DE102016124670B4 - Thyristor with a semiconductor body - Google Patents
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Abstract
Thyristor mit einem Halbleiterkörper (2), der eine erste Halbleiterkörperhauptseite (3), eine der ersten Halbleiterkörperhauptseite (3) gegenüberliegend angeordnete zweite Halbleiterkörperhauptseite (4) und einen um den Halbleiterkörper (2) umlaufenden, die erste und zweite Halbleiterkörperhauptseite (3,4) verbindenden Halbleiterkörperrand (28) aufweist, wobei der Halbleiterkörper (2) eine erste Halbleiterzone (5) eines ersten Leitungstyps aufweist, wobei ein Bereich einer Außenseite (10) der ersten Halbleiterzone (5) eine erste Fläche (11) der ersten Halbleiterkörperhauptseite (3) ausbildet, wobei der Halbleiterkörper (2) eine, mit einer der Außenseite (10) der ersten Halbleiterzone (5) gegenüberliegend angeordneten Innenseite (13) der ersten Halbleiterzone (5) in Kontakt stehende und bis zum Halbleiterkörperrand (28) sich erstreckende, zweite Halbleiterzone (6) eines zweiten Leitungstyps aufweist, wobei der Halbleiterkörper (2) eine auf der zweiten Halbleiterzone (6) angeordnete dritte Halbleiterzone (7) des ersten Leitungstyps und eine in der dritten Halbleiterzone (7) angeordnete vierte Halbleiterzone (8) des zweiten Leitungstyps aufweist, wobei der Halbleiterkörper (2) eine, in einem Halbleiterkörperrandbereich (25), an der zweiten Halbleiterzone (6) angeordnete fünfte Halbleiterzone (9) des zweiten Leitungstyps aufweist, deren von der ersten Halbleiterkörperhauptseite (3) abgewandte erste Außenfläche (14) einen Bereich der zweiten Halbleiterkörperhauptseite (4) ausbildet, wobei die fünfte Halbleiterzone (9) parallel zum Halbleiterkörperrand (28) verläuft, wobei die Dotierungskonzentrationen der vierten und fünften Halbleiterzone (8,9) höher sind als die der zweiten Halbleiterzone (6), wobei der Halbleiterkörper (2) eine, von einer ersten Fläche (16) der zweiten Halbleiterkörperhauptseite (4) ausgehende, parallel zum Halbleiterkörperrand (28) verlaufende und bis in die zweite Halbleiterzone (6) hineinreichende, erste Ausnehmung (15) aufweist, wobei der Halbleiterkörper (2) im Bereich (26) der ersten Ausnehmung (15) eine erste und eine zweite Stufe (20,20') aufweist, die jeweilig eine konkav verlaufende Bodenfläche aufweisen, wobei die im Bereich (26) der ersten Ausnehmung (15) angeordnete erste Stufe (20) nicht innerhalb der zweiten Halbleiterzone (6) verläuft und die im Bereich (26) der ersten Ausnehmung (15) angeordnete zweite Stufe (20') innerhalb der zweiten und dritten Halbleiterzone (6,7) verläuft.Thyristor with a semiconductor body (2) which has a first semiconductor body main side (3), a second semiconductor body main side (4) arranged opposite the first semiconductor body main side (3) and a first and second semiconductor body main side (3, 4) which runs around the semiconductor body (2). connecting semiconductor body edge (28), the semiconductor body (2) having a first semiconductor zone (5) of a first conductivity type, an area of an outer side (10) of the first semiconductor zone (5) having a first surface (11) of the first semiconductor body main side (3) The semiconductor body (2) has a second semiconductor zone which is in contact with an inner side (13) of the first semiconductor zone (5) which is arranged opposite the outside (10) of the first semiconductor zone (5) and extends to the edge of the semiconductor body (28) (6) of a second conductivity type, the semiconductor body (2) having a second semiconductor zone (6) has a third semiconductor zone (7) of the first conductivity type and a fourth semiconductor zone (8) of the second conductivity type in the third semiconductor zone (7), the semiconductor body (2) having a, in a semiconductor body edge region (25), on the second semiconductor zone (6 ) arranged fifth semiconductor zone (9) of the second conductivity type, the first outer surface (14) of which faces away from the first semiconductor body main side (3) forms a region of the second semiconductor body main side (4), the fifth semiconductor zone (9) running parallel to the semiconductor body edge (28) , wherein the doping concentrations of the fourth and fifth semiconductor zones (8,9) are higher than those of the second semiconductor zone (6), the semiconductor body (2) starting from a first surface (16) of the second semiconductor body main side (4) parallel to the Semiconductor body edge (28) extending and extending into the second semiconductor zone (6), first recess (15), the semiconductor body (2) in the area (26) of the first recess (15) having a first and a second step (20, 20 '), each of which has a concave bottom surface, the area (26 ) of the first recess (15) arranged first stage (20) does not run within the second semiconductor zone (6) and the second stage (20 ') arranged in the region (26) of the first recess (15) within the second and third semiconductor zones (6 , 7) runs.
