DE19908477B4 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung mit
– einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps,
– einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, der auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist,
– einem ringförmigen zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) des zweiten Leitungstyps, der in der ersten Hauptoberfläche in einem Bereich außerhalb von und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum gebildet ist, mit einer größeren Tiefe von der Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und einer höheren Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3),
– einer ersten Metallschicht (8), welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem vorgeschriebenen Abstand von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4) vorgesehen ist, und
– einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) ist, wobei
– der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3) und der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und insbesondere auf eine Freilaufdiode mit einer Feldbegrenzungsschicht, welche als ein intelligentes Leistungsmodul bzw. als intelligente Leistungsbaueinheit benutzt wird.
  • Freilaufdioden (im folgenden als "FWD" bezeichnet) wurden als intelligente Leistungsmodule benutzt. Der Betrieb eines derartigen FWD 200 in einer Halbbrückenschaltung 400, wie sie in 27 für eine Simulationsbewertung des FWDs gezeigt ist, wird als ein Beispiel beschrieben. Das An/Aus der Halbbrückenschaltung wird durch einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (Insulated Gate Bipolar Transistor, im folgenden als "IGBT" bezeichnet) 210 gesteuert. Wenn eine Signalform (bzw. Wellenform), wie sie in 28 zum Beispiel gezeigt ist, von einer Stromversorgung zum IGBT 210 übertragen wird, schaltet sich der IGBT 210 von einem Aus-Zustand ein. Zu diesem Zeit punkt sind die Signalformen des Stroms und der Spannung zwischen den Knoten 0 und 1 und die Signalformen des Stroms und der Spannung zwischen den Knoten 1 und 2, wie sie in 29 bzw. 30 gezeigt sind. Wenn der IGBT 210 ausgeschaltet ist, wird eine Vorwärtsvorspannung an den FWD 200 angelegt, während, wenn der IGBT 210 eingeschaltet ist, eine Rückwärtsvorspannung an den FWD 200 angelegt wird. Wenn das Einschalten vervollständigt ist, wird der FWD 200 weiterhin mit einer hohen Rückwärtsvorspannung versorgt.
  • Der innere Zustand des FWD 200, wenn die hohe Rückwärtsvorspannung angelegt ist, wird unter Bezugnahme auf 16 bis 26 beschrieben. 16 ist eine Draufsicht einer der Anmelderin bekannten FWD, und ein zugehöriger Querschnitt entlang der Linie x-x ist in 17 gegeben. Die Struktur der der Anmelderin bekannten FWD wird nun unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben.
  • Die der Anmelderin bekannte FWD hat eine Anodenschicht 103, welche in dem Zentrum einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 101 in der Oberfläche des Halbleitersubstrats von der Seite einer Anodenelektrode gesehen vorsehen ist. Eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 ist um die Anodenschicht 103 vorgesehen. Eine Mehrzahl von ringförmigen Feldbegrenzungsschichten 105, welche in vorgeschriebenen Abständen außerhalb von und um die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 herum gebildet ist, ist derart gebildet, daß die Größe der ringförmigen Feldbegrenzungsschichten 105 nach außen allmählich ansteigt. Ein Stopperkanal 106 ist an dem äußersten Umfang des Halbleitersubstrats 101 vorgesehen.
  • Wie in 17, in dem Querschnitt entlang der Linie x-x in 16, gezeigt ist, weist ein n-Halbleitersubstrat 101 mit einer Breite w2 von 5600 μm und einer Dicke t von 500 μm eine Kathodenschicht 102, d.h. einen n-Dotierstoffdiffusionsbereich, der auf der unteren Seite des Halbleitersubstrats 101 in einer vorgeschriebenen Dicke und mit einer Konzentration höher als diejenige des Halbleitersubstrats 101, und eine Anodenschicht 103, d.h. einen p-Dotierstoffdiffusionsbereich mit einer Oberflächenkonzentration von 5 × 1016/cm3 und einer Breite w3 von 3450 μm, welcher von ungefähr dem Zentrum der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 101 zu einer Position in einem vorgeschriebenen Abstand und in der Diffusionstiefe von 6 μm von der Hauptoberfläche auf der Oberseite gebildet ist, auf.
  • Es ist auf der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 101 eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104, d.h. ein ringförmiger p-Dotierstoffdiffusionsbereich, welcher die Anodenschicht 103 zweidimensional umgibt, wobei der erstere tiefer ist als die Anodenschicht 103, und welcher eine Diffusionstiefe von 10 μm von der Hauptoberfläche auf der Oberseite, eine Diffusionskonzentration von 1 × 1019/cm3, größer als die Anodenschicht 103 und eine Breite w4 von 50 μm aufweist, gebildet. Eine Mehrzahl von Feldbegrenzungsschichten 105, d.h. eine Gruppe von ringförmigen p-Dotierstoffdiffusionsbereichen, wenn sie zweidimensional betrachtet werden, sind in vorgeschriebenen Abständen außerhalb der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 gebildet und besitzen dieselbe Konzentration wie die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104. Eine Stopperkanalschicht 106, d.h. ein n-Dotierstoffdiffusionsbereich mit einer Konzentration höher als das Halbleitersubstrat 101 ist an dem äußersten Umfang des Halbleitersubstrats 101 vorgesehen.
  • Es ist eine Metallschicht 107 für eine Kathodenelektrode (im folgenden als Kathodenelektrodenmetallschicht 107 bezeichnet), welche aus Gold (Au) oder dergleichen gebildet ist, angrenzend an die Kathodenschicht 102 vorgesehen, und eine Metallschicht 108 für eine Anodenelektrode (im folgenden als Anodenelektrodenmetallschicht 108 bezeichnet), welche aus Aluminium besteht, ist angrenzend an die Anodenschicht 103 vorgesehen und besitzt eine Breite w1 von 3450 μm.
  • Eine Vorwärtsvorspannung ist an dieser FWD angelegt, falls der IGBT 210, welcher als ein Schalter in der Halbbrückenschaltung 400 dient, ausgeschaltet ist, und deshalb wird ein positives Potential an die Anodenelektrodenmetallschicht 108 angelegt, und ein negatives Potential wird an die Kathodenelektrodenmetallschicht 107 angelegt. Daher werden in dem Querschnitt entlang D-D in 17 ein Strom, welcher von der Anodenschicht 103 zu der Kathodenschicht 102 verläuft, und ein Strom, welcher von der p-Anodenschicht 103 zu der Kathodenschicht 102 über die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 verläuft, erzeugt. Die Stromdichtenverteilung und die Dichteverteilung der positiven Löcher innerhalb der Vorrichtung zu diesem Zeitpunkt sind in 19 bzw. 20 angegeben. Wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential im Hinblick auf das Potential der Anodenelektrodenmetallschicht 108 als ein Referenzpotential an die Kathodenmetallschicht 107 angelegt wird, erstreckt sich die Äquipotentialfläche allmählich von einer Feldbegrenzungsschicht 105 zu einer anderen, allmählich nach außen von der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104, wenn das Potential ansteigt, und die Konzentration des elektrischen Feldes in der Nachbarschaft der Oberfläche des Halbleitersubstrats 101 kann entspannt werden bzw. nachlassen.
  • Zu diesem Zeitpunkt erscheint, wie von der Stromdichtenverteilung in 19 ersichtlich ist, ein Bereich mit einer höheren Stromdichte als seine Peripherie von 3 × 103 μm bis 4 × 103 μm in der Abszisse, welche den Abstand x von der Linie B-B in der Draufsicht des FWD in 17 darstellt, in anderen Worten an dem unteren Seitenabschnitt der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104. Dies beruht darauf, daß die innerste p-Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 mit einer hohen Dichte an der Position in einem Abstand in dem Bereich von 3 × 103 μm bis μm von der Linie B-B in 17 wie in 20 gezeigt vorgesehen ist, und als eine Folge ist die Lochdichte groß. Der Widerstandswert des n-Halbleitersubstrats 101 an dem unteren Seitenteil der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 ist daher verringert, was einen dadurch laufenden Strom auf einfachere Weise ermöglicht.
