DE2340128B2 - Halbleiterbauelement hoher sperrfaehigkeit - Google Patents

Halbleiterbauelement hoher sperrfaehigkeit

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Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement hoher Sperrfähigkeit mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Einsatz von Halbleiterbauelementen, beispielsweise von Halbleitergleichrichterelementen, kann durch unzulässige Überspannungen am pn-Übergang auf der Oberfläche des vorzugsweise scheibenförmigen Halbleiterkörpers ein sogenannter Feldstärkedurchbruch an der Oberfläche entstehen, der zur Zerstörung des Halbleiterbauelements führt Um diesen Effekt zu verhindern und die unzulässigen Überspannungen durch einen reversiblen, sogenannten Feldstärkedurchbruch im Volumen zu begrenzen, ist es bekannt, den Halbleiterkörper durch Abschrägen der Randzone in der Umgebung des pn-Übergangs kegelstumpfförmig auszubilden. Dabei schließt im Bereich des Austritts des pn-Übergangs an die Mantelfläche die in Richtung der zwischen höher dotierten Zonen liegenden, niedriger dotierten Zone weisende Normale der pn-Übergangsfläche mit der nach außen gsrichteten Normalen der Mantelfläche des Halbleiterkörpers mindestens in den Bereichen der Sperrschichtausdehnungen einen Winkel kleiner 90° ein.
Auf Grund einer solchen Ausbildung weisen die in der niedriger dotierten Zone parallel zur pn-Übergangsfläche verlaufenden Flächen konstanter Spannung in der Nähe der Mantelfläche einen größeren gegenseitigen Abstand auf als im Innern des Halbleiterkörpers. Eine derartige Formgebung der Randzone des Halbleiterkörpers ist als sogenannte positive Abschrägung bekannt. Eine negative Abschrägung ist gegeben, wenn im entsprechenden Bereich die Normale der pn-Übergangsfläche mit der Normalen der Mantelfläche einen Winkel größer 90° bildet.
Bei entsprechend gepolter Spannung am Halbleiterkörper ergibt sich bei positiver Abschrägung eine Ausweitung der Raumladungszone an der Mantelfläche, während eine negative Abschrägung derselben zu einer
ίο Einengung der Raumladungüzone und damit zu einer Verringerung der kritischen Oberflächenfeldstärke führt.
Es sind Halbleiteranordnungen bekanntgeworden, deren Halbleiterkörper zur Erzielung höherer Sperrfähigkeit eine negative Abschrägung der Randzone aufweist.
Weiterhin ist es bekannt, bei einem Halbleiterkörper mit wenigstens drei Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, wie er bei Thyristoren
vorgesehen ist, im Bereich des einen pn-Übergangs eine bis in die niedriger dotierte mittlere Zone sich erstreckende positive Abschrägung und, daran anschließend und in der mittleren Zone beginnend, im Bereich des anderen pn-Übergangs eine gleichsinnig, aber wesentlich flacher verlaufende, weitere Abschrägung anzubringen. Die zweite Abschrägung ist zwar negativ, ergibt aber infolge des sehr kleinen Winkels von vorzugsweise 6° bis 8° ebenfalls eine Ausweitung der Raumladungszone an der Mantelfläche.
