DE1789155B1

DE1789155B1 - Leistungshalbleiterbauelement und verfahren zum herstellen

Info

Publication number: DE1789155B1
Application number: DE19631789155
Authority: DE
Inventors: Eduard Prof Gerecke
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-02-20
Filing date: 1963-02-18
Publication date: 1976-03-11
Also published as: GB1031043A; AT255569B; DE1439215B2; DE1439215A1; BE628619A; CH414866A; FR1360744A

Description

zwischen der höher und der niedriger dotierten

Zone (ρ, η, ν, π) verlaufenden pn-Überganges (G)
bildet, gleich 180° minus dem Wert des Winkels (α) ist, den die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (ν, π) mit der Ebene dieses pn-Über- 60
ganges (G) bildet (Fig. 3, Linie 1-7). Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbau-

7. Leistungshalbleiterbauelement nach An- element mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens zwei schichtf örmigen Zonen entgesowohl die Mantelfläche der niedriger (π) als gengesetzten Leitungstyps und mit mindestens einem auch die der höher (n) dotierten Zone mit der 65 auf Sperrung beanspruchten pn-übergang und einer Ebene des zwischen ihnen verlaufenden pn-Über- Mantelfläche, die mindestens teilweise zu der Ebene ganges (G) einen spitzen Winkel bildet (Fig. 7). des pn-Überganges bzw. der pn-Übergänge auf dem

8. Leistungshalbleiterbauelement nach einem ganzen Umfang geneigt ist.

der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (v) dort, wo sie gegenüber der Ebene des zwischen der höher und der niedriger dotierten Zone (p, v) verlaufenden pn-Überganges (G) geneigt ist, konisch ist (F i g. 3).

9. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (v) dort, wo sie gegenüber der Ebene des zwischen der höher und der niedriger dotierten Zone (p, v) verlaufenden pn-Überganges (G) geneigt ist, konkav ist (F i g. 5).

10. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (π) dort, wo sie gegenüber der Ebene des zwischen der höher und der niedriger dotierten Zone (η, π) verlaufenden pn-Überganges (G) geneigt ist, konvex ist (F i g. 6).

11. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (v) mit der Ebene des zwischen der höher und der niedriger dotierten Zone (p, v) verlaufenden pn-Überganges (G) bildet, von diesem pnübergang (G) weg auf den doppelten bis zehnfachen Wert zunimmt (F i g. 5).

12. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der niedriger dotierten Zone (ν,π) größer ist als 100 Mikron.

13. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Halbleiterkörpers, insbesondere die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (ν, π), mit einer Schutzschicht aus SiO₂ oder Silikon-Lack überzogen ist.

14. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone (ν, π) abgrenzend an den zwischen der höher und der niedriger dotierten Zone (ρ, η, π, ν) verlaufende pn-übergang (G) mit Metall oder Graphit überzogen ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung der Mantelfläche mittels eines Strahles (5) aus flüssigen und/oder festen Stoffen oder mittels mechanischer Vorrichtungen, wie Schleifscheiben u. dgl. erfolgt.

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Ein solches Bauelement ist bekannt aus J. El. fläche mindestens eines Teiles der niedriger dotierten

Chem. Soc, 107 (1960), Nr. 12, S. 269 C. Durch die Zone zu der Ebene dieses pn-Überganges unter einem

Neigung der Mantelfläche zu der Ebene des auf Sper- spitzen Winkel geneigt ist.

rung beanspruchten pn-Überganges wird die Fläche, Das erfindungsgemäße Leistungshalbleiterbauele-

in welcher die Sperrschicht die Mantelfläche schnei- 5 ment ist also, mit anderen Worten, an seiner Mantel-

det, vergrößert und dadurch die elektrische Oberflä- fläche derart angeschrägt, daß der Querschnitt in dem

chenfeldstärke vermindert. Damit werden sehr viel pn-übergang größer ist als ein paralleler Querschnitt

größere Oberflächendurchbruchspannungen erzielt. durch die niedriger dotierte Zone dort, wo deren

Es können auf diese Weise Bauelemente hergestellt Mantelfläche angeschrägt ist. Die Mantelfläche kann

werden, die Rückwärtsspannungen von etwa 3500V io dort, wo der pn-übergang an die Oberfläche tritt,

bei weniger als ΙΟμΑ Sperrstrom ermöglichen. angeschrägt sein, muß es aber nicht.