Description
Die Erfindung betrifft einen Thyristor mit einem Halbleiterkörper.The invention relates to a thyristor with a semiconductor body.
Insbesondere bei einem MESA-förmigen Thyristor besteht oftmals die Notwendigkeit einen um den aktiven Bereich des Halbleiterkörpers des Thyristors umlaufenden Randbereich des Halbleiterkörpers gegen Verschmutzung zu schützen, da auf dem Randbereich des Halbleiterkörpers angeordnete Schmutzpartikel sich negativ auf die elektrischen Eigenschaften des Thyristors auswirken.In particular in the case of a MESA-shaped thyristor, there is often the need to protect an edge region of the semiconductor body which runs around the active region of the semiconductor body of the thyristor, since dirt particles arranged on the edge region of the semiconductor body have a negative effect on the electrical properties of the thyristor.
Aus der
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Thyristor mit einem Halbleiterkörper zu schaffen, bei dem das Ausbilden eines elektrisch leitenden Inversionskanals, der zu einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den an beiden Hauptseiten des Halbleiterkörpers angeordneten dotierten Halbleiterzonen des Halbleiterkörpers führt, verhindert oder zumindest reduziert wird.It is an object of the invention to provide a thyristor with a semiconductor body in which the formation of an electrically conductive inversion channel, which leads to an electrically conductive connection between the doped semiconductor zones of the semiconductor body arranged on both main sides of the semiconductor body, is prevented or at least reduced.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Thyristor mit einem Halbleiterkörper, der eine erste Halbleiterkörperhauptseite, eine der ersten Halbleiterkörperhauptseite gegenüberliegend angeordnete zweite Halbleiterkörperhauptseite und einen um den Halbleiterkörper umlaufenden, die erste und zweite Halbleiterkörperhauptseite verbindenden Halbleiterkörperrand aufweist, wobei der Halbleiterkörper eine erste Halbleiterzone eines ersten Leitungstyps aufweist, wobei ein Bereich einer Außenseite der ersten Halbleiterzone eine erste Fläche der ersten Halbleiterkörperhauptseite ausbildet, wobei der Halbleiterkörper eine, mit einer der Außenseite der ersten Halbleiterzone gegenüberliegend angeordneten Innenseite der ersten Halbleiterzone in Kontakt stehende und bis zum Halbleiterkörperrand sich erstreckende, zweite Halbleiterzone eines zweiten Leitungstyps aufweist, wobei der Halbleiterkörper eine auf der zweiten Halbleiterzone angeordnete dritte Halbleiterzone des ersten Leitungstyps und eine in der dritten Halbleiterzone angeordnete vierte Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps aufweist, wobei der Halbleiterkörper eine, in einem Halbleiterkörperrandbereich, an der zweiten Halbleiterzone angeordnete fünfte Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps aufweist, deren von der ersten Halbleiterkörperhauptseite abgewandte erste Außenfläche einen Bereich der zweiten Halbleiterkörperhauptseite ausbildet, wobei die fünfte Halbleiterzone parallel zum Halbleiterkörperrand verläuft, wobei die Dotierungskonzentrationen der vierten und fünften Halbleiterzone höher sind als die der zweiten Halbleiterzone, wobei der Halbleiterkörper eine, von einer ersten Fläche der zweiten Halbleiterkörperhauptseite ausgehende, parallel zum Halbleiterkörperrand verlaufende und bis in die zweite