Außerordentlich nachteilig bei solchen bekannten Anordnungen ist der beträchtliche Verlust an aktiver, d. h. zur Stromleitung durch den Halbleiterkörper dienender Fläche. Außerdem ist mit der Herstellung der sogenannten Doppelfacette bei Halbleiterkörpern für Thyristoren ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Halbleiterkörper für Halbleiterbauelemente hoher Sperrfähigkeit zu erzielen, bei denen einerseits die Ausweitung der Raumladungszone beiderseits des oder der pn-Übergänge im Bereich des Austritts an die Oberfläche ein Maximum ist und andererseits der Verlust an wirksamer Fläche weitestgehend vermieden wird.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Die deutsche Auslegeschrift 15 39 636 bezieht sich auf ein als Thyristor ausgebildetes Halbleiterbauelement mit profilierter Randzone. Es lag die Aufgabe zugrunde, einen im wesentlichen scheibenförmigen Halbleiterkörper, der an einer seiner Schichten längs des Umfangs der Mantelfläche einen keilförmigen, spitze Winkel zwischen Mantelfläche und pn-Übergangsflächen bildenden, kerbförmigen Einschnitt aufweist, zur Erhöhung der kritischen Oberflächenfeldstärke noch günstiger auszubilden. Das soll dadurch erreicht werden, daß die Randzone des Halbleiterkörpers im Bereich des Einschnitts wesentlich dicker ausgebildet ist als im zentralen Bereich. Gerade dadurch wird aber die aktive Fläche noch weiter verringert, da eine Kontaktierung des Halbleiterkörpers erst im Abstand von der dickeren Randzone möglich ist
Weiter betrifft die US-Patentschrift 34 58 781 planare Halbleiterbauelemente höher Sperrfähigkeit, bei denen im Innern des Halbleiterkörpers Stellen kritischer Feldstärke auftreten. Es sollten daher Halbleiterbauelemente mit einem inneren Verlauf der pn-Übergänge geschaffen werden, der unter Wahrung der Vorteile
dünner Schichten eine hohe Sperrfähigkeit begünstigt. Dies soll dadurch erreicht werden, daß die pn-Übergän- £e, durch besondere Maßnahmen zu ihrer Herstellung, an den kritischen Stellen im Innern des Ha.'bleiterkörpers in besonders großen Radien verlaufen. Diese Maßnahmen führen jedoch nicht zu einer Ausweitung der Raumladungszonen im Bereich des Austritts der pn-Übergänge an die Oberfläche, wie dies in der vorliegenden Aufgabenstellung gefordert wird.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils irn Schnitt bekannte Schichtenfolgen mit einem pn-übergang für Gleichrichterelemente bzw. mit zwei pn-Übergängen für steuerbare Gleichrichterelemente, sogenannte Thyristoren. Der Aufbau gemäß Fig. 1 besteht aus einer schwach dotierten, mittleren Zone 1 mit n-Leitfähigkeit, einer mit dieser den pn-übergang 5 bildenden, höher dotierten, p-leitenden Außenzone 2 und einer der p-Zone 2 gegenüberliegenden, n+-leitenden Außenzone 3. Dieser eine sogenannte psn-Schichtenfolge bildende Aufbau ist ncch mit Elektroden 12 und 13 versehen und an seiner Mantelfläche gemäß der Linie 11 in bekannter Form abgeschrägt. Bei entsprechender Polarität der angelegten Spannung ergibt sich der dargestellte Verlauf der Flächen konstanter Spannung insbesondere in der mittleren Zone.
Die in F i g. 2 gezeigte Schichtenfolge mit drei Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps weist jeweils zwischen der hochohmigen, n-leitenden, mittleren Zone 1 und der an jeder Seite dieser Zone angrenzenden, p-leitenden Zone 2 bzw. 4 einen pn-übergang S\ bzw. 5b auf. Der erstere mündet in de« positiv abgeschrägten Bereich 11, der pn-übergang Sj in den in der mittleren Zone 1 beginnenden, negativ abgeschrägten Bereich 21. Aus dieser Darstellung ist zu erkennen, daß mit einer derartigen doppelten Abschrägung, einer sogenannten Doppelfacettierung, ein erheblicher Flächenverlust verbunden ist. Anhand der in den Fig.3 bis 6 im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiele von Halbleiterkörpern für Gleichrichterelemente wird die Erfindung näher erläutert. Für gleiche Teile sind in allen Figuren gleiche Bezeichnungen gewählt
Fig.3 zeigt einen hinsichtlich der Schichtenfolge demjenigen gemäß F i g. 1 entsprechenden Aufbau. Erfindungsgemäß weist dieser an der zur Kontaktierung vorgesehenen Fläche der an den pn-übergang angrenzenden, äußeren Zone, der p+-leitenden Zone 2, eine flache, ebene Vertiefung 8 als zentrale Aussparung auf, die von dem an die Oberfläche tretenden Randbereich 2a der Zone 2 ringförmig umschlossen ist. Auf der Bodenfläche der Vertiefung 8 ist die zur Kontaktierung der Schichtenfolge mit Stromleiterteilen dienende Kontaktelektrode 12 aufgebracht. Die Breite des Randbereichs 2a ist bei vorgegebener Eindringtiefe der Zone 2 in den η-leitenden Halbleiterausgangskörper gleich der oder kleiner als die Eindringtiefe, wodurch die lichte Weite der Vertiefung 8 bestimmbar ist. Deren Tiefe ist unkritisch und lediglich durch fertigungstechnische Gesichtspunkte festgelegt. Die Vertiefung kann durch bekannte Abtragungsverfahren, beispielsweise durch Ultraschallbohren oder Schleifen, erzielt werden.
Entsprechend dem Verlauf der Vertiefung, die vor Herstellung der Zone 2 im Halbleiterausgangskörper angebracht ist, bildet sich beim Diffusionsprozeß zur Erzielung der Zone 2 nach den Gesetzmäßigkeiten der Diffusion auch die pn-Übergangsfläche 5 in angepaßter h5 Weise aus, d. h. in einem im wesentlichen zu jeder Stelle der Vertiefung gleichen Abstand aufweisenden Verlauf. Im theoretisch günstigsten Fall, d. h. wenn die Zone 2 in ihrer durch die Diffusion bestimmten Breite an der Oberfläche der Kontaktseite austritt (2a), schließt die Tangente an die pn-Übergangsfläche 5 an der Austrittsstelle mit der Mantelfläche den Winkel 0° ein.
F i g. 4 zeigt eine Vierschichtenfolge für ein steuerbares Gleichrichterelement mit erfindungsgemäßer Ausbildung der an beiden Seiten der niedriger dotierten, mittleren Zone 1 jeweils angeordneten, höher dotierten Zone 2 bzw. 4. Der Halbleiterausgangskörper weist an seinen einander gegenüberliegenden, zur Kontaktierung vorgesehenen Flächen je eine Vertiefung 8 bzw. 9 auf. In die als Basiszone bezeichnete eine äußere, p-leilende Zone 4 ist die n+-leitende Emitterzone 5 eingebracht, die mit der Kontaktelektrode 13 versehen ist. Die Basiszone 4 trägt weiterhin die Steuerelektrode 6. Die beiden p-Zonen 2 und 4 sind auch im Bereich der Mantelfläche spiegelbildlich zur Mittelebene des Halbleiterkörpers angeordnet. Für den Verlauf der pn-Übergangsflächen Si und Sj gelten die zum Aufbau gemäß F i g. 3 gemachten Ausführungen.
Die Randzone der Vertiefungen 8 und 9 kann zylinderförmig ausgebildet sein oder, gemäß der Darstellung in Fig.4, nach außen gewölbt mit zunehmender lichter Weite a, bezogen auf die zylindrische Form. Wenn a gleich null, d.h. bei zylinderförmiger Randzone, bildet in der Schnittdarstellung jeweils die pn-Übergangslinie im Anschluß an ihren zur Mittelebene parallelen Abschnitt im wesentlichen einen Kreisbogen mit einem Radius gleich der Eindringtiefe der Zone 2 bzw. 4 und mit dem Mittelpunkt im Eckpunkt der Vertiefung 8 bzw. 9. Im übrigen gelten für Anordnungen mit jeweils konvexer Randzone der Vertiefung bezüglich des Verlaufs der pn-Übergangsfläche die zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 gegebenen Erläuterungen. Weist eine Randzone einen kreisförmig gewölbten, ersten und daran anschließend einen senkrecht zur Oberfläche der Kontaktseite verlaufenden, zweiten Abschnitt auf, so verläuft auch die pn-Übergangsfläche im entsprechenden Abschnitt senkrecht zu dieser Oberfläche und mit der Mantelfläche des Halbleiterkörpers im wesentlichen übereinstimmend. Um zu gewährleisten, daß die pn-Übergangsfläche stets an der Mantelfläche austritt, muß, wie bereits zum Aufbau gemäß F i g. 3 ausgeführt, die Breite b des Randbereichs 2a bzw. 4a der Zonen 2 und 4 gleich oder kleiner als die Eindringtiefe d der Zonen 2 und 4 gewählt werden.
Bei kreisbogenförmig gewölbter Randzone mit gewählter Breite b des Randbereichs der äußeren Zonen stellt der Radius des kreisbogenförmigen Abschnitts der pn-Übergangsfläche als Summe der Strecken a und deine Seite und seine Projektion auf die Oberfläche als Summe der Strecken a und b eine weitere Seite in einem rechtwinkligen Dreieck dar.
Daraus ergibt sich der Winkel der Tangente an die pn-Übergangsfläche im Schnittpunkt B der letzteren mit der vorgesehenen Mantelfläche 20a.
Da die Eindringtiefe d der Zone 2 und damit die maximale Breite des Randbereichs 2a bzw. 4a durch die an das vorgesehene Bauelement gestellten Forderungen vorgegeben und auch genau bestimmbar ist, und da die Breite b in einem vorbestimmten Bereich gewählt werden kann, erlaubt die erfindungsgemäße Ausbildung des Halbleiterkörpers ohne Abschrägurig der Mantelfläche einen beliebig wählbaren Verlauf der pn-Übergangsfläche in der Nähe der Mantelfläche des Halbleiterkörpers in einem spitzen Winkel zur Mantelfläche bis angenähert zum Winkel 0° und dadurch die
Herstellung von Gleichrichterelementen in gewünschtem Sperrspannungsbereich.
Fig.5 zeigt eine Struktur zur Herstellung einer Vielzahl von erfindungsgemäß ausgebildeten Gleichrichterelementen, aus einem großflächigen, beispielsweise η-leitenden Halbleiterausgangskörper 1. Dieser ist an einer Seite nach einem gewünschten, beispielsweise rasterförmigen Muster mit Vertiefungen 8 versehen, die einen durch die für jedes Kleinelement vorgegebene Randbreite 2a bestimmten gegenseitigen Abstand aufweisen. Die übereinstimmend einen np+-Schichtenaufbau mit jeweils wannenförmig verlaufender pn-Übergangsfläche S aufweisenden Kleinelemente werden längs der Linien 20 z. D. durch Ritzen und Brechen oder mit Hilfe einer gatterförmigen Sägeeinrichtung getrennt. Mit den Linien 20a ist die Schnittkante beim Zerteilen z. B. durch Sägen angedeutet.
Bei dem in F i g. 6a dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zum gewünschten Verlauf des pn-Übergangs und damit der Raumladungszone vorgesehene, erfindungsgemäße Vertiefung 18a nicht im zentralen Bereich, sondern in der Randzone der zur Kontaktierung vorgesehenen Fläche(n) des Halbleiterkörpers angebracht. Die lichte Weite der eine in sich geschlossene Aussparung darstellenden Vertiefung 18a kann je nach der Flächenausdehnung der vorgesehenen Schichtenfolge z. B. zwischen 50 und 500 μιη gewählt werden. Der zentrale, mit dem Randbereich 2a beispielsweise auf gleicher Ebene liegende Flächenabschnitt der p-leitenden Zone 2 dient zur Anbringung der Kontaktelektrode.
Die dargestellte Ausbildung kann in entsprechender Weise bei Halbleiterkörpern mit drei oder mehr schichtförmigen Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps vorgesehen sein und ermöglicht bei Zweirichtungsthyristoren, sog. Triacs, insbesondere bei spiegelbildlicher Anordnung der Vertiefung 18a zur Mittelebene, ein günstigeres Einschaltverhaiten.
In F i g. 6b ist eine erfindungsgemäße Anordnung mit dreieckförmiger Vertiefung 18f> dargestellt. Mit dieser vorzugsweise durch Ultraschallbohren herstellbaren Ausführungsform kann der Verlust an aktiver Fläche noch weiter verringert werden. Die pn-Übergangsfläehe verläuft dabei im letzten Abschnitt vor dem Austritt an die Oberfläche gleichbleibend unter einem bestimmten Winkel zur annähernd mit der Mantelfläche der vorgesehenen Kleineleinente übereinstimmenden Linie 20, so daß der durch die Vertiefung vorgegebene Austriltswinkel auch unter Berücksichtigung einer Mindestschnittbreite beim Zerteilen oder einer etwa erforderlichen, zusätzlichen Abtragung der Mantelfläche erhalten bleibt.
Zur Herstellung des Gegenstandes der Erfindung, beispielsweise eines Halbleiterkörpers gemäß Fig.3, wird der scheibenförmige, z. B. η-leitende Ausgangskörper an der zur Anbringung einer Vertiefung 8 vorgesehenen Seite mittels bekannter Maskentechnik zur Abdeckung des Randbereichs 2a vorbehandelt und dann einem Abtragungsprozeß unterworfen, bei dem die Vertiefung 8 durch ein in der Technik bekanntes Verfahren, beispielsweise durch Ultraschallbohren oder durch Schleifen, angebracht wird. Im Anschluß daran wird der Halbleiterkörper in einem Diffusionsverfahren mit schichtförmigen Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps versehen und nach verschiedenen Verfahrensschritten der Reinigung und Trocknung mit den Elektroden 12 und 13 kontaktiert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Halbleiterbauelement hoher Sperrfähigkeit mit einem Halbleiterkörper, der wenigstens zwei unterschiedlich dotierte, schichtförmige Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps mit jeweils zwischenliegendem pn-Übergang aufweist, dessen Mantelfläche in ihrem Verlauf von der höher dotierten zur niedriger dotierten Zone, jeweils im Bereich des Austritts des pn-Übergangs, mit der pn-Übergangsfläche einen Winkel kleiner 90° einschließt, und der jeweils an der zur Kontaktierung vorgesehenen Seite eine Vertiefung aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Halbleiterkörpers dessen zur Kontaktierung vorgesehenen Seiten im wesentlichen senkrecht zugeordnet isx. daß die Vertiefung (8, 9, 18a, iSb) in derjenigen zur Kontaktierung vorgesehenen Seite angebracht ist, an welcher die an den pn-Übergang (S\, S2) angrenzende höher dotierte Zone (2, 4) die Außenzone des Halbleiterkörpers bildet, daß die Vertiefung einen durch die Dicke der höher dotierten Zone bestimmten Abstand zur Mantelfläche aufweist und daß die Randzone der Vertiefung mit dem zwischen Mantelfläche und Vertiefung liegenden Bereich (2a) der Kontaktseite einen Winkel gleich oder größer 90" einschließt.