DE2154122A1 - Halbleiteranordnung mit Hoch spannungspassivierung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Halbleiteranordnung mit Hoch spannungspassivierung und Verfahren zu deren Herstellung

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DE2154122A1 DE19712154122 DE2154122A DE2154122A1 DE 2154122 A1 DE2154122 A1 DE 2154122A1 DE 19712154122 DE19712154122 DE 19712154122 DE 2154122 A DE2154122 A DE 2154122A DE 2154122 A1 DE2154122 A1 DE 2154122A1
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Description

  • Halbleiteranordnung mit Hochspannungspassivierung und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit einem ersten Halbleiterbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps und einem zweiten Halbleiterbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, zwischen denen ein Grenzschichtübergang besteht, wobei der zweite Bereich kleiner als der erste Bereich ist, und mit einer Passivierungsschicht auf dem ersten Halbleiterbereich, die den zweiten Halbleiterbereich umgibt und mit diesem teilweise überlappt, wobei ein Kontaktanschluss den zweiten Halbleiterbereich und einen Deil der Passivierungsschicht überzieht, und ferner mit einer Schutzringanordnung, die in einem gewissen Abstand von dem Kontaktanschluss verläuft und in ohmischer Kontaktverbindung mit dem ersten Halbleiterbereich steht, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einer verbesserten Passivierung, die normalerweise zur Erhöhung der Durchbruchsspannung angebracht wird.
  • Mit Mit den Aufkommen von Passivierungen unter Verwendung eines aussen liegenden Ringes und eines in dessen Zentrum angebrachten metallischen Überzugs wurde es möglich, bis zu 500 Volt an der passivierenden Oxydschicht wirksam werden zu lassen, ohne dass ein elektrischer Durchschlag erfolgt. Ein Durchschlag ergibt sich aufgrund von Fehlern im Halbleitermaterial, so dass das Wandern einer elektrischen Ladung durch das Material nicht mehr verhindert werden kann und z.B. beim Silicium ein Durchschlag auftritt, wenn das elektrostatische Feld einen Wert von 20 Volt//um für eine wesentliche Strecke übersteigt.
  • Bei Halbleiteranordnungen mit oberflächigen Schutzringen, die über 500 Volt arbeiten, können sich elektrische Durchschläge einstellen wegen des Aufbaus von Spitsenladungen auf der Oberfläche der passivierenden Schicht aufgrund von Verunreinigungen in oder auf der passivierenden Schicht, und wegen der begrenzten Dotierung des Siliciums.
  • ie begrenzte Dotierung bezieht sich auf diejenige zusätzliche Dotierung, welche die eigenleitenden Werte des Materials übersteigt. Durch diese endliche Dotierung werden weitere Ladungen zusätzlich zu den von aussen wirksamen Störstellen auf der passivierenden Schicht bewirkt, die das den Durchbruch vorursachende Feld verstärken. Im nachfolgenden ird als eigentliche Ladung diejenige bezeichnet, die sich aufgrund der endlochen Dotierung ergibt, wogegen als äussere störende Ladung diejenige bezeichnet wird, die sich aufgrund von Verunreinigungen in oder auf der passivierenden Schicht ergibt.