  • Die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 ist zum Verhindern der Konzentration, d.h. Konzentrierung bzw. Verstärkung des elektrischen Feldes an dem äußersten Umfangsteil der Anodenschicht 103 vorgesehen, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt ist, und, wie in 21 und 22 gezeigt ist, je größer der Radius der Krümmung eines Endes der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 ist, desto größer wird die Verteilung von Ladungen entlang des Umfangs sein, so daß die Konzentration des elektrischen Feldes weniger wahrscheinlich ist. Um den Radius der Krümmung der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 zu erhöhen, muß ein Dotierstoff von der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 101 zu einer Position tiefer als die Anodenschicht 103, wie in 23 gezeigt ist, implantiert werden. Ferner wird, um die für den Schritt des Diffundierens des Dotierstoffes erforderliche Zeit zu verkürzen, die Konzentration des zu implantierenden Dotierstoffes manchmal erhöht, oder der Dotierstoff wird manchmal derart implantiert, daß die Breite w5 eines Bereiches, welcher die Anodenschicht 103 überlappt, eher groß ist, wie in 24 gezeigt ist, als klein, wie es in 23 gezeigt ist. Falls der Radius der Krümmung des pn-Übergangs zwischen der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 und dem Halbleitersubstrat 101 klein ist, sind die Zwischenräume 111 zwischen den Äquipotentialflächen eng, und die elektrischen Felder konzentrieren sich darum. Als eine Folge muß, wie in 26 gezeigt ist, ein Dotierstoff senkrecht zu der Oberfläche des Halbleitersubstrats 101 über einen weiten Bereich implantiert werden, um den Radius der Krümmung der pn-Übergangsebene zwischen der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 und dem Halbleitersubstrat 101 zu erhöhen, und Zwischenräume 112 zwischen den Äquipotentialflächen müssen vergrößert werden. Daher ist die Konzentration des Dotierstoffes in der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 beträchtlich größer als diejenige der Anodenschicht 103.
  • Die FWD 200 wird jedoch von dem Zustand mit einer Vorwärtsvorspannung zu dem Zustand mit einer Rückwärtsvorspannung geschaltet, wenn der IGBT 210, welcher als eine Schaltung für die Halbbrückenschaltung dient, von einem Aus-Zustand zu einem An- Zustand geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein negatives Potential an die Anodenschicht 103 im Hinblick auf das Potential der Kathodenschicht 102 als ein Referenzpotential angelegt, und die Löcher mit positiven Ladungen, welche von der Seite der Anodenschicht 103 zu der Seite der Kathodenschicht 102 in dem Halbleitersubstrat 101 laufen, fließen zurück zur Anodenschicht 103. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Strom von der unteren Seite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 zur Kathodenschicht 102 zurück zur Anodenschicht 103 und zur innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Regenerierungsstrom bzw. Wiedergewinnungs- oder Rekombinationsstrom, der aus dem Inneren des Halbleitersubstrats 101 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 fließt, lokal, d.h. örtlich begrenzt in einer großen Dichte. Als eine Folge steigt die Temperatur in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 an, und die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 104 kann zerstört werden.
  • Die JP 8-293618 A beschreibt ein Halbleiterbauelement, das eine erste Metallschicht einschließt, die in einem vorgegebenen Abstand vom innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs angeordnet ist.
  • In der DE 3832732 A1 wird eine Leistungshalbleiterdiode beschrieben, die eine erste Metallschicht umfasst, welche in direktem Kontakt und überlappend mit dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich ausgebildet ist. Des Weiteren ist die Dotierstoffkonzentration im zweiten Dotierstoffbereich niedriger als diejenige im ersten Dotierstoffbereich.
  • Die JP 8-316480 A offenbart ein Halbleiterbauelement, das einen ringförmigen Diffusionsbereich des zweiten Leitungstyps innerhalb des ersten Diffusionsbereichs mit einer niedrigeren Konzentration einschließt. Zusätzliche, ringförmige (fünfte) Dotierstoffdiffusionsbereiche sind bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen.
    •
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine anzugeben, welche die Zerstörung durch Hitze in einer innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht durch einen örtlich begrenzten, stark fließenden Regenerierungsstrom verursacht wird, verhindert, wenn eine Rückwärtsvorspannung in einem Schaltbetrieb angelegt wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Halbleitersubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines Aspektes der Erfindung weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, einen ersten Dotierstoffdiffusionsbereich eines zweiten Leitungstyps, welcher auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, ringförmige zweite Dotierstoffdiffusionsbereiche des zweiten Leitungstyps, welche in vorgeschriebenen Intervallen an der ersten Hauptoberfläche in einem Bereich außerhalb des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches zum Umgeben des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches gebildet sind und eine größere Tiefe von der ersten Hauptoberfläche als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich und eine höhere Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich besitzen, eine erste Metallschicht, welche auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich in dem Bereich innerhalb des vorgeschriebenen Abstandes von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches vorgesehen ist, und eine zweite Metallschicht, welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, auf.
  • Auf diese Weise ist ein vorgeschriebener Abstand zwischen der äußersten Umfangsgrenzfläche der ersten Metallschicht und der innersten Umfangsgrenzfläche des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen. Auf diese Weise dient, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt ist, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein negatives Potential an der zweiten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, der Teil in der Nachbarschaft der äußeren Peripherie des Dotierstoffdiffusionsbereiches, welcher an der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats von der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats zwischen der äußersten Umfangsgrenzfläche der ersten Metallschicht und der innersten Umfangsgrenzfläche des zweiten Dotierstoffbereiches bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe vorgesehen ist, als ein Widerstand zum Verhindern, daß ein unterhalb der ersten Metallschicht erzeugter Strom zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich fließt. Als eine Folge kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die erste Metallschicht groß genug gebildet ist, um in direktem Kontakt mit dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich zu stehen, die Dichte des Stromes, welcher von der unteren Seite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches zu der zweiten Metallschicht läuft bzw. fließt, verringert werden, wenn eine Rückwärtsvorspannung in einem Schaltbetrieb angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein negatives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein positives Potential an der zweiten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist. Während der Regenerierung (bzw. Wiedergewinnung oder Rekombination) zu dem Zeitpunkt des Schaltbetriebes, falls eine Rückwärtsvorspannung angelegt ist, kann die Konzentration, d.h. Konzentrierung des Stromes, welcher auf dem ungleichmäßigen Betrieb eines örtlich großen Regenerierungsstroms basiert, der zwischen dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich und der zweiten Metallschicht erzeugt wird, verhindert werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches, welche durch den Temperaturanstieg in der Nachbarschaft des Regenerierungsstromes verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • In einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung ist der äußerste Umfang des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches in einem vorgeschriebenen Abstand entfernt von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches vorgesehen, und eine dritte Metallschicht ist in Kontakt mit dem äußersten Umfang der ersten Metallschicht zum Umgeben der ersten Metallschicht vorzugsweise auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats durch eine bzw. über einer zum Umgeben der ersten Metallschicht gebildeten Isolierschicht vorgesehen.
  • Auf diese Weise wird, da das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps zwischen dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich des zweiten Leitungstyps vorhanden ist und deshalb, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, und ein negatives Potential an der zweiten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, ein Strom, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich fließt, durch das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps blockiert. Als eine Folge läuft der Strom nicht zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich bzw. wird nicht durchgelassen.
  • Als eine Folge wird die Dichte von Löchern, welche an der unteren Seite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs erzeugt wird, verringert. Daher kann die Konzentration bzw. Konzentrierung des Stromes, welche auf dem ungleichmäßigen Betrieb des Regenerierungsstromes, der zu der zweiten Metallschicht durch den Abschnitt unmittelbar unterhalb des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches fließt, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Deshalb kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung während der Regenerierung in einem Schaltbetrieb angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein negatives Potential an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential und ein positives Potential an die zweite Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, die Konzentration bzw. Konzentrierung des Stromes, welcher auf dem ungleichmäßigen Betrieb eines örtlich großen Regenerierungsstromes, der zwischen dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich und der zweiten Metallschicht erzeugt wird, basiert, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches, welche durch den Temperaturanstieg in der Nachbarschaft des Regenerierungsstromes verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Die dritte Metallschicht dient als eine Feldplattenschicht, die Konzentration bzw. Konzentrierung des elektrischen Feldes, welches in der Nachbarschaft der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen erzeugt ist, kann eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Halbleitervorrichtung eine Isolierschicht aufweisen, welche in einem vorgeschriebenen Abstand derart vorgesehen ist, daß der äußerste Umfang des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches nicht in Kontakt mit dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches ist, und einen Bereich der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem äußersten Umfang des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches und dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches bedeckt, und eine leitende Schicht aufweisen, welche den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich verbindet.
  • Auf diese Weise ist die Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich des zweiten Leitungstyps durch das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps unterbrochen. Auf diese Weise wird, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential erzeugt wird, der Fluß von Ladungen an der Substratoberfläche in dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich verringert, und Ladungen werden zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich durch die leitende Schicht geschickt. Zu diesem Zeitpunkt wird, falls der Widerstandswert bzw. der Widerstandsbetrag der leitenden Schicht auf ein hohes Niveau gesetzt ist, die Menge von Ladungen, welche zu der zweiten Dotierstoffdiffusionsschicht fließen, verringert. Auf diese Weise kann, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, und ein negatives Potential an die zweite Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, die Dichte des Stromes, welcher zu der zweiten Metallschicht von dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich läuft, verringert werden.
  • Ferner ist eine leitende Schicht, welche den ersten und die zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiche durch bzw. über einer Isolierschicht auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats verbindet, vorgesehen. Die leitende Schicht dient zum Bringen des Potentials des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches in die Nähe des Potentials des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird. Auf diese Weise wird die Potentialdifferenz zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen verringert, und deshalb kann die Konzentration bzw. Konzentrierung eines elektrischen Feldes in einem Bereich dazwischen entspannt werden, d.h. nachlassen. Als eine Folge kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt ist, die Konzentration bzw. Konzentrierung eines Stromes, welches auf dem ungleichmäßigen Betrieb eines örtlich großen Regenerierungsstromes basiert, welcher zwischen dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich und der zweiten Metallschicht läuft bzw. fließt, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches, welche durch den Temperaturanstieg in der Nachbarschaft verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Die Halbleitervorrichtung kann einen dritten Dotierstoffdiffusionsbereich des ersten Leitungstyps aufweisen, welcher zweidimensional in Kontakt mit der Innenseite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich vorgesehen ist, wobei der erste und der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich in Kontakt miteinander sind und der dritte Dotierstoffdiffusionsbereich eine kleinere Dotierstoffdiffusionstiefe aufweist als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich.
  • Auf diese Weise ist der dritte Dotierstoffdiffusionsbereich des ersten Leitungstyps zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen gebildet, ein Teil des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches unmittelbar unterhalb des dritten Dotierstoffdiffusionsbereiches dient als ein Widerstand gegen einen Strom, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbe reich zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich läuft, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt ist, in anderen Worten, ein positives Potential ist an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt, und ein negatives Potential ist an die zweite Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt. Als eine Folge kann, im Vergleich zu dem Fall, in dem der erste und der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich in Kontakt miteinander sind, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein negatives Potential an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, und ein positives Potential an die zweite Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, die Dichte des Stromes, welcher von der unteren Seite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches zu der zweiten Metallschicht läuft, verringert werden. Deshalb kann die Konzentration bzw. Konzentrierung des Stromes, welche auf einem ungleichmäßigen Betrieb eines örtlich großen Regenerierungsstromes basiert, der zwischen dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich und der zweiten Metallschicht läuft, was verursacht wird, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demgemäß kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches, welche durch den Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch den Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines anderen Aspektes der Erfindung weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, einen ersten Dotierstoffdiffusionsbereich, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, zweite Dotierstoffdiffusionsbereiche, welche in vorgeschriebenen Intervallen in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats zum Umgeben des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches in einem Bereich außerhalb des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches vorgesehen sind und eine tiefere Tiefe von der ersten Hauptoberfläche als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich und eine höhere Konzentration als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs aufweist, eine zweite Metallschicht, welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, und einen Widerstandsbereich mit einem Widerstandswert bzw. Widerstandsbetrag, der höher ist als derjenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs und als ein Widerstand dient gegen einen Strom, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich und einem Bereich zwischen dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich läuft bzw. fließt, auf.
  • Auf diese Weise dient, da der Widerstandsbereich in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich oder zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich gebildet ist, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, ein positives Potential an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein negatives Potential an die zweite Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, der Widerstandsbereich als der Widerstand gegen einen Strom, welcher zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich läuft und auf diese Weise keinen Strom durchläßt; und wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt ist, in anderen Worten, ein negatives Potential einer an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein positives Potential an der zweiten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, kann die Dichte des Stroms, welcher von der unteren Seite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches zu der zweiten Metallschicht läuft, verringert werden. Daher kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt ist, die Konzentration bzw. Konzentrierung von Strom, welche auf einem ungleichmäßigen Betrieb des Regenerierungsstroms basiert, der örtlich stark zwischen dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich und der zweiten Metallschicht erzeugt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches durch den Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines anderen Aspektes der Erfindung weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, einen ersten Dotierstoffdiffusionsbereich eines zweiten Leitungstyps, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, zweite Dotierstoffdiffusionsbereiche, welche in vorgeschriebenen Intervallen in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in einem Bereich außerhalb des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs zum Umgeben des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs vorgesehen sind und eine größere Tiefe von der ersten Hauptoberfläche aufweisen als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich und eine höhere Konzentration aufweisen als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich, eine erste Metallschicht, welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, eine zweite Metallschicht, welche in Kontakt mit der zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist und einen Widerstandsbereich, welcher in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich oder in dem Bereich zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen vorgesehen ist und einen höheren Widerstandswert bzw. Widerstandsbetrag als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich aufweist und als ein Widerstand gegen einen Strom dient, der von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich zu den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen fließt, auf.
  • Auf diese Weise dient, da der Widerstandsbereich in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich oder in dem Bereich zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen gebildet ist, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt ist, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein negatives Potential an die zweite Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, der Widerstandsbereich als ein Widerstand gegen einen Strom, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich fließt, um das Durchfließen von Strom zu verhindern. Auf diese Weise kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein negatives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein positives Potential an der zweiten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, die Dichte des Stroms, welche von der unteren Seite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs zu der zweiten Metallschicht fließt, verringert werden. Auf diese Weise kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, die Konzentration des Stroms, welche auf dem ungleichmäßigen Betrieb eines örtlich großen Regenerierungsstroms basiert und zwischen den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen und der ersten Metallschicht erzeugt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiche, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch den Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • In der Halbleitervorrichtung kann der Widerstandsbereich durch Füllen einer Isolierschicht in einen Graben gebildet sein, welcher auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen gebildet ist.
  • Auf diese Weise dient die Isolierschicht, welche innerhalb des Grabens gefüllt ist, als ein Widerstandsbereich zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen, und die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiche, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, kann wie in dem Fall mit dem oben angegebenen Widerstandsbereich eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Auch dient in diesem Fall, falls die zweite Metallschicht ungefähr so groß wie der erste Dotierstoffdiffusionsbereich gebildet ist, die Isolierschicht, welche innerhalb des Grabens gefüllt ist, auf effektive Weise als ein Isolator, ein Strom, welcher von der ersten Metallschicht zu der zweiten Metallschicht fließt, kann gleichmäßig in der Breitenrichtung des Halbleitersubstrats verteilt werden, wenn dieselbe Spannung über dem Bereich zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht angelegt wird. Als eine Folge können die Strom/Spannungs-Kennlinien zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht verbessert werden.
  • In der Halbleitervorrichtung kann der Widerstandsbereich ein vierter Dotierstoffdiffusionsbereich des zweiten Leitungstyps sein, welcher zwischen dem ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen vorgesehen ist und eine niedrigere Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich besitzt.
  • Auf diese Weise kann, da ein äußerer peripherer Teil des vierten Dotierstoffdiffusionsbereichs des zweiten Leitungstyps mit einer relativ niedrigen Konzentration, der zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich gebildet ist, als ein Widerstandsbereich dienen, und eine Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, kann eingeschränkt bzw. unterdrückt werden, wie in dem Fall des oben genannten Widerstandsbereichs.
