DE1905127U - SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A SIGNIFICANTLY SINGLE CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY. - Google Patents
SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A SIGNIFICANTLY SINGLE CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY.Info
- Publication number
- DE1905127U DE1905127U DES40232U DES0040232U DE1905127U DE 1905127 U DE1905127 U DE 1905127U DE S40232 U DES40232 U DE S40232U DE S0040232 U DES0040232 U DE S0040232U DE 1905127 U DE1905127 U DE 1905127U
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor
- zone
- junction
- embedded
- semiconductor body
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 43
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N [Si].[Au] Chemical compound [Si].[Au] OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KAPYVWKEUSXLKC-UHFFFAOYSA-N [Sb].[Au] Chemical compound [Sb].[Au] KAPYVWKEUSXLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 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
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
-
- 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
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
- H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
-
- 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
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8611—Planar PN junction diodes
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)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
SIEMENS-SCHUGKERTWERKESIEMENS SCHUGKERTWERKE
I £ τ ti CfI £ τ ti Cf
- ft*·- ft *
Erlangen, den 13. Okt. 1964 Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, October 13, 1964 Werner-von-Siemens-Str. 50
Halbleiteranordnung mit einem im wesentlichen einkristallinen HalbleiterkörperSemiconductor arrangement with an essentially monocrystalline semiconductor body
HallDleiteranordnungen, wie Gleichrichter, Transistoren, Fotodioden, Vi ers chi chtanor dnungen u. dgl., "bestehen meistens aus einem im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörper aus Germanium, Silizium oder den intermetallischen Verbindungen der III. und V. bzw. der II. und VI. Gruppe des Periodischen Systems, auf den Elektroden, z. B. durch Diffusion oder Legierung, aufgebracht sind.Hall conductor arrangements such as rectifiers, transistors, photodiodes, Vi ers chtanor dings and the like, "mostly consist of an essentially monocrystalline semiconductor body made of germanium, silicon or the intermetallic compounds the III. and V. or II. and VI. Group of the Periodic Table, on the electrodes, e.g. B. by diffusion or alloy, are upset.
Si/ArSi / Ar
PLA 62/1031PLA 62/1031
Innerhalb des Halbleiterkörpers befinden sich für gewöhnlich mehrere Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps, welche durch pn i-berg^r.ge voneinander getrennt sind. ■', enr derartige pn-Übergänge be triebsiKiEiff ir. Sperr:cr:tir£*te-ancrrucht werben, raiß ein elektrischer Durch schlag en cfai Cteücan, an Jenen. r!er pr.-iter.rnng nn die rbertläoho .iec !halbleiter körper s tritt, ein Überschlag verhindert werden. Die Halbleiterkörper werden zu diesem Zweck für gewöhnlich verschiedenen Behandlungsverfahren unterworfen, durch welche Oberflächenverunreinigungen abgetragen und schützende Schichten, beispielsweise Oxydschichten, aufgebracht werden, mit deren Hilfe ein Überschlag am pn-übergang an der Oberfläche verhindert werden soll. Derartige Ätzverfahren, Oxydationsbehandlungen u.dgl. erfordern für gewöhnlich sehr große Sorgfalt und verteuern somit das Endnrodukt beträchtlich. Außerdem liegt die Durchbruchspannung eines pn-Überganges an der Oberfläche eines Kristalls infolge anderer Feldverteilung erheblich niedriger als innerhalb des Kristalls. Deshalb wird im allgemeinen die Sperrfähigkeit eines gleichrichtenden Überganges durch den Oberflächendurchbruch bestimmt. Die Erfindung sucht derartige Halbleiteranordnungen zu verbessern.Within the semiconductor body there are usually several zones of different conductivity types, which are separated from one another by pn i-berg ^ r.ge. ■ ', enr such pn-junctions operational risk ir. Blocking: cr: tir £ * te-ancrrucht advertise, caused an electrical breakdown en cfai Cteücan, to those. r! er pr.-iter.rnng nn the r bertläoho .iec! semiconductor body s occurs, a flashover can be prevented. For this purpose, the semiconductor bodies are usually subjected to various treatment processes, by means of which surface impurities are removed and protective layers, for example oxide layers, are applied, with the aid of which flashover at the pn junction on the surface is to be prevented. Such etching processes, oxidation treatments and the like usually require very great care and thus make the end product considerably more expensive. In addition, the breakdown voltage of a pn junction on the surface of a crystal is considerably lower than within the crystal due to a different field distribution. Therefore, the blocking capability of a rectifying junction is generally determined by the surface breakdown. The invention seeks to improve such semiconductor arrangements.