Halbleiterzone hineinreichende, erste Ausnehmung aufweist, wobei der Halbleiterkörper im Bereich der ersten Ausnehmung eine erste und eine zweite Stufe aufweist, die jeweilig eine konkav verlaufende Bodenfläche aufweisen, wobei die im Bereich der ersten Ausnehmung angeordnete erste Stufe nicht innerhalb der zweiten Halbleiterzone verläuft und die im Bereich der ersten Ausnehmung angeordnete zweite Stufe innerhalb der zweiten und dritten Halbleiterzone verläuft.This object is achieved by a thyristor having a semiconductor body which has a first semiconductor body main side, a second semiconductor body main side arranged opposite the first semiconductor body main side and a semiconductor body edge which runs around the semiconductor body and connects the first and second semiconductor body main sides, the semiconductor body having a first semiconductor zone of a first conductivity type , wherein a region of an outside of the first semiconductor zone forms a first surface of the first semiconductor body main side, the semiconductor body forming a second semiconductor zone of a second conductivity type which is in contact with an inside of the first semiconductor zone which is arranged opposite the outside of the first semiconductor zone and extends to the edge of the semiconductor body The semiconductor body has a third semiconductor zone of the first conductivity type arranged on the second semiconductor zone s and has a fourth semiconductor zone of the second conductivity type arranged in the third semiconductor zone, the semiconductor body having a fifth semiconductor zone of the second conductivity type arranged in a semiconductor body edge region on the second semiconductor zone, the first outer surface of which faces away from the first semiconductor body main side forms an area of the second semiconductor body main side , wherein the fifth semiconductor zone runs parallel to the edge of the semiconductor body, the doping concentrations of the fourth and fifth semiconductor zones being higher than those of the second semiconductor zone, the semiconductor body extending from the first surface of the second semiconductor body main side, parallel to the edge of the semiconductor body and into the second semiconductor zone extending into the first recess, the semiconductor body having a first and a second step in the region of the first recess, each of which has a concave v have running floor area, the im The first stage arranged in the region of the first recess does not run within the second semiconductor zone and the second stage arranged in the region of the first recess runs within the second and third semiconductor zones.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn zumindest Abschnitte der ersten Ausnehmung zwischen der vierten Halbleiterzone und der fünften Halbleiterzone angeordnet sind, wobei zumindest in diesen Abschnitten die erste Ausnehmung nicht bis zum Halbleiterkörperrand verläuft, da dann das Ausbilden eines elektrisch leitenden Inversionskanals sehr zuverlässig verhindert oder zumindest reduziert wird.It proves to be advantageous if at least sections of the first recess are arranged between the fourth semiconductor zone and the fifth semiconductor zone, at least in these sections the first recess does not extend to the edge of the semiconductor body, since then the formation of an electrically conductive inversion channel is very reliably prevented or at least is reduced.