Bei Leistungshalbleiterbauelementen ist es sehr Es ist von großer Wichtigkeit für die Erfindung, wichtig, daß die Oberflächenfeldstärke, insbesondere daß die Mantelfläche der niedriger dotierten Zone die Tangentialkomponente auf der Mantelfläche, ver- zu der Ebene des pn-Überganges unter einem spitzen mindert wird. Dadurch kann erreicht werden, daß 15 Winkel geneigt ist, das Bauelement sich also vom ein etwaiger Durchbruch zuerst im Inneren des Bau- pn-übergang her in die niedriger dotierte Zone hinein elementes stattfindet, wodurch sich nicht nur eine verjüngt. Wäre die Mantelfläche unter einem stumpstabilere Strom-Spannungscharakteristik ergibt, son- fen Winkel geneigt, würde sich das Bauelement vom dern auch die frei werdende Energie besser be- pn-übergang her also in die hoher dotierte Zone hinherrscht werden kann. Die Tangentialfeldstärken 20 ein verjüngen bzw. würde man die Abschrägung nach können bis einige Hundert Kilovolt pro cm errei- außen statt nach innen machen, so träte die vorteilchen, hafte Wirkung nach der vorliegenden Erfindung nicht

Aus Solid-State Electronics 1 (1960), pp. 107 bis ein, obwohl auch hier die Breite der Sperrschicht an 122 und DT-PS 10 67 129 ist es bekannt, daß die der Oberfläche größer würde, und somit eine VerSperrschicht sich bei gegebener Spannung auf der 25 minderung der Tangentialfeldstärke an der Mantelniedriger dotierten Seite des auf Sperrung bean- fläche zu erwarten wäre.

spruchten pn-Überganges stärker ausdehnt als auf der In der Literatur sind bereits auch andere Halbhöher dotierten Seite. Diese Tatsache zusammen mit leiterbauelemente beschrieben worden, welche eine einer Neigung der Mantelfläche, d. h. einer Anschrä- Anschrägung aufweisen, beispielsweise um die durch gung des Bauelementes, verbreitert die Sperrschicht 30 die Sperrschicht bewirkte Kapazität zu verringern. In an der Oberfläche beachtlich und vermag somit die der US-PS 29 93 155 wird eine auf Sperrung bean-Oberflächenfeldstärke herabzusetzen. Aus Solid-State spruchte Diode beschrieben, deren eine Elektrode be-Electronics, a.a.O., ist es überdies insbesondere be- deutend kleiner als die andere ausgebildet ist, wokannt, ein Halbleiterbauelement auf einem Teil sei- durch die Kapazität mit zunehmender Sperrspannung nes Umfanges derart anzuschrägen, daß die Mantel- 35 besonders stark sinkt. Diese Anordnung wird dort als fläche der niedriger dotierten Zone mit der Ebene spannungsabhängiger Kondensator bezeichnet. Ihr des zwischen dieser und einer höher dotierten Zone Anwendungsbereich liegt bei sehr hohen Frequenzen verlaufenden pn-Überganges einen spitzen Winkel im Gebiete der MHz und GHz und bei kleinen Leibildet. stangen von Mikrowatt. Eine ähnlich wirkende An-

Aus der AU-PS 2 44 374 sind ebenfalls Halbleiter- 4° schrägung eines Halbleiterbauelements mit Kollektorbauelemente der eingangs genannten Art, insbeson- elektrode ist in der DT-AS 10 94 886 dargestellt, dere ein p⁺in+-Gleichrichter bekannt. Letzterer weist Dort ist zwischen dem Kollektor und der Basis des zwischen p⁺- und der i-Zone an einen auf Sperrung gezeichneten Transistors eine breite eigenleitende beanspruchten Übergang auf. Hierbei bildet jedoch Schicht vorgesehen, deren Rand leicht abgeschrägt die Mantelfläche der i-Zone mit diesem Übergang 45 ist. Die geringe Dotierung bewirkt eine große Breite einen stumpfen Winkel. der Sperrschicht, also eine kleine Kapazität, die durch

Der gesamte vorstehend angegebene Stand der die Anschrägung weiterhin verringert wird. Der AnTechnik gibt also keinen Hinweis, ob es für die Ver- Wendungsbereich liegt auch hier bei sehr hohen Freminderung der Oberflächenfeldstärke vorteilhafter quenzen.

ist, das Element derart anzuschrägen, daß die höher 50 Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch auf

dotierte Zone, oder aber derart, daß die niedriger Leistungshalbleiterbauelemente mit vorzugsweise über

dotierte Zone den größeren Querschnitt aufweist. 500 Volt liegenden Sperrspannungen an den Sperr-

Daß sich jedoch für diese beiden Möglichkeiten der schichten. Die Kapazitäten dieser Sperrschichten spie-

Anschrägung unterschiedliche Konsequenzen erge- len gar keine Rolle, dagegen treten an der Oberfläche

ben könnten, könnte man deshalb erwarten, weil, wie 55 der Sperrschicht sehr hohe elektrische Feldstärken

z. B. aus Solid-State Electronics, a. a. O. bekannt ist, auf, die zur Zerstörung führen können. Bei dem Lei-

die die Sperrschicht begrenzenden Äquipotential- stungshalbleiterbauelement nach der Erfindung wird

flächen durch die Anschrägung im Bereich der Man- die tangentiale Feldstärke an der Oberfläche bis auf

telfläche gekrümmt werden. einen unschädlichen Wert reduziert.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Art 60 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach-

der Anschrägung eines Leistungshalbleiterbauelemen- folgend an Hand von Zeichnungen erläutert. Dabei

tes der eingangs angegebenen Art anzugeben, bei der zeigt

die Oberflächenfeldstärke optimal vermindert wird. Fig. 1 eine Darstellung zur Veranschaulichung

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß des Verhaltens einer Sperrschicht an einem auf Sper-

bei einem Leistungshalbleiterbauelement der eingangs 65 rung beanspruchten pn-Ubergang,

angegebenen Art ein auf Sperrung beanspruchter pn- Fig. 2 den Verlauf der elektrischen Feldstärke an

Übergang die Grenze zwischen einer höher und einer einem pn-übergang wie in F i g. 1,

niedriger dotierten Zone bildet und daß die Mantel- Fig. 3 eine Darstellung zur Veranschaulichung des

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Verhaltens einer Sperrschicht an einem auf Sperrung an einem pn-übergang G in derjenigen Schicht auf,

beanspruchten pn-übergang, wobei die Mantelfläche welche eine geringere Dotierung aufweist.

der niedriger dotierten Zone angeschrägt ist, In der Fig. 2 sind zwei weitere Fälle e₃' und e₃"

F i g. 4 den Verlauf der elektrischen Feldstärke an eingetragen. e₃' tritt ein, wenn die r-Schicht nicht do-

einem pn-übergang wie in Fig. 3, 5 tiert, also eigenleitend ist. In dieser nicht dotierten

Fig. 5 eine konkave Anschrägung, Schicht ist alsdann die Feldstärke E konstant. Dotiert

Fig. 6 eine konvexe Anschrägung, man diese Schicht ganz schwach p-leitend (π) so tritt

Fig.7 einen pn-übergang, bei welchem auch die die maximale FeldstärkeE längs der Trennschicht

Mantelfläche der höher dotierten Zone mit der Ebene 4-41 auf, also dort, wo der Polaritätswechsel π-η der

des pn-Überganges einen spitzen Winkel bildet, und io Dotierung vorhanden ist. Die Trennschichten 1-11