  • Selbst bei einer von Störstellen freien passivierenden Schicht und einem scheinbar undotierten Silicium kann ein Durchbruch aufgrund einer Ladungswanderung auf der Oberfläche der passivierenden Schicht erfolgen, da sich durch diese Wanderung Spitzenfelder ausbilden können. Selbst bei Halbleiteranordnungen mit einem oberflächigen Schutzring kann eine Ladungswanderung in dem Bereich zwischen dem Schutzring und der Metallisierung lisierung auf der Oberfläche der passivierenden Schicht auftreten, die bisher nur sehr schwer zu kontrollieren ist und zu einer hohen Ladung bzw. zu Ladungsspitzen im Bereich der Metallisierung und/oder des Schutzringes führen, was eine Verringerung der Durchbruchsspannung mit sich zieht. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich, wenn der Schutzring und die Metallisierung nahe beieinander liegen und sich infolgedessen Überschläge ergeben, die herkömmlicherweise durch organische Schichten unterdriickt werden, die Jedoch die Durchbruchsspannung unterschiedlich und in der Regel schädlich beeinflussen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Balbleiteranordnung mit einer Hochspannungspassivierung zu schaffen, bei der die Durchbruchs spannung zwischen einem metallischen Uberzug, z.B. einem Kontaktanschluss, und einem äusseren auf der passivierenden Schicht aufliegenden Schutzring wesentlich vergrössert werden kann, indem für eine möglichst gleichissige Feldverteilung auf der Oxydschicht zwischen diesen beiden Metallflächen gesorgt wird. Damit soll die Hochspannungspassivierung von Halbleiteranordnungen wesentlich verbessert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine weitere Schicht aus einem Widerstandsmaterial auf der Oberfläche der passivierenden Schicht angeordnet ist, um ein ii wesentlichen gleichförmiges elektrostatisches Feld unter Vermeidung der eigentlichen Funktion der Halbleiteranordnung zu schaffen, wobei die Widerstands schicht im gesamten Bereich zwischen dem Kontaktanschluss und der Schutzringanordnung verläuft und diese ohmisch miteinander verbindet, und dass durch die Widerstandsschicht die Durchbruchs spannung der Halbleiteranordnung beträchtlich vergrössert wird.
  • Weitere Merkmale und Aus gestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Bei Bei einer nach den Merkmalen der Erfindung aufgebauten Halbleiteranordnung lässt sich die Durchbruchsspannung wesentlich durch die Verwendung der Widerstandsschicht verbessern, die auf der passivierenden Schicht zwischen dem metallischon Vberzug, z.B. eines Kontaktanschlusses, und einem oberflächigen Schutzring angebracht wird und mit diesen in Verbindung steht.
  • Diese Widerstandsschicht wirkt sowohl der eigentlichen Ladung als auch der äusseren störenden Ladung entgegen, indem sie Ladungsanhäufungen verteilt und eine im wesentlichen gleichförmige Lasverteilung auf der Oberfläche der passivierenden Schicht bewirkt. Dies wird durch die Neutralisierung der Ladungen auf der Oberfläche der passivierenden Schicht bewirkt, wobei durch diese Neutralisierung auch di. Feldstärke im wesentlichen gleichgehalten wird. Die Widerstandsschicht verringert auch die neigung zur Entstehung von Uberschlägen und gibt einen zusätzlichen Schutz gegen den Einfluss von aussen einwirkender Verunreinigungen.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die passivierende Schicht der Halbleiteranordnung mit einer hochohmigen Widerstandsschicht bedeckt wird, wodurch Ladungsanhäufungen auf der Oberfläche der passivierenden Schicht verteilt werden, wenn immer eine hohe Spannung angelegt wird, und dass die gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht mit den darunterliegenden Teilen der Halbleiteranordnung verbunden sind, so dass das elektrostatische Feld auf der Oberfläche der passivierenden Schicht ausreichend gleichförmig wird, um die Durchbruchs spannung weiter zu erhöhen. Dabei wird in vorteilhafter Weise eine Widerstandsschicht mit einem Widerstandswert von mehr als 610 Ohm pro Quadrat aufgebracht.
  • Weitere Weitere Merkmale und Vorteile der Enindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den ansprüchen und der Zeichn-ung hervor. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine als Diode ausgebildete Halbleiteranordnung mit einem metallischen Kontaktanschluss in Form eines metallischen Überzugs und einem äusseren Schutzring zur Hochspannungspassivierung gemäss dem Stand der Technik; Fig. 2 ein Diagramm, das den Verlauf des elektrischen Feldes zwischen dem metallischen Überzug und den Schutzring für eine Diode gemäss Fig. 1 wiedergibt; Fig. 3 ein/en als Diode ausgebildeten Halbleiteraufbau mit einer Widerstandsschicht gemäss der Erfindung; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei nur eine Widerstandsschicht auf einer passivierenden Schicht vorgesehen ist, um die Durchbruchsspannung der Halbleiteranordnung zu erhdhen; Fig. 5 eine Draufsicht auf eine HaIbleiteranordnung gemäss Fig. 3, bei der der metallische Überzug und der Schutzring durch eine Widerstands schicht verbunden sind, die aus konzentrisch sueinander liegenden ringförmigen Widerstandsschichten bestcht, um die Widerstandsstrecke zu erhöhen ; Fig. 6a und 6b Hochleistungstransistoren, die unter Verwendung einer Widerstandsschicht gemäss der Erfindung aufgebaut sind.