Weiterhin erweist sich als vorteilhaft, wenn die erste Ausnehmung zwischen der vierten Halbleiterzone und der fünften Halbleiterzone angeordnet ist, wobei die erste Ausnehmung nicht bis zum Halbleiterkörperrand verläuft und die fünfte Halbleiterzone unterbrechungsfrei parallel zum gesamten Halbleiterkörperrand verläuft. Die fünfte Halbleiterzone verläuft in diesem Fall geschlossen um einen Innenbereich der zweiten Halbleiterkörperhauptseite herum. Hierdurch wird das Ausbilden eines elektrisch leitenden Inversionskanals sehr zuverlässig verhindert oder zumindest reduziert.It also proves to be advantageous if the first recess is arranged between the fourth semiconductor zone and the fifth semiconductor zone, the first recess not running as far as the edge of the semiconductor body and the fifth semiconductor zone running parallel to the entire edge of the semiconductor body without interruption. In this case, the fifth semiconductor zone runs closed around an inner region of the second semiconductor body main side. As a result, the formation of an electrically conductive inversion channel is very reliably prevented or at least reduced.
Weiterhin erweist sich als vorteilhaft, wenn die erste Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass die fünfte Halbleiterzone eine die erste Ausnehmung begrenzende Außenfläche aufweist, da dann das Ausbilden eines elektrisch leitenden Inversionskanals besonders zuverlässig verhindert oder zumindest reduziert wird.It also proves to be advantageous if the first recess is designed in such a way that the fifth semiconductor zone has an outer surface delimiting the first recess, since the formation of an electrically conductive inversion channel is then particularly reliably prevented or at least reduced.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die der Halbleiterkörper eine, ausgehend von der ersten Fläche der ersten Halbleiterkörperhauptseite bis zum Halbleiterkörperrand verlaufende, parallel zum Halbleiterkörperrand verlaufende und zumindest am Halbleiterkörperrand bis in die zweite Halbleiterzone hineinreichende, zweite Ausnehmung aufweist. Hierdurch wird die Bildung eines Inversionskanals, der zu einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den an beiden Hauptseiten des Halbleiterkörpers angeordneten dotierten Halbleiterzonen des Halbleiterchips führt zeitlich verzögert, da durch die zweite Ausnehmung die Strecke über die sich der Inversionskanal bilden muss, verlängert wird. Weiterhin werden hierdurch im Betrieb des Thyristors am Randbereich des Halbleiterkörpers auftretende elektrische Feldstärken reduziert.Furthermore, it proves to be advantageous if the semiconductor body has a second recess that extends from the first surface of the first semiconductor body main side to the edge of the semiconductor body, runs parallel to the edge of the semiconductor body, and extends at least on the edge of the semiconductor body into the second semiconductor zone. This delays the formation of an inversion channel, which leads to an electrically conductive connection between the doped semiconductor zones of the semiconductor chip arranged on both main sides of the semiconductor body, since the distance over which the inversion channel must form is lengthened by the second recess. Furthermore, electrical field strengths occurring at the edge region of the semiconductor body during operation of the thyristor are thereby reduced.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein Innenrand der ersten Ausnehmung in senkrechter Richtung zur Normalenrichtung der ersten Fläche der ersten Halbleiterkörperhauptseite näher zur Mitte des Halbleiterkörpers angeordnet ist wie ein Innenrand der zweiten Ausnehmung. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des Randbereichs des Halbleiterkörpers erhöht.In this context, it proves to be advantageous if an inner edge of the first recess is arranged closer to the center of the semiconductor body in a direction perpendicular to the normal direction of the first surface of the first semiconductor body main side than an inner edge of the second recess. As a result, the mechanical stability of the edge region of the semiconductor body is increased.