DE1171536B - Halbleiteranordnung mit durch Dotierung herabgesetzter Traegerlebensdauer - Google Patents

Halbleiteranordnung mit durch Dotierung herabgesetzter Traegerlebensdauer

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DE1171536B
DE1171536B DES75452A DES0075452A DE1171536B DE 1171536 B DE1171536 B DE 1171536B DE S75452 A DES75452 A DE S75452A DE S0075452 A DES0075452 A DE S0075452A DE 1171536 B DE1171536 B DE 1171536B
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Germany
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semiconductor body
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semiconductor
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Dr Werner Spielmann
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Siemens AG
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Siemens AG
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Description

  • Halbleiteranordnung mit durch Dotierung herabgesetzter Trägerlebensdauer Für viele Zwecke, insbesondere in der Hochfrequenztechnik, ist es vorteilhaft, die Trägerlebensdauer für die Minoritätsträger herabzusetzen. Dies läßt sich in bekannter Weise durch Eindotieren von Stoffen, die eine die Rekombination erhöhende und damit die Trägerlebensdauer herabsetzende Wirkung besitzen, erreichen. Geeignet sind dafür beispielsweise Nickel, Kupfer oder Elemente, deren Wertigkeit derjenigen des Halbleitermaterials entspricht. Derartige Zusätze haben jedoch den in sehr vielen Fällen störenden Nachteil, daß sie die Leitfähigkeit des Halbleitermaterials stark herabsetzen.
  • Dieser Nachteil wird durch die Erfindung vermieden. Somit bezieht sich die Erfindung auf ein Halbleiterbauelement mit einem im wesentlichen einkristallinen dotierten Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium, bei dem die Lebensdauer der Minoritätsträger durch zusätzlich zu den Aktivatoren im Halbleiterkörper vorhandene Dotierungsstoffe herabgesetzt ist. Erfindungsgemäß ist das Bauelement so aufgebaut, daß die Dotierung des Halbleiterkörpers aus den Aktivatoren und einer solchen Menge Titan besteht, daß die Lebensdauer der Minoritätsträger auf wenigstens die Hälfte herabgesetzt ist, aber die Leitfähigkeit etwa erhalten bleibt.
  • Die besonders günstige Wirkung des Titans wurde in einem Siliziumstab mit einem spezifischen Widerstand von etwa 5 bis 70 Ohm - cm untersucht. Diese Stäbe wurden in einem tiegelfreien Zonenschmelzverfahren einkristallin gezogen. Danach wurde sowohl der spezifische Widerstand der Stäbe als auch die Lebensdauer gemessen. Anschließend wurde das Titan in Mengen von 10-4 bis 10-5 in das Silizium eindotiert und wiederum der Widerstand sowie die Lebensdauer des Siliziums bestimmt. Die Meßergebnisse dieser Untersuchung sind in der folgenden Tabelle angegeben:
    Leitfähigkeit und Lebensdauer von Silizium
    mit und ohne Titandotierung
    Ohne Titandotierung Mit Titandotierung
    Stab-Nr. Lebens- j Lebens-
    O (Qcm) dauer (r) 9 (Qcm) dauer (t)
    iks us
    1 30 bis 20I 110 40 bis 10 15 bis 20
    2 60 bis 70 50 50 bis 65 15 bis 20
    3 3 bis 5 I 100 4,5 15
    Wie ersichtlich, wird durch die Titandotierung der spezifische Widerstand des Siliziums praktisch nicht herabgesetzt; er bleibt im wesentlichen unverändert. Die Trägerlebensdauer im titandotierten Silizium ist aber, wie die Versuche zeigen, um ein Vielfaches verringert, so daß sich das so dotierte Material besonders gut für Hochfrequenz-Halbleiteranordnungen eignet.
  • Eine besondere Eigenart des eindotierten Titans wurde noch darin erkannt, daß durch die Titandotierung vorher im Halbleiterkörper vorhandene »traps« nach der Dotierung nicht mehr festgestellt wurden. Vielleicht ist auf diesen Vorgang die Erhaltung der Leitfähigkeit des Halbleiters nach der Titandotierung zurückzuführen, indem die im Ausgangsmaterial durch die dort vorhandenen »traps« bedingte Verringerung der Beweglichkeit der Ladungsträger nach der Titandotierung nicht mehr vorhanden war und dadurch die die Beweglichkeit herabsetzende Wirkung zusätzlicher Dotierungen kompensiert wurde.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Halbleiterbauelement mit einem im wesentlichen einkristallinen dotierten Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium, bei dem die Lebensdauer der Minoritätsträger durch zusätzlich zu den Aktivatoren im Halbleiterkörper vorhandene Dotierungsstoffe herabgesetzt ist, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Dotierung des Halbleiterkörpers aus den Aktivatoren und einer solchen Menge Titan besteht, daß die Lebensdauer der Minoritätsträger auf wenigstens die Hälfte herabgesetzt ist, aber die Leitfähigkeit etwa erhalten bleibt. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Titans im Halbleiterkörper 10-4 bis 10-5 beträgt. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Aktivatoren bedingte Störstellenleitfähigkeit des Halbleiterkörpers 0,01 bis 1 Ohm-lcm-1 beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung 16034 VIIIc/21 g (bekanntgemacht am 10. 9. 1953); USA.-Patentschriften Nr. 2 514 879, 2 691577; Torrey und Whitmer, »Crystal rectifiers«, 1948, S. 361 bis 369.
DES75452A 1961-08-25 1961-08-25 Halbleiteranordnung mit durch Dotierung herabgesetzter Traegerlebensdauer Pending DE1171536B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19531369A1 (de) * 1995-08-25 1997-02-27 Siemens Ag Halbleiterbauelement auf Siliciumbasis mit hochsperrendem Randabschluß

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514879A (en) * 1945-07-13 1950-07-11 Purdue Research Foundation Alloys and rectifiers made thereof
US2691577A (en) * 1945-07-13 1954-10-12 Purdue Research Foundation Alloys and rectifiers made thereof

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US6455911B1 (en) 1995-08-25 2002-09-24 Siemens Aktiengesellschaft Silicon-based semiconductor component with high-efficiency barrier junction termination

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