DE10223951B4

DE10223951B4 - Hochvoltdiode mit optimiertem Abschaltverfahren und entsprechendes Optimierverfahren

Info

Publication number: DE10223951B4
Application number: DE10223951A
Authority: DE
Inventors: Veli Kartal; Hans-Joachim Dr. Schulze; Anton Dr. Mauder; Elmar Dr. Falck
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: US7705369B2; US20050230702A1; WO2003103059A1; DE10223951A1

Abstract

Hochvolt-Diode mit einer anodenseitigen p^–-leitenden Zone (2), einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone (1), die mit der p-leitenden Zone (2) einen pn-Übergang (3) bildet, einem in der p-leitenden Zone (2) vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter (4) und einem an eine an den pn-Übergang (3) anschließende n-leitende Feldstoppzone (5) angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerlebensdauer (τ) nur vom Kathodenemitter (6) her in einer über den Kathodenemitter (6) hinaus gehenden Tiefe, die sich bis zur n-leitenden Feldstoppzone (5) erstreckt und in einem gewissen Abstand vom Kathodenemitter (6) liegt, auf einen gewählten Wert eingestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochvoltdiode nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Optimierung ihres Abschaltverhaltens. Eine Hochvoltdiode dieser Art ist zum Beispiel aus DE 100 31 461 A1 bekannt.
Bei derartigen, häufig als Freilaufdioden eingesetzten, Hochvoltdioden ist ein weiches Abschaltverhalten gewünscht, damit das sogenannte „Abreißen” des Bauelements während des Abschaltvorgangs vermieden wird, da dieser Effekt eine Zerstörung des Leistungshalbleiters mit sich bringen kann. Das Abreißen des Bauelements wird bis heute entweder durch eine ausreichend groß gewählte Dicke des Bauelements und/oder durch eine anodenseitige lokale Lebensdauereinstellung vermieden.
Die beiliegende 1 zeigt schematisch die Struktur der bekannten Hochvoltdiode in Form eines mittigen Querschnitts. Eine derartige Hochvoltdiode besteht aus einem Siliziumkörper. Anstelle von Silizium kann auch ein anderes geeignetes Halbleitermaterial, wie z. B. SiC usw. gewählt werden. Der Siliziumkörper weist eine n^–-leitende Driftzone 1, eine p-leitende Zone 2, die mit der n-leitenden Driftzone einen pn-Übergang 3 bildet, einen p⁺-leitenden Anodenemitter 4, eine n-leitende Zone 5 und einen darin ausgebildeten n⁺-leitenden Kathodenemitter 6 auf. Auf der Vorderseite V ist der Anodenemitter 4 mit einer Anodenmetallisierung 7 versehen. Auf der Rückseite R des Bauelements ist der Kathodenemitter 6 mit einer Kathodenmetallisierung 8 versehen. Für diese Metallisierungen können bekannte Kontaktwerkstoffe wie z. B. Aluminium, AlSi usw. gewählt werden. Es ist zu erwähnen, dass die Abmessungen der in 1 gezeigten bekannten Hochvoltdiode ledig lich zur Erläuterung dienen und nicht die echten Verhältnisse wiedergeben.
Bislang ist man zur Optimierung des Abschaltverhaltens einer Hochvoltdiode so vorgegangen, dass man ausschließlich die Ladungsträgerlebensdauer im p⁺-leitenden Anodenemitter abgesenkt hat. 2 stellt eine Simulation der sich dabei ergebenden Verhältnisse der Dotierungskonzentration (Kurve A) und der Defektkonzentration (Kurve B) einer derart beeinflussten Hochvoltdiode dar und zwar über die Tiefe y von der Vorderseite V her, wobei y mit der Oberseite des p⁺-Anodenemitters beginnt. 2 zeigt, dass im p⁺-Anodenemitter etwa in einer Tiefe y zwischen 15 und 18 μm von dessen Oberseite eine starke lokale Erhöhung der Defektkonzentration (Kurve B) auftritt, was dort lokal die Ladungsträgerlebensdauer (T) reduziert.
Bei derartigen Hochvoltdioden muss immer ein Kompromiss zwischen dem ”Soft-Recovery-Verhalten” des Bauelementes, den Schaltverlusten und dem Durchlassspannungsabfall bzw. der Durchlassverluste gefunden werden. Dieser Forderung trägt das anhand der 2 erläuterte bekannte Verfahren zur Optimierung des Abschaltverfahrens nicht Rechnung, da es zwar ein weiches Abschaltverhalten erzielt, dieses jedoch mit einem höheren Durchlassspannungsabfall bzw. einer erhöhten Durchlassverlustleistung erkauft.