Neuerunginnovation
Die SÖSKäKSS betrifft eine Halbleiteranordnung mit einem im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörner und wenigstens zwei mit Kontaktelektroden versehenen Zonen verschiedenen Leitfähigkeitstyps, welche durch einen während des Betriebs der Halbleiteranordnung in Sperrichtung beanspruchten pn-Über-The SÖSKäKSS relates to a semiconductor device with an im essential monocrystalline semiconductor grains and at least two zones provided with contact electrodes different Conductivity type, which is caused by a pn over-
neuerungsinnovation
gang getrennt sind. i2£23t23Sg&gemäß ist in die Oberfläche dergang are separated. i2 £ 23t23Sg & according to is in the surface of the
- 2 - Si/Küp- 2 - Si / Küp
PLA 62/1031PLA 62/1031
einen Zone mindestens eine Zone des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps derart eingelagert, daß sie den an die Oberfläche tretenden Rand des betriebsmäßig in Verrichtung beanspruchten pn-übergangs vollständig umschließt. Ein derartiger Aufbau einer Halbleiteranordnung kann zu einer erheblichen Ersparnis hinsichtlich der Oberflächenbearbeitung führen. Gleichzeitig lassen sich hiermit höhere Sperrspannungen erzielen.a zone at least one zone of the opposite conductivity type stored in such a way that they operationally claimed the edge of the rising to the surface in performance pn junction completely encloses. One of those Structure of a semiconductor device can lead to a considerable Result in savings in terms of surface processing. At the same time, this enables higher blocking voltages to be achieved.
Der Grund für die Erhöhung der Sperrspannung ist darin zu sehen, daß die Sperrspannung an der Oberfläche des Halbleiterkörners sich nun auf mehrere pn-Übergänge verteilt. Der Spannungsabfall am einzelnen pn-übergang kann deshalb verhältnismäßig gering gehalten werden, wodurch es sich erreichen läßt, daß ein elektrischer Überschlag oder Durchbruch auch bei sehr geringen Oberflächenbearbeitungen nicht m^hr erfolgt.The reason for the increase in the reverse voltage is therein to see the reverse voltage on the surface of the semiconductor grain is now distributed over several pn junctions. The voltage drop at the individual pn junction can therefore be proportionate are kept low, whereby it can be achieved that an electrical flashover or breakdown also in the case of very minor surface treatments no longer takes place.
Neuerunginnovation
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die MHMSSl näher erläutert werden. In den Figuren 1 bis 3 sind drei Halbleiter-Feuerung dioden im Querschnitt dargestellt, welche gemäß der IC aufgebaut sind. Die Halbleiteranordnungen sind der Deutlichkeit halber vergrößert und insbesondere in .den Dickenverhältnissen stark verzerrt dargestellt.The MHMSS1 is to be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments will. In Figures 1 to 3 there are three semiconductor firing systems diodes shown in cross section, which according to the IC are constructed. The semiconductor arrays are of clarity enlarged half and especially in .den thickness ratios shown strongly distorted.