  • Obwohl bereits Widerstandsschichten bekannt sind, die auf passivierenden Schichten zwischen zwei Metallkontakten verlaufen, unterscheiden unterscheiden sich diese Widerstandselemente ganz wesentlich von der Widerstandsschicht gemaas der Erfindung, da sie als Schaltkreiskomponente wirksam sind. Bei allen diesen Änwendungsfällen wird neben anderen metallischen Schichten eine Nickel-Chromlegierung für die Herstellung des Widerstandselementes verwendet. Derartige Widerstandselemente erreichen im Höchstfall nur etwa 1000 Ohm pro Quadrat. Bei der Widerstandsschicht gemäss der Erfindung müssen Jedoch Widerstände in der Grdssenordnung von 108 bis 1010Ohm pro Quadrat erreicht werden, um die Hochspannungspassivierung zu erzielen, ohne dass bei den Betriebs spannungen zu hohe Leckströme erzeugt werden.
  • Es ist bekannt, dass bei Silicium-PN-Übergängen die grössten Durchbruchsspannungen mit einer möglichst gleichmässigen Feldverteilung auf der Oberfläche der passivierenden Schicht erzielt werden können. Für eine gegebene Entfernung zwischen den Elektroden heisst das, dass die höchste Durchbruchsspannung mit einem unddotierten Halbleitermaterisl erzielt werden Kann, das keine Möglichkeit bietet, dass die Restladung an der einen Elektrode höher als an der anderen ist. Jedoch kann selbst ein gleichförmiges Peld einen Durchbruch auslösen, wenn dieses Feld eine entsprechend hohe Feldstärke hat. Die Widerstandsschicht gemäss der Erfindung soll daher nicht nur eine gleichkörnige Feldverteilung bewirken, sondern auch die Feldstärke auf der Oberfläche verringern, indem der gleichföriige Feldbereich auf der Oberfläche länger ist als ii Innern des Materials. Dies kann durch eine Vergrösserung der Elektrodenabstands erzielt werden.
  • Um eine maximalè Durchbruchs spannung zu gewährleisten, ist es notwendig, die Restladung in Oberflächenbereiche, welche Hochspannungs--tbergänge begrenzen, auf Null zu verringern. Da nicht neutralisierte Ladungen in einer Anzahl von etwa 1015 Ladungen pro Kubikzentimeter die Durchbruchsspannungen im Kernmaterial des Siliciums auf etwa 500 Volt begrenzen, ist es offensichtlich offensichtlich, dass nicht neutralisierte Oberflächenladung mit einen Anteil von etwa 1010 Ladungen pro Quadratzentimeter auf der passivierenden Schicht eine ähnlich begrenzende Punktion haben können. Eine Möglichkeit der Neutralisierung dieser Oberflächenladungen ergibt sich durch die Verwendung einer ohmisch leitenden Widerstands schicht auf der Oberfläche der passivierenden Schicht. Obwohl diese leitende Schicht eine Restladung von Null hat und ein gleichfbrmig elektrisches Peld, kann sie die Wirkungsweise des PN-Übergangs zerstören.
  • Man hat Jedoch festgestellt, dass Widerstandsschichten mit sehr hohen Widerstand ausreichend Ladungen Jeglicher Polarität, d.h. genügend Pangladungen enthalten, um den Einfluss von äusseren stbrenden Ladungen auf der Oberfläche der passivierenden Schicht entgegenzuwirken und diese zu neutralisieren.
  • Eine solche Widerstands schicht hat ausreichend Ladungen jeglicher Polarität, wnn die Schicht sich über den PN-Übergang derart erstreckt, dass sie einen geringfügigen Strom führt.
