DE1589496A1 - Halbleiterelement mit abgeschraegter Seitenflaeche und Verfahren zum Herstellen - Google Patents

Halbleiterelement mit abgeschraegter Seitenflaeche und Verfahren zum Herstellen

Info

Publication number
DE1589496A1
DE1589496A1 DE19671589496 DE1589496A DE1589496A1 DE 1589496 A1 DE1589496 A1 DE 1589496A1 DE 19671589496 DE19671589496 DE 19671589496 DE 1589496 A DE1589496 A DE 1589496A DE 1589496 A1 DE1589496 A1 DE 1589496A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
angle
zone
semiconductor component
produced
junction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671589496
Other languages
English (en)
Inventor
Weimann Dipl-Ing Klaus
Horst Krassin
Horst Riess
Dipl-Phys Bernhard Voss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri France SA
Publication of DE1589496A1 publication Critical patent/DE1589496A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H01L29/0661—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body specially adapted for altering the breakdown voltage by removing semiconductor material at, or in the neighbourhood of, a reverse biased junction, e.g. by bevelling, moat etching, depletion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/054—Flat sheets-substrates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Description

BBC
Ablltngutllidiofl
MANNHEIM Mannheim, den 20.1.1967
__ · Pat DrSb-ec-,
Mp.-ITr. 5o4/67
Halbleiterelement mit abgeschrägter Seitenfläche und
zum Herstellen
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit mindestens vier Zonen abwechselnd entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, 'dessen Seitenfläche abgeschrägt ist, mit mindestens einer Steuerelektrode und mit zwei Hauptelektroden.
Es ist bekannt, daß eine zu hohe Oberflächenfeldstärke die Ursache unerwünschter Oberflächendurchbrüche sein kann. Bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen ist es aber erwünscht, daß ein Volurueridurchbruch eintritt. Eine bekannte Maßnahme hierzu ist das Abschrägen der Seitenfläche von Halbleiterelementen mit pn-iTbergängen im Bereiche der pn-Übargänge.. 3s ist ferner bekannt, dai bei bestimmten Dotierungsverhältnissen bei einem bestirnten Winkel zwischen dem pn-übergang und der Seitenfläche des EaIbleiterelementes die Oberflächenfeldstärke einen minimalen 77ert besitzt (siehe den Artikel von Davies und Gentry in den "T332-Tranaactions" vom Juli 1964, Seiten 313 bis 323).
Darüber hinaus ist ein Halbleiterbauelement mit vier Zonen abwechselnd entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp bekannt, bei dem die Nettoaktivatorkonzentration in der ersten Zone größer ist als in der benachbarten zweiten Zone, während die Fettoaktivatorkonzentration der dritten Zone größer ist/als die der av/eiten Zone und bei dem die Seitenfläche der zweiten Zone zumindest in dem Bereich, in dem die pn-Übergangsfläche zwischen der ersten und zweiten Zone an die Oberfläche tritt, mit der Ebene dieser pn-Übergangsfläche einen eingeschlossenen Y/inkel zwischen 17o ur.ä iao° bildet, während die Seitenfläche der zweiten Zone mit 5er pn-Übergangsfläche zwischen der zweiten und der dritter. Sone
00981370850 BAD
-2- 5o4/67
einen eingeschlossenen Winkel zwischen 15 und 6o bildet., L£Lt diesen Maßnahmen soll die ungünstige Wirkung der Oberflächenspannung auf die Sperrspannung beseitigt werden (siehe DAS 1 212.215).
Der Erfindung lag die Aufgabe .augrunde, das bekannte Halbleiter- ' bauelement weiter zu verbessern. Insbesondere sollte die Kennlinie stabilisiert werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zwischen der einen äußeren Zone und der benachbarten Basiszone liegende pn-übergang mit der Seitenfläche einen Winkel von 2o bis 35° bildet, daß der zwischen den beiden inneren Zonen liegende pn-übergang mit der Seitenfläche einen Winkel von etwa 2° bildet und daß die Seitenfläche in dem der einen inneren Zone benachbarten Bereich der anderen inneren Zone mit einer zu dem letztgenannten pn-übergang gedachten Parallelen einen Winkel von 3. bis 5° bildet.
