DE1589696C3 - Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor - Google Patents

Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor

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DE1589696C3 DE19671589696 DE1589696A DE1589696C3 DE 1589696 C3 DE1589696 C3 DE 1589696C3 DE 19671589696 DE19671589696 DE 19671589696 DE 1589696 A DE1589696 A DE 1589696A DE 1589696 C3 DE1589696 C3 DE 1589696C3
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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 Randfläche 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 1013 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-Übergang 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-Übergangsfläche an der gesamten Randfläche 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-Kollektor-Übergangs am Umfang größer als im mittleren TeU 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 Tiefdiffusion einer p+-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 η+-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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
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-Übergangsfläche an die Oberfläche des Halbleiterkörpers gegen die pn-Ubergangsfläche 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 gekennzeichnet, 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-Übergangsfläche abgewandten Oberflächenseite des Halbleiterkörpers einen höher dotierten Zonenteil aufweist.
DE19671589696 1966-09-13 1967-09-06 Halbleiterbauelement, insbesondere Flächentransistor Expired DE1589696C3 (de)

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DE1589696B2 DE1589696B2 (de) 1974-08-15
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