DE2028632C3 - Zener diode - Google Patents
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Description
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
f) der eine Teil (28) der ersten Zone (26) eine höhere maximale Fremdatomkonzentration besitzt als der andere Teil (30) undf) the one part (28) of the first zone (26) has a higher maximum foreign atom concentration than the other part (30) and
g) seine obere Grenze bezüglich einer Oberfläche des Halbleiterkörpers in einer vorgegebenen Tiefe über der oberen Grenze des anderen Teils (30) liegt,g) its upper limit with respect to a surface of the semiconductor body in a predetermined one Depth is above the upper limit of the other part (30),
h) die zweite Zone (32) mit den beiden Teilen (28, 30) der ersten Zone (26) über zwei Teilbereiche (34,36) des pn-Übergangs in Verbindung steht,h) the second zone (32) with the two parts (28, 30) of the first zone (26) over two partial areas (34,36) of the pn junction is connected,
i) wobei wenigstens ein Teilbereich (34) des pn-Übergangs zwischen Teilen (28,32) maximaler Fremdatomkonzentration liegt, so daß ein p+n+-Übergang entsteht,i) at least a portion (34) of the pn junction between parts (28, 32) being at its maximum Foreign atom concentration lies, so that a p + n + transition occurs,
j) der andere Teilbereich (36) des pn-Übergangs zwischen dem anderen Teil (30) der ersten Zone (26) wesentlich tiefer als der eine Teilbereich (34) liegt undj) the other sub-area (36) of the pn-junction between the other part (30) of the first zone (26) is much deeper than the one sub-area (34) and
k) eine mit der zweiten Zone (32) in Berührung stehende Kontaktschicht (28) sich nur über den anderen Teil (30) der ersten Zone (26) erstreckt.k) a contact layer (28) in contact with the second zone (32) extends only over the other part (30) of the first zone (26) extends.
2. Zenerdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. Zener diode according to claim 1, characterized in that
1) die maximale Fremdstoffkonzentration in dem einen Teil (28) der ersten Zone etwa 8 χ ΙΟ19 1) the maximum concentration of foreign matter in one part (28) of the first zone is about 8 χ ΙΟ 19
Atome/cm3,
m) die maximale Fremdatomkonzentration des anderen Teils (30) der ersten Zone (26) etwaAtoms / cm 3 ,
m) the maximum foreign atom concentration of the other part (30) of the first zone (26) approximately
5 χ 1018 Atome/cm3 und
n) die maximale Fremdatomkonzentration in der zweiten Zone (36) etwa 1,2x1021 Atome/cm3
beträgt.5 χ 10 18 atoms / cm 3 and
n) the maximum foreign atom concentration in the second zone (36) is about 1.2x10 21 atoms / cm 3 .
3. Zenerdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß3. Zener diode according to claim 1 or 2, characterized in that
o) der pn-Übergang (36) zwischen der zweiten Zone (32) und dem anderen Teil (30) der ersten Zone (26) etwa 1,4 μπι unter der Oberfläche (20) des Halbleiterkörper liegt.o) the pn junction (36) between the second zone (32) and the other part (30) of the first Zone (26) is about 1.4 μm below the surface (20) of the semiconductor body.
Die Erfindung betrifft eine Zenerdiode der im Gattungsbegriff des Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a Zener diode of the type specified in the preamble of the claim.
