DE112010005278B4 - Pin-diode - Google Patents

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Abstract

PIN-Diode (10), mit: einem Halbleitersubstrat, welches eine erste N-Typ-Halbleiterschicht (1) und eine zweite N-Typ-Halbleiterschicht (2) mit einer geringeren Fremdstoffkonzentration als der Fremdstoffkonzentration der ersten Halbleiterschicht aufweist, einer Kathodenelektrode, die an einer Außenfläche der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, einem Hauptanodengebiet (16), einem separierten Anodengebiet (15) und einem Anodenverbindungsgebiet, die ausgebildet sind durch selektives Diffundieren eines P-Typ-Fremdstoffes von einer Außenfläche der zweiten Halbleiterschicht, und einer Anodenelektrode (17), die auf dem Hauptanodengebiet (16) ausgebildet ist, wobei: das Hauptanodengebiet (16) eine im Wesentlichen rechtwinklige Außenkante aufweist, deren vier Seiten jeweils dazu ausgebildet sind, lineare Teile zu sein, und deren vier Vertices jeweils ausgebildet sind, im Wesentlichen bogenartig gekrümmte Teile zu sein, das separierte Anodengebiet (15) entlang der Außenkante des Hauptanodengebiets ringförmig ausgebildet ist, und das Anodenverbindungsgebiet so ausgebildet ist, dass es eine Gestalt aufweist, die ausgebildet ist durch einen hervorstehenden Bereich (15a) einer beliebigen Innenkante des separierten Anodengebiets und eines beliebigen linearen Teils, wobei diese jeweils in Punktkontakt miteinander gebracht werden, wobei die Innenkante und die linearen Teile jeweils einander gegenüberliegen oder an einander angrenzen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine PIN-Diode (P Intrinsic N diode: P-Intrinsisch-N-Diode) und insbesondere eine Verbesserung einer PIN-Diode, um einen Avalanchewiderstand zu verbessern.
  • Technischer Hintergrund
  • Als Halbleitergleichrichterelement, bei welchem auf einer Hauptfläche oder Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats mit einer N-Typ-Halbleiterschicht eine Kathodenelektrode ausgebildet ist und bei welchem auf der anderen Hauptfläche oder Hauptoberfläche ein rechteckig oder ein rechtwinklig geformtes Anodengebiet mit einem P-Typ-Halbleiter ausgebildet ist, ist eine PIN-Diode bekannt. Die PIN-Diode erzielt gute Durchbruchspannungscharakteristika in Bezug auf eine Sperrvorspannung, indem die N-Typ-Halbleiterschicht eine N+-Halbleiterschicht und eine N–-Halbleiterschicht (intrinsische Halbleiterschicht) mit einer geringeren Fremdstoffkonzentration als der Fremdstoffkonzentration der N+-Halbleiterschicht aufweist, wobei die N–-Halbleiterschicht einen hohen Widerstand aufweist und zwischen dem Anodengebiet und der N+-Halbleiterschicht vorliegt.
  • Als Durchbruchsphänomen, welches auftritt, wenn eine Sperrvorspannung angelegt wird, ist der Avalanchedurchbruch oder Lawinendruchbruch (Elektronenavalanchedurchbruch, Elektronenlawinendurchbruch: electron avalanche breakdown) bekannt. Der Avalanchedurchbruch tritt auf, wenn als Sperrvorspannung eine Spannung angelegt wird, welche eine Durchbruchspannung überschreitet (Sperrdurchbruchspannung: reverse breakdown voltage) und. Ein Temperaturanstieg auf Grund des fließenden hohen Lawinenstroms oder Avalanchestroms kann zu einer thermischen Zerstörung des Elements oder Bauteils führen. Es ist bekannt, dass eine Verarmungsschicht, die erzeugt ist oder wird in der N–-Halbleiterschicht durch Anlegen einer Sperrvorspannung, sich nur unwahrscheinlich in einen Endteil des Anodengebiets hinein erstreckt, und zwar verglichen mit einem zentralen Teil oder Bereich des Anodengebiets. Das bedeutet, dass die Stärke oder Dicke der Verarmungsschicht in dem Endteil des Anodengebiets gering ist, und zwar verglichen mit dem zentralen Teil, wodurch es wahrscheinlich ist, dass ein Anstieg in der elektrischen Feldkonzentration auftritt, wodurch es wahrscheinlich ist, dass der oben beschriebene Avalanchedurchbruch oder Lawinendruchbruch im Endteil des Anodengebiets erfolgt. Aus diesem Grund wurde eine Technik vorgeschlagen, bei welcher durch Ausbilden eines ringförmigen P-Typ-Gebiets, welches das Anodengebiet umgibt, die elektrische Feldkonzentration in dem Endteil des Anodengebiets vermindert wird, um dadurch den Avalanchewiderstand oder Lawinenwiderstand (avalanche resistance) zu verbessern (siehe zum Beispiel Patentdokumente 1 und 2).
  • 11 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel eines Aufbaus einer herkömmlichen PIN-Diode 100 zeigt, bei welcher ein Anodengebiet 105 umgeben wird von einer Mehrzahl von FLR 104. 12 zeigt einen Querschnitt, der geschnitten ist entlang der Schnittlinie A10-A10 in 11. 13 ist eine Querschnittsansicht der PIN-Diode ohne irgendein FLR 104.
  • Bei der PIN-Diode 100 ist auf der Hauptfläche oder Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 101 eine Kathodenelektrode 110 ausgebildet. Auf der anderen Hauptfläche oder Hauptoberfläche sind ein Anodengebiet 105, zwei FLR 104 und ein Stoppergebiet 111 (stopper region) ausgebildet. Jeder der FLR (Feld begrenzender oder limitierender Ring: field limiting ring 104) ist ein ringförmiges Gebiet, welches entlang einer Außenkante (outer edge) des Anodengebiets 105 ausgebildet ist, einen P-Typ-Halbleiter aufweist und als Schutzring oder Guardring bezeichnet wird. Das Stoppergebiet 111 ist ein ringförmiges Gebiet, welches in oder an einem Umfangskantenteil (circumferential edge part) des Halbleitersubstrats 101 ausgebildet ist und einen N+-Halbleiter aufweist.
  • Auf dem anderen Anodengebiet 105 ist eine Anodenelektrode 106 ausgebildet. Von einem Umfangskantenteil des Anodengebiets 105 zu einem Stoppergebiet 111 ist eine Oxidschicht 103 ausgebildet. Die Oxidschicht 103 ist eine isolierende Schicht mit einem ringförmigen Gebiet. Die Anodenelektrode 106 ist überlappend mit einem inneren Kantenteil oder inneren Kantenbereich der Oxidschicht 103 ausgebildet, wogegen überlappend mit einem äußeren Kantenteil eine ringförmige Equipotentialelektrode 102 (annular equipotential electrode) ausgebildet ist. Das Halbleitersubstrat 101 weist eine N+-Halbleiterschicht 101a und eine N–-Halbleiterschicht 101b auf. Durch selektives Diffundieren von P-Typ-Fremdstoffen von einer Fläche oder Oberfläche der N–-Halbleiterschicht 101b sind oder werden der Anodenbereich 105 und die FLR 104 ausgebildet.
  • In dem Fall, bei welchem die FLR 104 nicht vorgesehen sind, ist eine Verarmungsschicht 112, die ausgebildet wird oder wurde durch Anwenden einer Sperrvorspannung (reverse bias), flach (planare Ebene) in einem zentralen Teil des Anodengebiets 105, wogegen an oder in einem Endteil B11 des Anodengebiets 105 die Verarmungsschicht 112 zylindrisch ist. Aus diesem Grund tritt – insbesondere im Endteil B11 eines gekrümmten Teils oder Bereichs B10 – eine elektrische Feldkonzentration auf und mithin ist es wahrscheinlich, dass ein Avalanche- oder Lawinendruchbruch auftritt. In dem Fall andererseits, bei welchem die FLRs 104 vorgesehen sind, erstreckt die Verarmungsschicht 112 vom Endteil B11 des Anodengebiets 105 auf die Außenkante des Halbleitersubstrats 101 zu. Das heißt, dass sich die Verarmungsschicht 112 vom Endteil B11 des Anodengebiets 105 erstreckt und die FLRs 104 erreicht und sich weiter auf die Außenseite von dort erstreckt. Dadurch wird ein elektrisches Feld im Endteil B11 des Anodengebiets 105 reduziert. Auch ist jeder FLRs 104 elektrisch isoliert vom Anodengebiet 105 oder den anderen FLR 104. Folglich tritt zwischen dem Anodengebiet 105 und dem FLR 104 oder zwischen den FLRs 104 ein Spannungsabfall in Richtung auf die Außenseite zu auf, so dass in den FLR-Teilen oder -Bereichen 104 die elektrische Feldkonzentration unwahrscheinlich auftritt.