Eine Halbleiterdiode, wie sie beispielsweise in I'ir. 1 dargestellt ist, kann z.B. in folgender Weise hergestellt werden: Auf eine Molybdänscheibe von etwa 22 mm Durchmesser und etwa 2 mm Dicke wird eine Aluminiumscheibe von etwa 19 mm DurchmesserA semiconductor diode such as that used in I'ir. 1 shown can be produced, for example, in the following way: On a molybdenum disk with a diameter of about 22 mm and about An aluminum disc about 19 mm in diameter is 2 mm thick
- 3 - Si/Küp- 3 - Si / Küp
PLA 62/1031PLA 62/1031
und etwa 50 αχ Dicke aufgelegt. Auf diese Aluminiumscheibe wird ein Plättchen aus p-leitendem Silizium mit einem spezifischen 7,'iderstand von etwa 1 000 Ohm cm und-einem Durchmesser von etwa 18 mm aufgelegt. Das Plättchen kann z.B. 300 /u Dicke haben. Darauf folrt eine Gold-Antimon-Folie mit beispielsweise 0,5 % Antimonyehalt, die einen kleineren Durchmesser, z.B. 14 mm, als die Siliziumscheibe und eine Dicke von etwa 80 /U aufweist. Eine ringscheibenförmige Folie aus dem gleichen Material und mit der gleichen Dicrce, welche z.3. einen Innendurchmesser von 15 mm und einen Außendurchmesser von 17 mm besitzt, wird ebenfalls auf die Oberseite des Halbleiterplättchens aufgelegt, und zwar in der Weise, daß sie die erste Folie überall mit gleichem Abstand umgibt.and placed about 50 αχ thickness. A plate made of p-conductive silicon with a specific resistance of approximately 1,000 ohm cm and a diameter of approximately 18 mm is placed on this aluminum disc. The plate can have a thickness of, for example, 300 / u. This is followed by a gold-antimony foil with, for example, 0.5 % antimony content, which has a smaller diameter, for example 14 mm, than the silicon wafer and a thickness of about 80 / rev. An annular disk-shaped film made of the same material and with the same Dicrce, which z.3. has an inner diameter of 15 mm and an outer diameter of 17 mm, is also placed on the upper side of the semiconductor wafer in such a way that it surrounds the first film everywhere with the same distance.
Das Ganze wird in ein mit diesen Materialien nicht reagierendes, nicht schmelzendes Pulver, beispielsweise Graphitpulver eingepreßt und auf etwa 800° C unter Anwendung von Druck erhitzt. Die Erwärmung kann beispielsweise in einem Legierun^sofen durchgeführt werden, welcher evakuiert bzw. mit einem Schutzgas gefüllt ist.The whole is converted into a non-reactive, non-melting powder such as graphite powder pressed in and heated to about 800 ° C with the application of pressure. The heating can, for example, take place in an alloy roll be carried out, which is evacuated or filled with a protective gas.
Fig. 1 zeigt das Ergebnis. Auf einer Molybdänscheibe 2 ruht eine Aluminium-Silizium-Legierung 3, an welche ein SiliziumkörOer angrenzt, welcher auf der der Aluminiumlegierung zugewendeten Seite eine mit Aluminium hochdotierte p-leitende Zone 4 aufweist. Danach folgt eine schwach p-leitende Zone 5> welche aus dem ursprünglichen Halbleitermaterial der in den Legierungsofen eingebrachten Siliziumscheibe besteht. Auf der Oberfläche liegtFig. 1 shows the result. An aluminum-silicon alloy 3, to which a silicon body rests on a molybdenum disk 2 adjoins, which on the side facing the aluminum alloy has a p-conductive zone 4 highly doped with aluminum. This is followed by a weakly p-conductive zone 5, which is made from the original semiconductor material in the alloy furnace introduced silicon wafer consists. Lies on the surface
_ a - Si/Küp_ a - Si / Küp
PLA 62/1031PLA 62/1031
eine im wesentlichen aus dem Gold-Silizium-Eutektikum bestehende Ronde 6 auf einer mit Antimon dotierten und demzufolge n-leitenden Zone 7 auf. Eine Ringscneibe 8, die ebenfalls im wesentlichen aus dem Gold-Silizium-Sutektikum besteht, ruht auf einer weiteren n-leitenderi Zone 9» welche ebenfalls die Form einer Ringscheibe aufweist. Die molybdänsciieibe 2 ist mit einem Kontakt 10 versehen, welcher in der Zeichnung symbolisch als Zuführungsleiter dargestellt ist- Die Kontaktelektrode 6 besitzt ebenfalls einen Kontakt 11. Die Ringscheibe 8 kann, z.E. durch Ätzen, entfernt werden. Sie kann aber auch auf dem Halbleiterkörper belassen werden.one consisting essentially of the gold-silicon eutectic Round 6 on a doped with antimony and therefore n-conductive Zone 7 on. A ring disk 8, which is also essentially consists of the gold-silicon sutectic, rests on one another n-conductive zone 9 »which also has the shape of a Has washer. The molybdenum disc 2 is with a contact 10 provided, which is symbolically shown in the drawing as a feed conductor is shown- The contact electrode 6 also has a contact 11. The washer 8 can, e.g. through Etching, to be removed. However, it can also be left on the semiconductor body.