  • In der Halbleitervorrichtung kann der Widerstandsbereich eine Mehrzahl von ringförmigen fünften Dotierstoffdiffusionsberei chen des zweiten Leitungstyps aufweisen, welche eine niedrigere Konzentration als der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich besitzen und in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich von der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet sind und das Zentrum des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs bis zu diesem Zentrum umgeben.
  • Auf diese Weise kann die Mehrzahl von fünften Dotierstoffdiffusionsbereichen des zweiten Leitungstyps, die in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich gebildet sind und eine relativ niedrige Konzentration aufweisen, als ein Widerstandsbereich dienen, und die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, kann eingeschränkt bzw. unterdrückt werden, wie in dem Fall mit dem Effekt des oben genannten Widerstandsbereichs.
  • Auch in diesem Fall wird, falls die erste Metallschicht ungefähr so groß wie der erste Dotierstoffdiffusionsbereich gebildet ist, da die fünften Dotierstoffdiffusionsbereiche auf effektive Weise als ein Widerstand dienen, die Konzentration bzw. Konzentrierung des Stroms in der Nachbarschaft des Bereiches unmittelbar unterhalb der zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiche nicht in einem vorwärts vorgespannten Zustand verursacht. Als eine Folge kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, die Konzentration bzw. Konzentrierung des Stromes in der Nachbarschaft des Bereiches unmittelbar unterhalb der zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiche eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Deshalb kann ein Strom, welcher von der ersten Metallschicht zu der zweiten Metallschicht fließt, gleichmäßig in der Breitenrichtung des Halbleitersubstrats verteilt werden, wenn dieselbe Spannung über dem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht angelegt ist. Als eine Folge können die Strom/Spannungs-Kennlinien zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht verbessert werden.
  • In der Halbleitervorrichtung kann der Widerstandsbereich ein sechster Dotierstoffdiffusionsbereich des zweiten Leitungstyps sein, welcher zwischen den ersten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen in einem vorgeschriebenen Abstand von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs gebildet ist und eine Dotierstoffimplantationstiefe besitzt, welche flacher ist als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich und eine niedrigere Konzentration besitzt als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich.
  • Auf diese Weise kann das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps, welches in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich des zweiten Leitungstyps und zwischen den sechsten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen gebildet ist, als ein Widerstandsbereich dienen, und ein Strom, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich und dem sechsten Dotierstoffdiffusionsbereich zu den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen fließt, kann durch das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps blockiert werden. Als eine Folge ist es dem Strom nicht möglich, zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich zu fließen.
  • Demgemäß kann, wie in dem Fall mit dem Effekt des Widerstandsbereichs wie oben beschrieben, eine Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs, welcher durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Auch ist in diesem Fall, falls die erste Metallschicht ungefähr so groß ist wie der erste Dotierstoffdiffusionsbereich, das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich des zweiten Leitungstyps und in dem Bereich zwischen dem sechsten und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen vorhanden, und deshalb kann, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an die erste Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, ein Strom, welcher von dem ersten und dem sechsten Dotierstoffdiffusionsbereich zu den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichen fließt, durch das Halbleitersubstrat des ersten Leitungstyps blockiert werden, so daß es dem Strom nicht möglich ist, zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich zu fließen. Als eine Folge kann die Konzentration eines örtlich großen Regenerierungsstromes, welcher zu der unteren Seite der zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiche hin erzeugt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Deshalb kann ein Strom, welcher von der ersten Metallschicht zu der zweiten Metallschicht fließt, gleichmäßig verteilt werden, wenn dieselbe Spannung über dem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht angelegt ist. Demzufolge können die Strom/Spannungs-Kennlinien in dem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht verbessert werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines anderen Aspektes weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, einen ersten Dotierstoffdiffusionsbereich eines zweiten Leitungstyps, welcher auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, ringförmige zweite Dotierstoffdiffusionsbereiche des zweiten Leitungstyps, welche in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats in einem Bereich außerhalb des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs in vorgeschriebenen Intervallen gebildet sind, den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich umgeben und eine größere Tiefe von der ersten Hauptoberfläche als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich und eine höhere Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich besitzen, so daß eine Dotierstoffkonzentration in der Nachbarschaft des Zentrums in der Breitenrichtung niedriger ist als in dem äußersten und dem innersten Umfang, eine erste Metallschicht, welche auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats bis zu einer Höhe gebildet ist, so daß sie ungefähr in Kontakt mit dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich ist, und eine zweite Metallschicht, welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, auf.
  • Auf diese Weise besitzt der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich einen Teil, dessen Konzentration kleiner ist als der andere Teil des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs, in der Nachbarschaft des Zentrums der Breitenrichtung des Ringes. Auf diese Weise ist in dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich die Lochdichte kleiner als in dem Fall, in dem der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich eine konstante Konzentrationsverteilung in der Breitenrichtung besitzt. Als eine Folge ist, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, die Dichte des Stroms, welcher von dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich zu der zweiten Metallschicht fließt, relativ klein. Als eine Folge kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein negatives Potential an der ersten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der zweiten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist und ein positives Potential an der zweiten Metallschicht im Hinblick auf das Potential der ersten Metallschicht als ein Referenzpotential angelegt ist, die Konzentration bzw. die Konzentrierung eines örtlich großen Regenerierungsstroms eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demzufolge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft des Regenerierungsstroms verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Ferner wird, da die Lochdichte verringert ist, um die Konzentrierung des Regenerierungsstroms einzuschränken bzw. zu unterdrücken, durch Verkleinern der Dichte in dem Zentrum des Teils in der Breitenrichtung, ohne die Breite und die Diffusionstiefe des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs zu ändern, der Effekt des Verhinderns der Konzentrierung des elektrischen Feldes nicht kleiner.
  • Auch kann in diesem Fall, falls die erste Metallschicht ungefähr so groß wie der erste Dotierstoffdiffusionsbereich gebildet ist, ein Teil mit einer niedrigeren Konzentration in dem zentralen Teil des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs auf effektive Weise als ein Widerstand dienen, und die Konzentrierung des örtlich großen Regenerierungsstroms kann eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann ein Strom, welcher von der ersten Metallschicht zu der zweiten Metallschicht fließt, wenn dieselbe Spannung über dem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht angelegt ist, gleichmäßig in der Breitenrichtung des Halbleitersubstrats verteilt werden. Demzufolge können die Strom/Spannungs-Kennlinien zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht verbessert werden.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen. Von diesen zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht der rechten Hälfte eines symmetrischen Querschnittes senkrecht entlang der Elektrodenoberfläche eines FWDs gemäß einer ersten Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung),
  • 2 ein Diagramm der Strom/Spannungs-Kennlinie in Vorwärtsrichtung, bei dem die radiale Länge w1 einer Anodenelektrodenmetallschicht in der FWD gemäß der ersten Ausführungsform 3450, 3000, 2500 und 2000 μm beträgt,
  • 3 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Abstand von der Linie B-B in der FWD und der Stromdichte in einem Querschnitt entlang der Linie A-A, bei dem die radiale Länge w1 der Anodenelektrodenmetallschicht in der FWD gemäß der ersten Ausführungsform 3000, 2500 und 2000 μm beträgt,