Zur Optimierung und Erreichung eines ”Soft-Recovery”-Verhaltens wird bei der eingangs genannten aus DE 100 31 461 A1 bekannten Hochvoltdiode die Ladungsträgerlebensdauer im Anodenemitter bzw. im Kathodenemitter lediglich oberflächennah zum Beispiel durch Kristallschäden, die durch eine Ionenimplantation mit schweren nichtdotierenden Ionen wie zum Beispiel Argon erzeugt werden, eingestellt.
DE 44 21 529 A1 beschreibt eine Einstellung von für den Einsatz einer schnellen Leistungsdiode erforderlichen Parametern durch eine Elektronenbestrahlung. Auch mit dieser Elektronenbestrahlung wird die Trägerlebensdauer lediglich oberflächennah eingestellt.
Aus O. Humbel et al.: ISPSD 99, Seiten 121–124 ist eine Hochvoltdiode bekannt, bei der die Ladungsträgerlebensdauer in einer bestimmten Tiefe von der jeweiligen Emitteroberfläche über den jeweiligen Emitter hinaus auf einen jeweils gewählten Wert eingestellt ist. Dabei liegt bei der bekannten Hochvoltdiode der anodenemitterseitige Peak des Lebensdauerprofils links, d. h. anodenseitig vom pn-Übergang und damit noch in der p-dotierten Zone, d. h. sehr nahe des Anodenemitters. Außerdem liegt der kathodenseitige Peak des Lebensdauerprofils in der Nähe der Mitte der n-Basis dieser bekannten Hochvoltdiode. Die letztgenannte Druckschrift führt aber nicht aus, von welcher Seite, ob von der Kathodenseite oder von der Anodenseite her die Bestrahlung zur Einstellung der Ladensträgerlebensdauer ausgeführt wird.
Es ist Aufgabe dieser Erfindung, eine gattungsgemäße Hochvoltdiode so zu optimieren, dass sie einerseits eine möglichst geringe Bauelementdicke hat, um die im Betrieb auftretenden Leistungsverluste so gering wie möglich zu halten und dass sie andererseits beim Abschalten ein weiches ”Soft-Recovery”-Verhalten aufweist, so dass das Abreißen des Bauelements und die Gefahr seiner Zerstörung vermieden sind.
Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Die obige Aufgabe wird gemäß einer ersten Variante gelöst durch eine Hochvolt-Diode mit einer anodenseitigen p-leitenden Zone, einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone, die mit der p-leitenden Zone einen pn-Übergang bildet, einem in der p-leitenden Zone vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter und einem an eine an den pn-Übergang anschließende n-leitende Feldstoppzone angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerle bensdauer nur vom Kathodenemitter her in einer über den Kathodenemitter hinaus gehenden Tiefe, die sich bis zur n-leitenden Feldstoppzone erstreckt und in einem gewissen Abstand vom Kathodenemitter liegt, auf einen gewählten Wert eingestellt ist.
Alternativ wird gemäß einer zweiten Variante die obige Aufgabe gelöst durch eine Hochvolt-Diode mit einer anodenseitigen p-leitenden Zone, einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone, die mit der p-leitenden Zone einen pn-Übergang bildet, einem in der p-leitenden Zone vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter und einem an eine an den pn-Übergang anschließende n-leitende Feldstoppzone angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerlebensdauer vom Kathodenemitter und vom Anodenemitter her in einem gewissen Abstand jeweils vom Kathodenemitter und vom Anodenemitter über den jeweiligen Emitter hinaus auf einen jeweils gewählten Wert eingestellt ist, wobei die kathodenseitige Ladungsträgerlebensdauereinstellung vom Kathodenemitter aus gesehen in einer Tiefe liegt, die sich bis zur n-leitenden Feldstoppzone erstreckt und einen gewissen Abstand vom Kathodenemitter hat, und die anodenseitige Ladungsträgerlebensdauereinstellung vom Anodenemitter aus gesehen in einer Tiefe liegt, die über den pn-Übergang hinausreicht und sich in einem gewissen Abstand vom Anodenemitter befindet.
Dadurch wird ein Soft-Recovery-Verhalten der Hochvoltdiode ermöglicht, ohne die Durchlassverluste unerwünscht zu erhöhen.