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als zentrale Aussparung (8,9) ausgebildet ist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung grabenförmig ausgebildet (18a, Wb) und in sich geschlossen konzentrisch zum zentralen Bereich der Kontaktseite angeordnet ist
DE2340128A 1973-08-08 1973-08-08 Halbleiterbauelement hoher Sperrfähigkeit Expired DE2340128C3 (de)

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DE2340128A DE2340128C3 (de) 1973-08-08 1973-08-08 Halbleiterbauelement hoher Sperrfähigkeit
JP49081258A JPS5040280A (de) 1973-08-08 1974-07-17
CH987374A CH582426A5 (de) 1973-08-08 1974-07-18
FR7424964A FR2240530B3 (de) 1973-08-08 1974-07-18
AR255002A AR199857A1 (es) 1973-08-08 1974-07-31 Elemento semiconductor de alta capaciad de bloqueo
IT25963/74A IT1017891B (it) 1973-08-08 1974-08-02 Componente a semiconduttore con elevate capacita di blocco e cor po avente almeno due zone strati formi diversamente drogate
GB34367/74A GB1482585A (en) 1973-08-08 1974-08-05 Semiconductor device
US05/494,856 US4092663A (en) 1973-08-08 1974-08-05 Semiconductor device
BR6470/74A BR7406470D0 (pt) 1973-08-08 1974-08-06 Elemento construtivo transistor
SE7410115A SE403537B (sv) 1973-08-08 1974-08-07 Halvledarkomponent med hog sperrformaga
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255757A (en) * 1978-12-05 1981-03-10 International Rectifier Corporation High reverse voltage semiconductor device with fast recovery time with central depression
JPS58170044A (ja) * 1982-03-31 1983-10-06 Fujitsu Ltd 半導体素子
GB8703405D0 (en) * 1987-02-13 1987-03-18 Marconi Electronic Devices Power semi-conductor device
US6063046A (en) * 1997-04-11 2000-05-16 Allum; John H. Method and apparatus for the diagnosis and rehabilitation of balance disorders
DE102004063180B4 (de) * 2004-12-29 2020-02-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen von Halbleiterchips aus einem Siliziumwafer und damit hergestellte Halbleiterbauelemente
JP4817448B2 (ja) * 2006-11-22 2011-11-16 学校法人日本大学 コンクリート強度試験用供試体及び供試体製造用型枠
US20160148875A1 (en) * 2013-08-08 2016-05-26 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor element substrate, and method for producing same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3370209A (en) * 1964-08-31 1968-02-20 Gen Electric Power bulk breakdown semiconductor devices
GB1079261A (en) * 1965-01-01 1967-08-16 Westinghouse Brake & Signal Smei-conductor elements and their manufacture
NL6603372A (de) * 1965-03-25 1966-09-26
US3458781A (en) * 1966-07-18 1969-07-29 Unitrode Corp High-voltage planar semiconductor devices
JPS4421068Y1 (de) * 1966-09-29 1969-09-08
JPS4418910Y1 (de) * 1966-11-07 1969-08-14
GB1201732A (en) * 1967-06-27 1970-08-12 Westinghouse Brake & Signal Manufacture of semiconductor elements
GB1211627A (en) * 1968-08-06 1970-11-11 Westinghouse Brake & Signal Methods of manufacture of semiconductor elements and elements manufactured therby
US3697829A (en) * 1968-12-30 1972-10-10 Gen Electric Semiconductor devices with improved voltage breakdown characteristics

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BR7406470D0 (pt) 1975-05-20
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DE2340128C3 (de) 1982-08-12
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DE2340128A1 (de) 1975-02-20
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FR2240530A1 (de) 1975-03-07
JPS5735056U (de) 1982-02-24
IT1017891B (it) 1977-08-10
FR2240530B3 (de) 1977-05-20
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