feldstoppzone sind dann Akzeptoren anstelle der bei der Herstellung einer n-dotierten Feldstoppzone verwendeten Donatoren in den Halbleiterkörper einzubringen. Allerdings gibt es kein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer p-dotierten Feldstoppzone, das analog ist zu dem erläuterten Verfahren, mittels dem eine n-dotierte Feldstoppzone durch eine Protonenimplantation und einen nachfolgenden Ausheilschritt hergestellt wird.In the production of such a p-doped field stop zone, acceptors are then to be introduced into the semiconductor body instead of the donors used in the production of an n-doped field stop zone. However, there is no known method for producing a p-doped field stop zone, which is analogous to the method explained, by means of which an n-doped field stop zone is produced by a proton implantation and a subsequent annealing step.

Claims (13)

Asymmetrisch sperrender Thyristor mit einem Halbleiterkörper (1), in dem in einer vertikalen Richtung (v) ausgehend von einer Rückseite (14) hin zu einer der Rückseite (14) gegenüber liegenden Vorderseite (13) ein erster Emitter (8) von einem ersten Leitungstyp (p), eine erste Basis (7) von einem zum ersten Leitungstyp (p) komplementären zweiten Leitungstyp (n), eine zweite Basis (6) vom ersten Leitungstyp (p) und ein zweiter Emitter (5) vom zweiten Leitungstyp (n) aufeinanderfolgend angeordnet sind, und mit einer Feldstoppzone (70) vom zweiten Leitungstyp (n), die zwischen der ersten Basis (7) und der zweiten Basis (6) angeordnet ist, und die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) aufweist als die erste Basis (7), wobei die absolute Dotierstoffkonzentration des zweiten Leitungstyps (n) an der Grenzfläche zwischen dem ersten Emitter (8) und der ersten Basis (7) um mehr als 20 % von der absoluten Dotierstoffkonzentration des zweiten Leitungstyps am pn-Übergang zwischen der ersten Basis (7) und der zweiten Basis (6) abweicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Gebiet aus der ersten Basis (7) und der Feldstoppzone (70) eine Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) in der vertikalen Richtung (v) innerhalb des gemeinsamen Gebietes ein Maximum (ND(M)) annimmt, wobei die Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration in der Feldstoppzone (70) angeordnet ist, wobei das gemeinsame Gebiet (7/70) aus der ersten Basis (7) und der Feldstoppzone (70) einen ersten Abschnitt (71) umfasst, der zwischen der Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter (8) angeordnet ist, und der mit der Feldstoppzone (70) eine gemeinsame erste Grenzfläche (75) aufweist, die durch die dem ersten Emitter (8) nächstgelegene Fläche gegeben ist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) des gemeinsamen Gebietes (7/70) das 1,05-fache der kleinsten Netto-Dotierstoffkonzentration (ND(H)) beträgt, die das gemeinsame Gebiet (7/70) zwischen der Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter (8) an einer Horizontalstelle (H) der Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) in der vertikalen Richtung (v) aufweist, wobei die Feldstoppzone (70) unmittelbar an die zweite Basis (6) angrenzt.Asymmetrically blocking thyristor with a semiconductor body (1), in which a first emitter (8) of a first conduction type in a vertical direction (v) starting from a rear side (14) towards a front side (13) opposite the rear side (14) (p), a first base (7) of a second line type (n) complementary to the first line type (p), a second base (6) of the first line type (p) and a second emitter (5) of the second line type (n) are arranged in succession, and with a field stop zone (70) of the second conductivity type (s) which is arranged between the first base (7) and the second base (6) and which has a higher net dopant concentration (ND) than the first Base (7), wherein the absolute dopant concentration of the second conductivity type (n) at the interface between the first emitter (8) and the first base (7) by more than 20% of the absolute dopant concentration of the second conductivity type at the pn junction between the first en base (7) and the second base (6) differs, characterized in that a common area of the first base (7) and the field stop zone (70) has a point (M) of maximum net dopant concentration at which the net Dopant concentration (N D ) in the vertical direction (v) within the common area assumes a maximum (ND (M)), the location (M) of maximum net dopant concentration being arranged in the field stop zone (70), the common area ( 7/70) from the first base (7) and the field stop zone (70) comprises a first section (71) which is arranged between the point (M) of maximum net dopant concentration and the first