  • Wenn eine Stoßspannung oder ein Spannungsstoß (surge voltage) durch eine externe Ursache, zum Beispiel durch eine induktive Last oder eine Leckinduktanz auf Grund einer Primär-Sekundärkopplung eines Transformators erzeugt eine Durchbruchspannung übersteigt, fließt im Allgemeinen ein Avalanche- oder Lawinenstrom im Bauteil oder Element. Dabei tritt ein Avalanche- oder Lawinendurchbruch auf von einer Stelle, wo im Element oder Bauteil das elektrische Feld am stärksten konzentriert ist. Aus diesem Grund tritt bei oben beschrieben PIN-Diode 100 die elektrische Feldkonzentration im gekrümmten Teil oder Bereich B10 an einer Außenkante des Anodengebiets 105 auf und der Avalanchestrom fließt um dabei leicht zu einer thermischen Zerstörung zu führen, so dass darin eine Begrenzung oder Beschränkung bei der Verbesserung des Avalanchewiderstandes oder Lawinenwiderstands besteht.
  • Bei einer Suche im Bereich der herkömmlichen Techniken durch die Erfinder ergab sich, dass als Techniken zur Verbesserung des Avalanchewiderstandes oder Lawinenwiderstandes einer Halbleitereinrichtung folgende Vorgehensweisen vorlagen: (1) ein Verfahren, welches die P-Typ-Fremdstoffdiffusionstiefe erhöht; (2) ein Verfahren, welches die Fremdstoffkonzentration durch mehrfache Diffusion oder Ionenimplantation steuert (zum Beispiel Patentdokumente 1 und 3 bis 9); (3) ein Verfahren, welches eine hoch resistive Schicht auf einer Chipfläche oder Chipoberfläche ausbildet (zum Beispiel Patentdokumente 2 und 10); und (4) ein Verfahren, welches außerhalb eines Anodengebiets eine Mehrzahl ringförmiger Gebiete mit einer geringen Fremdstoffkonzentration ausbildet (zum Beispiel Patentdokument 1). Das Verfahren (1) ist ein Verfahren das durch Erhöhen der Diffusionstiefe zum Zeitpunkt des Diffundierens der P-Typ-Fremdstoffe zum Ausbilden eines Anodengebiets die elektrische Feldkonzentration in einem Endteil des Anodengebiets reduziert, dabei jedoch nicht verhindern kann, dass ein elektrisches Feld in einem gekrümmten Teil des Anodengebiets konzentriert wird. Auch ist durch das Erhöhen der Diffusionstiefe die für einen Diffusionsvorgang notwendige Zeit erhöht, wodurch sich das Problem einer Reduktion in der Produktivität einstellt.
  • Das Verfahren (2) ist ein Verfahren, bei welchem durch Implantieren von Ionen, welche als N-Typ-Fremdstoffe fungieren, zum Beispiel von Phosphor, Arsen oder Antimon, in einem Oberflächenteil einer Hochkonzentrations-P-Schicht in einem Maß, welches die P-Typ-Fremdstoffkonzentration nicht überschreitet, oder durch direktes Ausführen einer Ionenimplantation von P-Typ-Fremdstoff mit niedriger Konzentration eine hoch resistive Schicht ausbildet mit einer reduzierten Fremdstoffkonzentration in einem Endteil eines Anodengebiets, wobei das Vorhandensein der hoch resistiven Schicht verhindert, dass ein Avalanchestrom durch eine Oberflächenschicht angezogen wird. Dieses Verfahren kann ebenso wenig verhindern, dass ein elektrisches Feld in einem gekrümmten Teil des Anodengebiets konzentriert wird. Das Verfahren erfordert einen Ionenimplantationsvorgang, durch welchen ebenfalls das Problem einer reduzierten Produktivität entsteht. Das Verfahren (3) ist ein Verfahren, bei welchem eine Anodenelektrode dazu ausgebildet wird, eine Mehrzahl von Elektroden aufzuweisen, die voneinander oder gegenseitig separiert sind, wobei eine Verbindung zwischen den Elektroden hergestellt wird durch eine hoch resistive Schicht. Es wird ein größerer Spannungsabfall an einer Außenelektrode oder äußeren Elektrode verwendet, um die elektrische Feldkonzentration in einem Endteil eines Anodengebiets zu reduzieren. Dieses Verfahren kann ebenso wenig verhindern, dass ein elektrisches Feld in einem gekrümmten Teil des Anodengebiets konzentriert wird. Das Verfahren erfordert eine komplizierte Strukturierung bei der Ausbildung der Mehrzahl von Elektroden und auch beim Vorgang des Ausbildens der hoch resistiven Schicht. Dadurch entsteht auch hier das Problem der reduzierten Produktivität.
  • Das Verfahren (4) ist ein Verfahren, das außerhalb des Anodengebiets die Mehrzahl von ringförmigen Gebieten mit einer niedrigen Fremdstoffkonzentration derart ausbildet, dass die Mehrzahl von Ringgebieten miteinander in einem Oberflächeteil einer P-Schicht überlappt. Dadurch wird eine resistive Schicht in einem Endteil des Anodengebiets ausgebildet. Wenn ein Avalanche- oder Lawinendurchbruch in einem gekrümmten Teil des Anodengebiets auftritt, so fließt gemäß diesem Verfahren der Avalanchestrom linear durch die resistive Schicht auf eine Anodenelektrode zu. Dabei fließt der Avalanchestrom mit einem Aufspreizen (spreading), so dass ein ausreichender oder hinreichender Spannungsabfall nicht erzielt werden kann. Dadurch tritt der Avalanchedurchbruch kontinuierlich an derselben Stelle auf. Aus diesem Grund kann das Verfahren (4) nicht verhindern, dass der gekrümmte Teil des Anodengebiets thermisch auf Grund der Konzentration des Avalanchestroms zerstört wird. Auch benötigt dieses Verfahren einen Ionenimplantationsvorgang zum Ausbilden der Ringgebiete mit niedriger Konzentration. Daher wird auch hier das Problem einer reduzierten Produktivität auftreten. Des Weiteren müssten bei dem Verfahren (4) – falls im gekrümmten Teil des Anodengebiets versucht werden soll, eine Widerstandskomponente in einer Richtung nach außen zu erhöhen – mehr ringförmige Gebiete ausgebildet werden. Dadurch würde das Problem einer verringerten effektiven Chipfläche auftreten.
  • Dokumente zu herkömmlichen Techniken
  • Patentliteratur
    • Patentdokument 1: JP 2002-270857 A
    • Patentdokument 2: JP 2000-22176 A
    • Patentdokument 3: JP 2009-164486 A
    • Patentdokument 4: JP 2004-247456 A
    • Patentdokument 5: JP 2002-246609 A
    • Patentdokument 6: JP 2002-203955 A
    • Patentdokument 7: JP H10-335679 A
    • Patentdokument 8: JP H07-221326 A
    • Patentdokument 9: JPA H07-221290 A
    • Patentdokument 10: JP H11-040822 A
  • Offenbarung der Erfindung
  • Von der Erfindung zu lösende Probleme
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Situationen erschaffen. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Avalanchewiderstand einer PIN-Diode zu verbessern. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten einer thermischen Zerstörung zum Zeitpunkt einer Sperrvorspannung zu unterdrücken, wenn diese eine Durchbruchspannung überschreitet, und zwar durch Stromkonzentration in oder auf einem gekrümmten Teil eines Anodengebiets. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten einer thermischen Zerstörung auf Grund einer kontinuierlichen Stromkonzentration an einem Punkt in einem linearen Beriech des Anodengebiets zum Zeitpunkt einer Sperrvorspannung zu unterdrücken, die die Sperrspannung übersteigt. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Avalanchewiderstand oder den Lawinenwiderstand der PIN-Diode ohne Verkomplizierung des Herstellungsprozesses zu verbessern.
  • Mittel zum Lösen der Aufgaben
  • Eine PIN-Diode gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet mit einem Halbleitersubstrat, welches eine erste N-Typ-Halbleiterschicht und eine zweite N-Typ-Halbleiterschicht mit einer geringeren Fremdstoffkonzentration als der Fremdstoffkonzentration der ersten Halbleiterschicht aufweist, mit einer Kathodenelektrode, die an einer Außenfläche der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, mit einem Hauptanodengebiet (main anode region), mit einem separaten oder separierten Anodengebiet (seperated anode region) und mit einem Anodenverbindungsgebiet (anode connecting region), die ausgebildet sind durch selektives Diffundieren eines P-Typ-Fremdstoffes von einer Außenfläche der zweiten Halbleiterschicht, und mit einer Anodenelektrode, die auf dem Anodengebiet ausgebildet ist, wobei das Hauptanodengebiet vier Seiten, die jeweils dazu ausgebildet sind, lineare Teile oder Bereiche zu sein, und eine im Wesentlichen rechteckige (rectangular) Außenkante (outer edge) mit vier Vertices oder Ecken aufweist, die jeweils ausgebildet sind, im Wesentlichen bogenartige gekrümmte Teile oder Bereiche (arc-like curved parts) zu sein, wobei das separierte Anodengebiet entlang der Außenkante des Hauptanodengebiets ringförmig ausgebildet ist und wobei das Anodenverbindungsgebiet so ausgebildet ist, dass es eine Gestalt oder Form aufweist, die ausgebildet ist oder gebildet wird durch Hervorstehen, Hervorragen, Hervortreten oder Hervorspringen irgendeines einer Innenkante des separierten Anodengebiets und irgendeines der linearen Teile, um dieses irgendeine davon in Punktkontakt (point contact) mit dem anderen davon zu bringen, wobei die Innenkante und die linearen Teile einander gegenüberliegen oder an einander angrenzen.