Der Abstand der Ringelektrode 8 von der Ronde 6 beträgt etwa 500 /U. Durch den Legierungsvorgang werden die Größenverhältnisse der einzelnen Teile der Anordnung nur unwesentlich verändert, so daß sich durch die Bemessung der aufgebrachten FolieThe distance between the ring electrode 8 and the circular blank 6 is approximately 500 / rev. The alloying process determines the proportions the individual parts of the arrangement changed only insignificantly, so that the dimensioning of the applied film
/? er. er pu ng
bereits eine der fertigen Halbleiteranordnung ergibt. Der Abstand
der Ringelektrode 8 bzw. der Zone 9 von dem an die Oberfläche tretenden pn-übergang (äußere Grenze der Zone 7) wird zweckmäßigerweise
so gewählt, daß er eine oder mehrere Diffusionslän^en der Minoritätsträger beträgt. Hierdurch läßt sich verhindern,
daß die zusätzlich aufgebrachte Zone einen Transistoreffekt
zeigt. Im Falle eines Transistors ist zu fordern, daß der Abstand des Emitters von der £asis kleiner oder gleich 1/3 der
Diffusionslänge beträgt. Wenn man den Transistoreffekt also verhindern
will, so wird man den Abstand der zusätzlich eingelagerten Zone von dem pn-übergang größer oder gleich einer Diffusionslänge wählen.
/? he. he pu ng
already results in one of the finished semiconductor devices. The distance between the ring electrode 8 or the zone 9 from the pn junction emerging at the surface (outer boundary of the zone 7) is expediently chosen so that it amounts to one or more diffusion lengths of the minority carriers. This prevents the additionally applied zone from showing a transistor effect. In the case of a transistor, it is required that the distance between the emitter and the base is less than or equal to 1/3 of the diffusion length. If you want to prevent the transistor effect, you will choose the distance of the additionally embedded zone from the pn junction greater than or equal to a diffusion length.
. _ 5 - - Si/Küp. _ 5 - - Si / Küp
PLA 62/1031PLA 62/1031
Im vorliegenden Fall eines p-s-n-Gleichrichters bedeutet dies, daß der Abstand der Ringelektrode 8 von der Ronde 6 etwa im Bereich von 0,5 bis 5 Basisdicken liegen sollte, da die Basisdicke, nämlich der lineern /.tctnn.i zv.isehen 'ien Ζοηεη Ί v.n-l 7, L-i c ptl Haler : i:rx:i,ji .^r.i&rur.f oinec p-p-n- Ileiohrichtere ctv/a 2 riffusion;: Innren tetrngen coil.In the present case of a psn rectifier, this means that the distance between the ring electrode 8 and the circular blank 6 should be approximately in the range of 0.5 to 5 basic thicknesses, since the basic thickness, namely the lineers /.tctnn.i, should be visible Ζοηεη Ί vn-l 7, Li c ptl Haler: i: rx: i, ji. ^ Ri & rur.f oinec ppn- Ileiohrichtere ctv / a 2 riffusion ;: Innren tetrngen coil.