  • Dieser Strom bewirkt nicht nur ein gleichförmiges Feld, indem ein gleichförmiger Spannungsgradient erzeugt wird1 sondern verringert auch die Feldstärke, wenn der Abstand der Oberflächenelektroden zunimmt und sich daraus eine vergrösserte Durchbruchs spannung ergibt.
  • In Fig. 1 ist ein Halbleiteraufbau mit einem Schutzring für eine Hochspannungspassivierung bekannter Art dargestellt. Dieser Halbleiteraufbau ist als Diode ausgeführt und besteht aus einen Halbleiterkörper 10, in dem ein P+-leitender Bereich 11 vorgesehen ist. Ein Metallüberzug 12 dient als ohmischer Eontaktanschluss an den P+-leitenden Bereich. Der aussen liegende geschlossene Schutzring ist mit 13 bezeichnet und steht in ohmischer Kontaktverbindung mit einem geschlossenen diffunvierten N+-leitenden Bereich 14. Wenn eine Spannung an die Anschlussklemmen 15 und 16 angelegt wird, wirkt diese as PN-Übergang, so dass sich am Netallüberzug 12 und am Schutsring 13 Ladungskonzentrationen ausbilden, die mit 19 und 20 bezeichnet beeichnet sind. Diese Ladungskonzentration ergibt sich aufgrund der ungleichmässigen Oberflächeneigenschaften der passivierenden Siliciumdioxydschicht 21. Die angelegte Spannung wird deshalb zwischen der Siliciumdioxydschicht 21 und der Diode aus den Konponenten 10 und 11 aufgeteilt. Die, passivierinde Schicht 21 ist typischerweise nur 1 bis 2,um dick, so dass der grösste Teil der zwischen den Klemmen 15 und 16 angelegten Spannung von der Oberflächenverarmungsschicht der Diode aufgenommen werden muss. Die Form dieser Verarmungs schicht wird teilweise durch die unkontrollierten Oberflächenladungen und die Verunreinigungen auf der äusseren Oberfläche der Siliciumdioxydschicht bestimmt. Diese unkontrollierten Oberflächenladungen sind in lig. 1 dargestellt und mit 19 bzw.
  • 20 bezeichnet. Sobald der Spannungsabfall zwischen den Anschlussklemmen 15 und 16 ungefähr 500 Volt übersteigt, können die Oberflächenladungsbereiche 19 und 20 soweit zunehmen, dass eine ungleichförmige Feldverteilung ausgelöst wird, wobei sich ein Feld ergibt, das ausreicht, um einen vorzeitigen Durchbruch auszulösen. Diese ungleiche Feldverteilung ist in Fig.
  • 2 graphisch dargestellt. Wenn der Nullpunkt des Koordinatensystems als die Kante des metallischen Überzugs 12 angesehen wird, so kann man feststellen, dass die Feldkonzentration ii Bereich dieser raute an höchsten ist und mit zunehmender Entfernung t von der Kante, d.h. in Richtung auf den Schutzring zu abfällt, wenn im Bereich der Kante des metallischen Überzuge eine positive Ladung wirksam ist. Entsprechendes gilt für die hohe negative Ladungskonzentration im Bereich des Schutzringes, die in Richtung auf den metallischen Überzug in gleicher Weise abfällt.