Das erfindungsgemäße Halbleiterelemeriit^hat durch die Anschragung der Seitenfläche in drei verschiedenen-'Winkeln einen geringeren Sperrstrom im Durchbruchbereich und damit eine geringere Erwärmung als das bekannte Halbleiterbauelement., :■■ .- .
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verläuft die Oberfläche der einen inneren Zone in dem der angrenzenden äußeren Zone benachbarten Bereich parallel zur Oberfläche der genannten äußeren Zone. Hierdurch wird die Oberflächenfeldstärke im erwähnten Bereich herabgesetzt. - '■·-'-' -■'■'■■■'■'
Das erfindungagemäße Halbleiterbauelement wird entsprechend einem Verfahren nach der Erfindung in der Weise hergestellt, daß ausgehend von einem in an sich bekannter Weise durch Diffusion hergestellten pnpn-Element die drei Winkel mit Hilfe von kälottenförmigen Schleifschalen von unterschiedlichem Radius durch Schleifen hergestellt werden. -
Es wird dabei vorteilhaft so vorgegangen, daß der größte Winkel zuerst und der kleinste Y/inkel zuletzt hergestellt wird. Ss ist, zweckmäßig, das Halbleiterbauelement vor dem Schleifen auf der:-. gesamten Oberfläche mit einer lötbaren Metallschicht zu versehen. Nach dem Schleifen -wird das Halbleiterbauelement zur Beseitigung des zerstörten Oberflächenbereiohes in an sich bekannter Weise geätzt. 0 0981 3/0 BSO BAOGSiGIHAL
-3- 504/67
Nachfolgend ,wird auf die Zeichnung Bezug genoauaen, in der ein Beispiel des erfindungsgemäßen Halbleiterelementes abgebildet ist·
Das Halbleiterelement besteht aus vier Schichten abwechselnd entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, dem Emitter 1 mit n+-Dotierung, der benachbarten Basiszone2 mit p-Dotierung, der zweiten Basiszone 3 mit η-Dotierung, wobei die Nettoaktivatorkonzentration der letztgenannten Basiszone geringer ist als die der Basiszone 2 und dem Kollektor 4 mit p- bzw. p+-Dotierung im äußeren Randbereich. Zwischen den genannten Zonen liegen die pn—Übergänge 5» 6 und 7· Die Seitenfläche 8 des erfindungsgemäßen Halbleiterelementes ist in der Weise abgeschrägt, daß sie mit dem pn-übergang 7 einen Winkel 9 von 3o° bildet. Dieser Winkel muß umso kleiner sein, je größer der Unterschied der Dotierungskonzentrationen der Zonen...3 und 4 ist. Hit dem pn-übergang 6 bildet die Seitenfläche 8 einen Winkel 11 von etwa 2° und mit einer zum benachbarten'pn-Übergang 6 gedachten Parallelen loo bildet die Seitenfläche 8 einen Winkel Io von 4°. Auch hier hängt die Größe des Winkels wieder vom Unterschied der Dotierungskonzentration cLer benachbarten Zonen - nämlich der Basiszonen 2 und 3 - ab. Die Oberfläche der Basiszone 2 im Bereiche des Emitters 1 verläuft parallel zur Oberfläche 13 des Emitters lf wodurch eine geringere Oberflächenfeldstärke in diesem Bereich erzielt wird.
Das erfindungsgemäße Halbleiterelement wird aus einem Silizium-Einkristall mit η-Leitfähigkeit in an sich bekannter Weise durch Diffusion in Form einer flachen Kreisscheibe hergestellt. Danach wird das pnpn-Element vorteilhaft mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Nickel-Schicht versehen und auf einem Zylinder gleichen Durchmessers aus äiztßständigem Material mit Eizein oder in anderer Weise befestigt. Sodann wfbrden in drei Arbeitsgängen nacheinander in drei kalottenförmigen Schweifschalen von unterschiedlichem Radius die drei Winkel durch Schleifen hergestellt· Bei einem Durchmesser des scheibenförmigen Halbleiterelementes von 25 mm ist zur Herstellung des Winkels von 3o° ein Kalottenradius von 25 mm notwendig. Für ei::=n Winkel von 2,5° muß die Kalotte einen Radius von 29o mm besitzen. Ss ist vorteilhaft, zuerst den größten Winkel-und zuletzt den Kleinster. - ...:el
-■■'... 009813/OaBO
-4- 5o4/67
anzuschleifen. Nach dem Schleifen sind die zerstörten Oberflächenbereiche durch Ätzen mit bekannten Atzlösungen abzutragen. Eine Ätztiefe von etwa 25j* ist hierbei zweckmäßig·
Der Einbau des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes in ein Gehäuse erfolgt nach Ablösen von dem Zylinder in üblicher Weise.
BAD
009813/08 50

Claims (6)

  1. -5-P at entansprüche
    1*. Halbleiterbauelement mit mindestens vier Zonen abwechselnd entgegengesetztem leitfähigkeitstyp dessen Seltenfläche abgeschrägt ι ist, mit mindestens einer Steuerelektrode und mit zwei Käuptelefctrbden, dadurch pekennseicrinet-, Δ&2 der zwischen der einen äußeren Zone '(<+) und ίer benachbarten Basiszone (3) liegende pn-übergang (7) alt der Seitenfläche (8) einen Winkel (9) von 2o bis 35° bildet, daß der zwischen den beiden inneren Zonen (2 und 5) liegende pn-übergang (6) mit der Seitenfläche (-8) einen Winkel (11) von etwa= 2° bildet und daß die Seitenfläche (8) in dem der einen inneren Zone (2) benachbarten Bereich der anderen inneren Zoner (J) mit äine-r zu dem letztgenannten pn-übergang (6) gedachten Parallelen' (loo) einen Winkel (lo) von 3 bis 5° bildet*
  2. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der einen inneren Zone (2) in.den der aii-
    —--^ grenzenden äußeren Zone (1) benachbarten Bereich (12) parallel zur Oberfläche (13) der genannten äußeren Zone verläuft.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von einem in an sich bekannter V/eise durch Diffusion hergestellten pnpn-Element, die drei Winkel mit Hilfe von kalottenförmigen Schleifschalen von unterschiedlichem Radius durch Schleifen hergestellt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet , da3 die Herstellung der drei Winkel in der Reihenfolge geschieht, da3 der größte Winkel zuerst und der kleinste Winkel zulets't hergestellt wirdo
  5. 5» Verfahren nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, da.; das Halbleiterbauelemeni; vor dem Schleifen auf der Sesamtoberfläche mit einer lötbaren Metallschicht versehen wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,dad urch gekennze i ebnet, daß das Halbleiterbauelement nach dem Schleifen geätzt wird.
    009813/08 50 BAD Q^S^äL
    Le e rke i t
DE19671589496 1967-01-26 1967-01-26 Halbleiterelement mit abgeschraegter Seitenflaeche und Verfahren zum Herstellen Pending DE1589496A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB0090903 1967-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1589496A1 true DE1589496A1 (de) 1970-03-26

Family

ID=6985545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671589496 Pending DE1589496A1 (de) 1967-01-26 1967-01-26 Halbleiterelement mit abgeschraegter Seitenflaeche und Verfahren zum Herstellen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3532946A (de)
CH (1) CH468085A (de)
DE (1) DE1589496A1 (de)
FR (1) FR1552468A (de)
GB (1) GB1181923A (de)
NL (1) NL6800962A (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2468207A1 (fr) * 1979-10-23 1981-04-30 Thomson Csf Structure de sillon de separation dans une plaquette semiconductrice et son procede de fabrication

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL280849A (de) * 1961-07-12 1900-01-01
DE1269732C2 (de) * 1962-12-24 1973-12-13 Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen
GB1052661A (de) * 1963-01-30 1900-01-01

Also Published As

Publication number Publication date
GB1181923A (en) 1970-02-18
CH468085A (de) 1969-01-31
NL6800962A (de) 1968-07-29
FR1552468A (de) 1969-01-03
US3532946A (en) 1970-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2718773C2 (de) Halbleitervorrichtung
DE2040911A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE2357376C3 (de) Mesa-Thyristor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3038571C2 (de) Zenerdiode
DE1906479C2 (de) Halbleiterbauelement
DE1951243A1 (de) MOS-Kapazitaetsdiode
DE1208411B (de) Durchschlagsunempfindlicher Halbleitergleichrichter mit einer Zone hoeheren spezifischen Widerstands
DE2341374A1 (de) Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements in mesastruktur
DE2500235C2 (de) Ein-PN-Übergang-Planartransistor
DE2340128C3 (de) Halbleiterbauelement hoher Sperrfähigkeit
DE1589496A1 (de) Halbleiterelement mit abgeschraegter Seitenflaeche und Verfahren zum Herstellen
DE1813551C3 (de) Hochfrequenz-Planartransistor
DE2361171A1 (de) halbleitervorrichtung
DE1090330B (de) Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkoerper mit zwei Zonen entgegengesetzten Leitfaehigkeitstyps und je einer Elektrode an den beiden Zonen
DE2520134C3 (de) Thyristor mit einem rechteckigen Halbleiterelement
DE1251440C2 (de) Halbleiterbauelement
DE1589696C3 (de) Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor
DE1464703C3 (de)
DE3029836C2 (de) Thyristor
DE2028632A1 (de) Halbleiterbauelement
DE2457106A1 (de) Thyristor
DE3110000C2 (de) Halbleiterbauelement hoher Sperrfähigkeit
DE1514921C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterdiode
DE1539644C (de) Thyristor mit einer Halbleiterscheibe mit vier schichtförmigen Zonen
DE2246979C3 (de) Thyristor