Dabei wird so vorgegangen, dass bei einem stark dotierten Anodenemitter die Ladungsträgerlebensdauer in der genannten Tiefe relativ stark abgesenkt wird, während bei einem schwach dotierten Anodenemitter die Ladungsträgerlebensdauer in der genannten Tiefe schwach oder gar nicht abgesenkt wird. Die von der Ladungs trägerlebensdauerabsenkung unbeeinflussten Gebiete sollen im Allgemeinen eine hohe Ladungsträgerlebensdauer aufweisen.
Die Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ wird durch eine Bestrahlung mit einer bestimmten Dosis und bis in eine bestimmte Tiefe über den Kathodenemitter oder den Kathodenemitters und den Anodenemitter hinaus gegen Ende der Waferprozessierung bei einer relativ niedrigen Temperatur vorgenommen. Die Bestrahlung wird mit leichten Ionen, bevorzugt mit Heliumionen (α-Strahlen) ausgeführt.
Die nachstehende Beschreibung beschreibt Bezug nehmend auf die Zeichnung zwei alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hochvoltdiode und des zur Optimierung ihres Abschaltverhaltens eingesetzten Verfahrens. Die Zeichnungsfiguren zeigen im Einzelnen:
1 im Querschnitt die bereits besprochene Struktur einer bekannten Hochvoltdiode;
2 graphisch Simulationskurven zur Erläuterung der bereits besprochenen Vorgehensweise zur lokalen Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ ausschließlich von der Seite des p⁺-Anodenemitters;
3 graphisch Simulationskurven der Ergebnisse eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochvoltdiode, wenn die Ladungsträgerlebensdauer τ von beiden Seiten der Hochvoltdiode abgesenkt ist;
4 eine Simulation des Dotierungs- und Defektkonzentrationsverlaufs bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Ladungsträgerlebensdauer ausschließlich vom rückseitigen Kathodenemitter abgesenkt ist;
5 graphisch Stromverläufe, d. h. die Stromdichte beim Abschalten einer Hochvoltdiode, deren Ladungsträgerlebensdauer jeweils mit einem Verfahren gemäß den 2, 3 und 4 abgesenkt worden ist;
6 graphisch Spannungsverläufe beim Abschalten einer Hochvoltdiode, deren Ladungsträgerlebensdauer jeweils mit einem Verfahren gemäß den 2, 3 und 4 abgesenkt worden ist und
7 graphisch die Abschaltverlustarbeit einer Hochvoltdiode bei der mit den zuvor in den 2 bis 4 gezeigten Verfahren die Ladungsträgerlebensdauer abgesenkt worden ist.
Der nachfolgenden Beschreibung liegt beispielhaft die in 1 gezeigte und bereits besprochene Struktur einer Hochvoltdi ode zugrunde. Die in 1 gezeigten Abmessungen, insbesondere die Dicken der jeweiligen Zonen und Bereiche sind nicht maßstäblich und dienen nur der Erläuterung.
3 zeigt graphisch mit der ausgezogenen Kurve A Simulationsergebnisse des Dotierungskonzentrationsverlaufs und mit den gestrichelt gezeichneten Kurven B1 und B2 des Defektkonzentrationsverlaufs einer erfindungsgemäßen Hochvoltdiode. Es ist deutlich, dass bei dieser Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ von beiden Seiten, d. h. von der Vorderseite V, nämlich von der Oberseite des p⁺-Anodenemitters 4 und von der Rückseite R, nämlich von der Oberseite des n⁺-Kathodenemitters 6 jeweils in einer Tiefe zwischen etwa 15 und 18 μm von der Vorderseite V und zwischen etwa 70 und 80 μm von der Vorderseite V lokal eine starke Erhöhung der Defektkonzentration erzielt ist.
Durch die lokale und gezielte Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ von der p⁺-Anodenemitterseite (Kurve B1) wird die Höhe der Rückstromspitze eingestellt (vgl. 5). Die Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer von der n⁺-Kathodenemitterseite wird eingesetzt, um den Abbau der Ladungsträger beim Ausräumen der Driftzone 1 zu kontrollieren.
Die in 3 veranschaulichte Kombination beider Maßnahmen zur Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ macht es möglich, einerseits eine geringe Rückstromspitze zu erreichen und andererseits ein weiches Abschalten des Bauelementes zu gewährleisten (vgl. 5, Kurve III). Dies bewirkt eine geringere induzierte Spannung, die aufgrund der parasitären Induktivität entsteht (vgl. 6, Kurve III).