Im Betrieb der Halbleiterdiode liegt an den Kontakten 10 und 11 eine ,V echo el spannung. Die Diode läßt lediglich einen Durchlaßstrom in Richtung von dem Kontakt 10 zu dem Kontakt 11 fliessen, während sie bei umgekehrter Polung der ,VechselsOannung an dem zwischen den Zonen 5 und 7 befindlichen pn-übergang sperrt. Diese Sperrspannung ist durch verschiedene Umstände begrenzt, insbesondere durch die Dotierung des Materials sowie durch die Dicke der Zone 5- An der Oberfläche des halbleiterkörper ist die Sperrspannung, wie bereits beschrieben, durch Oberflächenverunreinigunsren, wie z.B. Feuchtigkeit., und die Feldstärke begrenzt. Durch die Aufteilung der Sperrsr>annung an der Oberfläche auf mehrere pn-ÜbergL'nge wird erreicht, daß der einzelne pn-übergang wesentlich geringer beansprucht ist und damit im Ganzen die Sperrspannung erheblich höher getrieben werden kann, z.B. auf 2000 V oder höher.During operation, the semiconductor diode is connected to contacts 10 and 11 a, V echo el voltage. The diode only allows a forward current flow in the direction from the contact 10 to the contact 11, while with reversed polarity they flow to the alternating voltage blocks the pn junction located between zones 5 and 7. This reverse voltage is limited by various circumstances, in particular by the doping of the material and by the Thickness of the zone 5- on the surface of the semiconductor body is the reverse voltage, as already described, due to surface contamination, such as moisture., and the field strength is limited. By dividing the barrier on the surface on several pn-transitions it is achieved that the individual The pn junction is significantly less stressed and thus the reverse voltage can be driven considerably higher overall, e.g. to 2000 V or higher.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß ^ig. 1 wird der Spannungsabfall der SperrsOann^ng zwischen den Eontakten 11 und 10 an der Oberfläche des Halbleiterkörpers im wesentlichen durch den pn-übergang zwischen den Zonen 5 und 7 und durch den pn-übergang am Außenrand der Zone 9 getragen.In the embodiment according to ^ ig. 1 becomes the voltage drop the locking between the contacts 11 and 10 on the surface of the semiconductor body essentially through the pn junction carried between zones 5 and 7 and through the pn junction on the outer edge of zone 9.
- 6 - Si/Küp- 6 - Si / Küp
PLA 62/1051PLA 62/1051
In Fir. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der ;^Kiffi% dargestellt, welches in ähnlicher V/eise wie das gemäß Fig. 1 hergestellt werden kann und welches im wesentlichen auch den gleichen Aufbau aufweist. Pur gleiche Teile wurden die gleichen Bezeichnungen gewählt.In Fir. 2 is another embodiment of the; ^ Kiffi% shown, which is produced in a manner similar to that of FIG can be and which also has essentially the same structure. The same parts were given the same names chosen.
Lediglich die Herstellung der in die Oberfläche des hai"bieiterkörrers eingelagerten Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps wurde bei diesem Beispiel in anderer Weise bewirkt. In die schwach p-leitende Zone 5 wurde nämlich von der Oberseite des Halbleiterkörpers her ein η-dotierender Stoff, beispielsweise Phosphor, eindiffundiert, wodurch eine dünne η-leitende Zone entsteht, die z.B. 1 bis 10 yu stark sein kann. Diese n-leitende Zone wird durch das Einarbeiten von Unterbrechungen 12 und in einzelne ringecheibenförmige Zonen 14, 15 und 16 aufgeteilt. Die Vertiefungen 12 und 13 können z.B. durch Einätzen oder durch mechanische Einarbeitung hergestellt werden. Im Betriebsfall finden sich bei Beansprucnung der Halbleiterdiode in Sperrichtung drei hintereinander geschaltete pn-tbergänge an der Oberfläche des Halbleiterkörpers, welche zu der gewünschten Aufteilung der Sperrspannung führen.Only the production of the opposite in the surface of the h a i "bi e iterkörrers incorporated zones conductivity type has been effected in this example in other ways. Conductive p-type In the weakly Zone 5 was namely from the upper surface of the semiconductor body produces a η-dopant material, for example phosphorus, diffused in, which creates a thin η-conductive zone, which can be, for example, 1 to 10 yu thick. This n-conductive zone is divided into individual ring disk-shaped zones 14, 15 and 16. The depressions 12 and 13 can be produced, for example, by etching or mechanical working in. In operation, when the semiconductor diode is stressed in the reverse direction, there are three pn-transitions connected in series on the surface of the semiconductor body, which lead to the desired distribution of the reverse voltage.
Neuerung Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der ^ΣίΧΊ^ΜΜΈ können die zusätzlich aufgebrachten Zonen mit einer der Kontakt elektroden über einen 'Widerstand verbunden sein. Hierdurch ist ihr Potential im Betriebsfall eindeutig festgelegt und die gleichmäßige Belastung der einzelnen pn-Übergänge gesichert. Derartige Widerstände sind zweckmäßigerweise mit im Gehäuse der gekapseltenInnovation According to a further embodiment of the ^ ΣίΧΊ ^ ΜΜΈ the additionally applied zones can be connected to one of the contact electrodes via a 'resistor. This clearly defines their potential during operation and ensures that the individual pn junctions are evenly loaded. Such resistors are expediently encapsulated in the housing
- 7 - Si/Küp- 7 - Si / Küp
PLA 62/1031 Halbleiteranordnung untergebracht.PLA 62/1031 semiconductor device housed.