F i g. 8 eine Methode zur Herstellung der Anschrä- und 4-41 haben dann ihre Funktionen vertauscht,
gung mittels eines Strahles. F i g. 3 zeigt die drei Schichten ρ, ν, η entsprechend Fig. 1 zeigt drei verschieden stark dotierte Schich- Fig. 1. Der Querschnitt der »»-Schicht nimmt nun ten eines Halbleiterkörpers. Sie sind mit ρ, ν und η aber vom Querschnitt der p-Schicht bis zum Querbezeichnet. Der pn-übergang G befindet sich zwi- 15 schnitt der η-Schicht dauernd ab, das Profil der sehen der p- und v-Schicht, die von entgegengesetz- r-Schicht verläuft längs der Geraden 1-2-3-4. Die in tem Leitungstyp sind. In Fig. 2 ist der Verlauf der Fi g. 3 eingetragene Dicke b der r-Schicht nimmt also elektrischen Feldstärke E bei auf Sperrung bean- mit zunehmendem Abstand α vom Randpunkt 1 weg spruchtem pn-übergang in Funktion der Koordinate ζ zu, im dargestellten Falle ist b proportional zu a. Der dargestellt. Bei homogener Dotierung der Schichten 20 Neigungswinkel α kann verschieden groß gewählt und bei abruptem Übergang von der v- zur p-Schicht werden. Fig. 4 zeigt ähnlich wie Fig. 2 den Verlauf besteht die die Feldstärke E darstellende Kurve aus der elektrischen Feldstärke E in Funktion der Koordieinzelnen Geradenstücken. Die maximale Feldstärke E natez für eine mittlere Achse A-A. Das Halbleitertritt demnach immer am pn-übergang G auf. Ist die bauelement gemäß Fig. 3 kann rotationssymmetrisch, Dotierung nicht homogen und ist der Übergang der 25 aber auch ebene Mantelflächen aufweisen, die GeDotierung an dem pn-übergang G langsam, so erhält rade 1-4 kann also die Erzeugende eines Konus oder man Feldstärkekurven wie C₁ in Fig. 2. Die Feld- eines Parallelepipedes sein. Nimmt man an, daß bei stärke Zs im Punkte 11 im Inneren des Halbleiter- Sperrbeanspruchung von G ohne Anschrägung in körpers und die Tangentialfeldstärke E_t im Punkte 1 dem Punkte 1 nahezu die gleiche Feldstärke E₁ wie auf der Mantelfläche des Halbleiterkörpers sind un- 30 im Punkteil herrscht, so ergibt sich, daß die tangef ähr gleich groß und beide maximal entsprechend E gentiale Feldstärke E_t in dem Punkte 1 um so kleiner in Fig. 2. Die Kurven e_v e₂, e₃ der Feldstärken in ist, je kleiner der Winkel α ist. Die tangential FeId-Fi g. 2 entsprechen verschieden hohen Sperrspannun- stärke £< nimmt nun vom Punkt! bis zum Punkt 3 gen. Im Falle e_t hat die positive Raumladungszone ab und erreicht im Punkte 3 den Wert Null. Die der Sperrschicht, die durch die Linie 3-31 begrenzt 35 Raumladungszone in der ^-Schicht ist durch die ist, die Breite W₁, die Feldstärke in den Punkten 31 Punkte 1-11-31-3 abgegrenzt. Ist die Sperrspannung und 41 ist Null, im Punkte 2 ist sie recht klein. Man höher, so kann die Raumladungszone bis zur Fläche erkennt daraus, daß die tangential Feldstärke an der 4-41 oder sogar bis in die η-Zone nach 5-51 vordrin-Oberfläche des Halbleiterkörpers in der Höhe des gen. Die tangential Feldstärke E_t ist jedoch bei den pn-Überganges G am größten ist und mit der Ent- 40 Punkten 3, 4, 5 in der Regel sehr viel kleiner als im fernung von dem pn-übergang bis auf Null abnimmt. Punkte 1. Man ersieht daraus, daß der Neigungswin-Im FaUe e₂ (F i g. 2) reicht die Raumladungsschicht kel« in der Gegend der Punkte 3, 4, 5 größer, z. B. gerade über die ganze Breite d der v-Schicht herüber, doppelt bis zehnmal so groß sein darf als bei Punkt 1. während im Falle e₃ auch noch in der stärker dotier- Um zu vermeiden, daß in der p-Schicht auf der ten η-Zone eine schmale Raumladungsschicht, be- 45 Strecke 1-6 hohe Feldstärken auftreten, ist es angegrenzt durch die Linie 5-51, auftritt. Nach F i g. 2 zeigt, auch das Profil der p-Schicht entsprechend zu tritt also die größte tangentiale Feldstärke.E₁ beim formen, z.B. entsprechend einem Linienzug durch pn-übergang G auf. die Punkte 1-62-7. Versuche haben gezeigt, daß es In F i g. 1 sind drei Schichten ρ, ν und η eingezeich- auch möglich ist, daß Profil nach der Geraden 9-10 net; statt dessen könnten jedoch auch nur zwei 50 zu begrenzen, so daß die v-Schicht am Rande eine Schichten p-v vorhanden sein. Unter ν wird eine geringe Stärke b₀ hat, die klein ist im Vergleich zur schwach dotierte Schicht mit negativen Majoritäts- Dicke d der v-Schicht. Die tangentiale Feldstärke in trägem, unter η eine stärker dotierte Schicht gleichen dem Punkte 111 ist dann ebenfalls sehr viel kleiner Leitfähigkeitstyps verstanden. In ähnlicher Weise soll als im Punkte 11.