4 veranschaulicht anhand von Simulationsergebnissen die Dotierungs- und Defektkonzentrationsverläufe (Kurven A und B2) bei ausschließlich n⁺-kathodenemitterseitiger Bestrahlung und damit die zweite erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme, um das Soft-Recovery-Verhalten des Bauelements zu ermöglichen, ohne dabei die Durchlass- und Schaltverluste zu erhöhen. Dieses vorgeschlagene Verfahren besteht darin, die Lebensdauer der Ladungsträger lokal anstatt von der p⁺-Anodenemitterseite (vgl. 2) nur von der n⁺-Kathodenemitterseite vorzunehmen. Durch die Reichweite der Bestrahlung und/oder die Wahl der Dosis lässt sich das gewünschte Soft-Recovery-Verhalten der Hochvoltdiode einstellen.
5 zeigt graphisch eine Simulation der Verläufe der Stromdichte J_pin über der Zeit t beim Abschalten der Hochvoltdiode mit den zuvor beschriebenen unterschiedlichen Bestrahlungstechniken, und zwar die Kurve II das bereits anhand der 2 erläuterte bekannte Verfahren, bei dem lediglich von der Seite des p⁺-Anodenemitters 4 die Ladungsträgerlebensdauer abgesenkt wird, die Kurve III die erste Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens, die anhand der 3 erläutert worden ist, bei der die Ladungsträgerlebensdauer von beiden Seiten, d. h. von Seiten des p⁺-Anodenemitters und von Seiten des n⁺-Kathodenemitters abgesenkt wird und die Kurve IV schließlich die zweite anhand der 4 beschriebene Alternative, bei der die Ladungsträgerlebensdauer τ lediglich von der n⁺-Kathodenemitterseite abgesenkt wird.
Die 6 gibt mit den Kurven II, III und IV Simulationsergebnisse der Spannungsverläufe beim Abschalten der Hochvoltdiode mit den zwei erfindungsgemäßen Bestrahlungstechniken (Kurven III und IV) im Vergleich mit der bekannten Bestrahlung zur Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ lediglich von der Seite des p⁺-Anodenemitters (Kurve II) wieder.
7 schließlich zeigt einen Vergleich der drei Verfahrensweisen, d. h. der beiden erfindungsgemäß vorgeschlagenen und der im Stand der Technik üblichen Verfahrensweise anhand der Abschaltverlustarbeit W_off der Hochvoltdiode. Der mit II be zeichnete quadratische Punkt gibt die Abschaltverlustarbeit einer gemäß dem Stand der Technik behandelten Hochvoltdiode an. Die mit III und IV bezeichneten Punkte geben die Abschaltverlustarbeit W_off einer mit den beiden alternativen Verfahrensweisen gemäß der Erfindung hinsichtlich der Ladungsträgerlebensdauer behandelten Hochvoltdiode an. Der in den 5 bis 7 veranschaulichte Vergleich der bekannten und der beiden erfindungsgemäßen Verfahrensweise zeigt, dass das beste Ergebnis zwischen dem Soft-Recovery-Verhalten, dem Durchlassspannungsabfall und der Abschaltverlustarbeit durch die rückseitige Bestrahlung zu erzielen ist (4 und 5 bis 7, Kurven IV). Die geringste Rückstrom- und Spannungsspitze lässt sich durch die beidseitige Einstellung der Ladungsträgerlebensdauer τ erzielen (3 und 5–7, Kurven III).
Die anzuzielende Stärke der lokalen Lebensdauerabsenkung auf der p⁺-Anodenemitterseite ergibt sich aus dem Dotierungsprofil dieses p⁺-Anodenemitters; das heißt, im Falle eines starken, hochdotierten Anodenemitters ist eine relativ starke lokale Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer wünschenswert. Im Falle eines schwach dotierten p⁺-Anodenemitters ist im Extremfall auf der Seite des p⁺-Anodenemitters überhaupt keine lokale Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ erforderlich, da nur relativ wenige freie Ladungsträger von diesem Emitter injiziert werden.
Entscheidend für die Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer auf der Seite des n-Kathodenemitters ist, dass sie im Feldstopp und einem deutlichen gewissen Abstand vom n⁺-Kathodenemitter erfolgt. Das Siliziumvolumen zwischen der Position der Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ und dem n⁺-Kathodenemitter speichert die Überschwemmungsladung, die zum Soft-Recovery-Verhalten der Hochvoltdiode führt. Damit ist der Unterschied zu beispielsweise PT/IGBT-Strukturen begründet, wo die Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ mög lichst knapp vor dem Rückseitenemitter liegen soll, um eine möglichst geringe Speicher- und Überschwemmungsladung zu erzielen.