  • Bei dieser PIN-Diode sind das Hauptanodengebiet mit der im Wesentlichen rechtwinkligen oder rechteckigen äußeren Kante und das separierte Anodengebiet, das entlang der äußeren Kante des Hauptanodengebiets ausgebildet ist, miteinander über das Anodenverbindungsgebiet miteinander verbunden. Daher besitzen das Hauptanodengebiet und das separierte Anodengebiet dasselbe Potential. Bei einer derartigen Anordnung tritt, wenn eine Sperrvorspannung angelegt ist oder wird, die eine Durchbruchsspannung übersteigt, ein erster Avalanchedurchbruch in einem Eckteil (corner part) des separierten Anodengebiets auf, welcher mit irgendeinem der gekrümmten oder gebogenen Teile des Hauptanodengebiets korrespondiert. Falls der Avalanchedurchbruch im Eckteil des separierten Anodengebiets auftritt, kann der Avalanchestrom, der von einem Ort des Durchbruchs zur Anodenelektrode fließt, nicht linear vom Eckteil des separierten Anodengebiets auf das Hauptanodengebiet fließen, weil zwischen dem separierten Anodengebiet und dem Hauptanodengebiet die zweite Halbleiterschicht mit der geringen Fremdstoffkonzentration eingreift.
  • Aus diesem Grund fließt der Avalanchestrom entlang des separierten Anodengebiets und fließt in das Hauptanodengebiet durch das Anodenverbindungsgebiet. Falls der Avalanchestrom durch einen derartigen Pfad fließt, führt eine Widerstandskomponenten dieses Pfades zu einem Spannungsabfall und zum Ansteigen eines Potentials an der Durchbruchstelle. Daher bewegt sich der Durchbruchsort zu einer Stelle niedrigeren Potentials. Die Durchbruchstelle bewegt sich in dieser Art und Weise, so dass der Ort, wo der Avalanchestrom fließt, um die Temperatur zu steigern, verteilt wird. Daher kann das Auftreten einer thermischen Zerstörung unterdrückt werden. Insbesondere hat das Anodenverbindungsgebiet eine Gestalt, die angepasst ist, um in einem Punktkontakt zu stehen mit dem Hauptanodengebiet oder dem separierten Anodengebiet, so dass der Widerstand des Anodenverbindungsgebiets gesteigert werden kann. Daher kann die Bewegung der Durchbruchstelle unter Verwendung des Spannungsabfalls in wirkungsvoller Art und Weise durchgeführt werden.
  • Eine PIN-Diode gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der oben beschriebenen Anordnung derart ausgebildet, dass das Anodenverbindungsgebiet ausgebildet ist, eine dreieckige Gestalt aufzuweisen mit einer Breite, die vermindert oder verringert ist oder wird in Abhängigkeit von einem Abstand der irgendeinen der inneren Kante des separierten Anodengebiets und des irgendeinen der linearen Teile. Eine derartige Anordnung macht es möglich, dass der Widerstand des Anodenverbindungsgebiets gesteigert wird um in effektiver Art und Weise eine Bewegung der Durchbruchstelle oder des Durchbruchspunktes unter Verwendung des Spannungsabfalls zu bewirken, ohne dass dadurch die Herstellungskosten gesteigert werden. Es ist zum Beispiel keine höhere Genauigkeit zum Strukturieren des Anodenverbindungsgebiets wie vorher nötig. Auch erfolgt kein Anstieg im Chipbereich oder in der Chipfläche, die bewirkt werden könnte durch ein Steigern der Länge des Anodenverbindungsgebiets.
  • Eine PIN-Diode gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu dem oben beschrieben Aufbau derart ausgestaltet, dass das Anodenverbindungsgebiet eine bogenartige Außenform aufweist mit einer Breite, die vermindert oder verringert ist oder wird in Abhängigkeit von einem Abstand der irgendeinen der inneren Kante des separierten Anodengebiets und des irgendeinen der linearen Teile. Eine derartige Anordnung ermöglicht, dass der Widerstand des Anodenverbindungsgebiets in effektiver Art und Weise gesteigert wird, um eine Bewegung des Durchbruchsorts unter Verwendung des Spannungsabfalls ohne Steigerung der Produktionskosten zu erreichen.
  • Eine PIN-Diode gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der oben beschriebenen Anordnung so ausgestaltet, dass für jeden der linearen Teile zwei oder mehr Anodenverbindungsgebiete in regelmäßigen oder Abständen angeordnet sind. Eine derartige Anordnung macht es möglich, dass der entlang des separierten Anodengebiets fließende Avalanchestrom an die jeweiligen Anodenverbindungsgebiete verteilt wird. Falls darüber hinaus der Durchbruchsort vom Eckteil des separierten Anodengebiets zum linearen Teil oder linearen Bereich durch Steigern des Potentials an der Durchbruchstelle bewegt wird, kann der Avalanchestrom in gleicher Art und Weise in die Anodenverbindungsgebiete vom neuen Durchbruchsort fließen. Selbst nachdem das Potential am Avalanchedurchbruchsauftrittsort durch den Spannungsabfall auf Grund der Widerstandskomponente des Strompfads gesteigert wurde und der Durchbruchsort durch den Potentialanstieg bewegt wurde, tritt dasselbe Phänomen auf. Dadurch wird die Bewegung des Durchbruchsorts wiederholt.
  • Eine PIN-Diode gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu dem oben beschriebenen Aufbau derart ausgebildet, dass ein Konzentrationsgradient, der eine Fremdstoffkonzentration in oder auf der anderen Fläche der zweiten Halbleiterschicht minimiert, in oder auf einem Strompfad vom separierten Anodengebiet zum Hauptanodengebiet durch das Anodenverbindungsgebiet ausgebildet ist. Gemäß einer derartigen Anordnung kann die Widerstandskomponente zum Zeitpunkt, wenn der Avalanchestrom sich dem Anodenverbindungsgebiet zuwendet, gesteigert werden, um dadurch in wirkungsvoller Art und Weise Anlass für einen Spannungsabfall zu geben. Insbesondere kann durch Steigern der Widerstandskomponente auf der Grundlage des Konzentrationsgradienten die gewünschte Widerstandskomponente ohne Steigern der Strukturierungsgenauigkeit zum Zeitpunkt der Fremdstoffdiffusion erhalten werden.
  • Eine PIN-Diode gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu dem oben beschriebenen Aufbau derart ausgebildet, dass der Konzentrationsgradient ausgebildet ist durch Diskontinuierlichmachen von ausgesetzten, freigelegten oder belichteten Bereichen des zweiten Halbleiterschicht auf eine Fremdstoffdiffusion hin. Eine derartige Anordnung ermöglicht, dass der Konzentrationsgradient in oder auf dem Strompfad vom separierten Anodengebiet zum Hauptanodengebiet in einfacher Art und Weise ausgebildet wird.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Bei der PIN-Diode gemäß der vorliegenden Erfindung fließt der Avalanchestrom, falls der Avalanchedurchbruch oder Lawinendurchbruch in einem Eckteil des separierten Anodengebiets auftritt, entlang des separierten Anodengebiets und wendet sich dem Anodenverbindungsgebiet zu, so dass das Potential am Durchbruchsort durch die Widerstandskomponente des Pfads gesteigert wird und sich daher der Durchbruchsort zur Seite oder Stelle des niedrigeren Potentials bewegt. Der Durchbruchsort bewegt sich in dieser Art und Weise, so dass der Ort, wo der Avalanchestrom fließt, wobei er konzentriert wird und dadurch die Temperatur gesteigert wird, verteilt wird. Daher kann das Auftreten einer thermischen Zerstörung oder Beschädigung unterdrückt werden. Entsprechend kann verhindert werden, dass der Eckteil des Anodengebiets thermisch durch den Avalanchestrom zerstört wird. Dadurch kann eine PIN-Diode geschaffen werden, die einen verbesserten Avalanchewiderstand besitzt.
  • Auch ermöglicht die oben beschriebene Anordnung, dass der Eckteil des separierten Anodengebiets oder einer thermischen Zerstörung durch Konzentration des Avalanchestroms gehindert wird. Jedoch werden durch dasselbe Phänomen Stromkonzentrationen nicht nur im Eckteil, sondern auch in irgendeinem anderen linearen Teil verhindert. Daher kann der Avalanchewiderstand verbessert werden, indem auch verhindert wird, dass der lineare Teil thermisch durch Konzentration des Avalanchestroms zerstört wird.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel einer Anordnung einer PIN-Diode gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschreibt.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht auf der Grundlage eines Schnitts entlang A1-A1 in 1.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht auf der Grundlage eines Schnitts entlang A2-A2 in 1.