π eine schwach dotierte positiv leitende Schicht und ρ 55 Hingegen hat sich gezeigt, daß das Bauelement

eine stärker dotierte positiv leitende Schicht bedeu- nicht im gewünschten Sinne funktioniert, wenn man

ten. Bei Mehrschichthalbleitern können nun alle mög- statt dem Winkel α den Wert 180°—α wählt, wenn

liehen Kombinationen aus ρ-, π-, ν- und η-Schichten man also die Abschrägung 1-4 spiegelbildlich nach

auftreten. Im Falle von Fig. 1 ist die v-Schicht außen statt nach innen wählt. Obwohl sin (180°—α)

schwächer dotiert als die p- und die η-Schicht, die 60 = sin α ist und damit die Aufweitung der Sperr-

Breite W₁ der Raumladungszone ist in der v-Schicht schicht in den beiden Fällen scheinbar die gleiche ist,

daher größer als die Breite W₂ der bei G an der Man- ist die tangentiale Feldstärke keineswegs für beide

telfläche mündenden Raumladungsschicht in der Fälle gleich, da dann die Raumladungszone W₁ nicht

p-Zone. Bei einem η-π-Übergang, bei dem die Kon- mehr bis zur schrägen Mantelfläche vordringt, son-

zentration der Akzeptoren in der π-Schicht kleiner ist 65 dem sich davon abhebt. Das bewirkt, daß dann das

als die Konzentration der Donatoren in der η-Schicht, Oberflächenfeld sich wieder auf eine schmale Zone

ist die Raumladungszone in der π-Zone größer als in konzentriert, ähnlich wie bei α = 90°.

der η-Zone. Die breitere Raumladungszone tritt also Die Winkel α = 0 und α = 90° in Fig. 3 sollen

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ausgeschlossen sein; desgleichen stumpfe Winkel α man jedoch α = 5°, so geht die tangentiale Feldstärke zwischen 90 und 180° entsprechend der Linie 1-12 beispielsweise auf rund einem Zehntel zurück. Bei in F ig. 3. Bei diesen letzteren nimmt die Grenze 3-31 einer Schichtdicke von d= 0,2 mm liegt dann die der Raumladungszone eine ungünstige Form an, wo- Breite b₅ in F i g. 3 beispielsweise bei 2 mm. Man erdurch die tangentiale Feldstärke E im Punkte 1 so- 5 sieht daraus, daß man bei hohen Sperrspannungen zu gar eher zu- statt abnimmt. Profilen kommt, die sich bequem durch mechanische

Die Ermittlung des wahren Feldstärkeverlaufs an oder chemische Mittel herstellen lassen. Das ist selbst der Mantelfläche ist sehr viel komplexer als vor- bei Werten von α = 2,5° noch gut möglich, stehend angedeutet. Bei Leistungshalbleiterbauelementen mit Sperr-