  • Diese Oberflächenladungsbereiche lit hoher Konzentration im Bereich des metallischen Überzugs und des Schutzringes müssen neutralisiert werden, um eine im wesentlichen gleichförmige Feldverteilung gemäss Fig. 2 er@ielen zu können. Um dies zu erreiche, wird auf der Oberfläche der passivierenden Schicht eine eine Widerstandsschicht 30 gemäss Fig. 3 angebracht, die sich über die passivierende Schicht erstreckt. Da passivierende Schichten in der Regel ein bis zwei/um dick sind, ist auch die Widerstandsschicht dünn im Vergleich zu der Ausdehnung der Oberflächenverarmungszone, die bis zu 150, um in das Halbleitermaterial hinein verlaufen kann. Alle Verunreinigungen der passivierenden Schicht befinden sich somit in dem Bereich des starken Feldes und bewirken daher eine Verringerung der Durchbruchs spannung. Diese Schwierigkeit der Ungleichförmigkeit der passivierenden Schicht wird gemäss der Erfindung durch das Aufbringen der Widerstandsschicht 50 bewirkt, die zwischen dem metallischen Überzug 12 und dem Schutzring 13 verläuft. Dies. Widerstandsschicht 30 steht in ohmscher Kontaktverbindung mit dem Schutzring und metallischen Schicht, so dass der oben erwähnte Strom fliessen kann. Davon abweichend kann di. Widerstandsschicht 30 auch eine Kontaktpotentialdifferenz gegen den metallischen Überzug und den Schutaring haben, wobei dies. Potentialdifferens Jedoch klein ist im Vergleich zur Durchbruchsspannung. Wenn eine Spannung zwischen dem metallischen Überzug 12 und dem Anschlusskontakt 28 wirksam ist, werden lokale Ladungsanhäufungen durch geladene Teilchen neutralisiert, die innerhalb der Schicht mit hohem Widerstand verteilt angeordnet sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Widerstandsschicht näherungsweise etwa 1, um dick. Diese leitende Schicht hat einen Schichtwiderstand von mehreren Neg-Ohm, so dass sich bei der Betriebsspannung kein. wesentlichen Leckströme ausbilden können, Ferner soll der Temperaturkoeffizient für den Widerstand der Schicht verh1ltnisssig niedrig sein. Eine Widerstandsschicht, die unter dem Bsgrifr "Cermet"-Schicht bekannt ist und aus Aluminium-Aluminiumoxyd besteht, kann Verwendung finden, da diese Cermet-Schicht einen Schichtwiderstand in der Grssenordnung von etwa 106 bis 109Ohm pro Quadrat und einen negativen Temperaturkoeffisienten von etwa 10-3 10-3 bis 10-4/OC hat. Cermetschichten mit einem Schichtwiderstand über 108Ohm pro Quadrat werden bevorzugt, obwohl bereits Schichten mit einem Widerstand von lO6Ohm pro Quadrat eine zufriedenstellende Funktion der Halbleiteranordnung ergeben.
  • Diese Schichten haben eine ausreichend hohe Leitfähigkeit, so dass der Petentialabfall nahezu linear zwischen dem metallisehen Überzug und dem Schutzring verläuft, selbst wenn äussere Verunreiniungen vorhanden sind. Es sei Jedoch hervorgehoben, dass dickere Schichten aus diesem Material den Vorteil haben, äussere Verunreinigungen noch mehr vom Übergang zu entfernen.
  • Andere Materialien, die in einem Vakuum auf der passivierenden Schicht des Halbleiters aufgedampft werden können, bestehen aus Silicium und Galliumarsenid. Zusätzlich kann Silicium als nahezu amorphe Schicht durch Aufdampfen aus der Gasphase bei etwa 60000 vorgesehen sein, was zu einem Schicht-widerstand von etwa 108 bis etwa 1010Ohm pro Quadrat bei etwa o,l bis lium Dicke führt. Es wurde festgestellt, dass sowohl Cermet (AL-AL-O-) Ilnd nahezu amorphes Silicium sehr nützlich sind um eine Kontrolle des Potentials auf der Oberfläche der passivierenden Schicht sicherzustellen. Es wurden versuchsweise Spannungen bis silber 2000 Volt kontinuierlich an eine Diode aufrechterhalten, bei der eine Cermet-Schicht aus Aluminium-Aluminiumoxyd Verwendung fand, ohne dass sich ein Durchbruch ergab. Bei ei;nselnen Dioden konnten ohne Beschädigung Spannungen bis 5000 Volt ftlr eine begrenzt. Zeitdauer angelegt werden.
  • Eine Möglichkeit, UM die Widerstandslänge einer Schicht zu erhöhen, die keine ausreichend hohen Widerstand hat, d.h. wenn ein Widerstand von 1010Ohm pro Quadrat nicht erreicht wird, ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wurde die Widerstandsschicht in Form einer Vielzahl von konsentrischen Ringen 35 zwischen dem metallischen Überzug 36 und dem Schutzring 37 auf der passivierenden Schicht ausgebildet.
  • Zwischen den einzelnen Ringen 35 ergeben sich Öffnungen 38.
  • Dabei kann Jede beliebige Anzahl von Ringen Verwendung finden1 wodurch wodurch sich verhältnismässig schmale Öffnungen 38 in der Widerstandsschicht ergeben. Je schmaler diese Öffnungen sind, umso höher kann das Potential sein, das zwischen dem metallischon Überzug 36 und dem Schutzring 37 aufrechterhalten werden kann. Die einzelnen konzentrischen Ringe sind durch radial vorlaufende Streifen 40 miteinander verbunden, die aus demselben Material hergestellt sind wie die Ringe. Durch diese Streifen 40 wird die chmische Kontaktverbindung sowohl mit dem metallischon Überzug 36 als auch dem P+-leitenden Material 45, dem Schutzring 37 und dem N+-leitenden Material (das nicht dargestellt ist) hergestellt, um die gleichförmige Feldverteilung zu bewirken. Der Übergang zwischen dem +-leitenden Material 45 und dem N-leitenden Material 46 ist als gestrichelte Linie 47 eingezeichnet.
  • Die Hochspannungspassivierung gemäss der Erfindung kann nicht nur bei einem einzelnen Halbleiterelement für hohe Spannungen, sondern auch bei einer Vielzahl matrixartig angeordneter Halbleiterelemente benutzt werden, um dies. gegeneinander zu isolieren. Bei einer speziellen elektro-optischen Anwendung wird ein Elektronenstrahl benutzt, UM eine Diodenmatrix abzufragen. Die Anstrahlung durch den Elektronenstrahl bewirkt, dass Elektronen zwischen nahe nebeneinander liegenden Dioden wandern. Wenn diese Dioden mit einer üblichen Siliciumdiodsohicht passiviert sind, baut sich zwischen den n einzelnen Diodenanordnungen eine Ladung auf. Diese Ladungsanhäufung lenkt die Elektronen des Elektronenstrahls ab, wodurch eine Signalverschlechterung und ein Verlust an Information vrursacht werden. Die Passivierung geniss der Erfindung kann sur Vermeidung dieser Schwierigkeiten verwendet rerden, indem eine leicht leitende Schicht zwischen den individuellen Halbleiterelementen angeordnet wird, die einen Abbau der Elektronen in der Siliciumdioxydschicht bewirkt. Die hierfür verwendete Schicht ist nur geringfügig leitend, damit sie nicht die normale Punktion der r Dioden beeinträchtigt. Damit arbeitet das Passivierungsverfahren verfchren gemäss der Erfindung nicht nur aufgrund der Theorie der Isolation, sondern auch aufgrund der Theorie der kontollierten Verteilung von Ladung auf der Oberfläche einer isolierennen Schicht auf grund einer leichten Leitfähigkeit der Schicht.
  • Diese Arbeitsweise wirkt bis zu einem gewissen Grad dem Zweck der passivierenden Schicht entgegen Jedoch wird dadurch eine gleichförmige Feldverteilung bewirkt, wodurch überschüssige Ladung durch die zuvor erwähnten N+-leitenden Bereiche im weseitlichen verteilt werden. Es ist damit offensichtlich, dass der Erfindungsgegenstand im breitesten Sinn als isolierendes Material zu betrachten ist, über welchem eine nur geringfügig leitende Schicht liegt, um die Potentialverteilung auf der Oberfläche des isolierenden Materials au verbessern.
  • In Fig. 4 ist eine weitere Anwendungsart der erfindungsgemässen Lehre dargestellt, wobei die Widerstandsschicht 32 in chmischer Kontaktverbindung mit dem P-leitenden Bereich 11 und dem N-leitenden Halbleiternaterial 10 steht, ciihne dass dadurch die Vorteile der MetalMsierung bzw. des Ringauibaus gemäss Fig. 3 beeinträchtigt werden. Die Widerstandsschicht 32 umgibt die passivierende Schicht 21 vollständig und bewirkt damit eine verbesserte Passivierung, wenn eine Spannung zwischen den Xontaktanschlüssen 28 und 29 der als Diode ausgeführten Halbleiteranordnung angelegt wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Weglänge über die Oberfläche vergrassert, so dass dadurch die Tendenz zur Bildung eines Überschlags verringert wird.