emitter (8), and which with the Field stop zone (70) has a common first interface (75), which is given by the area closest to the first emitter (8) at which the net dopant concentration (N D ) of the common area (7/70) times the smallest net dopant concentration (N D (H)), which is the common area (7/70) between the point (M) of maximum net dopant concentration and the first emitter (8) at a horizontal point (H) of the net Has dopant concentration (N D ) in the vertical direction (v), the field stop zone (70) directly adjoining the second base (6). Asymmetrisch sperrender Thyristor nach Anspruch 1, bei dem die gemeinsame erste Grenzfläche (75) von der Vorderseite (13) einen Abstand (t) im Bereich von 30 µm bis 150 µm aufweist.Asymmetrically blocking thyristor Claim 1 , in which the common first interface (75) from the front (13) has a distance (t) in the range of 30 microns to 150 microns. Asymmetrisch sperrender Thyristor nach Anspruch 2, bei dem jede Stelle der gemeinsamen ersten Grenzfläche (75) von der Vorderseite (13) einen Abstand (t) im Bereich von 30 µm bis 150 µm aufweist.Asymmetrically blocking thyristor Claim 2 , in which each point of the common first interface (75) from the front (13) has a distance (t) in the range of 30 microns to 150 microns. Asymmetrisch sperrender Thyristor nach Anspruch 3, bei dem die gemeinsame erste Grenzfläche (75) von der Vorderseite (13) einen Abstand (t) im Bereich von 70 µm bis 90 µm aufweist.Asymmetrically blocking thyristor Claim 3 , in which the common first interface (75) from the front (13) has a distance (t) in the range of 70 microns to 90 microns. Asymmetrisch sperrender Thyristor nach Anspruch 4, bei dem jede Stelle der gemeinsamen ersten Grenzfläche (75) von der Vorderseite (13) einen Abstand (t) im Bereich von 70 µm bis 90 µm aufweist.Asymmetrically blocking thyristor Claim 4 , in which each point of the common first interface (75) from the front (13) has a distance (t) in the range of 70 microns to 90 microns. Asymmetrisch sperrender Thyristor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Leitungstyp „p“ ist.Asymmetrically blocking thyristor according to one of the preceding claims, in which the first line type is “p”. Asymmetrisch sperrender Thyristor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der erste Leitungstyp „n“ ist.Asymmetrically blocking thyristor according to one of the Claims 1 to 5 where the first line type is "n". Verfahren zur Herstellung eines asymmetrisch sperrenden Thyristors gemäß Anspruch 6 mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (1) mit einer Vorderseite (13) und einer der Vorderseite (13) in einer vertikalen Richtung (v) gegenüberliegenden Rückseite (14), der eine Grunddotierung vom Leitungstyp „n“ aufweist; - Erzeugen eines ersten Emitters (8) vom Leitungstyp „p“, einer ersten Basis (7) vom Leitungstyp „n“, einer zweiten Basis (6) vom Leitungstyp „p“, und eines zweiten Emitters (5) vom Leitungstyp „n“, die in der vertikalen Richtung (v) ausgehend von der Rückseite (14) hin zur Vorderseite (13) aufeinanderfolgend angeordnet werden; - Erzeugen einer Feldstoppzone (70) vom Leitungstyp „n“ durch Einstrahlen von Protonen in den Halbleiterkörper (1), sowie durch einen Temperschritt, bei dem der Halbleiterkörper (1) nach dem Einstrahlen der Protonen auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, derart, dass die Feldstoppzone (70) zwischen der ersten Basis (7) und der zweiten Basis (6) angeordnet wird und eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) aufweist als die erste Basis (7) und dass die absolute Dotierstoffkonzentration des Leitungstyps „n“ an der Grenzfläche zwischen dem ersten Emitter (8) und der ersten Basis (7) um mehr als 20 % von der absoluten Dotierstoffkonzentration des Leitungstyps „n“ am pn-Übergang zwischen der ersten Basis (7) und der zweiten Basis (6) abweicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Gebiet aus der ersten Basis (7) und der Feldstoppzone (70) eine Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) in der vertikalen Richtung (v) innerhalb des gemeinsamen Gebietes ein Maximum (ND(M)) annimmt, wobei die Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration in der Feldstoppzone (70) angeordnet wird und das gemeinsame Gebiet (7/70) aus der ersten Basis (7) und der Feldstoppzone (70) einen ersten Abschnitt (71) umfasst, der zwischen der Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter (8) angeordnet wird, und der mit der Feldstoppzone (70) eine gemeinsame erste Grenzfläche (75) aufweist, die durch die dem ersten Emitter (8) nächstgelegene Fläche gegeben ist, an der die Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) des gemeinsamen Gebietes (7/70) das 1,05-fache der kleinsten Netto-Dotierstoffkonzentration (ND(H)) beträgt, die das gemeinsame Gebiet (7/70) zwischen der Stelle (M) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration und dem ersten Emitter (8) an einer Horizontalstelle (H) der Netto-Dotierstoffkonzentration (ND) in der vertikalen Richtung (v) aufweist, wobei die Feldstoppzone (70) unmittelbar an die zweite Basis (6) angrenzend angeordnet wird.Method for producing an asymmetrically blocking thyristor according to Claim 6 with the following steps: - providing a semiconductor body (1) with a front side (13) and a rear side (14) opposite the front side (13) in a vertical direction (v), which has a basic doping of the conductivity type “n”; - Generation of a first emitter (8) of line type "p", a first base (7) of line type "n", a second base (6) of line type "p", and a second emitter (5) of line type "n" which are arranged successively in the vertical direction (v) starting from the rear side (14) towards the front side (13); - Creating a field stop zone (70) of the conductivity type “n” by irradiating protons into the semiconductor body (1), and by a tempering step in which the semiconductor body (1) is brought to an elevated temperature after the protons have been irradiated, such that the field stop zone (70) is arranged between the first base (7) and the second base (6) and has a higher net dopant concentration (ND) than the first base (7) and that the absolute dopant concentration of the conduction type “n” at the The interface between the first emitter (8) and the first base (7) deviates by more than 20% from the absolute dopant concentration of the conductivity type “n” at the pn junction between the first base (7) and the second base (6), thereby characterized in that a common area of the first base (7) and the field stop zone (70) has a point (M) of maximum net dopant concentration at which the net dopant concentration (N D ) in the vertical Ric (v) assumes a maximum (ND (M)) within the common area, the location (M) of maximum net dopant concentration being arranged in the field stop zone (70) and the common area (7/70) from the first base ( 7) and the field stop zone (70) comprises a first section (71) which is arranged between the point (M) of maximum net dopant concentration and the first emitter (8) and which has a common first interface (field stop zone (70) 75), which is given by the area closest to the first emitter (8) at which the net dopant concentration (N D ) of the common area (7/70) is 1.05 times the smallest net dopant concentration (N D (H)), which is the common area (7/70) between the point (M) of maximum net dopant concentration and the first emitter (8) at a horizontal point (H) of the net dopant concentration (N D ) in the vertical direction (v), the field stop zone (70) unmi Directly adjacent to the second base (6). Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der Temperschritt bei Temperaturen im Bereich von 350 °C und 450 °C durchgeführt wird.Procedure according to Claim 8 , in which the tempering step is carried out at temperatures in the range of 350 ° C and 450 ° C. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem das Einstrahlen der Protonen vor, während oder nach dem Erzeugen des ersten Emitters (8), der ersten Basis (7), der zweiten Basis (6) und des zweiten Emitters (5) erfolgt.Procedure according to Claim 8 or 9 , in which the protons are irradiated before, during or after the generation of the first emitter (8), the first base (7), the second base (6) and the second emitter (5). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Temperschritt vor, während oder nach dem Erzeugen des ersten Emitters (8), der ersten Basis (7), der zweiten Basis (6) und des zweiten Emitters (5) durchgeführt wird. Method according to one of the Claims 8 to 10th , in which the annealing step is carried out before, during or after the generation of the first emitter (8), the first base (7), the second base (6) and the second emitter (5). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die Protonen durch die Vorderseite (13) in den Halbleiterkörper (1) eingestrahlt werden.Method according to one of the Claims 8 to 11 , in which the protons are radiated through the front (13) into the semiconductor body (1). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem die Protonen in einer Richtung parallel zur vertikalen Richtung (v) in den Halbleiterkörper (1) eingestrahlt werden.Method according to one of the Claims 8 to 12 , in which the protons are radiated into the semiconductor body (1) in a direction parallel to the vertical direction (v).
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