Generell liefert eine so genannte Kleinmanndiode, das ist eine Diode mit waagrechtem konstantem Ladungsträgerprofil im Durchlassfall den günstigsten Trade-Off zwischen Durchlassverhalten und den gesamten diodeninduzierten Schaltverlusten. Die Kleinmanndiodenstruktur hat aber ein sehr ruppiges Schaltverhalten. Der Stromabriss ist, wie erwähnt, in vielen Applikationen unerwünscht, weil die hohe Überspannung an Streuinduktivitäten durch das hohe di/dt zur Zerstörung der Bauelemente oder zumindest zu ungünstigem EMV-Verhalten führen kann.
Durch die Erfindung ist es möglich, die Schaltverluste gezielt zu Gunsten eines sanfteren Schaltverhaltens zu erhöhen. Die maßvollste Erhöhung der Schaltverluste erreicht man, indem in der Feldstoppzone etwa an oder kurz vor der Stelle, die das elektrische Feld bei maximaler Zwischenkreisspannung erreicht, eine lokale Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ eingeführt wird. Der Rückseitenemitter, d. h. der n⁺-Kathodenemitter, ist gezielt stärker ausgeführt als bei einer Kleinmanndiode. Die Dotierung der Feldstoppzone selbst ist vergleichsweise niedrig ausgeführt und liegt deutlich unter 10¹⁶/cm³. Die gesamte Feldstoppdosis liegt etwa bei der Durchbruchladung oder etwas darüber. Somit greift das elektrische Feld weit in die Feldstoppzone, und der Aufbau der Raumladungszone und damit der Spannungsanstieg am Chip wird über das Ausräumen der Überschwemmungsladung gebremst. Es ist möglich, hier den Feldstopp niedrig dotiert auszuführen, weil er nicht wie in anderen Fällen als ”Emitterbremse” fungieren muss. Der n⁺-Kathodenemitter wird über andere Techniken, wie zum Beispiel die Wahl der Implantationsdosis gezielt eingestellt.
Für die anhand der 2 beschriebene Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ nur von der Vorderseite, d. h. von der Seite des p⁺-Anodenemitters 4 her werden die günstigsten Schalteigenschaften der Hochvoltdioden in unmittelbarer Nähe des pn-Übergangs an der Anode erreicht. Ist der Wirkungsgrad des p⁺-Anodenemitters 4 dann einmal reduziert, sei es durch geringe Implantationsdosen oder durch das lokale Absenken der Ladungsträgerlebensdauer τ, erreicht man ein sanftes Abschalten mit einer reduzierten Gesamtdicke der n-dotierten Basis und mit den oben erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrensweisen. Eine weitere Möglichkeit stellt die Kombination der Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ mit der Feldstopp-Diffusion, d. h. eine räumlich stärker ausgedehnte und dafür maßvollere Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ dar.
Die erfindungsgemäßen Verfahrensweisen zur Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer τ (beidseitig oder ausschließlich n⁺-kathodenemitterseitig) bieten die Möglichkeit, Dioden an verschiedene Kundenwünsche anzupassen (weich- oder hartabschaltend, Rückstromspitze, Schaltverluste), ohne dabei in die Herstellungstechnologie einzugreifen. Dies ermöglicht eine große Flexibilität bei der Realisierung von Hochvoltdioden.

Claims

Hochvolt-Diode mit einer anodenseitigen p^–-leitenden Zone (2), einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone (1), die mit der p-leitenden Zone (2) einen pn-Übergang (3) bildet, einem in der p-leitenden Zone (2) vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter (4) und einem an eine an den pn-Übergang (3) anschließende n-leitende Feldstoppzone (5) angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerlebensdauer (τ) nur vom Kathodenemitter (6) her in einer über den Kathodenemitter (6) hinaus gehenden Tiefe, die sich bis zur n-leitenden Feldstoppzone (5) erstreckt und in einem gewissen Abstand vom Kathodenemitter (6) liegt, auf einen gewählten Wert eingestellt ist.
Hochvolt-Diode mit einer anodenseitigen p-leitenden Zone (2), einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone (1), die mit der p-leitenden Zone (2) einen pn-Übergang (3) bildet, einem in der p-leitenden Zone (2) vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter (4) und einem an eine an den pn-Übergang (3) anschließende n-leitende Feldstoppzone (5) angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerlebensdauer vom Kathodenemitter (6) und vom Anodenemitter (4) her in einem gewissen Abstand jeweils vom Kathodenemitter (6) und vom Anodenemitter (4) über den jeweiligen Emitter (4, 6) hinaus auf einen jeweils gewählten Wert eingestellt ist, wobei – die kathodenseitige Ladungsträgerlebensdauereinstellung vom Kathodenemitter (6) aus gesehen in einer Tiefe liegt, die sich bis zur n-leitenden Feldstoppzone (5) erstreckt und einen gewissen Abstand vom Kathodenemitter (6) hat, und – die anodenseitige Ladungsträgerlebensdauereinstellung vom Anodenemitter (4) aus gesehen in einer Tiefe liegt, die über den pn-Übergang (3) hinausreicht und sich in einem gewissen Abstand vom Anodenemitter (4) befindet.
Hochvolt-Diode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem stark dotierten Anodenemitter (4) die Ladungsträgerlebensdauer (τ) in der genannten Tiefe relativ stark abgesenkt ist.
Hochvolt-Diode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem schwach dotierten Anodenemitter (4) die Ladungsträgerlebensdauer (τ) in der genannten Tiefe schwach oder gar nicht abgesenkt ist.
Verfahren zur Optimierung des Abschaltverhaltens einer Hochvoltdiode mit einer anodenseitigen p-leitenden Zone (2), einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone (1), die mit der p-leitenden Zone (2) einen pn-Übergang (3) bildet, einem in der p-leitenden Zone (2) vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter (4) und einem an eine an den pn-Übergang (3) anschließende n-leitende Feldstoppzone (5) angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter (6), mit folgendem Schritt: – Bestrahlung nur des Kathodenemitters (6) von dessen Oberfläche mit leichten Ionen einer jeweils bestimmten Dosis und Reichweite, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosis und die Reichweite der Bestrahlung von der Kathodenemitterseite jeweils so bestimmt werden, dass die Ladungsträgerlebensdauer (τ) in einer Tiefe liegt, die über den Kathodenemitter (6) hinaus geht und sich bis zur n-leitenden Feldstoppzone (5) erstreckt und einen gewissen Abstand vom Kathodenemitter (6) hat, auf einen gewählten Wert eingestellt wird.
Verfahren zur Optimierung des Abschaltverhaltens einer Hochvoltdiode mit einer anodenseitigen p-leitenden Zone (2), einer kathodenseitigen n^–-leitenden Driftzone (1), die mit der p-leitenden Zone (2) einen pn-Übergang (3) bildet, einem in der p-leitenden Zone (2) vorgesehenen p⁺-leitenden Anodenemitter (4) und einem an eine an den pn-Übergang (3) anschließende n-leitende Feldstoppzone (5) angrenzenden n⁺-leitenden Kathodenemitter (6), mit folgendem Schritt: – Bestrahlung des Kathodenemitters (6) und des Anodenemitters (4) jeweils von ihren Oberflächen mit leichten Ionen einer jeweils bestimmten Dosis und Reichweite, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosis und die Reichweite der Bestrahlung jeweils von Seiten des Kathodenemitters (6) und des Anodenemitters (4) so bestimmt werden, dass die Ladungsträgerlebensdauer (τ) in einem gewissen Abstand jeweils vom Kathodenemitter (6) und vom Anodenemitter (4) über den jeweiligen Emitter (4, 6) hinaus auf einen jeweils gewählten Wert eingestellt werden, wobei – die kathodenseitige Ladungsträgerlebensdauereinstellung vom Kathodenemitter (6) aus gesehen in einer Tiefe liegt, die sich bis zur n-leitenden Felstoppzone (5) erstreckt und einen gewissen Abstand vom Kathodenemitter (6) hat, und – die anodenseitige Ladungsträgerlebensdauereinstellung vom Anodenemitter (4) aus gesehen in einer Tiefe liegt, die über den pn-Übergang (3) hinausreicht und einen gewissen Abstand vom Anodenemitter (4) hat.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerlebensdauer (τ) bei einem stark dotierten Anodenemitter (4) in der genannten Tiefe relativ stark abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerlebensdauer (τ) bei einem schwach dotierten Anodenemitter (4) in der genannten Tiefe schwach oder gar nicht abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenbestrahlung bei einer relativ niedrigen Temperatur gegen Ende der Waferprozessierung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenbestrahlung mit Heliumionen ausgeführt wird.