Eine derartige Zenerdiode ist aus der NL-OS 08 886 bekannt, die in monolithisch integrierten Schaltungsanordnungen so hergestellt ist, daß in den integrierten Schaltungskörper eine erste Zone hoher Leitfähigkeit des einen Leitungstyps und anschließend in einen Teil dieser ersten Zone eine zweite Zone hoher Leitfähigkeit des entgegengesetzten Leitungstyps, und zwar gewöhnlich eine η+-Zone in eine diffundierte ρ+-Zone eindiffundiert ist Die Dotierstoffkonzentration in beiden Zonen ist dabei sehr hoch, und der n+p+-Übergang zwischen den Zonen befindet sich inSuch a Zener diode is known from NL-OS 08 886, which is manufactured in monolithic integrated circuit arrangements so that in the integrated circuit body a first zone of high conductivity of one conductivity type and then in part of this first zone a second zone of high conductivity of the opposite Conductivity type, namely usually a η + -zone is diffused into a diffused ρ + -zone. The dopant concentration in both zones is very high, and the n + p + junction between the zones is in
ίο geringer Tiefe, gewöhnlich in einer Tiefe von weniger als 1 μπι. Die geringe Tiefe des η+p+-Übergangs hat dabei jedoch zur Folge, daß viele der Dioden beim Anlegieren von elektrischen Kontakten kurzgeschlossen werden. Wenn man Aluminium, das man im allgemeinen für die elektrischen Kontakte verwendet, auf eine für das Anlegieren an das Halbleitermaterial ausreichende Temperatur erhitzt, frißt es sich durch die Oberfläche in den Halbleiterkörper ein, wobei es insbesondere die zweite Zone und den in geringer Tiefeίο shallow depth, usually less than 1 μm. However, the small depth of the η + p + transition has the consequence that many of the diodes are short-circuited when electrical contacts are alloyed. If aluminum, which is generally used for electrical contacts, is heated to a temperature sufficient for alloying with the semiconductor material, it will eat its way through the surface into the semiconductor body, in particular the second zone and the shallow one
liegenden n+p+-Übergang durchdringt, so daß das Bauelement kurzgeschlossen wird.lying n + p + junction penetrates, so that the component is short-circuited.
Bei einem aus der US-PS 33 05 913 bekannten Transistor erstreckt sich ein elektrischer Kontakt, der mit der zweiten Zone in Berührung steht, über den bzw. in die Nähe des einen Teils der ersten Zone, dessen obere Grenze höher liegt als die obere Grenze des anderen Teils. Beim Anlegieren der elektrischen Kontakte, die üblicherweise aus Aluminium bestehen, wird das Halbleitermaterial auf eine für das Anlegieren ausreichende Temperatur erhitzt Aufgrund der Wärmebehandlung dringt das Kontaktmaterial in Form von Nadeln oder in nadeiförmigen Zonen in das Halbleitermaterial ein und durch die relativ nah an der Oberfläche liegenden Halbleiter-Übergänge hindurch. Im angelsächsischen Sprachgebrauch wird dieser nachteilige Vorgang mit »Spiking« bezeichnet. Das Bauelement wird daher kurzgeschlossen, und es treten hohe Ausschußraten bei der Herstellung auf. Das zuvor Gesagte trifft auch für den Hochfrequenztransistor zu,In one of the US-PS 33 05 913 known transistor, an electrical contact extends is in contact with the second zone over or in the vicinity of one part of the first zone of which upper limit is higher than the upper limit of the other part. When alloying the electrical Contacts, which usually consist of aluminum, are alloyed to the semiconductor material on one Sufficient temperature heated Due to the heat treatment, the contact material penetrates in the form of Needles or needle-shaped zones in the semiconductor material and through the relatively close to the surface lying semiconductor junctions through it. In Anglo-Saxon usage this becomes disadvantageous Process called "spiking". The component is therefore short-circuited and high levels occur Production reject rates. The above also applies to the high-frequency transistor,
■to der in der zu einem älteren Recht gehörenden DE-AS 15 14 853 beschrieben ist.■ to the DE-AS belonging to an older right 15 14 853 is described.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zenerdiode zu schaffen, bei der durch das Anlegieren von elektrischen Kontakten keine oder wesentlich weniger Bauelemente kurzgeschlossen werden bzw. das sogenannte »Spiking« vermieden werden kann, wodurch die Ausschußraten beim Herstellungsvorgang von Halbleiterbauelementen wesentlich gesenkt werden können.The invention is therefore based on the object of creating a Zener diode in which by alloying no or significantly fewer components are short-circuited by electrical contacts or that so-called "spiking" can be avoided, reducing the reject rates during the manufacturing process of semiconductor components can be significantly reduced.