Die vorstehend angegebenen physikalischen Erläu- io spannungen an der Sperrschicht von über 500 Volt terungen, z. B. die angegebene Konstruktion für die liegt also die Dicke der schwach dotierten Schicht in tangentiale Feldstärke E_t im Punkt 1, gelten daher der Gegend von einigen Hundert Mikron, so daß sich nur in sehr grober Annäherung. Dennoch ist der für die Abschrägung gut ausführen läßt und ökonomisch die Erfindung maßgebende Effekt, daß eine Anschrä- tragbar wird. Die durch den Halbleiterkörper durchgung der beschriebenen Art des auf Sperrung bean- 15 gehende Leistung überschreitet dabei leicht 1 kW, sie spruchten pn-Überganges eine erhebliche Verminde- kann bis 50 kW und mehr erreichen, rung der elektrischen Tangentialfeldstärke an der Die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei HaIb-

Oberfläche bewirkt, jedenfalls qualitativ richtig. leiterbauelementen mit einem pn-übergang, also etwa

In F i g. 5 ist das Profil der v-Schicht längs der Dioden, anwendbar, sondern auch bei Mehrschicht-Kurve 1-2-3-4 geformt. Der Neigungswinkel α der 20 elementen, wie Thyristoren u. dgl. Bei Thyristoren Tangente nimmt vom Punkte 1 («J bis zum Punkte 4 (vergleiche z. B. Proc. IRE [1956], S. 1174 bis 1182 (α,) fortlaufend zu, er kann den Wert 90° erreichen oder auch Trans. AIEE, May 1959, S. 102 bis 106) oder sogar überschreiten, da in jener Zone die Feld- ist immer eine der beiden Basiszonen niedriger dostärke in der Achse des Halbleiterkörpers relativ tiert als die angrenzende Basis- und die Emitterzone, klein ist. Man erkennt auch, daß es möglich sein muß, 25 Das entspricht aber genau den Verhältnissen in den daß Profil so zu formen, daß die Tangentialfeldstärke Bildern 3 ... 7. Es handelt sich hier wie dort um annähernd konstant bleibt, indem man den Winkel α einen pn-übergang G, an welchem zwei schichtf örentsprechend variiert. Als Variante sind in Fig. 5 mige Zonen entgegengesetzten Leitungstyps aneinfür das Profil der p-Zone der Kurvenzug 1-62-7 so- anderstoßen. Die Dotierung der Schichten kann bei wie 2-9-10 gestrichelt eingetragen. 30 den Mehrschichtenelementen wiederum alle Werte

In F i g. 6 sind drei Schichten η-π-ρ gezeichnet, wo- annehmen, ζ. Β. ρ, π, ν, η.

bei die π-Schicht die am geringsten dotierte Schicht F i g. 8 zeigt die Herstellung einer Anschrägung

ist. Das Profil in Fig. 6 ist umgekehrt gekrümmt wie vermittels eines StrahlesS und einer DüseD. Der in F i g. 5, was in keinem Zusammenhang mit der An- Strahl 5 kann aus einer Flüssigkeit bestehen, z.B. Ordnung der Schichten steht. Es kann sein, daß aus 35 aus einer geeigneten Säure. Dieser Flüssigkeitsstrahl Gründen der verschiedenen örtlichen Dotierung oder kann aber auch feste Körper enthalten, um zusätzlich aus Herstellungsgründen das Profil der F i g. 6 ge- zu der chemischen eine mechanische Wirkung auswählt wird. Wesentlich ist auch hier, daß im Punkt 1 zuüben. Es ist auch möglich, daß nur ein Strahl feiner die tangentiale Feldstärke gegenüber der Feldstärke Körner verwendet wird, ähnlich wie bei einem Sandin der Achse des Halbleiters stark reduziert ist. 40 strahlgebläse. Solche Körper könnten beispielsweise In Fig. 7 ist der pn-übergang G zugeschärft; der aus reinem Quarz bestehen. Die Herstellung der ProNeigungswinkel β kann weit unterhalb 90° liegen. filformen nach den Bildern 2... 7 kann natürlich Diese Maßnahme bedingt eine Reduktion der tangen- auch mit rein mechanischen Mitteln, wie Schmirgeltialen Feldstärke in der Raumladungszone W₂. Die scheiben u. dgl., erfolgen.