  • 4 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel einer Anordnung in einem Hauptteil einer PIN-Diode 10 in 1 zeigt.
  • 5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches in schematischer Art und Weise ein Beispiel für den Betrieb einer PIN-Diode 10 aus 1 zeigt.
  • 6 ist ein Diagramm, welches einen Strompfad für den Fall zeigt, bei welchem sich ein Durchbruchsort von einem Zustand aus 4 auf einem linearen Teil B2 eines separierten Anodengebiets 15 bewegt.
  • 7 ist ein erläuterndes Diagramm, welches in schematischer Art und Weise ein Verfahren zum Herstellen der PIN-Diode 10 gemäß 1 zeigt.
  • 8 ist ein Diagramm, welches ein Aufbaubeispiel einer PIN-Diode 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der PIN-Diode 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer Anordnung der PIN-Diode 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist eine Draufsicht, welche eine herkömmliche PIN-Diode 100 zeigt, bei welcher eine Mehrzahl von FLRs 104 ein Anodengebiet 105 umgibt.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A10-A10 aus 11.
  • 13 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen PIN-Diode ohne FLR 104.
  • Beste Form zum Ausführen der Erfindung
  • Erste Ausführungsform
  • Planares Layout der PIN-Diode
  • 1 ist eine Draufsicht, welche ein Anordnungsbeispiel oder Aufbaubeispiel einer PIN-Diode gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine PIN-Diode 10 ist ein Halbleitergleichrichterelement und mit jeweiligen Halbleiterschichten gemäß P-I-N und zum Beispiel in Form einer FRD (Fast Recovery Diode) ausgebildet, wie sie für Leistungswandler oder dergleichen verwendet werden.
  • Die PIN-Diode 10 weist auf einer Hauptfläche oder Hauptoberfläche eines Halbleitesubstrats 11 zwei FLRs 14, ein separiertes Anodengebiet 15 (separated anode region), eine Mehrzahl hervorstehender oder hervorspringender Teile oder Bereiche 15a (protruding parts) und ein Hauptanodengebiet 16 auf. Das Hauptanodengebiet 16 ist ein Anodengebiet mit einem P-Typ-Halbleiter. Auf dem Gebiet ist eine im Wesentlichen rechteckige oder rechtwinklig geformte Anodenelektrode 17 ausgebildet. Das Hauptanodengebiet 16 besitzt eine im Wesentlichen rechteckige oder rechtwinklige äußere Kante oder Außenkante, deren vier Seiten so ausgebildet sind, dass sie lineare Teile oder Bereiche B4 (linear parts) bilden, wobei vier Vertices oder Ecken so ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen bogenartig gekrümmte oder gebogene Teile oder Bereiche B3 (arc-like curved parts) bilden.
  • Das separierte Anodengebiet 15 ist ein P-Typ-Anodengebiet, welches ringartig entlang der äußeren Kante oder Außenkante des Hauptanodengebiets 16 ausgebildet ist. Jeder der hervorspringenden oder hervorstehenden Teile 15a ist ein Anodenverbindungsgebiet zum Ausbilden einer Verbindung zwischen dem separierten Anodengebiet 15 und dem Hauptanodengebiet 16 und ausgebildet, eine Gestalt aufzuweisen, die ausgebildet wird durch Hervorstehen, Hervorspringen oder Hervorragen einer inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15, um die innere Kante oder Innenkante in einen Punktkontakt zu bringen mit einem korrespondieren Teil der linearen Teile B4 des Hauptanodengebiets 16.
  • Die jeweils hervorstehenden, hervorragenden oder hervorspringenden Teile 15a sind P-Typ-Anodengebiete und in Teilen oder den Eckteilen B1 des separierten Anodengebiets 15 ausgebildet. Bei diesem Beispiel sind zwei oder mehr hervorstehende oder hervorspringende Teile 15a in vorbestimmten Abständen oder Intervallen für jeden der linearen Teile B4 des Hauptanodengebiets 16 angeordnet. Auch sind derartige hervorstehende oder hervorspringende Teile oder Bereiche 15a in vier linearen Teilen B2 des separierten Anodengebiets 15 ausgebildet. Das separierte Anodengebiet 15 ist verbunden oder geführt zum Hauptanodengebiet 16 über Verbindungsteile 15b, die jeweils an vier Enden der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a ausgebildet sind. Daher besitzt das Anodengebiet dasselbe Potential wie das Hauptanodengebiet 16.
  • Jeder FLR 14 ist ein ringförmiges Durchbruchspannungshaltegebiet (annular break down voltage holding region), welches ausgebildet ist entlang einer äußeren Kante des separierten Anodengebiets 15 und welches einen P-Typ-Halbleiter aufweist. In oder an einem umfänglichen Kantenbereich oder Kantenteil des Halbleitersubstrats 11 ist eine ringförmige Äquipotentialelektrode 12 ausgebildet, welche die FLR 14 umgibt.
  • Querschnittsstruktur
  • 2 ist eine Querschnittsansicht auf der Grundlage einer A1-A1-Schnittlinie aus 1, bei welcher ein Querschnitt mit einem hervorstehenden oder hervorspringenden Teil 15a dargestellt ist, der im separierten Anodengebiet 15 vorgesehen ist. Auch 3 ist eine Querschnittsansicht auf der Grundlage einer A2-A2-Schnittlinie in 1, bei welcher ein Querschnitt dargestellt ist, der keinen hervorstehenden oder hervorragenden Teil oder Bereich 15a aufweist.
  • Bei der PIN-Diode 10 ist auf einer unterseitigen Hauptfläche oder Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 11 eine Kathodenelektrode 18 ausgebildet. Auf der oberseitigen Hauptfläche oder Hauptoberfläche sind das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15, die FLR 14 und das Stoppergebiet 3 ausgebildet.
  • Auf dem Hauptanodengebiet 16 ist die Anodenelektrode 17 ausgebildet. Von einem Umfangskantenbereich oder Kantenteil des Hauptanodengebiets 16 zum Stoppergebiet 3 ist eine Oxidschicht 13 ausgebildet. Die Oxidschicht 13 ist eine isolierende Schicht mit einem ringförmigen Gebiet und z. B. aus SiO2 (Siliziumdioxid) gefertigt. Die Anodenelektrode 17 ist ausgebildet überlappend mit einem inneren Kantenteil oder Kantenbereich der Oxidschicht 13. Die Äquipotentialelektrode 12 ist überlappend mit einem äußeren Kantenteil oder Kantenbereich der Oxidschicht 13 ausgebildet.
  • Das Halbleitersubstrat 11 weist eine N+-Halbleiterschicht 1 und eine N–-Halbleiterschicht 2 auf. Durch selektives Diffundieren von P-Typ-Fremdstoffen von einer Außenfläche der N–-Halbleiterschicht 2, d. h. von der oberseitigen Hauptfläche oder Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 11, sind oder werden das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15, die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und die FLR 14 ausgebildet. Das Stoppergebiet 3 ist ein ringförmiges Gebiet, welches im Umfangskantenteil oder Umfangskantenbereich des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet ist und welches einen N+-Halbleiter aufweist. Die N–-Halbleiterschicht 2 ist eine Halbleiterschicht, deren Fremdstoffkonzentration ausreichend niedrig ist im Vergleich mit der N+-Halbleiterschicht 1 oder dem Hauptanodengebiet 16.
  • Bei den hervorstehenden oder hervorspringenden Teilen 15a sind das Hauptanodengebiet 16 und das separierte Anodengebiet 16 miteinander elektrisch über die Widerstandskomponenten oder Widerstandselemente verbunden. Daher befinden sich das Hauptanodengebiet 16 und das separierte Anodengebiet 15 auf demselben Potential.
  • Eckteil/-bereich eines Anodengebiets
  • 4 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen vergrößerten Hauptteil der PIN-Diode 10 in 1 darstellt, bei welcher die Eckteile B1 des separierten Anodengebiets 15 und ihre Peripherie mit der Oxidschicht 13 dargestellt sind, wobei die Anodenelektrode 17 fortgelassen wurde. Das Hauptanodengebiet ist so ausgebildet, dass es als äußere Kante davon die im Wesentlichen rechteckige oder rechtwinklige Gestalt aufweist mit den bogenartigen gekrümmten oder gebogenen Teilen B3 und den linearen Teilen B4 benachbart zu den gekrümmten oder gebogenen Teilen B3. Dabei wird eine rechtwinklige oder rechteckige Gestalt, von der vier Ecken angeschrägt sind als im Wesentlichen rechteckige oder im Wesentlichen rechtwinklige Gestalt bezeichnet. Die linearen Teile B4 sind Grenzlinien mit der Krümmung = 0, wogegen die gebogenen oder gekrümmten Teile B3 Grenzlinien sind, die sich mit konstanter Krümmung, die nicht 0 ist, variieren, und die an den vier Ecken des Hauptelektrodengebiets 16 ausgebildet sind.