  • Die Widerstandsschicht gemäss der Erfindung kann auch für Hochleistunstransistoren sehr vorteilhaft verwendet werden, wie sie beispielsweise in Fig. 6a und Fig 6b dargestellt sind.
  • Anhand der Fig. 6z wird ein Hochleistungs-NPN-Transistor beschrieben, dessen Kollektormeterial 60 N-leitend ist, und welcher ein/@@-leitenden Basisbereich und einen N+-leitenden Emitterbereich 62 hat, Die Kontaktverbindung zum Kollektor erfolgt über eine N+-leitende Schicht 68 auf der Rüokseite der der Halbleiterscheibe. Der ohmische Kontaktanschluss 67 am Emitter ist von dem Basisbereich mit Hilfe einer Siliciumdioxydschicht 63 getrennt. Da der Hauptanteil der Spannung bei diesem Transistor zwischen der Basis und dem Kollektor anliegt, ist eine Passivierung zwischen dem Basisbereich 61 und den Kolektorbereichen 60 und 69 vorgesehen. für diese Passivierung ist zunächst eine typische Silicimdioxydschicht 63 zwischen dem Basiskontakt 56 und dem Schutzring 65 ang.-bracht, der als Kollektorkontakt dienen kann. Unter dein Schutzring 65 verläuft ein N+-diffundierter Ring 69, über den der ohmische Kontaktanschluss erfolgt. Zwischen den Kontaktanschlossen 66 und 65 ist auf der Oberfläche der passivierenden Schicht 63 die Widerstandsschicht 64 angebracht, die dieselbe ausdehnung hat wie die passivierende Schicht. Dies Widerstandsschicht steht in ohmischer oder nchezu ohmischer Kontaktverbindung itt den erwähnten Anschlusskontakten 65 und 66, so dass das sich auf der Oberfläche der Siliciumdioxydschicht 63 ausbildende Feld im wesentlichen eine gleichförmige Verteilung zwischen den Anschlusskontakten 66 und 65 annimmt.
  • Wie in Verbindung mit dem Dicdenaufoau beschrieben, wird durch diese Widerstandsschicht die Durchbruchs spannung des Transistors erhöhr. Bei der beschriebenen Transistoranordnung ist jedoch nur die gewöhnliche Passivierungsschicht zwischen dem Emitter und der Basis vorgesehen.
  • In Fig. 6b ist ein Transistor-aufbau dargestellt, bei dem sowohl der Basis-Emitterübergang als auch der Basis-Kollektorübergang gemäss der Eriinbuag passiviert ist. Der Bereich 70 stellt den Basisbereich dar, und der Bereich 71 den Emitterbereich. Der Kollektorbereich wird vom Bereich 72 gebildet.
  • Sowohl der Emitter- als auch der Kollektorbereich sind mit einem metallischen Überzug als Anschlusskontakt 76 bzw. 77 verschen. Der Transistor hat ferner zwei äussere Schutzringe 75 und 78. Zwischen den Schutzringen und den entsprechenden innerhalb dieser Schutzringe liegenden Anschlusskontakten ist eine eine herkömmliche Passivierungsschicht 73 aus Siliciumdioxyd angebracht. Über die gesamte Oberfläche dieser Siliciumschicht erstreckt sich eine Widerstandsschicht 74, die sowohl mit dem Schutzring als auch mit dem dazu zentrisch liegenden Kontaktanschluss in ohmischer Kontaktverbindung stcht. Jeder der Schutaringe 75 und 78 ist mit einer diffundierten Ringzone 79 mit N+-Leitung versehen, über welche die ohmisch Kont@ktverbindung zwischen dem Schutzring und der Basis des Transistors hergestellt wird. Der Kontaktanschluss mit der Basis des Transistors kann über einen der beiden Schutzringe 75 und 78 erfolgen.