Pig. 3 zeigt eine praktische Ausführun^sforni. Es handelt sich um eine Halbleiteranordnung entsprechend Pi£. 1. Hinzu kommt lediglich ein Widerstand 17 von einigen hundert kScr, der zwischen die Kontakt elektroden 6 und 8 geschaltet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann dieser Widerstand als dünne Widerstandsschicht ausgebildet sein, welche,auf der Halbleiteroberfläche aufliegt und die einzelnen Zonen miteinander verbindet. Hierfür geeignet sind z.B. eine aufgedampfte Metallschicht, eine Oxydschicht, Graphit oder ein metallhaltiger Lack.Pig. 3 shows a practical embodiment. It is about around a semiconductor arrangement corresponding to Pi £. 1. Added to that only a resistance 17 of a few hundred kScr between the contact electrodes 6 and 8 is connected. According to another Embodiment can this resistor as a thin resistive layer be formed which, on the semiconductor surface rests and connects the individual zones with one another. A vapor-deposited metal layer, a Oxide layer, graphite or a metal-containing paint.
Derartige an die Oberfläche tretende pn-Übergange ringförmig umgebende, in die eine Zone eingelagerte Zonen des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps können auch in anderer 7,'eise hergestellt v/erden, beispielsweise durch Diffusion mit Hilfe von Masken, wobei durch derartige Masken die Oberfläche mit Ausnahme eines ringförmigen Teils bedeckt ist. Eine v/eitere Herstellungsweise kann darin bestehen, daß ein dotierender Stoff in Porm einer Paste auf die Halbleiteroberfläche in der gewünschten Form aufgebracht und anschließend durch einen Erwärmungsvorgang in den Halbleiterkörper eindiifundiert wird. Eine derartige Diffusion mit Hilfe einer Paste kann beispielsweise beim Einlegieren der Kontaktelektroden 3 und 6 erfolgen.Such pn junctions emerging at the surface ring-shaped surrounding, Zones of the opposite conductivity type embedded in one zone can also be produced in another v / ground, for example by diffusion with the aid of masks, the surface with the exception of such masks of an annular part is covered. Another manufacturing method can consist in that a doping substance in the form of a paste on the semiconductor surface in the desired Form is applied and then diffused into the semiconductor body by a heating process. Such a one Diffusion with the aid of a paste can take place, for example, when the contact electrodes 3 and 6 are alloyed.
Neuerung
Selbstverständlich ist die ESXXSMSl nicht auf die beschriebenen
Ausführungsformen begrenzt. So kann z.B. bei einem anderen Aufbau
der Halbleiterdiode eine p-leitende Zone in das n-leitendeinnovation
Of course, the ESXXSMS1 is not limited to the embodiments described. For example, in the case of a different structure of the semiconductor diode, a p-conducting zone can be inserted into the n-conducting zone
- 8 - Si/Küp- 8 - Si / Küp
PLA 62/1031PLA 62/1031
Halbleitermaterial eingelagert werder,, welche dann ebenfalls den an die Oberfläche tretenden pn-übergang ringförmig umschließt. Zwecks Erhöhung der Sperrspannung kann die Zahl der hintereinander geschalteten pn-Übergänge praktsich beliebig gesteigert werden.Semiconductor material is stored, which then also encircles the pn junction emerging to the surface. To increase the reverse voltage, the number of pn junctions connected in series can be increased practically at will.
Auch andere Halbleiteranordnungen mit sperrenden pn-ÜbergangenAlso other semiconductor arrangements with blocking pn junctions
■ neu^erungs ..„ . . „ . _ . können m der asxxSbsJöffijESgemäß en ,/eise aufgebaut sein; z.B. kann bei Transistoren in der Nähe des Kollektor-pn-Überganges eine derartige eingelagerte und den pn-übergang umschließende zusätzliche Zone angebracht werden. Bei Yierschichtanordnungen, welche z.B. als Stromtore verwendet werden, können ebenfalls, insbesondere am mittleren pn-übergang, derartige zusätzliche Zonen in dem Halbleiterkörper angebracht werden.■ new ^ eration .. ". . ". _. can be structured according to the asxxSbsJöffijES; For example, in the case of transistors in the vicinity of the collector-pn junction, an additional zone of this type which is embedded and enclosing the pn junction can be attached. In the case of Yier layer arrangements, which are used, for example, as current gates, such additional zones can likewise be applied in the semiconductor body, in particular at the middle pn junction.