  • Das separierte Anodengebiet ist oder wird ausgebildet zwischen einer inneren Kante des FLR 14, welcher zuinnerst ausgebildet ist, und der Außenkante des Hauptanodengebiets 16 und einem ringförmigen Gebiet mit im Wesentlichen derselben Breite. Jeder der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a ist an einer anderen Stelle an den Eckteilen B1 des separierten Anodengebiets 15 ausgebildet. Das heißt, jeder der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a ist in oder an irgendeinem der linearen Teile B2 des separierten Anodengebiets 15 ausgebildet. Auch ist jedes der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a an einer Stelle ausgebildet, die ausreichend beabstandet ist von irgendeinem Eckteil B1 des separierten Anodengebiets 15. Die jeweiligen hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a sind mit den verbindenden Teilen oder Verbindungsteilen 15b ausgebildet, die mit dem Hauptanodengebiet 16 verbunden sind.
  • Ein Abstand vom Zentrum oder der Mitte eines jeglichen Eckteils B1 zu einem korrespondierenden nächsten hervorstehenden oder hervorspringenden Teil 15a wird bestimmt in Abhängigkeit von einer Bogenlänge D3 des Eckteils B1 und einem benötigten Widerstandswert. Unter der Annahme z. B., dass die Breite oder Weite W1 des separierten Anodengebiets 15 W1 = 10 μm beträgt und dass ein Widerstandswert eines Pfads oder Weges entlang des separierten Anodengebiets 15 2 kΩ beträgt, wird der nächste hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a in einer ausreichend entfernten Stelle angeordnet, d. h. in einem Abstand von etwa 100 μm.
  • Jeder der vier linearen Teile B2 des separierten Anodengebiets 15 ist ausgebildet mit zwei oder mehr hervorstehenden oder hervorspringenden Teilen 15a. Ein Abstand D1 zwischen verbindenden Teilen 15b jedes benachbarten hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a ist konstant. Zum Beispiel gilt D1 = ungefähr 100 μm. Die Zahl der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a, die an einen der linearen Teile B2 angeordnet sind oder werden, wird bestimmt in Abhängigkeit von einer Länge der linearen Teile B4 des Hauptanodengebiets 16.
  • Jeder der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a ist so ausgebildet, dass er eine Gestalt aufweist, deren Breite oder Weite eingeengt ist oder wird in Abhängigkeit von einem Abstand von der Innenkante des separierten Anodengebiets 15. Zum Beispiel ist die Form oder Gestalt eine dreieckige Form oder Gestalt, deren Länge parallel zu einem korrespondierenden linearen Teil oder Bereich B4 des Hauptanodengebiets 16 monoton vermindert ist oder wird in Abhängigkeit vom Abstand vom separierten Anodengebiet 15. Das heißt, jeder der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a ist so ausgebildet, dass eine Breite oder Weite eines korrespondierenden verbindenden Teils oder Verbindungsteils 15b eng oder schmal ist, verglichen mit einer Breite oder Weite D2 eines Endbereichs auf der Seite des separierten Anodengebiets 15. Zusätzlich kann die äußere Form oder Gestalt jedes hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a eine Gestalt sein, deren Breite oder Weite geschmälert oder eingeengt ist oder wird von einer Seite auf die andere Seite zu. Ein maskenbasiertes Strukturieren ist dann einfach. Ein Verbindungsbereich oder eine Verbindungsfläche eines verbindenden Teils oder Verbindungsteils 15b kann verringert werden, um dadurch auf einfache Art und Weise den Widerstandswert zu steigern.
  • Bei diesen Beispielen ist jeder der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a so ausgebildet, dass er die Gestalt eines gleichschenkligen oder gleichseitigen Dreiecks besitzt, bei denen eine Spitze oder ein Apex ein korrespondierender verbindender Teil 15b ist. Der verbindende Teil 15b steht in Punktkontakt mit einem korrespondierenden linearen Teil B4 des Hauptanodengebiets 16. Als ein Apexwinkel oder Spitzenwinkel des hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a kann ein rechter Winkel ausgewählt werden, um ein falsches oder fehlerhaftes Freilegen, Belichten und Entwickeln einer Resiststruktur zum selektiven Diffundieren von Fremdstoffen zu verhindern. Unter der Annahme, dass der Abstand zwischen der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15 und der Außenkante des Hauptanodengebiets 16 den Wert W2 annimmt, nimmt die Breite D2 den Wert an D2 = ungefähr W2 × 2. Die Breite D2 ist ausreichend klein verglichen mit dem Abstand Steuerung.
  • Avalanchedurchbruch im Eckteil
  • 5 ist eine exemplarische Ansicht, die in schematischer Art und Weise ein Beispiel des Betriebs der PIN-Diode 10 aus 1 beschreibt, wobei Strompfade für den Fall des Auftretens eines Avalanche- oder Lawinendurchbruchs in einem der Eckteile oder Eckbereiche B1 des separierten Anodengebiets 15 dargestellt sind. Zu bemerken ist, dass in diesem Diagramm die Oxidschicht 13 fortgelassen ist. Im Allgemeinen tritt der Avalanche- oder Lawinendurchbruch von einer Stelle aus auf, wo ein elektrisches Feld in einem Element oder Bauteil am höchsten konzentriert ist.
  • In dem Fall, bei dem die PIN-Diode eine rechteckig oder rechtwinklig gestaltetes Anodengebiet aufweist, tritt das elektrische Feld mit hoher Wahrscheinlichkeit hoch konzentriert in einem der Eckteile oder Eckbereiche B1 des separierten Anodengebiets 15 auf, wogegen bei irgendeinem der linearen Teile B2 des separierten Anodengebiets 15 wahrscheinlich ist, dass ein elektrisches Feld nach den Eckteilen B1 konzentriert auftritt. Im Hauptanodengebiet 16 tritt – verglichen mit den Eckteilen oder Eckbereichen B1 und den linearen Teilen oder linearen Bereichen B2 des separierten Anodengebiets 15 – ein elektrisches Feld sehr unwahrscheinlich konzentriert auf.
  • Bei der PIN-Diode 10 sind das Hauptanodengebiet 16 und das separierte Anodengebiet 15 miteinander durch die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a derart verbunden, dass diese Gebiete auf demselben Potential liegen und in irgendeinem der Eckteile B2 des separierten Anodengebiets 15 ein erster Avalanchedurchbruch auftritt. In dem Fall, bei welchem der Avalanchedurchbruch in einem der Eckteile B1 des separierten Anodengebiets 15 auftritt, fließt der Avalanchestrom 22 von einer Stelle 21 des Durchbruchs zur Anodenelektrode 17 und kann nicht in linearer Art und Weise von der Durchbruchsstelle 21 auf das Hauptanodengebiet 16 zu fließen, weil zwischen dem separierten Anodengebiet 15 und dem Hauptanodengebiet 16 die N–-Halbleiterschicht 2 mit einer geringen Fremdstoffkonzentration dazwischen steht.
  • Aus diesem Grund fließt der Avalanchestrom 22 entlang des separierten Anodengebiets 15 und fließt in das Hauptanodengebiet 16 über die verbindenden Teile 15b korrespondierender hervorstehender oder hervorspringender Teile 15a. In einem der linearen Teile B2 des separierten Anodengebiets 15 ist die Mehrzahl der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a angeordnet. Daher fließt der Avalanchestrom entlang des separierten Anodengebiets 15 und kann an die jeweiligen Anodenverbindungsgebiete verteilt werden. Falls der Avalanchestrom 22 durch derartige Pfade oder Wege fließt, führt eine Widerstandskomponente (R1 + R2) eines der Pfade oder Wege zu einem Spannungsabfall zur Steigerung eines Potentials an der Durchbruchsstelle 21. Daher bewegt sich die Durchbruchsstelle zu einer Stelle mit niedrigerem Potential. Zum Beispiel bewegt sich die Durchbruchsstelle zu einem der linearen Teile B2 des separierten Anodengebiets 15. Die Durchbruchsstelle bewegt sich in dieser Art und Weise, so dass die Stelle, wo der Avalanchestrom 22 in konzentrierter Art und Weise fließt, verteilt wird. Daher kann das Auftreten einer thermischen Zerstörung des Elements oder Bauteils auf Grund der Konzentration des Avalanchestroms unterdrückt werden.
  • Die Verbindungsteile 15b der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a sind so ausgebildet, dass sie eine Gestalt aufweisen, der Breite oder Weite eingeengt oder geschmälert ist in Richtung auf das Hauptanodengebiet 16 zu. Sie werden daher auf das Hauptanodengebiet 16 zugeführt, wobei sie in einem nahen Punktkontakt mit dem Hauptanodengebiet 16 derart stehen, dass, verglichen mit der Widerstandskomponente R1 des Weges oder Pfads entlang des separierten Anodengebiets 15, die Widerstandskomponente R2 im Zusammenhang mit dem verbindenden Anodengebiet ausreichend groß ist.
  • 6 ist ein Diagramm, welches den Strompfad für den Fall illustriert, bei welchem von einem Zustand, wie er in 5 dargestellt ist, sich der Durchbruchspunkt oder die Durchbruchsstelle auf dem korrespondierenden linearen Teil B2 des separierten Anodengebiets 15 bewegt. In dem Fall, bei welchem die Durchbruchsstelle sich vom Eckteil B1 des separierten Anodengebiets 15 zum linearen Teil B2 bewegt, kann der Avalanchestrom 22 von einer neuen Durchbruchsstelle 23 zu den jeweiligen hervorstehenden oder hervorspringenden Teilen 15a fließen. Auch erhöht der von einer Widerstandskomponente des Strompfades bewirkte Spannungsabfall ein Potential an der Durchbruchsstelle 23, dadurch wird die Bewegung der Durchbruchsstelle wiederholt.
  • Nachfolgend wird nun ein Überblick über ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen PIN-Diode 10 beschrieben. Die N–-Halbleiterschicht 2 des Halbleitersubstrats 11 wird ausgebildet durch epitaktisches Aufwachsen einer N-Typ-Halbleiterschicht mit einer Fremdstoffkonzentration auf einer N+-Halbleiterschicht 1 mit N-Typ-Fremdstoffen, z. B. Phosphor (P), Arsen (As) oder Antimon (Sb). Es ist zu bemerken, dass das Halbleitersubstrat 11 ein Halbleitersubstrat sein kann, welches präpariert wird durch Diffundieren von N-Typ-Fremdstoffen in die N–-Halbleiterschicht 2, um die N+-Halbleiterschicht 1 auszubilden.
  • Das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15, die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und die FLR 14 werden strukturiert durch Ausbilden einer Resistschicht mit einem Fotoresist auf dem Halbleitersubstrat 11 und unter Verwendung einer üblichen Fotomaske zum Belichten und Entwickeln der Resistschicht.
  • Dann werden das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15, die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und die FLR 14 ausgebildet durch Diffundieren von P-Typ-Fremdstoffen, z. B. von Bor (B) oder Indium (In), von einem belichteten oder freigelegten Gebiet auf einer äußeren Fläche der N–-Halbleiterschicht 2. In Bezug auf die Kathodenelektrode 18 oder die Anodenelektrode 17 wird z. B. auf einer korrespondierenden oder entsprechenden Fläche des Halbleitersubstrats 11 elektrisch leitfähiges Metall aufgedampft. Die Elektrode wird dann ausgebildet durch Verwenden einer Resiststruktur zum selektiven Entfernen einer Metallschicht, die durch Aufdampfen ausgebildet wurde.
  • Das bedeutet, dass das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15 und die Mehrzahl von FLR 14 und die Anodenverbindungsgebiete, welche das separierte Anodengebiet 15 und das Hauptanodengebiet 16 miteinander verbinden, in simultaner Art und Weise ausgebildet werden können durch einen einzigen Fremdstoffdiffusionsvorgang derart, dass die eine Fotomaske zum Strukturieren der Resistschicht verwendet wird und die P-Typ-Fremdstoffe diffundiert werden. Entsprechend sind mehrfache Diffusionsvorgänge oder Ionenimplantationsvorgänge wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Vorgehensweise nicht in notwendiger Art und Weise vorgesehen. Folglich kann, verglichen mit einem herkömmlichen Bauelement, ohne Absenken der Produktivität der Avalanchewiderstand bei niedrigen Kosten verbessert werden.
  • 7 ist ein erläuterndes Diagramm, welches in schematischer Art und Weise ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für eine PIN-Diode 10 gemäß 1 beschreibt, wobei ein Vorgang des Anordnens einer Maskenstruktur 30 mit der Gestalt der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a zum Ausbilden des separierten Anodengebiets 15, der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und das Hauptanodengebiet 16 illustriert werden.
  • Das separierte Anodengebiet 15, die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und das Hauptanodengebiet 16 werden ausgebildet durch selektives Diffundieren der P-Typ-Fremdstoffe von der Oberfläche der N–-Halbleiterschicht 2. Das heißt, dass diese Anodengebiete ausgebildet werden durch Anordnen der Maskenstruktur 30, welche die Gestalt der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a zwischen dem separierten Anodengebiet 15 und dem Hauptanodengebiet 16, die es auszubilden gilt, besitzt, sowie durch Diffundieren der P-Typ-Fremdstoffe.
  • In diesem Fall ist es nur notwendig, dieselben Formen oder Gestalten zu strukturieren, wie diejenigen des separierten Anodengebiets 15, der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und des Hauptanodengebiets 16, die es auszubilden gilt, und zwar an denselben Stellen wie denen der genannten Strukturen. Daher können die Form oder Gestalt der Verbindungsteile 15b in akkurater Art und Weise gesteuert werden, um eine Feinanpassung eines Wertes der Widerstandskomponente R2 in leichter Art und Weise zu realisieren.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform fließt der Avalanchestrom, falls der Avalanchedurchbruch in einem der Eckteile B1 des separierten Anodengebiets 15 auftritt, entlang des separierten Anodengebiets 15 und richtet sich auf korrespondierende hervorstehende oder hervorspringende Teile 15a derart aus, dass ein Potential an einer Durchbruchsstelle durch eine Widerstandskomponente eines Pfads gesteigert wird und sich daher die Durchbruchsstelle zu einem Bereich mit niedrigerem Potential bewegt. Die Durchbruchsstelle bewegt sich in dieser Art und Weise, so dass die Stelle, wo der Avalanchestrom mit Konzentration fließt und dabei die Temperatur gesteigert wird, verteilt wird. Daher kann das Auftreten einer thermischen Zerstörung des Elements oder Bauteils unterdrückt werden. Daher kann verhindert werden, dass der Eckteil des Anodengebiets auf Grund der Konzentration des Avalanchestroms thermisch zerstört wird. Daher kann auf diese Weise der Avalanchewiderstand verbessert werden.
  • Insbesondere sind die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a dazu ausgebildet, eine Gestalt anzunehmen, der Breite oder Weite eingeengt oder geschmälert ist oder wird mit Abstand von der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15, so dass eine Widerstandskomponente zum Zeitpunkt, wenn der Avalanchestrom zum Hauptanodengebiet 16 durch den verbindenden Teil 15b eines hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a fließt, gesteigert ist oder wird und daher ein Spannungsabfall in effektiver Art und Weise erzeugt werden kann.
  • Auch ist die Mehrzahl der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a für jeden der linearen Teile B3 des Hauptanodengebiets 16 angeordnet. Daher kann der entlang des separierten Anodengebiets 15 fließende Avalanchestrom auf die jeweiligen hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a verteilt werden. Des Weiteren ist der Abstand D1 zwischen irgendeinem der benachbarten hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15b konstant, so dass in dem Fall, bei welchem auf Grund des Anstiegs im Potential an der Durchbruchsstelle sich die Durchbruchsstelle vom Eckteil B1 des separierten Anodengebiets 15 zu einem korrespondierenden linearen Teil B2 bewegt, der Avalanchestrom in gleicher Art und Weise zum Hauptanodengebiet 16 von der neuen Durchbruchsstelle über korrespondierende verbindende Teile 15b fließen kann.
  • Des Weiteren kann zum Zeitpunkt des Strukturierens der Resistschicht zum selektiven Diffundieren der Fremdstoffe die gemeinsame Maske verwendet werden, um das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15, den oder die vorstehenden oder vorspringenden Teile 15a und die FLR 14 auszubilden. Somit wird die Produktivität verbessert. Das bedeutet, dass das Hauptanodengebiet 16, das separierte Anodengebiet 15, die Anodenverbindungsgebiete und die FLR 14 in simultaner Art und Weise ausgebildet werden. können durch einen Fremdstoffdiffusionsvorgang derart, dass die eine Fotomaske verwendet wird zum Strukturieren der Resistschicht und zum Diffundieren der P-Typ-Fremdstoffe. Entsprechend sind mehrfache Diffusionsvorgänge und mehrfache Ionenimplantationsvorgänge wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Vorgehensweise nicht in separater Art und Weise notwendig. Daher kann, verglichen mit einem herkömmlichen Bauelement, ohne Verringerung der Produktivität der Avalanchewiderstand bei geringen Kosten verbessert werden.
  • Zu bemerken ist, dass bei der vorliegenden Ausführungsform als Beispiel ein Fall beschrieben ist, bei welchem jeder der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a, welcher das separierte Anodengebiet 15 und das Hauptanodengebiet 16 miteinander verbindet, der gleichseitig dreieckige oder gleichschenklig dreieckige gestaltete hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a ausgebildet wird durch Hervorstehen oder Hervorspringen der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall begrenzt. Zum Beispiel kann als ein derartiges Anodenverbindungsgebiet jeder der linearen Teile B4 des Hauptanodengebiets 16 hervorspringend oder hervorstehend ausgebildet werden. Auch können sowohl beim separierten Anodengebiet 15 als auch beim Hauptanodengebiet 16 hervorstehende oder hervorspringende Teile jeweils so vorgesehen sein, dass sie einander gegenüberliegen oder aneinander angrenzen.