beiden im pn-übergang G aneinanderstoßenden Do- 45 Die Oberfläche der Halbleiterkörper, insbesondere tierungszonen bilden also nach außen einen Keil oder in der schwachdotierten Zone, kann in bekannter eine Schneide. Weise mit geeigneten Schutzschichten überzogen wer-

Die Schichtdicked der r-Zone in Fig. 1 muß um den. Als solche können Lacke wie Silikone oder eine so höher gewählt werden, je höher die Sperrspannung Quarzschicht verwendet werden. In bestimmten Fälan dem pn-übergang G sein soll. Bei Spannungen von 50 len ist es vorteilhaft, die Oberfläche am Rande des 500 Volt bis 2000 oder 3000 und mehr Volt erreicht pn-Überganges, also dort, wo große tangentiale FeIdman leicht Dicken d von 0,1... 0,2 ... 0,3 mm, so stärken auftreten, zu metallisieren oder graphitieren, daß es durchaus möglich ist, das Profil entsprechend z. B. wie in den Fig. 6 und 7 in der Umgebung des den Bildern 2... 7 herzustellen. Beträgt der Winkel α Punktes 1. Man kann ferner den elektrischen Widerim Punkte 1 z. B. 30°, so wird die tangentiale Feld- 55 stand dieser Schicht m vom Punkt 1 bis zum Punkt 3 stärke dort beispielsweise um 50% reduziert. Wählt in den Fig. 6 und 7 ansteigen lassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

6095Π/183

Claims

Patentansprüche:

1. Leistungshalbleiterbauelement mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper mit mindestens zwei schichtf örmigen Zonen entgegengesetzten Leitungstyps und mit mindestens einem auf Sperrung beanspruchten pn-übergang und einer Mantelfläche, die mindestens teilweise zu der Ebene des pn-Überganges bzw. der pn-Übergänge auf dem ganzen Umfang geneigt ist, dadurch gekennnzeichnet, daß auf Sperrung beanspruchter pn-übergang (G) die Grenze zwischen einer höher (p, n) und einer niedriger (ν, π) dotierten Zone bildet und daß die Mantelfläche mindestens eines Teiles der niedriger dotierten Zone (ν, π) zu der Ebene dieses pn-Überganges (G) unter einem spitzen Winkel (α) geneigt ist.

2. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des spitzen Winkels (α) zwischen 2,5 und 30° beträgt.

3. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der höher dotierten Zone (p, n) im wesentlichen einen rechten, und die der niedriger dotierten Zone (ν,π) einen spitzen Winkel (<x) mit der Ebene des zwischen ihnen verlaufenden pn-Überganges (G) bildet, und der Scheitel (1) des Winkels zwischen diesen Mantelflächen am Ort des Austritts des pn-Überganges (G) an die Oberfläche des Halbleiterkörpers liegt (Fig. 3, Linie 2-1-8).

4. Leitungshalbleiterbauelement nach Ansoruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der höher dotierten Zone (p, n) im wesentlichen einen rechten, und die der niedriger dotierten Zone (ν, π) einen spitzen Winkel (α) mit der Ebene des zwischen ihnen verlaufenden pn-Uberganges bildet, und der Scheitel (9) des Winkels zwischen diesen Mantelflächen auf der Seite der niedriger dotierten Zone (ν, π) in einem endlichen Abstand (b₀) von der Ebene des pn-Überganges (G) liegt (Fig. 3, Linie 2-9-10).

5. Leistungshalbleiterbauelement nach An-Spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (O₀) des Scheitels (9) des Winkels zwischen den Mantelflächen der höher (p, n) und der niedriger (ν, π) dotierten Zone von der Ebene des pn-Überganges (G) klein ist gegenüber der Dikke (d) der niedriger dotierten Zone (ν, π).

6. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Winkels, den die Mantelfläche der höher dotierten Zone (p, n) mit der Ebene des