so Diese Aufgabe wird bei einer Zenerdiode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die in dessen Kennzeichen genannten Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Kontaktierung nur an der Stelle vorzunehmen, an der der Halbleiter-Übergang tiefer liegt, wird vermieden, daß das Kontaktierungsmaterial den Halbleiter-Übergang durchdringt und Kurzschlüsse entstehen.so This task is achieved with a Zener diode according to the preamble of claim 1 by the in its Features mentioned characteristics solved. By the measure according to the invention, the contacting only to be made at the point at which the semiconductor junction is lower, it is avoided that the contacting material penetrates the semiconductor junction and short circuits occur.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows
F i g. 1 einen Querschnitt eines Teils einer monolithisch integrierten Schaltung mit einer Zenerdiode,
F i g. 2 bis 6 Querschnitte, die verschiedene Stufen eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung einer
/cnerdiode veranschaulichen, undF i g. 1 shows a cross section of part of a monolithic integrated circuit with a Zener diode,
F i g. FIGS. 2 through 6 are cross-sections illustrating various stages of a preferred method of making a core diode, and FIG
Fig. 7 ein Diagramm, das die Dii'usionsprofile für eine Zenerdiode wiedergibt.7 shows a diagram which reproduces the diffusion profiles for a Zener diode.
F i g. 1 zeigt im Querschnitt einen Teil einer monolithisch integrierten Schaltung mit einer Zenerdiode 10. Die integrierte Schaltung besteht aus einem Halbleitersubstrat 12 und einer darauf befindlichen epitaktischen Schicht 14, die vom Substrat -Jurch einen p+n+-Obergang 16 getrennt ist In Fig. 1 ist das Substrat 12 p+-leitend und kann in bekannter Weise ein n+-Gebiet 18 am Übergang 16 enthalten. Die epitaktische Schicht 14 ist n+-leitend und hat eine freiliegende Oberfläche 20. Ein p+-Ringgebiet 22 umgibt einen Teil der epitaktischen Schicht 14 unter Bildung eines n+-leitenden Wannengebietes 24, das vom übrigen Teil der epitaktischen Schicht 14 elektrisch isoliert ist Das η+-Gebiet 24 enthält gewöhnlich ein oder mehrere elektronische Bauelemente, wie beispielsweise in F i g. 1 die Zenerdiode 10 an der Oberfläche 20.F i g. 1 shows in cross section part of a monolithic integrated circuit with a Zener diode 10. The integrated circuit consists of a semiconductor substrate 12 and an epitaxial layer 14 located thereon, which is separated from the substrate by a p + n + junction 16 in FIG the substrate 12 is p + -conducting and can contain an n + region 18 at the junction 16 in a known manner. The epitaxial layer 14 is n + -conductive and has an exposed surface 20. A p + -ring region 22 surrounds part of the epitaxial layer 14 to form an n + -conductive well region 24 which is electrically isolated from the remaining part of the epitaxial layer 14 Das η + Region 24 typically contains one or more electronic components, such as in FIG. 1 the zener diode 10 on the surface 20.
Die Zenerdiode 10 hat eine erste Zone 26 des einen Leitungstyps mit zwei Teilen 28 und 30, die seitlich untereinander verbunden sind und an die Oberfläche 20 angrenzen, wobei jedoch der Teil 28 eine erheblich höhere Leitfähigkeit und Dotierstoffkonzentration als der andere Teil 30 aufweist In F i g. 1 ist die Zone 26 p-leitend und besteht aus einem ρ+-Teil 28 und einem p-Teil 30. Der Teil 28 reicht außerdem in eine erheblich größere Tiefe als der Teil 30. Eine zweite Zone 32 des entgegengesetzten Leitungstyps mit hoher Leitfähigkeit ist mit den beiden Teilen 28 und 30 der ersten Zone 26 verbunden und befindet sich ebenfalls an der Oberfläche 20. In Fig. 1 ist die zweite Zone 32 η+-leitend und innerhalb der beiden Teile 28 und 30 unter Bildung eines n+p+-Übergangs 34 mit dem p+-Teil 28 und eines n+p-Übergangs 36 mit dem p-Teil 30 angeordnet. Der n + p-Übergang 36 zwischen der zweiten Zone 32 und dem schwächer dotierten Teil 30 befindet sich in erheblich größerer Tiefe als der η+ρ+-Übergang 34 zwischen der zweiten Zone 32 und dem stark dotierten Teil 28. Der elektrische Anschluß wird durch Kontaktschichten 38 und 40 hergestellt, die an die Oberflächen der η+-Zone 32 bzw. der ρ+-Zone 28 anlegiert sind. Die Kontaktschicht 38 an der η+-Zone 32 befindet sich lediglich über dem p-Teil 30, wo der n + p-Übergang 36 in erheblich größerer Tiefe liegt.The Zener diode 10 has a first zone 26 of the one conductivity type with two parts 28 and 30, which are laterally are interconnected and adjoin the surface 20, but the part 28 is a considerable has higher conductivity and dopant concentration than the other part 30 in FIG. 1 is zone 26 p-conductive and consists of a ρ + part 28 and a p-part 30. The part 28 also extends to a considerably greater depth than the part 30. A second zone 32 of the of the opposite conductivity type with high conductivity is with the two parts 28 and 30 of the first zone 26 connected and is also located on the surface 20. In FIG. 1, the second zone 32 is η + -conducting and within the two parts 28 and 30 to form an n + p + junction 34 with the p + part 28 and one n + p junction 36 with the p part 30 arranged. The n + p junction 36 between the second zone 32 and the less doped part 30 is located at a considerably greater depth than the η + ρ + transition 34 between the second zone 32 and the heavily doped part 28. The electrical connection is made by contact layers 38 and 40, which are alloyed to the surfaces of the η + zone 32 and the ρ + zone 28, respectively. the Contact layer 38 at the η + zone 32 is located only above the p-part 30, where the n + p-junction 36 lies at a considerably greater depth.
Fig.2 bis 6 veranschaulichen verschiedene Stufen eines bevorzugten Herstellungsverfahrens für die Zenerdiode 10 in einer typischen monolithisch integrierten Schaltungsanordnung. Fig.2 zeigt einen Teil der integrierten Schaltung vor der Ausbildung der Zenerdiode 10. Das Substrat 12 und die epitaktische Schicht 14 bestehen aus monokristallinem Silicium mit spezifischen Widerständen von 25 bis 50 bzw. 1 bis 6 Ohmzentimetern. Die epitaktische Schicht 14 ist in einer Dicke von 10 bis 14 μίτι aufgewachsen und hat eine Dotierstoffkonzentration von ungefähr 5 χ 1015 Atomen pro cm3. Das n+-Gebiet 18 und das p+-Ringgebiet 22 können nach bekannten Diffusionsverfahren gebildet sein.FIGS. 2 to 6 illustrate various stages of a preferred manufacturing method for the Zener diode 10 in a typical monolithic integrated circuit arrangement. 2 shows part of the integrated circuit before the formation of the Zener diode 10. The substrate 12 and the epitaxial layer 14 consist of monocrystalline silicon with resistivities of 25 to 50 and 1 to 6 ohm centimeters, respectively. The epitaxial layer 14 is grown to a thickness of 10 to 14 μm and has a dopant concentration of approximately 5 × 10 15 atoms per cm 3 . The n + region 18 and the p + ring region 22 can be formed using known diffusion processes.