  • Die 8(a) bis (c) sind Diagramme, welche ein Aufbaubeispiel einer PIN-Diode 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren, bei welcher eine andere Gestalt des separierten Anodengebiets 15 und einer anderen Gestalt des Hauptanodengebiets 16 dargestellt sind. 8(a) zeigt einen Fall des Bereitstellens eines hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 16a, der ausgebildet ist oder wird durch Hervorstehen oder Hervorspringen jedes der linearen Teile B4 des Hauptanodengebiets 16. Der hervorstehende oder hervorspringende Teil 16a ist so ausgebildet, dass er eine dreieckige Gestalt aufweist, deren Breite oder Weite eingeengt oder verringert wird mit wachsendem Abstand von linearen Teil B4 des Hauptanodengebiets 16. Das Anodengebiet 16 wird geführt oder geleitet zum separierten Anodengebiet 15 über einen verbindenden Teil 16b, der an einem vorderen Ende des hervorstehenden oder hervorspringenden Teils oder Bereichs 16a ausgebildet ist.
  • 8(b) zeigt einen Fall des Bereitstellens von hervorstehenden oder hervorspringenden Teilen 31 sowohl im separierten Anodengebiet 15 als auch im Hauptanodengebiet 16 derart, dass die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 31 einander gegenüberstehen oder aneinander angrenzen. Bei diesem Beispiel sind der hervorstehende oder hervorspringende Teil 31, der gebildet wird durch Hervorstehen oder Hervorspringen der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15, und der hervorstehende oder hervorspringende Teil 31, der gebildet wird durch Hervorstehen eines korrespondierenden linearen Teils oder Bereichs B4 des Hauptanodengebiets 16, vorgesehen. An vorderen Enden der jeweiligen hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 31 sind verbindende Teile 32 ausgebildet. An den verbindenden Teilen sind beide Gebiete in Punktkontakt miteinander.
  • 8(c) zeigt einen Fall des Bereitstellens eines kreisförmig geformten hervorstehenden oder hervorspringenden Teils oder Bereichs 15a, und zwar durch Hervorstehen oder Hervorspringen der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15. Der hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a ist wie im Fall des gleichseitig oder gleichschenklig dreiecksförmig hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a ebenso ausgebildet, eine Gestalt aufzuweisen, deren Breite oder Weite mit steigendem Abstand von der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15 eingeengt oder geschmälert wird. Selbst bei einem derartigen Aufbau ist eine Widerstandskomponente zu einem Zeitpunkt, bei welchem der Avalanchestrom durch den Verbindungsteil 16b, 32 oder 15b zum Hauptanodengebiet 16 fließt, gesteigert. Daher kann in wirkungsvoller Art und Weise ein Spannungsabfall erzeugt werden. Die Form oder Gestalt des hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a ist so ausgebildet, dass die Breite oder Weite davon mit steigendem Abstand von der inneren Kante oder Innenkante des separierten Anodengebiets 15 eingeengt oder geschmälert wird, so dass der hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a in einfacher Art und Weise unter Verwendung einer Maske ausgebildet werden kann und dass ein Verbindungsbereich oder eine Verbindungsfläche in einfacher Art und Weise verringert werden kann, um dadurch die Widerstandskomponente R2 zu steigern.
  • Zweite Ausführungsform
  • Bei der ersten Ausführungsform wurde das Beispiel eines Falls beschrieben, bei welchem dieselben Formen und Gestalten strukturiert wurden, wie diejenigen des separierten Anodengebiets 15, der hervorstehenden oder hervorspringenden Teile 15a und des Hauptanodengebietes 16, die es auszubilden galt, und zwar an denselben Stellen wie denjenigen dieser Elemente. Dadurch wurde in akkurater Art und Weise die Gestalt oder Form der Verbindungsteile oder -bereiche 15b gesteuert. Andererseits wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben, bei welchem laterale Diffusion verwendet wird, um den hervorstehenden oder hervorspringenden Teil 15a auszubilden.
  • Die 9(a) und (b) zeigen erläuternde Diagramme, welche in schematischer Art und Weise ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für eine PIN-Diode 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei welcher ein Vorgang des Verwendens von Diffusion in lateralen Richtungen 41 vorliegt, um ein separiertes Anodengebiet 15, einen hervorstehenden oder hervorspringenden Teil 15a und ein Hauptanodengebiet 16 auszubilden. 9(a) zeigt die Form einer Maskenstruktur 30 zum Zeitpunkt des Ausbildens des separierten Anodengebiets 15 und des Hauptanodengebiets 16. 9(b) zeigt einen Konzentrationsgradienten, der ausgebildet ist oder wird auf einem Strompfad vom separierten Anodengebiet 15 zum Hauptanodengebiet 16 durch den hervorstehenden oder hervorspringenden Teil 15a.
  • Das separierte Anodengebiet 15, der hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a und das Hauptanodengebiet 16 werden ausgebildet durch selektives Diffundieren von P-Typ-Fremdstoffen von einer Oberfläche einer N–-Halbleiterschicht 2. Die Fremdstoffdiffusion weist auf: eine Diffusion, die voranschreitet in einer Schichtstärkenrichtung einer Halbleiterschicht, und eine Diffusion, die auf der Grundlage thermischer Diffusion in lateralen Richtungen 41 parallel zu einer Oberfläche oder Fläche der Halbleiterschicht verläuft. Dabei wird die Fremdstoffdiffusion in den lateralen Richtungen 41 auf Grund einer thermischen Diffusion verwendet, um einen Verbindungsteil 15b zum Hauptanodengebiet 16 zu führen oder zu leiten.
  • Das separierte Anodengebiet 15, der hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a und das Hauptanodengebiet 16 werden ausgebildet durch Anordnen einer Maskenstruktur 30 mit einer Gestalt oder Form des hervorstehenden oder hervorspringenden Teils 15a zwischen dem separierten Anodengebiet 15 und dem Hauptanodengebiet 16, die es auszubilden gilt, und Diffundieren der P-Typ-Fremdstoffe. Wie in 9(a) dargestellt ist, werden vor der Fremdstoffdiffusion freigelegte oder belichtete Gebiete 42 und 44, die unmaskiert sind, voneinander getrennt. Jedoch diffundieren in Bezug auf diese Gebiete die Fremdstoffe in den lateralen Richtungen 41, um dadurch den Verbindungsteil 15b und das Hauptanodengebiet 16 miteinander zu verbinden.
  • Im Falle des Verwendens der Diffusion in den lateralen Richtungen 41 in der beschriebenen Form, dient ein Gebiet, in welchem das freigelegte oder belichtete Gebiet 42 und ein Diffusionsgebiet 43 kombiniert sind oder werden, als tatsächliches separiertes Anodengebiet 15. In derselben Art und Weise dient ein Gebiet, in welchem das freigelegte oder belichtete Gebiet 44 und ein Diffusionsgebiet 45 kombiniert sind oder werden, als tatsächliches Hauptanodengebiet 16. Bei diesem Beispiel überlappen beide Diffusionsgebiete 43 und 45 miteinander, um ungefähr die Hälfte von beiden Seiten. Daher überlappt der Verbindungsteil 15b mit dem Hauptanodengebiet 16. Entsprechend gewinnt die planare Form oder Gestalt des hervorstehenden oder hervorspringenden Teils oder Bereichs 15a eine Trapezgestalt. Daher sind der Verbindungsteil 15b und das Hauptanodengebiet 16 miteinander verbunden, wobei sie eine Breite oder Weite aufweisen, die eine ausreichend hohe Widerstandskomponente besitzt.
  • Durch Verwenden der lateralen Diffusion in der beschriebenen Art und Weise ist eine Genauigkeit der Maskenstruktur 30 in nicht so ausgeprägter Art und Weise nötig. Die Genauigkeit eines Herstellungsvorgangs muss nur so hoch sein, wie er zuvor beschrieben wurde, so dass das separierte Anodengebiet 15, der hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a und das Hauptanodengebiet 16 auf einfache Art und Weise hergestellt werden können.
  • Zu bemerken ist, dass im Hinblick auf die Fremdstoffkonzentration auf der äußeren Fläche oder Außenfläche der N–-Halbleiterschicht 2 ein Strompfad vom separierten Anodengebiet 15 zum Hauptanodengebiet 16 über den hervorstehenden oder hervorspringenden Teil 15a ein Konzentrationsgradient ausgebildet ist oder wird, welcher die Fremdstoffkonzentration minimiert. Das heißt, dass, wie in 9(b) dargestellt ist, auf dem Strompfad die Fremdstoffkonzentration monoton abgesenkt ist oder wird, und zwar mit steigendem Abstand von einem vorderen Ende a1 des freigelegten oder belichteten Gebiets 42. Im Verbindungsteil oder -bereich 15b ist der Wert von einem Abstand a2 zu einem Abstand a3 minimiert. Und dann ist er monoton gesteigert, bis der Abstand das freigelegte oder belichtete Gebiet 44 bei einem Abstand a4 erreicht. Ein derartiger Konzentrationsgradient wird ausgebildet durch eine diskontinuierliche Ausgestaltung der freigelegten oder belichteten Gebiete 42 und 44 der N–-Halbleiterschicht 2 zum Zeitpunkt der Fremdstoffdiffusion.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Widerstandskomponente zu einem Zeitpunkt, wenn der Avalanchestrom sich vom separierten Anodengebiet 15 auf den Verbindungsteil oder -bereich 15b richtet, gesteigert. Daher kann ein Spannungsabfall in wirkungsvoller Art und Weise erzeugt werden. Insbesondere, dass die Widerstandskomponente gesteigert wird durch den Konzentrationsgradienten. Dadurch kann ohne Steigern der Strukturierungsgenauigkeit zum Zeitpunkt der Fremdstoffdiffusion die gewünschte Widerstandskomponente erhalten werden.
  • Es ist zu bemerken, dass bei der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel eines Falls beschrieben wird, bei welchem als hervorstehender oder hervorspringender Teil 15a, welcher das separierte Anodengebiet 15 und das Hauptanodengebiet 16 miteinander verbindet, der gleichschenklig oder gleichseitig dreieckig geformte hervorstehende oder hervorspringende Teil 15a im separierten Anodengebiet 15 ausgebildet ist oder wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Zum Beispiel kann als ein solches Anodenverbindungsgebiet ein hervorstehender oder hervorspringender Teil vorgesehen sein oder werden im Hauptanodengebiet 16. Oder es können hervorstehende oder hervorspringende Teile sowohl im separierten Anodengebiet 15 als auch im Hauptanodengebiet 16 vorgesehen sein, die einander gegenüberstehen oder aneinander angrenzen.
  • Die 10(a) bis (c) sind Draufsichten, von denen jede ein anderes Anordnungsbeispiel für eine PIN-Diode 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Verglichen mit der PIN-Diode 10 aus 9 sind die Formen oder Gestalten des separierten Anodengebiets 15 und des Hauptanodengebiets 16 unterschiedlich. 10(a) zeigt einen Fall des Bereitstellens eines hervorstehenden oder hervorspringenden Teils in einem linearen Teil B4 des Hauptanodengebiets 16. Der hervorstehende oder hervorspringende Teil ist so ausgebildet, dass er eine Form oder Gestalt besitzt, deren Breite oder Weite geschmälert oder eingeengt wird auf das separierte Anodengebiet 15 vom Hauptanodengebiet 16 aus zu, sowie in einem lateralen Diffusionsgebiet in Kontakt mit dem separierten Anodengebiet 15.
  • 10(b) zeigt einen Fall des Bereitstellens von hervorstehenden oder hervorspringenden Teilen sowohl im separierten Anodengebiet 15 als auch im Hauptanodengebiet 16 derart, dass die hervorstehenden oder hervorspringenden Teile einander gegenüberliegen oder aneinander angrenzen. In diesem Beispiel stehen in einem lateralen Diffusionsgebiet die jeweiligen hervorstehenden oder hervorspringenden Teile in Kontakt miteinander. Das bedeutet, dass in einem Anodenverbindungsgebiet mit diesen hervorstehenden oder hervorspringenden Teilen ein Konzentrationsgradient, der einen lokalen Minimumspunkt einer Fremdstoffkonzentration bereitstellt, in einem Strompfad vom separierten Anodengebiet 15 zum Hauptanodengebiet 16 über das Anodenverbindungsgebiet schafft.
  • 10(c) zeigt einen Fall des Bereitstellens eines kreisförmig geformten hervorstehenden oder hervorspringenden Teils im separierten Anodengebiet 15. Dieser hervorstehende oder hervorspringende Teil ist – wie im Fall des gleichschenklig oder gleichseitig dreiecksförmigen hervorstehenden oder hervorspringenden Teils oder Bereichs 15a – auch so ausgebildet, dass er eine Form besitzt, deren Breite oder Weite geschmälert oder eingeengt wird auf das Hauptanodengebiet 16 zu vom separierten Anodengebiet 15 aus sowie in Kontakt mit dem Hauptanodengebiet 16 in einem lateralen Diffusionsgebiet.
  • Auch bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel eines Falls beschrieben, bei welchem eine als Anodengebietanschlussstruktur (anode region terminal structure) eine Mehrzahl FLR 14 ausgebildet ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Um z. B. die Durchbruchsspannung zu steigern, kann eine SIPOS-Schicht außerhalb des separierten Anodengebiets 15 vorgesehen werden. Die SIPOS-Schicht (Semi-Insulating Polycrystalline Silicon: semiisolierendes polykristallines Silizium) ist eine Schicht mit einer semiisolierenden Schicht, in welcher Sauerstoff in das polykristalline Silizium eingemischt ist, wobei bewegliche Träger im Innern der SIPOS-Schicht eine Störung in der elektrischen Feldverteilung kompensieren, so dass die Durchbruchsspannung verbessert werden kann. Alternativ dazu kann eine Technik vorgesehen sein, die folgendes kombiniert: eine FP-Technik (Field Plate technique: Feldplattentechnik), die durch Erweitern der Anodenelektrode 17 auf die Seite einer äußeren Kante oder Außenkante des Halbleitersubstrats 11 auf der Oxidschicht 13 zu, verbessert die Durchbruchsspannung in einem Endteil des Anodengebiets. Der FLR ist auch bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    N+-Halbleiterschicht
    2
    N–-Halbleiterschicht
    3
    Stoppergebiet
    10
    PIN-Diode
    11
    Halbleitersubstrat
    12
    Equipotentialelektrode
    13
    Oxidschicht
    14
    FLR
    15
    separiertes Anodengebiet, separates Anodengebiet
    15a
    hervorstehende oder hervorspringender Teil oder Bereich
    15b
    Verbindungsteil oder -bereich
    16
    Hauptelektrodengebiet
    17
    Anodenelektrode
    18
    Kathodenelektrode
    B1
    Eckteil des separierten Anodengebiets
    B2
    linearer Teil oder Bereich des separierten Anodengebiets
    B3
    gekrümmter oder gebogener Teil oder Bereich des Hauptanodengebiets
    B4
    linearer Teil oder Bereich des Hauptanodengebiets

Claims (5)

  1. PIN-Diode (10), mit: einem Halbleitersubstrat, welches eine erste N-Typ-Halbleiterschicht (1) und eine zweite N-Typ-Halbleiterschicht (2) mit einer geringeren Fremdstoffkonzentration als der Fremdstoffkonzentration der ersten Halbleiterschicht aufweist, einer Kathodenelektrode, die an einer Außenfläche der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, einem Hauptanodengebiet (16), einem separierten Anodengebiet (15) und einem Anodenverbindungsgebiet, die ausgebildet sind durch selektives Diffundieren eines P-Typ-Fremdstoffes von einer Außenfläche der zweiten Halbleiterschicht, und einer Anodenelektrode (17), die auf dem Hauptanodengebiet (16) ausgebildet ist, wobei: das Hauptanodengebiet (16) eine im Wesentlichen rechtwinklige Außenkante aufweist, deren vier Seiten jeweils dazu ausgebildet sind, lineare Teile zu sein, und deren vier Vertices jeweils ausgebildet sind, im Wesentlichen bogenartig gekrümmte Teile zu sein, das separierte Anodengebiet (15) entlang der Außenkante des Hauptanodengebiets ringförmig ausgebildet ist, und das Anodenverbindungsgebiet so ausgebildet ist, dass es eine Gestalt aufweist, die ausgebildet ist durch einen hervorstehenden Bereich (15a) einer beliebigen Innenkante des separierten Anodengebiets und eines beliebigen linearen Teils, wobei diese jeweils in Punktkontakt miteinander gebracht werden, wobei die Innenkante und die linearen Teile jeweils einander gegenüberliegen oder an einander angrenzen.
  2. PIN-Diode (10) nach Anspruch 1, wobei das Anodenverbindungsgebiet ausgebildet ist, eine dreieckige Gestalt aufzuweisen mit einer Breite, die vermindert ist in Abhängigkeit von einem Abstand von jeweils der inneren Kante des separierten Anodengebiets und des entsprechenden linearen Teils.
  3. PIN-Diode (10) nach Anspruch 1, wobei das Anodenverbindungsgebiet eine bogenartige Außenform aufweist mit einer Breite, die vermindert ist in Abhängigkeit von einem Abstand von jeweils der inneren Kante des separierten Anodengebiets und des entsprechenden linearen Teils.
  4. PIN-Diode (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei für jeden der linearen Teile zwei oder mehr Anodenverbindungsgebiete in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
  5. PIN-Diode (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf einem Strompfad vom separierten Anodengebiet (15) zum Hauptanodengebiet (16) durch das Anodenverbindungsgebiet ein Konzentrationsgradient ausgebildet ist, welcher ein lokales Minimum der Fremdstoffkonzentration auf der Außenfläche der zweiten Halbleiterschicht (2) bereitstellt.
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