  • Es ißt offensichtlich, dass auch andere Halbleiterelemente, die von den dargestellten Ausführungsformen für die Dioden und Transistoren abweichen, mit einer Passivierung gemäsz der Erfindung versehen werden kdnnen, um die Durchbruchs Spannung zu erhöhen. Unabhängig vom konstruktiven bau muss Jedoch die normale passivierende Schicht mit einer Widerstandsschicht ler beschriebenen Art versehen sein, die einen geringen Strom führt, um eine bestimmte Potentialverteilung zu schaffen, di.
  • von der gewünschten Gleichförmigkeit ist.
  • Patentansprüchs

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Halbleiteranordnung mit einem ersten Halbleiterbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps und einem zweiten Halbleiterbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, zwischen denen ein Grenzschichtübergang besteht, wobei der zweite Bereich kleiner als der erste Bereich ist, und mit einer Passivierungsschicht auf dem ersten Halbleiterbereich, die den n zweiten Halbleiterbereich umgibt und mit diesem teilweise überlappt, wobei ein Kontaktanschluss den zweiten Halbleiterbereich und einen Teil der Passivierungsschicht überzieht, und ferner mit einer Schutzring anordnung, die in einem gewissen abstand von dem Kontaktanschluss verläuft und in oh@ischer Kontaktverbindung mit dem ersten Halbleiterbereich steht, dadurch g g @ -k n n n s e i c h n e t, dass eine weitere Schicht (503 aus einem Widerstandsmaterial auf der Oberfläche der passivierenden Schicht (21) angeordnet ist, w ein im wesentlichen gleichförmiges elektrostatisches Feld unter Vermeidung der eigentlichen Funktion der Halbleiteranordnung zu schaffen, wobei die Widerstandsschicht im gesamten Bereich zwischen dem Kontaktanschluas (12) und der Schutzringanordnung (13) verläuft und diese ohmisch miteinander verbindet, und dass durch die Widerstandsschicht die Durchbruchs spannung der Halbleiteranordnung beträchtlich vergrössert wird.
  2. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n s e i c h n e t, dass die Widerstandsschicht einen Widerstandswert über 106 Ohm pro Quadrat hat.
  3. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n s e i c h n e t, dass die Ualbleiteranordnung als Diode aufgebaut ist.
  4. 4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n s e i c h n e t, dass die Halbleiteranordnung als Transistor aufgebaut ist.
  5. 5. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n 2 e i c h n e t, dass die ersten und zweiten Bereiche als Schichten ausgebildet sind, dass die passivierende Schicht die zweite Halbleiterschicht umgibt und teilweise mit der zweiten Halbleiter schicht überlappt, und dass ; die Widerstandsschicht an den Aussenbereichen mit der Jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Halbleiterschicht in ohmischer Kontaktverbindung stcht.
  6. 6. Nalbleiteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Halbleiterbereich zylindrisch ausgeführt ist, und die passivierende Schicht diesen zylindrischen Halbleiterbereich ringförmig umibt und teilweise mit diesem überlappt, und dass die Widerstandsschicht in Form miteinander verbundener konsentrischer Kreise zwischen der inneren und äusseren Kante der ringfömigen Passivi.rungsschioht ausgebildet ist, wodurch hochohmige Leiterbahnen auf der Oberfläche der passivierenden Schicht gebildet werden.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einer verbesserten Passivierung, die normalerweise zur Erhöhung der Durchbruchsspannung angebracht wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dns die passivierende Schicht der Halbleiteranordnung mit einer hochohmigen Widerstands schicht bedeckt wird, wodurch Ladungsanhäufungen auf der Oberfläche der passivierenden Schicht verteilt werden, wenn einer eine hohe Spannung angelegt wird, und dass die gegenüberliegenden Enden der Widerstandsschicht mit den darunterliegenden Teilen der Halbleiteranordnung verbunden sind, so dass das elektrostatische Feld auf der Oberfläche der passivierenden Schicht ausreichend gleichförmig wird, um die Durchbruchs Spannung weiter zu erhöhen.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, dass eine Widerstandsschicht mit einem Widerstandswert von mehr als 610 Ohm pro Quadrat aufgebracht wird.
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