Der erste Schritt bei der Hersteilung der Zenerdiode 10 besteht darin, daß in das n-Gebiet 24 der ρ+-Teil 28 der Zone 26 eindiffundiert wird. Wie in F i g. 3 gezeigt, wird die Oberfläche 20 mit einer Passivierungsschicht 42 beschichtet, von der ein Teil entfernt wird, um einen Teil der Oberfläche 20 über dem n-Gebiet 24 freizulegen. Gewöhnlich geschieht dies in der Weise, daß eine Siliciumdioxydschicht in einer Dicke von 0,5 bis 1 μιη aufgebracht und nach bekannten Photoätzverfahren ein Teil dieser Schicht entfernt wird. Sodann erfolgt eine p+-Diffusion, indem die Oberfläche 20 45 Minuten lang bei 1150°C Bornitrid und anschließend 45 Minuten lang bei 1165°C Wasserdampf ausgesetzt wird. Der dabei entstehende ρ+-Teil 28 diffundiert ie das n-Gebiet 24 bis zu einer Tiefe von ungefähr 4,5 μπι ein, ehe seine Dotierstoffkonzentration unter diejenige des n-Gebietes 24 absinktThe first step in the manufacture of the Zener diode 10 consists in that the ρ + part 28 of the zone 26 is diffused into the n region 24. As in Fig. 3 shown the surface 20 is coated with a passivation layer 42, a portion of which is removed by a portion of surface 20 over n-region 24 to expose. Usually this is done in such a way that a Silicon dioxide layer in a thickness of 0.5 to 1 μm applied and a part of this layer is removed by known photo-etching processes. Then one follows p + diffusion by exposing the surface to boron nitride for 45 minutes at 1150 ° C and then for 45 minutes exposed to water vapor at 1165 ° C. The resulting ρ + part 28 diffuses ie the n-area 24 bis to a depth of about 4.5 μm before his The dopant concentration falls below that of the n-region 24
Sodann wird der p-Teil 30 der ersten Zone 26 durch Eindiffundieren gebildet Die Passivierungsschicht 42 wird entfernt, und ein neuer Oxidbelag 44 wird aufgebracht und ein anderer Teil der Oberfläche 20 freigelegt Wie in F i g. 4 gezeigt wird der Oxidbelag 44The p-part 30 of the first zone 26 is then formed by diffusing in. The passivation layer 42 is removed and a new oxide coating 44 is applied and another portion of the surface 20 exposed As in Fig. 4 shows the oxide coating 44
ίο im Bereich am ρ+-Teil 28 und an einem seitlich damit verbundenen Teil des n-Gebieies 24 entfernt so daß bei der anschließenden p-Diffusion seitlich verbundene p- und p+-Teile 30 und 28 an der Oberfläche 20 gebildet werden. Dieses p-Eindiffundieren erfolgt in der Weise, daß die Oberfläche 20 für eine Dauer von 40 Minuten bei 950° C Bornitrid und anschließend 50 Minuten lang einer trockenen Atmosphäre sowie 50 Minuten lang einer feuchten Atmosphäre bei 1100° C ausgesetzt wird. Sowohl für die p- als auch die p+-Diffusion wird Bornitrid verwendet, wobei jedoch aufgrund der niedrigeren Aufbring- und Diffusionstemperaturen bei der p-Diffusion der gebildete p-Teil 30 eine erheblich niedrigere Dotierstoffkonzentration und Diffusionstiefe hat Der p-Teil 30 diffundiert nur bis zu einer Tiefe von ungefähr 2,0 μπι ein, ehe seine Dotierstoffkonzentration unter die des n-Gebietes 24 abfällt Gewöhnlich erfolgt diese p-Diffusion gleichzeitig mit den Basis- und Wiüerstandsdiffusionen in anderen Teilen der integrierten Schaltung, so daß ein zusätzlicher Diffusionsschritt nicht erforderlich ist. Sodann wird die η + -Zone 32 durch Diffusion hergestellt. Der Oxidbelag 44 wird entfernt, und ein neuer Oxidbelag 46 wird aufgebracht und wiederum ein anderer Teil der Oberfläche 20 freigelegt. Wie in F i g. 5 gezeigt, wird der Oxidbelag 46 in einem Teil des Bereiches an sowohl dem ρ+-Teil 28 als auch dem p-Teil 30 der Zone 26 entfernt. Die n+-Diffusion kann dann in der Weise erfolgen, daß die Oberfläche 20 für eine Dauer von 18 Minuten POCl3 bei 1050°C und anschließend 45 Minuten lang Wasserdampf bei 945' C ausgesetzt wird. Die dadurch gebildete η+-Zone 32 liegt innerhalb beider Teile der ersten Zone 26. wobei die gleichrichtenden Sperrschichten oder Übergänge 34 und 36 mit den Teilen 28 bzw. 30 bestehen.ίο removed in the area on the ρ + part 28 and on a laterally connected part of the n-region 24 so that laterally connected p and p + parts 30 and 28 are formed on the surface 20 during the subsequent p diffusion. This p-diffusion takes place in such a way that the surface 20 is exposed to boron nitride for 40 minutes at 950 ° C. and then to a dry atmosphere for 50 minutes and to a humid atmosphere at 1100 ° C. for 50 minutes. Boron nitride is used for both p- and p + diffusion, but due to the lower application and diffusion temperatures in p-diffusion, the p-part 30 formed has a considerably lower dopant concentration and diffusion depth. The p-part 30 diffuses only up to to a depth of approximately 2.0 μm before its dopant concentration drops below that of the n-region 24 This p-diffusion usually takes place simultaneously with the base and resistance diffusions in other parts of the integrated circuit, so that an additional diffusion step is not required . The η + zone 32 is then produced by diffusion. The oxide coating 44 is removed and a new oxide coating 46 is applied and again another portion of the surface 20 is exposed. As in Fig. 5, the oxide scale 46 is removed in part of the area at both the ρ + part 28 and the p part 30 of the zone 26. The n + diffusion can then take place in such a way that the surface 20 is exposed to POCl 3 at 1050 ° C. for a period of 18 minutes and then to water vapor at 945 ° C. for 45 minutes. The η + zone 32 thus formed lies within both parts of the first zone 26. The rectifying barrier layers or transitions 34 and 36 with the parts 28 and 30, respectively, exist.