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn eine erste Ausnehmungsrandlinie, an der eine Grenze von zweiter zu dritter Halbleiterzone an die erste Ausnehmung angrenzt, in senkrechter Richtung zur Normalenrichtung der ersten Fläche der ersten Halbleiterkörperhauptseite näher zur Mitte des Halbleiterkörpers angeordnet ist als eine zweite Ausnehmungsrandlinie, an der eine Grenze von erster zu zweiter Halbleiterzone an die zweite Ausnehmung angrenzt. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des Randbereichs des Halbleiterkörpers erhöht.Furthermore, it proves to be advantageous if a first recess edge line, at which a boundary of the second to third semiconductor zone adjoins the first recess, is arranged closer to the center of the semiconductor body in the direction perpendicular to the normal direction of the first surface of the first semiconductor body main side than a second recess edge line, at which a boundary from the first to the second semiconductor zone adjoins the second recess. As a result, the mechanical stability of the edge region of the semiconductor body is increased.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Halbleiterkörper im Bereich der zweiten Ausnehmung eine erste und eine zweite Stufe aufweist, die jeweilig eine konkav verlaufende Bodenfläche aufweisen, wobei die im Bereich der zweiten Ausnehmung angeordnete erste Stufe ausschließlich innerhalb der ersten Halbleiterzone verläuft und die im Bereich der zweiten Ausnehmung angeordnete zweite Stufe innerhalb der ersten und zweiten Halbleiterzone verläuft, da dann im Betrieb des Thyristors am Randbereich des Halbleiterkörpers auftretende elektrische Feldstärken stark reduziert werden.Furthermore, it proves to be advantageous if the semiconductor body has a first and a second step in the region of the second recess, each of which has a concave bottom surface, the first step arranged in the region of the second recess running exclusively within the first semiconductor zone and which in the The second stage arranged in the region of the second recess runs within the first and second semiconductor zones, since electrical field strengths occurring at the edge region of the semiconductor body are then greatly reduced during operation of the thyristor.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste Ausnehmung bis zum Halbleiterkörperrand verläuft, wobei die erste Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass die fünfte Halbleiterzone eine die erste Ausnehmung begrenzende Außenfläche aufweist wobei die die erste Ausnehmung begrenzende Außenfläche der fünften Halbleiterzone durch die erste Außenfläche der fünften Halbleiterzone gebildet ist, da dann im Betrieb des Thyristors am Randbereich des Halbleiterkörpers auftretende elektrische Feldstärken reduziert werden. Die fünfte Halbleiterzone verläuft dabei vorzugsweise unterbrechungsfrei parallel zum gesamten Halbleiterkörperrand. Die fünfte Halbleiterzone verläuft in diesem Fall geschlossen um einen Innenbereich der zweiten Halbleiterkörperhauptseite herum.It also proves to be advantageous if the first recess extends to the edge of the semiconductor body, the first recess being designed such that the fifth semiconductor zone has an outer surface delimiting the first recess, the outer surface delimiting the first recess through the first outer surface of the fifth semiconductor zone is formed, since electrical field strengths occurring at the edge region of the semiconductor body are then reduced during operation of the thyristor. The fifth semiconductor zone preferably runs without interruption parallel to the entire edge of the semiconductor body. In this case, the fifth semiconductor zone runs closed around an inner region of the second semiconductor body main side.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste und zweite Ausnehmung im Bezug zu einer parallel zur ersten Fläche der ersten Halbleiterkörperhauptseite in der zweiten Halbleiterzone verlaufenden Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, da dann im Betrieb des Thyristors am Randbereich des Halbleiterkörpers auftretende elektrische Feldstärken reduziert werden.In this context, it proves to be advantageous if the first and second recesses are mirror-symmetrical with respect to a plane running parallel to the first surface of the first semiconductor body main side in the second semiconductor zone, since then, during operation of the thyristor, electrical field strengths occurring at the edge region of the semiconductor body are reduced become.