Eine weitere Möglichkeit zur Anbringung einer zusätzlichen Zone besteht darin, daß ein beispielsweise stabförriger Halbleiterkörper eines Leitfähigkeitstyps mit einer Oberflächenschicht des entgegengesetzten leitfähigkeitstyps, z.B. durch Diffusion, versehen wird, !flach dem Aufteilen in scheibenförmige Körper durch Schnitte senkrecht zur Stabachse sind die so gewonnenen Halbleiterscheiben gleich mit einer Randzone des entgegengesetzten L eit f ähigkei t st yps vcr ε ei: en.Another option for adding an additional zone is that a for example rod-shaped semiconductor body of a conductivity type with a surface layer of the of opposite conductivity type, e.g. by diffusion becomes,! flat by dividing it into disk-shaped bodies For cuts perpendicular to the rod axis, the semiconductor wafers obtained in this way are the same as an edge zone of the opposite one Leadership skills cr ε ei: s.
3 Figuren3 figures
- 9 - Si/Küp- 9 - Si / Küp
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES40232U DE1905127U (en) | 1962-01-26 | 1962-01-26 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A SIGNIFICANTLY SINGLE CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES40232U DE1905127U (en) | 1962-01-26 | 1962-01-26 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A SIGNIFICANTLY SINGLE CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1905127U true DE1905127U (en) | 1964-11-26 |
Family
ID=33378846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DES40232U Expired DE1905127U (en) | 1962-01-26 | 1962-01-26 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A SIGNIFICANTLY SINGLE CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1905127U (en) |
-
1962
- 1962-01-26 DE DES40232U patent/DE1905127U/en not_active Expired
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1282196B (en) | Semiconductor component with a protection device for its pn transitions | |
| DE1614283B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
| DE2160462C2 (en) | Semiconductor device and method for its manufacture | |
| DE2019655A1 (en) | Process for the manufacture of semiconductors and for the manufacture of a doped metallic conductor | |
| DE1514376A1 (en) | Semiconductor component and method for its manufacture | |
| DE1228343B (en) | Controllable semiconductor diode with partially negative current-voltage characteristic | |
| DE1194500B (en) | A semiconductor device having a plurality of inserted strip-shaped zones of a conductivity type and a method of manufacturing | |
| EP0135733A2 (en) | Rectifier diode for a high reverse voltage | |
| AT233119B (en) | Semiconductor arrangement with an essentially monocrystalline semiconductor body | |
| DE1278023B (en) | Semiconductor switching element and method for its manufacture | |
| DE1764023A1 (en) | Semiconductor component with improved breakdown voltage | |
| CH406439A (en) | Semiconductor arrangement with an essentially monocrystalline semiconductor body | |
| DE1905127U (en) | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A SIGNIFICANTLY SINGLE CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY. | |
| DE1170082B (en) | Method for manufacturing semiconductor components | |
| DE1193766B (en) | Process for stabilizing the blocking properties of semiconductor arrangements achieved by etching | |
| DE1066283B (en) | ||
| DE1130525B (en) | Flat transistor with a disk-shaped semiconductor body of a certain conductivity type | |
| DE1276232B (en) | In particular, radiation-responsive semiconductor crystal arrangement with pn junction and the pn junction to protect against moisture | |
| DE2444881C3 (en) | Alloying process for manufacturing a semiconductor component | |
| DE2616925C2 (en) | Semiconductor component and method for its manufacture | |
| DE1464226B2 (en) | PROCESS FOR PRODUCING ELECTRICALLY UNSYMMETRICALLY CONDUCTIVE SEMICONDUCTOR ARRANGEMENTS | |
| DE1190582C2 (en) | Switching semiconductor component | |
| DE2423114A1 (en) | SEMI-CONDUCTOR DEVICE | |
| DE2120579B2 (en) | Cold cathode | |
| DE1113520B (en) | Process for the production of semiconductor arrangements, in particular for high current purposes, with several relatively large-area layers of different conductivity types |