Das Diagramm nach F i g. 7 gibt die Dotierstoffkonzentration in Abhängigkeit von der Tiefe für beide Teile der ersten Zone 26 sowie für die zweite Zone 32 wieder. Wie die Kurve 50 zeigt, hat der ρ+-Teil 28 eine hohe Oberflächendotierstoffkonzentration von 8xlO19 Atomen/cm3 und reicht tief in das n-Gebiet 24 hinein. WieThe diagram according to FIG. 7 shows the dopant concentration as a function of the depth for both parts of the first zone 26 and for the second zone 32. As curve 50 shows, ρ + part 28 has a high surface dopant concentration of 8 × 10 19 atoms / cm 3 and extends deep into n region 24. As
so die Kurve 52 zeigt hat der p-Teil 30 eine erheblich niedrigere Oberflächendotierstoffkonzentration von 5x1018 Atomen/cm3 und reicht nicht so tief in das n-Gebiet 24 hinein. Die in beide Teile der ersten Zone 26 eindiffundierte η+-Zone 32 bildet mit den beiden Teilen eine gleichrichtende Sperrschicht in jeweils unterschiedlicher Tiefe, je nachdem, in welcher Tiefe die entsprechenden Dotierstoffkonzentrationen ausgeglichen werden. Wie die Kurve 54 zeigt, hat die η+-Zone 32 die höchste OberflächendotierstoffkonzentrationAs curve 52 shows, p-part 30 has a considerably lower surface dopant concentration of 5 × 10 18 atoms / cm 3 and does not extend so deep into n-region 24. The η + zone 32 diffused into both parts of the first zone 26 forms with the two parts a rectifying barrier layer at different depths, depending on the depth at which the corresponding dopant concentrations are equalized. As curve 54 shows, η + zone 32 has the highest surface dopant concentration
bo \\>n 1,2XlO21 Atomen/cm3, wobei jedoch diese Zone nicht sehr tief reicht Die n+-Dotierstoffkonzentration gemäß Kurve 54 fällt, schnell unter die ρ+-Dotierstoffkonzentration gemäß Kurve 50 ab, wobei am Schnittpunkt der beiden Kurven der n + p+-Übergang 34 ausgeuildet ist. Der durch die gestrichelte Linie 56 angedeutete Übergang 34 am Schnittpunkt der Kurven 50 und 54 liegt ähnlich wie bei bekannten Zenerdioden in einer geringen Tiefe von ungefähr 0,7 μιη. Jedoch istbo \\> n 1.2XlO 21 atoms / cm 3 , but this zone does not extend very deep. The n + dopant concentration according to curve 54 falls quickly below the ρ + dopant concentration according to curve 50, with the n + p + transition 34 is formed. The transition 34 indicated by the dashed line 56 at the intersection of the curves 50 and 54 is similar to known Zener diodes at a shallow depth of approximately 0.7 μm. However is
die p-Dotierstoff konzentration gemäß Kurve 52 erheblich niedriger als die p-·-Dotierstoffkonzentration gemäß Kurve 50, so daß die n+'Dotierstoffkonzentration gemäß Kurve 54 bis in eine größerer Tiefe oberhalb der p-Dotierstoffkonzentration gemäß Kurve 52 bleibt und der n + p-.lbergang 36 in der größeren Tiefe von ungefähr 1,4 μπι liegt, wie durch die gestrichelte Linie 58 angedeutet.the p-dopant concentration according to curve 52 is considerable lower than the p- · dopant concentration according to curve 50, so that the n + 'dopant concentration remains according to curve 54 to a greater depth above the p-dopant concentration according to curve 52 and the n + p junction 36 at the greater depth of is approximately 1.4 μπι, as indicated by the dashed line 58 indicated.