Der Halbleiterkörper weist im Bereich der ersten Ausnehmung eine erste und eine zweite Stufe auf, die jeweilig eine konkav verlaufende Bodenfläche aufweisen, wobei die im Bereich der ersten Ausnehmung angeordnete erste Stufe nicht innerhalb der zweiten Halbleiterzone verläuft und die im Bereich der ersten Ausnehmung angeordnete zweite Stufe innerhalb der zweiten und dritten Halbleiterzone verläuft. Hierdurch werden im Betrieb des Thyristors an der ersten Ausnehmung des Halbleiterkörpers auftretende elektrische Feldstärken stark reduziert.In the area of the first recess, the semiconductor body has a first and a second step, each of which has a concave shape Have floor area, wherein the first stage arranged in the region of the first recess does not run within the second semiconductor zone and the second stage arranged in the region of the first recess runs within the second and third semiconductor zones. As a result, electrical field strengths occurring at the first recess of the semiconductor body are greatly reduced during operation of the thyristor.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste Ausnehmung von einer Außenfläche der dritten oder vierten Halbleiterzone ausgeht. Die erste Ausnehmung kann sowohl von einer Außenfläche der dritten Halbleiterzone als auch von einer Außenfläche der vierten Halbleiterzone ausgehen.It also proves to be advantageous if the first recess starts from an outer surface of the third or fourth semiconductor zone. The first recess can start both from an outer surface of the third semiconductor zone and from an outer surface of the fourth semiconductor zone.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Halbleiterkörperrand parallel zur Normalenrichtung der ersten Fläche der ersten Halbleiterkörperhauptseite verläuft, da der Halbleiterkörperrand dann besonderes einfach ausgebildet ist.It also proves to be advantageous if the semiconductor body edge runs parallel to the normal direction of the first surface of the first semiconductor body main side, since the semiconductor body edge is then particularly simple.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Halbleiterkörper die erste Ausnehmung begrenzende Außenflächen aufweist, wobei zumindest ein Teil der die erste Ausnehmung begrenzenden Außenflächen des Halbleiterkörpers jeweilig als Außenfläche einer Siliziumoxidschicht der jeweiligen Halbleiterzone ausgebildet ist oder auf zumindest einem Teil der die erste Ausnehmung begrenzenden Außenflächen des Halbleiterkörpers eine Siliziumoxidschicht angeordnet ist.Furthermore, it proves to be advantageous if the semiconductor body has the outer recesses delimiting the first recess, at least part of the outer surfaces of the semiconductor body delimiting the first recess being designed as the outer surface of a silicon oxide layer of the respective semiconductor zone or on at least part of the outer surfaces delimiting the first recess a silicon oxide layer is arranged on the semiconductor body.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn auf der Siliziumoxidschicht eine Polyimidschicht angeordnet ist.In this context, it proves to be advantageous if a polyimide layer is arranged on the silicon oxide layer.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Halbleiterkörper die erste Ausnehmung begrenzende Außenflächen aufweist, wobei zumindest auf einem Teil der die erste Ausnehmung begrenzenden Außenflächen des Halbleiterkörpers eine Polyimidschicht angeordnet ist.Furthermore, it proves to be advantageous if the semiconductor body has the first recess delimiting outer surfaces, a polyimide layer being arranged at least on part of the outer surface delimiting the first recess.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Halbleiterkörper die zweite Ausnehmung begrenzende Außenflächen aufweist, wobei zumindest ein Teil der die zweite Ausnehmung begrenzenden Außenflächen des Halbleiterkörpers jeweilig als Außenfläche einer Siliziumoxidschicht der jeweiligen Halbleiterzone ausgebildet ist oder auf zumindest einem Teil der die zweite Ausnehmung begrenzenden Außenflächen des Halbleiterkörpers eine Siliziumoxidschicht angeordnet ist.Furthermore, it proves to be advantageous if the semiconductor body has the outer recesses delimiting the second recess, at least some of the outer surfaces of the semiconductor body delimiting the second recess being designed as outer surfaces of a silicon oxide layer of the respective semiconductor zone or on at least part of the outer surfaces delimiting the second recess a silicon oxide layer is arranged on the semiconductor body.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn auf der Siliziumoxidschicht eine Polyimidschicht angeordnet ist.In this context, it proves to be advantageous if a polyimide layer is arranged on the silicon oxide layer.
Weiterhin erweist ist es sich vorteilhaft, wenn der Halbleiterkörper die zweite Ausnehmung begrenzende Außenflächen aufweist, wobei zumindest auf einem Teil der die zweite Ausnehmung begrenzenden Außenflächen des Halbleiterkörpers eine Polyimidschicht angeordnet ist.It has also proven to be advantageous if the semiconductor body has the second recess-defining outer surfaces, a polyimide layer being arranged at least on part of the outer surface of the semiconductor body delimiting the second recess.
Durch das Verwenden einer Polyimidschicht, gegebenfalls in Zusammenwirken mit einer Siliziumoxidschicht anstatt der bei Thyristoren techniküblichen Glaspassivierung, kann die Blockierung des Ausbildens eines von der ersten Halbleiterzone entlang dem Halbleiterkörperrand zur dritten Halbleiterzone verlaufenden elektrisch leitenden Inversionskanals verstärkt werden.By using a polyimide layer, possibly in cooperation with a silicon oxide layer instead of the glass passivation customary in thyristors, the blocking of the formation of an electrically conductive inversion channel running from the first semiconductor zone along the edge of the semiconductor body to the third semiconductor zone can be reinforced.
Es sei an dieser Stelle allgemein angemerkt, dass vorzugsweise die Halbleiterzonen des ersten Leitungstyps als p-dotierte Halbleiterzonen ausgebildet sind (p-Leitungstyp) und die Halbleiterzonen des zweiten Leitungstyps als n-dotierte Halbleiterzonen ausgebildet sind (n-Leitungstyp). Alternativ können die Halbleiterzonen des ersten Leitungstyps als n-dotierte Halbleiterzonen ausgebildet (n-Leitungstyp) sein und die Halbleiterzonen des zweiten Leitungstyps als p-dotierte Halbleiterzonen ausgebildet (p-Leitungstyp) sein.It should be generally noted at this point that the semiconductor zones of the first conductivity type are preferably designed as p-doped semiconductor zones (p-conductivity type) and the semiconductor zones of the second conductivity type are designed as n-doped semiconductor zones (n-conductivity type). Alternatively, the semiconductor zones of the first conduction type can be designed as n-doped semiconductor zones (n-conduction type) and the semiconductor zones of the second conduction type can be designed as p-doped semiconductor zones (p-conduction type).
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Schnittansicht einer Ausbildung eines erfindungsgemäßen Thyristors, -
2 eine Draufsicht von oben auf den in1 dargestellten Thyristor, -
3 eine Schnittansicht eines Halbleiterkörpers eines zweiten Leitungstyps nach einem ersten Verfahrensschritt a) zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Thyristors, -
4 eine Schnittansicht des Halbleiterkörpers nach dem Erzeugen einer ersten, zweiten und dritten Halbleiterzone entsprechend einem zweiten Verfahrensschritt b) zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Thyristors, -
5 eine Schnittansicht des Halbleiterkörpers nach dem Erzeugen einer vierten und fünften Halbleiterzone entsprechend einem dritten Verfahrensschritt c) zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Thyristors, -
6 eine Schnittansicht des Halbleiterkörpers nach dem Erzeugen einer ersten und zweiten Ausnehmung entsprechend einem vierten Verfahrensschritt d) zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Thyristors, -
7 eine Schnittansicht des Halbleiterkörpers und von auf dem Halbleiterkörper aufgebrachten Metallisierungen nach einem weiteren Verfahrensschritt zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Thyristors und -
8 eine Schnittansicht einer weiteren Ausbildung eines erfindungsgemäßen Thyristors.
-
1 2 shows a sectional view of an embodiment of a thyristor according to the invention, -
2 a top view of the in1 shown thyristor, -
3 2 shows a sectional view of a semiconductor body of a second conductivity type after a first method step a) for producing a thyristor according to the invention, -
4 3 shows a sectional view of the semiconductor body after the production of a first, second and third semiconductor zone in accordance with a second method step b) for producing a thyristor according to the invention, -
5 2 shows a sectional view of the semiconductor body after the generation of a fourth and fifth semiconductor zone in accordance with a third method step c) for producing a thyristor according to the invention, -
6 3 shows a sectional view of the semiconductor body after the production of a first and a second recess in accordance with a fourth method step d) for producing a thyristor according to the invention, -
7 a sectional view of the semiconductor body and of metallizations applied to the semiconductor body according to another Method step for producing a thyristor according to the invention and -
8th a sectional view of a further embodiment of a thyristor according to the invention.
Es sei angemerkt, dass es sich bei den Figuren um schematisierte Darstellungen handelt. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.It should be noted that the figures are schematic representations. Identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
In
Der erfindungsgemäße Thyristor
Der Halbleiterkörper
Der Halbleiterkörper
Wie beispielhaft in
Bei der Erfindung wird durch die in dem Halbleiterkörperrandbereich
Der Thyristor
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels gemäß
Der Halbleiterkörper
Der Innenrand
Eine erste Ausnehmungsrandlinie
Der Halbleiterkörper
Weiterhin weist der Halbleiterkörper
Der Halbleiterkörperrand
Zumindest ein Teil der die erste Ausnehmung
Vorzugsweise ist die erste Außenfläche
Zumindest ein Teil der die zweite Ausnehmung
Die die jeweilige Ausnehmung
Die Polyimidschicht und die eventuell vorhandene Siliziumoxidschicht dienen als Passivierungsschichten. Durch das oben beschriebene Verwenden einer Polyimidschicht gegebenfalls in Zusammenwirken mit einer Siliziumoxidschicht anstatt der bei Thyristoren techniküblichen Glaspassivierung kann die Blockierung des Ausbildens eines von der ersten Halbleiterzone
Die jeweilige Siliziumoxidschicht
Die jeweilige Siliziumoxidschicht kann auch durch ein Beschichtungsverfahren (z.B. Plasmabeschichtung) erzeugt werden, indem die jeweilige Halbleiterzone mit einer entsprechenden Siliziumoxidschicht beschichtet wird. In diesem Fall ist vorzugsweise auf zumindest einem Teil der die erste Ausnehmung
Falls auf der Siliziumoxidschicht eine Polyimidschicht angeordnet ist, dann weist die Polyimidschicht einen mechanischen Kontakt mit der Siliziumoxidschicht auf.If a polyimide layer is arranged on the silicon oxide layer, then the polyimide layer has mechanical contact with the silicon oxide layer.
Die die erste Ausnehmung
Bei allen Ausführungsbeispielen kann im Bereich
Der erste und dritte Halbleiterzone
In
Beim erfindungsgemäßen Thyristors
Die fünfte Halbleiterzone
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines gemäß den Ausführungsbeispielen ausgebildeten Thyristors
In einem ersten Verfahrensschritt a) erfolgt, wie beispielhaft in
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt b) dessen Ergebnis beispielhaft in
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt c) dessen Ergebnis beispielhaft in
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt d) dessen Ergebnis beispielhaft in
Zur Herstellung des gemäß
In einem vorzugsweise durchzuführenden nachfolgenden Verfahrensschritt e) dessen Ergebnis beispielhaft in
In einem vorzugsweise durchzuführenden nachfolgenden Verfahrensschritt f) dessen Ergebnis beispielhaft in
In einem vorzugsweise durchzuführenden nach Verfahrensschritt d) nachfolgenden Verfahrensschritt f) dessen Ergebnis beispielhaft in
In einem weiteren Verfahrensschritt, der zwischen den Verfahrensschritten c) und d), oder zwischen den Verfahrensschritten d) und e), oder nach Verfahrensschritt f) oder nach Verfahrensschritt g) erfolgen kann, erfolgt das Anordnen einer auf der ersten Fläche
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass bei der Erfindung selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können.It should be noted at this point that features of different exemplary embodiments of the invention can of course be combined with one another as desired, provided the features are not mutually exclusive.
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