  • 4 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Abstand von der Linie B-B zu einer Freilaufdiode und der Lochdichte in dem Querschnitt entlang der Linie A-A, bei dem die radiale Länge w1 der Anodenelektrodenmetallschicht in der FWD gemäß der ersten Ausführungsform 3000, 2500 und 2000 μm beträgt,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Stromweges und eines Teiles, welcher als ein Widerstand in dem Weg dient, wenn eine Vorwärtsvorspannung in der FWD gemäß der ersten Ausführungsform angelegt wird,
  • 6 eine Querschnittsansicht der rechten Hälfte eines symmetrischen Querschnittes senkrecht entlang der Elektrodenoberfläche einer FWD gemäß einer zweiten Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung),
  • 7 eine Darstellung einer Äquipotentialfläche ohne eine Feldplatte in der Nachbarschaft der äußeren Peripherie einer Anode in der FWD gemäß der zweiten Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung),
  • 8 eine Darstellung einer Äquipotentialfläche mit einer Feldplatte in der Nachbarschaft der äußeren Peripherie der Anode in der FWD gemäß der zweiten Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung),
  • 9 bis 15 Querschnitte der rechten Hälften von symmetrischen Querschnitten senkrecht entlang der Elektrodenoberflächen von FWDs gemäß einer dritten bis neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 16 eine Draufsicht, welche von der Seite einer Anodenelektrode in einer der Anmelderin bekannten FWD gesehen wird,
  • 17 eine Querschnittsansicht der rechten Hälfte eines symmetrischen Querschnittes senkrecht entlang des Halbleitersubstrats einer der Anmelderin bekannten FWD,
  • 18 eine Darstellung, wie eine Äquipotentialfläche sich nach außen unter einer Feldbegrenzungsschicht erstreckt,
  • 19 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Stromdichtenverteilung einer Anodenelektrode in einer der Anmelderin bekannten FWD, im Falle, daß w1 3450 μm wie in 17 beträgt, und dem Abstand von der Linie B-B in 1 zu dem äußersten Umfang der Metallschicht 8 für die Anodenelektrode,
  • 20 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Lochdichtenverteilung der Anodenelektrode in der der Anmelderin bekannten FWD bei w1 = 3459 μm, wie in 17, und dem Abstand zwischen der Linie B-B in 1 und dem äußersten Umfang der Metallschicht 8 für die Anodenelektrode,
  • 21 eine Darstellung einer innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht, wenn der Radius der Krümmung groß ist,
  • 22 eine Darstellung der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht, wenn der Radius der Krümmung klein ist,
  • 23 eine Darstellung einer Anodenschicht und einer innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht mit einem kleinen Überlappungsbereich,
  • 24 eine Darstellung einer Anodenschicht und einer innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht mit einem großen Überlappungsbereich,
  • 25 eine Darstellung einer Äquipotentialfläche, wenn die Breite der Unterseite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht klein ist,
  • 26 eine Darstellung einer Äquipotentialfläche, wenn die Breite der Unterseite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht groß ist,
  • 27 eine schematische Darstellung einer Halbbrückenschaltung mit einer darin gebildeten FWD,
  • 28 eine Signalformabbildung, welche die Signal- bzw. Wellenform der Stromversorgung eines IGBT zeigt,
  • 29 eine Signalformabbildung eines Knoten-0-Knoten-1-Strom/Spannungsverlustes, wenn der IGBT von einem Aus-Zustand zu einem An-Zustand in der Halbbrückenschaltung mit der darin ausgebildeten FWD, welche in 24 gezeigt ist, geschaltet wird, und
  • 30 eine Signalformabbildung eines Knoten-1-Knoten-2-Strom/Spannungsverlustes, wenn der IGBT von einem Aus-Zustand zu einem An-Zustand in der Halbbrückenschaltung mit der darin ausgebildeten FWD, die in 24 gezeigt ist, geschaltet wird.
    •
  • Erste Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung)
  • Eine FWD (free wheel diode, Freilaufdiode) gemäß einer ersten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht einer FWD entlang einer Linie x-x in einer Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist. Die Struktur der FWD gemäß der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben.
  • Eine Draufsicht der FWD gemäß der vorliegenden Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus gesehen wird, ist ähnlich derjenigen der 16. In einem n-Halbleitersubstrat 1 mit einer Breite w2 von 5600 μm und einer Dicke t von 500 μm in dem in 1 gezeigten Querschnitt ist folgendes ausgebildet: eine Kathodenschicht 2, d.h. ein n-Dotierstoffdiffusionsbereich mit einer Konzentration höher als das Halbleitersubstrat 1, welche von einer Hauptoberfläche auf der Unterseite des Halbleitersubstrats 1 bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, und eine Anodenschicht 3 mit einer Breite w3 von 3450 μm, d.h. ein p-Dotierstoffdiffusionsbereich mit einer Oberflächenkonzentration von 5 × 1016/cm3, welche in einem Bereich mit einer Diffusionstiefe von 6 μm von der Hauptoberfläche auf der Oberseite zu einer Achse ungefähr in dem Zentrum der Draufsicht in 16 auf der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 1, in anderen Worten von der Linie B-B in 1 bis zu einer Position in einem vorgeschriebenen Abstand gebildet ist.
  • Es ist eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, d.h. ein ringförmiger p-Dotierstoffdiffusionsbereich vorgesehen, welcher in der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 1 gebildet ist, um die Anodenschicht 3 zweidimensional zu umgeben, und welche eine Diffusionstiefe von der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 1 so groß wie 10 μm, einer Breite w4 von 50 μm in einem Querschnitt gesehen und einer Diffusionskonzentration von 1 × 1019/cm3 besitzt, höher als diejenige der Anodenschicht 3, so daß die Diffusionstiefe größer ist als die Anodenschicht 3. Es gibt eine Mehrzahl von Feldbegrenzungsschichten 5, d.h. eine Gruppe von ringförmigen p-Dotierstoffdiffusionsbereichen, welche in vorgeschriebenen Intervallen außerhalb und um die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 herum gebildet sind und dieselbe Konzentration wie die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Diffu sionstiefe von 10 μm und eine Diffusionskonzentration von 1 × 1019/cm3 besitzen.
  • Eine Stopperkanalschicht 6, d.h. ein n-Dotierstoffdiffusionsbereich mit einer höheren Konzentration als diejenige des Halbleitersubstrats 1 ist an dem äußersten Umfang des Halbleitersubstrats 1 vorgesehen. Es ist auch eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 aus Gold, welche angrenzend zur Kathodenschicht 2 vorgesehen ist, und eine Anodenelektrodenmetallschicht 8 aus Aluminium, welche angrenzend an die Anodenschicht 3 vorgesehen ist, vorgesehen. In dieser Ausführungsform beträgt die Breite w1 der Anodenelektrodenmetallschicht 8 3000, 2500 und 2000 μm, jeweils um eine vorgeschriebene Länge kürzer als die Breite der Anodenschicht 3, anders als in den der Anmelderin bekannten Fällen.
  • Die Beziehung zwischen der Stromdichte und der Spannung gemäß der Fälle, in denen w1 3000, 2500 und 2000 μm beträgt, ist in 2 angegeben. Wie in 2 gezeigt ist, nimmt, wenn w1 kleiner ist, die Stromdichte ab, wenn dieselbe Spannung angelegt ist, was die Kennlinie einer Diode verschlechtert. In 3 angegebene Daten sind in einem Diagramm dargestellt, das die Beziehung zwischen der Stromdichtenverteilung zeigt, in den Fällen, bei denen w1 3000, 2500 und 2000 μm und die Entfernung von der Linie B-B in 1 zu dem äußersten Umfang einer Anodenelektrodenmetallschicht 8 beträgt. In 4 angegebene Daten sind in einem Diagramm dargestellt, das die Beziehung zwischen der Lochdichtenverteilung im Falle w1 von 3000, 2500 und 2000 μm und dem Abstand der Anodenelektrodenmetallschicht 8 von der Linie B-B in 1 zu dem äußersten Umfang zeigt. Wie von den Diagrammen zu ersehen ist, wird, wenn w1 3000, 2500 und 2000 μm beträgt, eine ungleichmäßige Verteilung der Stromdichten, wie sie in 19 und 20 gemäß der der Anmelderin bekannten Fälle gezeigt ist, eliminiert bzw. ausgeschlossen.
  • Auf diese Weise wird auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 1 ein vorgeschriebener Abstand zwischen der äußersten Umfangsgrenzfläche der Anodenelektrodenmetallschicht 8 und der inner sten Umfangsgrenzfläche der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 gesichert. Auf diese Weise dient, zwischen der äußersten Umfangsgrenzfläche einer Anodenelektrodenmetallschicht 8 und der innersten Umfangsgrenzfläche der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 in der Nachbarschaft der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 1 ein äußerster Umfangsteil der Anodenschicht 3, welche von der Hauptoberfläche auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 1 bis zu einer Tiefe von 6 μm zweidimensional gesehen gebildet ist, als ein Widerstand zum Verhindern des Durchgangs bzw. des Fließens eines Stromes, welcher unter der Anodenelektrodenmetallschicht 8 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 hin erzeugt wird, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein positives Potential an die Anodenelektrodenmetallschicht 8 angelegt wird und ein negatives Potential an die Kathodenelektrodenmetallschicht 7 angelegt wird, wie von dem Widerstand R0 über den in 5 gezeigten Weg II ersichtlich ist. Der gleichmäßige spezifische Widerstand ρp des p-Halbleitersubstrats, im Falle einer Dotierstoffkonzentration NA(cm–3), ist gegeben wie folgt:
    Figure 00280001
  • NA ist die Dotierstoffkonzentration der Anodenschicht 3. Gemäß des oben angegebenen Ausdruckes beträgt, falls NA gleich 1 × 1016/cm3 ist, der spezifische Widerstand ρp ungefähr 0,2105 Ωcm. Falls der Abstand des äußersten Umfanges der Anodenschicht 3 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 500 μm beträgt, beträgt der Widerstandsbetrag R0 über den Weg II in 5 ungefähr 0,1053 Ω.
  • Der Widerstandsbetrag R1 des Teils des n-Halbleitersubstrats 1 in dem Weg I ist durch den folgenden Ausdruck gegeben, im Falle, daß die Spannung bei 100 A/cm2 1,5 V und das Kontaktpotential an der pn-Übergangsgrenzfläche 0,7 V beträgt
    Figure 00290001
  • Der Widerstandsbetrag R1 des Wegs I beträgt 0,8 Ω, während der Widerstandsbetrag R0 + R2 des Wegs II 0,8 Ω + 0,1 Ω = 0,9 Ω beträgt, in anderen Worten, der Betrag ist größer in dem Weg II als in dem Weg I, und der durch den Weg II durchgelassene Strom ist auf extreme Weise kleiner als der durch den Weg I durchgelassene Strom.
  • Als eine Folge kann die Dichte des Stroms, welcher von der unteren Seite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zur Kathodenschicht 2 läuft, verringert werden, in anderen Worten kann die Konzentration bzw. die Konzentrierung oder Ansammlung des Stromes im Vergleich zu dem Falle, in dem die Anodenelektrodenmetallschicht 8 groß genug gebildet ist, um in direktem Kontakt mit der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zu sein, eingeschränkt bzw. unterdrückt sein. Auf diese Weise kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, in anderen Worten, wenn ein negatives Potential an die Anodenelektrodenmetallschicht 8 im Hinblick auf das Potential der Kathodenelektrodenmetallschicht 7 als ein Referenzpotential angelegt wird, und ein positives Potential an die Kathodenelektrodenmetallschicht 7 im Hinblick auf das Potential der Anodenelektrodenmetallschicht 8 als ein Referenzpotential angelegt wird, die Konzentration bzw. Konzentrierung des örtlich großen Regenerierungsstroms bzw. Rekombinationsstroms, welcher zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 fließt, d.h. die Konzentration des Stromes, welcher durch das Rückfließen von unter der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 angesammelten Löchern verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demzufolge kann eine Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg unter der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Zweite Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung)
  • Eine FWD gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun anhand der 6 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats gesehen wird, ist identisch zu der in 16 gezeigten Draufsicht. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD wie in 16 ist in 6 gezeigt. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6, eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 und eine Anodenelektrodenmetallschicht 8 wie in dem Fall der FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der FWD gemäß dieser Ausführungsform ist die Länge der Anodenschicht 3 in der radialen Richtung kurz, und der Abschnitt zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 ist elektrisch durch die Wirkungsweise des n-Halbleitersubstrats 1 unterbrochen, während eine Feldplatte 16 aus Aluminium auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 von dem äußersten Umfang der Anodenelektrodenmetallschicht 8 zu der inneren Grenzfläche der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 durch eine bzw. über einer Isolierschicht 17 vorgesehen ist, anders als in der FWD gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise verbleibt der Teil des Halbleitersubstrats 1 des n-Typs, ohne mit einem Dotierstoff zwischen der p-Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 implantiert zu werden, und das Halbleitersubstrat 1 unterbricht den Strom, welcher von der Anodenschicht 3 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß die Lochdichtenverteilung lokal, d.h. örtlich unter der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 groß ist. Als eine Folge kann die Dichte des Stromes, der von der unteren Seite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zur Kathodenschicht 2 läuft, verringert werden. Deshalb kann die Konzentration bzw. Konzentrierung eines lokal großen Regenerierungsstroms, der zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft bzw. fließt, welche verursacht wird, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • In der Abwesenheit der Feldplatte 16 werden die Intervalle zwischen den Äquipotentialflächen verengt, d.h. verkleinert zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, was die Änderung und das elektrische Feld vergrößert, während in der Anwesenheit der Feldplatte 16, wie in 8 gezeigt, in dem an die Anodenelektrodenmetallschicht 8 angelegten Potential Intervalle zwischen Äquipotentialflächen zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 groß sind, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, der höhere Teil des Potentials wird nach außen verdrängt, was die Konzentration bzw. die Konzentrierung des elektrischen Feldes entspannt. Auf diese Weise kann die Konzentration bzw. Konzentrierung des elektrischen Feldes, welches zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 erzeugt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine FWD gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun anhand der 9 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, gesehen von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus, ist fast dieselbe wie diejenige in 16. Ein Querschnitt der FWD entlang der Linie x-x in 16 ist wie in 19 gezeigt ist. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6, eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 und eine Anodenelektrodenmetallschicht 8 wie in dem Fall der FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der FWD gemäß dieser Ausführungsform ist die Länge der Anodenschicht 3 in der radialen Richtung kurz, der äußerste Umfangsteil der Anodenschicht 3 und die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 sind nicht in direktem Kontakt, die Leitung dazwischen ist im wesentlichen durch das n-Halbleitersubstrat 1 unterbrochen, eine Isolierschicht 10 ist auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 zwischen dem äußersten Umfangsteil der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 vorgesehen, eine Verbindung 9 aus Polysilizium ist zum Bedecken der Isolierschicht 10 vorgesehen, und der Abschnitt zwischen dem äußersten Umfangsteil der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 leitet, anders als in der FWD der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise sind eine p-Anodenschicht 3 und eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 in einem Intervall vorgesehen, welches durch das n-Halbleitersubstrat 1 definiert ist. Ferner sind, da die Verbindung 9 (eine leitende Schicht) aus Polysilizium zum Verbinden der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 auf der Oberseite durch die bzw. über der Isolierschicht 10 vorgesehen ist, Äquipotentialflächen mit relativ großen Intervallen parallel zu der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 und zu der leitenden Schicht 9 derart vorgesehen, daß elektrische Felder zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 konzentriert sind.
  • Ein Strom, welcher von der Anodenschicht 3 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 fließt, wird durch die leitende Schicht 9, die als ein Widerstand dient, verringert. Deshalb wird, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, die Konzentration bzw. die Konzentrierung des Regenerierungsstromes, welcher zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbe grenzungsumfangsschicht 4 läuft, eingeschränkt bzw. unterdrückt. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Eine FWD gemäß einer vierten Ausführungsform wird nun anhand 10 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats gesehen ist, ist im wesentlichen dieselbe wie die Draufsicht in 16. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist, ist in 10 angegeben. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6, eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 und eine Anodenelektrodenmetallschicht 8 wie in dem Fall der ersten FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist einen n-Dotierstoffdiffusionsbereich 11 mit einer flacheren Implantationstiefe als diejenige der Anodenschicht 3 von dem äußersten Umfang der Anodenschicht 3 zu der inneren Grenzfläche der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 auf, anders als die FWD gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise dient der p-Teil der Anodenschicht 3 mit einer niedrigen Konzentration unmittelbar unterhalb des n-Dotierstoffdiffusionsbereiches 11 als eine Widerstandsschicht zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4. Als eine Folge dient der p-Teil der Anodenschicht 3 mit einer niedrigen Konzentration unmittelbar unterhalb des n-Dotierstoffdiffusionsbereiches 11 als ein Widerstand gegen den Strom, welcher von der Anodenschicht 3 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft. Deshalb kann im Vergleich zu dem Fall, in dem nur die Anodenschicht 3 in der Abwesenheit des Dotierstoffdiffusionsbereiches 11 vorgesehen ist, die Dichte des Stromes, welcher von der unteren Seite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zu der Kathodenschicht 2 läuft, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, verringert werden. Auf diese Weise kann die Konzentration eines örtlich großen Regenerierungsstroms, welcher zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft, welche verursacht wird, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demzufolge kann die Zerstörung durch Hitze bzw. Wärme in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch einen Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Eine FWD gemäß einer fünften Ausführungsform wird nun anhand der 11 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus gesehen ist, ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige in 16. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist, ist in 11 angegeben. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine Anodenschicht 3, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6 und eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 wie in dem Fall der FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der FWD gemäß dieser Ausführungsform erstreckt sich die Anodenelektrodenmetallschicht 8 bis zu dem äußersten Umfang der Anodenschicht 3, und es ist eine Oxidschicht 12 vorgesehen, welche zum Füllen eines Grabens in dem Grenzteil der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 vorgesehen ist, anders als die FWD gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise isoliert, da die in den Graben gefüllte Oxidschicht 12 zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 gebildet ist, die Oxidschicht 12 gegen einen Strom, welcher von der Anodenschicht 3 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft, in anderen Worten, sie unterbricht den Strom. Als eine Folge kann, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, die Dichte des Stromes, welcher von der Unterseite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zu der Kathodenschicht 2 läuft, verringert werden.
  • Als eine Folge kann die Konzentration bzw. die Konzentrierung eines örtlich großen Regenerierungsstroms, welcher fließt, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demzufolge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch den Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Auch kann in diesem Fall, falls die Anodenelektrodenmetallschicht 8 ungefähr so groß wie die Anodenschicht 3 gebildet ist, die in den Graben gefüllte Oxidschicht 12 auf effektive Weise als ein Widerstand dienen, und der Strom, welcher von der Anodenelektrodenmetallschicht 8 zu der Kathodenelektrodenmetallschicht 7 läuft, kann gleichmäßig in der Breitenrichtung verteilt werden, wenn die über den Bereich zwischen der Anodenelektrodenmetallschicht 8 und der Kathodenschicht 2 angelegte Spannung dieselbe ist. Als eine Folge können die Strom/Spannungs-Kennlinien zwischen der Anodenelektrodenmetallschicht 8 und der Kathodenelektrodenmetallschicht 7 verbessert werden.
  • Sechste Ausführungsform (nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung)
  • Eine FWD gemäß einer sechsten Ausführungsform wird nun anhand der 12 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus gesehen wird, ist dieselbe wie diejenige in 16. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist, ist in 12 angegeben. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, einen Stopperkanal 6 und eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 wie in dem Fall der FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. Die Länge der Anodenschicht 3 in der radialen Richtung ist kurz, ein p-Dotierstoffdiffusionsbereich 13 mit einer Tiefe, welche annähernd gleich der Tiefe der Anodenschicht 3 von der Hauptober hernd gleich der Tiefe der Anodenschicht 3 von der Hauptoberfläche ist, und mit einer relativ niedrigen Konzentration ist zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 vorgesehen. Die Anodenelektrodenmetallschicht 8 ist bis zu der Innenseite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 vorgesehen, anders als die FWD gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise dient, da der p-Dotierstoffdiffusionsbereich 13 mit einer relativ niedrigen Konzentration zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 gebildet ist, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt ist, der Dotierstoffdiffusionsbereich 13 als ein Widerstand gegen den Strom, welcher von der Anodenschicht 3 zur innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft. Als eine Folge kann im Vergleich zu dem Fall, in dem nur die Anodenschicht 3 in der Abwesenheit des Dotierstoffdiffusionsbereiches 13 vorgesehen ist, die Dichte des Stromes, welcher von der unteren Seite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zu der Kathodenschicht 2 läuft, verringert werden. Deshalb kann die Konzentration bzw. die Konzentrierung des örtlich großen Regenerierungsstroms, welcher zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 erzeugt wird, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch den Regenerierungsstrom erzeugt wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Siebte Ausführungsform
  • Eine FWD gemäß einer siebten Ausführungsform wird nun anhand der 13 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus gesehen wird, ist dieselbe wie diejenige in 16. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist, ist wie es in 13 gezeigt ist. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6, eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 und eine Anodenelektrodenmetallschicht 8 wie in dem Fall der FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist eine Mehrzahl von p-Dotierstoffdiffusionsbereichen 14 einer relativ geringen Konzentration in vorgeschriebenen Intervallen in der Anodenschicht 3 von dem Zentrum zu dem äußersten peripheren Teil auf.
  • Auf diese Weise dienen, da die Mehrzahl von p-Dotierstoffdiffusionsbereichen 14 der relativ niedrigen Konzentration in der Anodenschicht 3 gebildet ist, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt wird, die Dotierstoffdiffusionsbereiche 14 als ein Widerstand gegen einen Strom, welcher von der Anodenschicht 3 zu der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft. Als eine Folge kann, im Vergleich zu dem Fall, in dem nur die Anodenschicht 3 in der Abwesenheit der Dotierstoffdiffusionsbereiche 14 gebildet ist, die Dichte des Stromes, welcher von der unteren Seite der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zu der Kathodenschicht 2 läuft, verringert werden. Auf diese Weise kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, die Konzentration eines örtlich großen Regenerierungsstroms, welcher zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demzufolge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Auch in diesem Fall kann, falls die Anodenelektrodenmetallschicht 8 ungefähr so groß wie die Anodenschicht 3 gebildet ist, der p-Dotierstoffdiffusionsbereich 14 der relativ niedrigen Konzentration als ein Widerstand dienen, und ein Strom, welcher von der Anodenelektrodenmetallschicht 8 zu der Kathodenelektrodenmetallschicht 7 läuft, kann gleichmäßig in der Breitenrichtung des Halbleitersubstrats 1 verteilt werden, während die Spannung, welche über den Bereich zwischen der Anodenelektrodenmetallschicht 8 und der Kathodenelektrodenmetallschicht 7 angelegt ist, dieselbe ist. Als eine Folge kann die Strom/Spannungs-Kennlinie zwischen der Anodenelektrodenmetallschicht 8 und der Kathodenelektrodenmetallschicht 7 verbessert werden.
  • Achte Ausführungsform
  • Eine FWD einer achten Ausführungsform wird nun anhand der 14 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus gesehen wird, ist dieselbe wie diejenige in 16. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist, ist in 14 angegeben. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6 und eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 wie in dem Fall der FWD gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der FWD gemäß dieser Ausführungsform ist die Länge der Anodenschicht 3 in der radialen Richtung kurz, und ein p-Dotierstoffdiffusionsbereich 15 einer relativ niedrigen Konzentration mit einer Tiefe von der Hauptoberfläche, welche flacher ist als die Anodenschicht 3, ist zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 vorgesehen. In der FWD gemäß dieser Ausführungsform ist die Anodenelektrodenmetallschicht 8 bis zu der Innenseitengrenzfläche der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 vorgesehen, anders als die FWD gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise ist der p-Dotierstoffdiffusionsbereich 15 der relativ niedrigen Konzentration mit einer kleineren Tiefe als die Anodenschicht 3 zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 gebildet. Als eine Folge läßt, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt ist, der Dotier stoffdiffusionsbereich 15 kaum Strom von der Anodenschicht 3 zur innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 durch. Deshalb kann die Dichte des Stromes, welcher von der Unterseite der ersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zur Kathodenschicht 2 läuft, verringert werden. Auf diese Weise kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt ist, die Konzentration eines örtlich großen Regenerierungsstroms, welcher zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Als eine Folge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft durch den Regenerierungsstrom verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Da die Anodenelektrodenmetallschicht 8 bis zu der Nachbarschaft der inneren Grenzfläche der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 gebildet ist, kann die Konzentration bzw. die Konzentrierung des elektrischen Feldes zwischen der Anodenschicht 3 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Neunte Ausführungsform
  • Eine FWD gemäß einer neunten Ausführungsform wird nun anhand der 15 beschrieben. Eine Draufsicht der FWD gemäß dieser Ausführungsform, welche von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus gesehen wird, ist dieselbe wie diejenige in 16. Ein Querschnitt entlang der Linie x-x in der Draufsicht der FWD, wie sie in 16 gezeigt ist, ist in 15 angegeben. Die FWD gemäß dieser Ausführungsform weist ein Halbleitersubstrat 1, eine Kathodenschicht 2, eine Anodenschicht 3, eine Feldbegrenzungsschicht 5, eine Stopperkanalschicht 6 und eine Kathodenelektrodenmetallschicht 7 wie in dem Falle der ersten Ausführungsform auf. In der FWD gemäß dieser Ausführungsform erstreckt sich die Anodenelektrodenmetallschicht 8 bis zu der Nachbarschaft des äußersten Umfangs der Anodenschicht 3, und die innerste Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 ist in ein inneres Seitenteil 4a und ein äußeres Seitenteil 4b derart unterteilt, daß ein Teil einer niedrigen Konzentration in dem Zentrum gebildet wird, anders als die FWD gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise ist zwischen dem inneren Seitenteil 4a und dem äußeren Seitenteil 4b ein Teil mit einer relativ niedrigen Konzentration angeordnet. Das innere Seitenteil 4a und das äußere Seitenteil 4b besitzen eine relativ kleinere Lochdichte als der Fall, in dem das innere Seitenteil 4a und das äußere Seitenteil 4b keinen derartigen Teil einer niedrigen Konzentration in dem zentralen Teil in der Breitenrichtung besitzen, sondern in einer konstanten Konzentration verteilt sind. Als eine Folge ist die Dichte des Stromes, welcher von der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 zu der Kathodenschicht 2 läuft, wenn eine Vorwärtsvorspannung angelegt ist, relativ klein. Als eine Folge kann, wenn eine Rückwärtsvorspannung angelegt wird, die Konzentration bzw. die Konzentrierung eines örtlich großen Regenerierungsstroms, welcher zwischen der Kathodenschicht 2 und der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4 läuft, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden. Demzufolge kann die Zerstörung durch Hitze in der Nachbarschaft des inneren Seitenteils 4a und des äußeren Seitenteils 4b der innersten Feldbegrenzungsumfangsschicht 4, welche durch einen Temperaturanstieg in der Nachbarschaft verursacht wird, eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
  • Da das innere Seitenteil 4a und das äußere Seitenteil 4b eine Breite und eine Implantationstiefe in dem tiefsten Teil besitzen, welche identisch zu denen der Anmelderin bekannten Fälle sind, und die Äquipotentialflächen dieselben sind wie in den der Anmelderin bekannten Fällen, wird der Effekt des Entspannens bzw. Nachlassens der Konzentration bzw. der Konzentrierung des elektrischen Feldes nicht abnehmen, anders als in dem Fall des Verringerns der Implantationstiefe zum Verringern der Lochdichte.

Claims (6)

  1. Halbleitervorrichtung mit – einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, – einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, der auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, – einem ringförmigen zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) des zweiten Leitungstyps, der in der ersten Hauptoberfläche in einem Bereich außerhalb von und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum gebildet ist, mit einer größeren Tiefe von der Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und einer höheren Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3), – einer ersten Metallschicht (8), welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem vorgeschriebenen Abstand von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4) vorgesehen ist, und – einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) ist, wobei – der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3) und der zweite Dotierstoffdiffusionsbereich (4) in Kontakt sind, und – die Halbleitervorrichtung ferner einen dritten Dotierstoffdiffusionsbereich (11) des ersten Leitungstyps, welcher zwischen dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) vorgesehen ist, zweidimensional in Kontakt mit der Innenseite des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereichs (4) steht und eine Implantationstiefe aufweist, die kleiner ist als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3).
  2. Halbleitervorrichtung mit – einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, – einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, der auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, – einem ringförmigen zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) des zweiten Leitungstyps, der in der ersten Hauptoberfläche in einem Bereich außerhalb von und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum gebildet ist, mit einer größeren Tiefe von der Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und einer höheren Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3), – einer ersten Metallschicht (8), welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem vorgeschriebenen Abstand von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4) vorgesehen ist, und – einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) ist, wobei – der äußerste Umfang des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und der innerste Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4) in einem vorgeschriebenen Abstand entfernt voneinander derart vorgesehen sind, daß sie nicht in Kontakt miteinander stehen, – wobei die Halbleitervorrichtung ferner aufweist: – eine Isolierschicht (10), welche zum Bedecken eines Bereiches auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) zwischen dem äußersten Umfang des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4) vorgesehen ist, und – eine leitende Schicht (9), welche die Isolierschicht (10) vollständig bedeckt und den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) und den zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) verbindet, jedoch gegenüber der ersten Metallschicht (8) beabstandet ausgebildet ist.
  3. Halbleitervorrichtung mit – einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, – einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, – einem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4), welcher in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem Bereich außerhalb und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum vorgesehen ist und eine größere Dotierstoffdiffusionstiefe von der ersten Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), eine höhere Konzentration als die des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und eine vorgeschriebene Breite aufweist, – einer ersten Metallschicht (8), welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, – einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, und – einen Widerstandsbereich (15) in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoff-diffusionsbereich (3, 4), der als ein Widerstand gegen einen Strom dient, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) fließt, und einen Widerstandsbetrag besitzt, der höher ist als derjenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), wobei – der Widerstandsbereich (15) ein sechster Dotierstoffdiffusionsbereich (15) des zweiten Leitungstyps ist, zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (3, 4) in einem vorgeschriebenen Abstand von dem innersten Umfang des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4) vorgesehen ist und eine kleinere Dotierstoffimplantationstiefe als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und eine niedrigere Konzentration als der erste Dotierstoffdiffusionsbereich (3) aufweist.
  4. Halbleitervorrichtung mit – einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, – einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, – einem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4), welcher in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem Bereich außerhalb und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum vorgesehen ist und eine größere Dotierstoffdiffusionstiefe von der ersten Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), eine höhere Konzentration als die des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und eine vorgeschriebene Breite aufweist, – einer ersten Metallschicht (8), welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, – einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, und – einen Widerstandsbereich (12) in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoff-diffusionsbereich (3, 4), der als ein Widerstand gegen einen Strom dient, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) fließt, und einen Widerstandsbetrag besitzt, der höher ist als derjenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), wobei – der Widerstandsbereich (12) ein Bereich ist, welcher durch Füllen einer Isolierschicht (12) innerhalb eines Grabens gebildet ist, der von der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (3, 4) gebildet ist.
  5. Halbleitervorrichtung mit – einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, – einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, – einem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4), welcher in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem Bereich außerhalb und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum vorgesehen ist und eine größere Dotierstoffdiffusionstiefe von der ersten Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), eine höhere Konzentration als die des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) und eine vorgeschriebene Breite aufweist, – einer ersten Metallschicht (8), welche in Kontakt mit dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, – einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, und – einen Widerstandsbereich (14) in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3), der als ein Widerstand gegen einen Strom dient, welcher von dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) zu dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4) fließt, und einen Widerstandsbetrag besitzt, der höher ist als derjenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), – wobei der Widerstandsbereich (14) eine Mehrzahl von ringförmigen fünften Dotierstoffdiffusionsbereichen (14) des zweiten Leitungstyps ist, von der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe in dem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) von ungefähr dem Zentrum des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3) zum Umgeben des Zentrums gebildet ist und eine Konzentration aufweist, welche niedriger ist als diejenige des zweiten Dotierstoffdiffusionsbereiches (4).
  6. Halbleitervorrichtung mit – einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, – einem ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) eines zweiten Leitungstyps, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe gebildet ist, – einem ringförmigen zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4a, 4b) des zweiten Leitungstyps, welcher in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in einem Bereich außerhalb und um den ersten Dotierstoffdiffusionsbereich (3) herum vorgesehen ist und eine größere Tiefe von der Hauptoberfläche als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), eine höhere Konzentration als diejenige des ersten Dotierstoffdiffusionsbereiches (3), eine vorgeschriebene Breite und eine geringere Dotierstoffkonzentration in der Nachbarschaft eines zentralen Teiles in der Breitenrichtung als der äußerste und der innerste Umfang aufweist, – einer ersten Metallschicht (8), welche auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, um sich bis zur Nähe des äußeren Umfangs des ersten Dotierstoffdiffusionsbereichs (3) zu erstrecken und nahe, jedoch nicht in Kontakt zu sein mit dem zweiten Dotierstoffdiffusionsbereich (4a, 4b), und – einer zweiten Metallschicht (7), welche in Kontakt mit einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist.
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