Sodann wird die Zenerdiode 10 durch Anbringen der Kontaktschichten 38 und 40 elektrisch kontaktiert. Wie ι ο in Fig.6 gezeigt, wird ein neuer Oxidbelag 48 aufgebracht und ein Teil der Oberfläche 20 an der η+-Zone 32 sowie ein weiterer Teil der Oberfläche 20 am p+-Teil 28 freigelegt. An der η+ -Zone 32 wird die Oberfläche 20 nur in demjenigen Bereich freigelegt, wo die η+ -Zone 32 sich innerhalb des p-Teils 30 mit der erheblich niedrigeren Dotierstoffkonzentration und der erheblich größeren Tiefe des n+p-Übergangs 36 befindet Sodann wird auf den Oxidbelag 48 und die beiden freigelegten Teile der Oberfläche 20 ein Belag aus hochleitendem Material aufgebracht und werden durch selektives Entfernen dieses Belages die Kontaktschichten 38 und 40 erhalten. Gewöhnlich werden die Kontaktschichten aus Aluminium gefertigt, das auf die Oberfläche 20 aufgedampft und anschließend durch Erhitzen auf 530DC an das Silicium anlegiert wird. Da die Kontaktschicht 38 für die η+-Zone 32 sich nur im Bereich über dem p-Teil 28 befindet, wo der n + p-Übergang36 in erheblich größerer Tiefe liegt, ist es unwahrscheinlich, daß das Aluminium den n + p-Übergang 36 durchbricht und dadurch die Zenerdiode 10 kurzschließt.Then the Zener diode 10 is electrically contacted by applying the contact layers 38 and 40. As shown in FIG. 6, a new oxide coating 48 is applied and a part of the surface 20 at the η + zone 32 and a further part of the surface 20 at the p + part 28 are exposed. At the η + zone 32, the surface 20 is exposed only in that area where the η + zone 32 is located within the p-part 30 with the considerably lower dopant concentration and the considerably greater depth of the n + p junction 36 a coating of highly conductive material is applied to the oxide coating 48 and the two exposed parts of the surface 20 and the contact layers 38 and 40 are obtained by selective removal of this coating. The contact layers are usually made of aluminum, which is vapor-deposited onto the surface 20 and then alloyed to the silicon by heating to 530 D C. Since the contact layer 38 for the η + -zone 32 is only located in the area above the p-part 28, where the n + p-junction 36 lies at a considerably greater depth, it is unlikely that the aluminum will pass the n + p-junction 36 breaks down and thereby short-circuits the Zener diode 10.
Die η+ p+-Charakteristik von Zenerdioden bleibt bei der vorliegenden Zenerdiode 10 erhalten, da der Spannungsdurchbruch am n+p+-Übergang 34 erfolgt. Der η ' ρ+ -Übergang 34 hat eine Durchbruchsspannung von 5,5 Volt, während der η + p-Übergang 36 eine höhere Durchbruchsspannung von 7,0 Volt hat. Deshalb erfolgt der Zenerdurchbruch der Diode am η+p+-Übergang 34 mit der niedrigeren Durchbruchsspannung, obwohl die η+ -Zone 32 nur über dem n + p-Übergang 36 elektrisch kontaktiert ist.The η + p + characteristic of Zener diodes is retained in the present Zener diode 10, since the voltage breakdown occurs at the n + p + junction 34. The η 'ρ + junction 34 has a breakdown voltage of 5.5 volts, while the η + p junction 36 has a higher breakdown voltage of 7.0 volts. The Zener breakdown of the diode therefore takes place at the η + p + junction 34 with the lower breakdown voltage, although the η + zone 32 is only electrically contacted via the n + p junction 36.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |