DE1589696B2 - Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor - Google Patents
Halbleiterbauelement, insbesondere FlächentransistorInfo
- Publication number
- DE1589696B2 DE1589696B2 DE19671589696 DE1589696A DE1589696B2 DE 1589696 B2 DE1589696 B2 DE 1589696B2 DE 19671589696 DE19671589696 DE 19671589696 DE 1589696 A DE1589696 A DE 1589696A DE 1589696 B2 DE1589696 B2 DE 1589696B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- zone
- junction
- semiconductor component
- specific resistance
- junction area
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01L29/08—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 with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
-
- 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
- H01L29/10—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 with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
-
- 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem gleichrichtenden pn-übergang
.zwischen zwei.Zonen entgegengesetzten Leitungstyps und unterschiedlichen spezifischen Widerstands, bei
dem die gesamte Rändfläche der Zone höheren spezifischen Widerstands mindestens an der Durchtrittsstelle
der pn-Übergangsfläche an die Oberfläche des Halbleiterkörpers gegen, die pn-Übergangsfläche einen
Winkel von weniger als 90 Grad aufweist und bei dem die Dicke der Zone höheren spezifischen Widerstands
größer ist als die in sie sich ausdehnende Raumladungszone des in Sperrichtung betriebenen pn-Übergangs.
Ein Halbleiterbauelement dieser Art ist aus der britischen Patentschrift 1 013 424 bekannt. Dort
werden ausführlich insbesondere die Formgebung von Halbleiterkörpern betreffende Maßnahmen angegeben,
um einen Oberflächendurchschlag eines in Sperrichtung betriebenen pn-Übergangs zu verhindern
und dadurch die zulässige Arbeitsspannung, die Stabilität des Bauelements und seine Lebensdauer zu
erhöhen.
Obwohl das Prinzip der Formgebung nach der genannten britischen Patentschrift zur Verhütung des
Oberflächendurchbruchs über einen pn-übergang theoretisch auf die Herstellung von Hochspannungstransistoren
angewendet werden kann, bei denen ein derartiger Schutz für den Basis-Kollektor-Ubergang
erforderlich ist, gibt es besondere Strukturen, die seine Anwendung erschweren. Solche Strukturen liegen vor,
wenn der zu schützende Übergang bei einer sehr geringen Tiefe unterhalb der Oberfläche des Bauelements
liegt, wie es sich ergibt, wenn die Emitteroder sowohl Emitter- als auch Basiszone unter Anwendung
der Planartechnik durch einen Diffusionsprozeß hergestellt werden. Die Schwierigkeit beruht
auf der Tatsache, daß das Profil der Formebung sehr nahe der Oberfläche des Bauelements leicht fehlerhaft
wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeit zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten
ao Halbleiterbauelement erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die an die Zone höheren spezifischen Widerstands angrenzende andere Zone an der Durchtrittsstelle
der pn-Ubergangsfläche an der gesamten Rand- ' fläche eine größere Dicke als in ihrem mittleren Teil
aufweist.
Bei einem als Flächentransistor ausgebildeten Halbleiterbauelement, bei dem in die am Rande verdickte
Zone in die Halbleiteroberfläche eine Emitterzone eingesetzt ist, ist das obengenannte Problem dadurch
beseitigt, daß die von der Oberflächenseite der Emitterzone gemessene Tiefe des Basis-Koüektor-Übergangs
am Umfang größer als im mittleren Teil ist. Dadurch kann erreicht werden, daß der Austritt
des Übergangs an den Randflächen des Transistors in einer ausreichenden Tiefe in einem Bereich erfolgt,
wo ein gleichmäßiges Formgebungsprofil erhalten werden kann.
Wir haben festgestellt, daß ein besonders geeignetes
Verfahren zum Herstellen von Bauelementen nach der vorliegenden Erfindung in der Formgebung der
Strukturen durch Abtragung unter Verwendung von Preßluft gegeben ist. Die Herstellung eines besonderen
Ausführungsbeispiels eines Halbleiterbauelements nach der vorliegenden Erfindung wird im folgenden
an Hand der F i g. 1 bis 5 der Zeichnung erläutert, welche querschnittsweise aufeinanderfolgende
Arbeitsänge bei der Herstellung eines Transistors betreffen.
Eine Scheibe aus hochohmigem n-Silicium mit einer Dicke von etwa 200 μ, welche eine dünne in eine ebene Oberflächenseite diffundierte Schicht aus n+-leitendem Material aufweist, wird an der anderen Oberflächenseite geätzt oder unter Verwendung von Preßluft abgetragen, so daß ein etwa 50 μ emporragender Mesa gemäß der F i g. 1 übrigbleibt. In die den Mesa enthaltende Oberflächenseite wird gemäß der Fig. 2 eine Tief diffusion einer ρ+-Schicht von etwa 50 μ unter Verwendung von Gallium als Donator durchgeführt. Um einen mittleren Oberflächenbereich aus η-leitendem Material freizulegen, wird gemäß der F i g. 3 diese Oberflächenseite flach abgeläppt. Unter Anwendung der allgemein bekannten Verfahren zum Ätzen einer Oxydabdeckung und der Photolithographie zum Begrenzen der Diffusionsbereiche werden in diesen η-leitenden Bereich gemäß der Fig. 4 p-leitende Basis- und n+-leitende Emitterzonen mit Gallium bzw. Phosphor als Dotierungsmittel diffundiert. Die Herstellung wird vervollstän-
Eine Scheibe aus hochohmigem n-Silicium mit einer Dicke von etwa 200 μ, welche eine dünne in eine ebene Oberflächenseite diffundierte Schicht aus n+-leitendem Material aufweist, wird an der anderen Oberflächenseite geätzt oder unter Verwendung von Preßluft abgetragen, so daß ein etwa 50 μ emporragender Mesa gemäß der F i g. 1 übrigbleibt. In die den Mesa enthaltende Oberflächenseite wird gemäß der Fig. 2 eine Tief diffusion einer ρ+-Schicht von etwa 50 μ unter Verwendung von Gallium als Donator durchgeführt. Um einen mittleren Oberflächenbereich aus η-leitendem Material freizulegen, wird gemäß der F i g. 3 diese Oberflächenseite flach abgeläppt. Unter Anwendung der allgemein bekannten Verfahren zum Ätzen einer Oxydabdeckung und der Photolithographie zum Begrenzen der Diffusionsbereiche werden in diesen η-leitenden Bereich gemäß der Fig. 4 p-leitende Basis- und n+-leitende Emitterzonen mit Gallium bzw. Phosphor als Dotierungsmittel diffundiert. Die Herstellung wird vervollstän-
digt durch Formgebung der Kanten des Bauelements durch Abtragung unter Verwendung von Preßluft, so
daß diese Kanten (gemäß F i g. 5) von der Basiszone zum n+-Zonenteil des Kollektors konisch nach innen
verlaufen. Dieser n+-Zonenteil dient zur Erleichterung der Herstellung des ohmschen Kontaktes zur
Kollektorzone. Er kann auch durch Epitaxie hergestellt oder gänzlich weggelassen werden.
Das oben beschriebene Verfahren betrifft zwar die Herstellung eines npn-Bauelements; das Verfahren ist
aber ähnlich und in gleicher Weise anwendbar für ein pnp-Bauelement.
Claims (3)
1. Halbleiterbauelement mit einem gleichrichtenden pn-übergang zwischen zwei Zonen entgegengesetzten
Leitungstyps und unterschiedlichen spezifischen Widerstands, bei dem die gesamte
Randfläche der Zone höheren spezifischen Widerstands mindestens an der Durchtrittsstelle
der pn-Übergangsfiäche an die Oberfläche des Halbleiterkörpers gegen die pn-Übergangsfläche
einen Winkel von weniger als 90 Grad aufweist und bei dem die Dicke der Zone höheren spezifischen
Widerstands größer ist als die in sie sich ausdehnende Raumladungszone des in Sperrichtung
betriebenen pn-Übergangs, dadurch gekennzeichne
t,; daß die an die Zone höheren spezifischen Widerstands angrenzende andere Zone an der Durchtrittsstelle der pn-Übergangsfläche
an der gesamten Randfläche eine größere Dicke als in ihrem mittleren Teil aufweist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den dünneren mittleren
Teil der anderen Zone niedrigen spezifischen Widerstands eine Emitterzone eingesetzt ist
und die Zone höheren spezifischen Widerstands als Kollektorzone dient.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorzone an
der der pn-Ubergangsfläche abgewandten Oberflächenseite
des Halbleiterkörpers einen höher dotierten Zonenteil aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB40876/66A GB1091656A (en) | 1963-05-13 | 1966-09-13 | Improvements in or relating to semiconductor devices |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1589696A1 DE1589696A1 (de) | 1970-07-09 |
DE1589696B2 true DE1589696B2 (de) | 1974-08-15 |
DE1589696C3 DE1589696C3 (de) | 1975-03-27 |
Family
ID=10417074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671589696 Expired DE1589696C3 (de) | 1966-09-13 | 1967-09-06 | Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE703777A (de) |
DE (1) | DE1589696C3 (de) |
GB (1) | GB1091656A (de) |
NL (1) | NL6712550A (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH567803A5 (de) * | 1974-01-18 | 1975-10-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
JPH01318263A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Meidensha Corp | 半導体素子 |
-
1966
- 1966-09-13 GB GB40876/66A patent/GB1091656A/en not_active Expired
-
1967
- 1967-09-06 DE DE19671589696 patent/DE1589696C3/de not_active Expired
- 1967-09-13 NL NL6712550A patent/NL6712550A/xx unknown
- 1967-09-13 BE BE703777D patent/BE703777A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1589696C3 (de) | 1975-03-27 |
NL6712550A (de) | 1968-03-14 |
BE703777A (de) | 1968-03-13 |
GB1091656A (en) | 1967-11-22 |
DE1589696A1 (de) | 1970-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1614283C3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung | |
DE2040911A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements | |
DE1489031B1 (de) | Transistor mit einem scheibenfoermigen Halbleiterkoerper und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2238450C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung | |
DE1131329B (de) | Steuerbares Halbleiterbauelement | |
DE2241600A1 (de) | Hochspannungs-p-n-uebergang und seine anwendung in halbleiterschaltelementen, sowie verfahren zu seiner herstellung | |
DE1539079A1 (de) | Planartransistor | |
DE2500775C3 (de) | Hochspannungsfestes planeres Halbleiterbauelement | |
DE1906479C2 (de) | Halbleiterbauelement | |
DE2357376A1 (de) | Mesa-thyristor und verfahren zum herstellen von mesa-thyristoren | |
DE1544228C3 (de) | Verfahren zum Dotieren von Halbleitermaterial | |
DE2364752A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE1589696C3 (de) | Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor | |
DE2535864A1 (de) | Halbleiterbauelemente | |
DE2142391C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung | |
DE2833319C2 (de) | Kapazitätsdiode | |
DE2101279C2 (de) | Integrierter, lateraler Transistor | |
DE1764829B1 (de) | Planartransistor mit einem scheibenfoermigen halbleiter koerper | |
DE1269732B (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen | |
DE1489031C (de) | Transistor mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2851186A1 (de) | Transistor vom mesatyp und verfahren zur herstellung dieses transistors | |
DE1963132C3 (de) | Halbleiteranordnung mit mindestens einer in einem monolithischen Halbleiterkörper angebrachten integrierten Schaltung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE1564427A1 (de) | Doppeldiffusions-Halbleiterelement und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE1464244C3 (de) | Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung | |
DE6924915U (de) | Steuerbares halbleiterbauelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |