DE2733840A1 - Halbleiteranordnung mit einem gleichrichtenden metall-halbleiter- uebergang - Google Patents

Halbleiteranordnung mit einem gleichrichtenden metall-halbleiter- uebergang

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DE2733840A1 DE19772733840 DE2733840A DE2733840A1 DE 2733840 A1 DE2733840 A1 DE 2733840A1 DE 19772733840 DE19772733840 DE 19772733840 DE 2733840 A DE2733840 A DE 2733840A DE 2733840 A1 DE2733840 A1 DE 2733840A1
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Description

JHB. 32553
U Va/AvdV
ι 29.6.77
"Halbleiteranordnung mit einem gleichrichtenden Metall-Halbleiter-Ubergang"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit einem gleichrichtenden Metall-Halbleiter-Hochspannungsübergang, die einen Halbleiterkörper enthält, der eine Halbleiterschicht vom ersten Leitungstyp, die an eine Oberfläche des Körpers grenzt, eine Metallschicht, die sich in Kontakt mit einem Teil der genannten Oberfläche erstreckt und dort einen gleichrichtenden· Übergang
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-JZ- PHE. 32553
^ 29.6.77
mit der Schicht vom ersten Leitungstyp bildet, und einen niederohmigen, nicht gleichrichtenden Kontakt mit der Schicht vom ersten Leitungstyp enthält.
Gleichrichtende Metall-Halbleiter-Ubergänge, die meistens als Schottky-Übergänge bezeichnet werden, werden häufig in der Halbleitertechnologie z.B. in Dioden für Schaltzwecke verwendet, in denen eine hohe Schaltgeschwindigkeit erforderlich ist. Eine hohe Schaltgeschwindigkeit in einem Schottky-Ubergang wird u.a. erhalten infolge der Tatsache, dass die Wirkung
auf dem Transport von Majoritätsladungsträgern basiert und die gespeicherte Ladung in einem Schottky-Ubergang gering, insbesondere viel geringer als in einem pnübergang ist. Die Durchlassspannung bei niedrigem Strom •je eines Schottky-Übergangs ist niedrig im Vergleich zu der eines pn-übergangs. Dioden mit Schottky-Ubergängen weisen jedoch den Nachteil auf, dass in der Sperrichtung der Strom mit der angelegten Spannung schnell zunimmt und dass wegen der grossen Oberflächenfeldabhängigkeit des Sperrstroms die Sperrkennlinie eines Schottkyübergangs gleichmässig im Vergleich zu der einer diffundierten Diode mit pn-Ubergäng ist. Ausserdem weisen Schottky-Dioden in der Regel einen grösseren Leckstrom auf. Aus diesem Grunde ist die Anwendung tfon Schottky-Dioden als Hochspannungsgleichrichter
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PHB. 32533 29.6.77
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beschränkt. Man hat schon längst gefunden, dass, wenn die Sperrkennlinien einer Schottky-Diode wesentlich verbessert werden können, die Schottky-Diode mit ihrer inhärenten Majoritätsladungstransportmechanismus und ihrem inhärenten niedrigen Durchlassspannungsabfall ausser als Schalter für hohe Geschwindigkeiten auch als ein Hochleistungsgleichrichter verwendet werden kann. So wurden verschiedene Versuche gemacht um die Kennlinien einer Schottky-Diode zu verbessern. Bisher wurde bei diesen Versuchen davon ausgegangen, dass die gleichmassige Sperrkennlinie eines üblichen Schottky-Ubergangs an erster Stelle einem Randeffekt am Umfang des Metall— Halbleiter-Kontakts zuzuschreiben ist, wo eine hohe Feldkonzentration zu einem·ausserordentlich grossen Leckstrom und einer niedrigen Sperrdurchschlagspannung führt. Daher wurden verschiedene Strukturen zur Beschränkung dieses Randeffekts vorgeschlagen und dabei wird im allgemeinen von der Bildung eines sogenannten Schutzringes ausgegangen, der durch ein an die Oberfläche grenzendes Gebiet gebildet wird, dessen Leitungstyp dem des Haupthalbleiterkörpers, auf dem der Schottky-Übergang gebildet wird, entgegengesetzt ist, wobei sich dieser Schutzring ringsum den Umfang des Metall-Halbleiter-Kontakts erstreckt und durch die den Schottky-Ubergang bildende Metallschicht
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PHB.j25i)3 29.6.77
kontaktiert wird. In vielen dieser Strukturen ist die Metallschicht in Kontakt mit der Halbleiteroberfläche in einer Öffnung in einer Isolierschicht auf der Halbleiteroberfläche, wobei die Metallschicht einen } Randteil aufweist, der sich über einen kleinen Abstand oberhalb des Randes der Isolierschicht rings um die Öffnung erstreckt, und wobei der Schutzring nicht nur an der Oberfläche am Rande der Öffnung kontaktiert wird, sondern auch von dem Randteil der Metallschicht bedeckt
fO wird, die gegen diesen Schutzring durch die Isolierschicht isoliert ist, wodurch eine MIS-Struktur gebildet wird. Es wurde gefunden, dass durch die Bildung diffundierter Schutzringstrukturen die Sperrkennlinien von Schottky-Dioden erheblich verbessert werden, aber der Nachteil ergibt sich, dass der Schutzring einen gleichrichtenden pn-übergang mit der gleichen Polarität wie die Schottky-Sperre bildet und dass unter Vorspannungsbedingungen ein genügender Strom über den Schutzringübergang fliessen kann, um zu bewirken, dass eine erhebliche Injektion von Minoritätsladungsträgern in die Masse des Haupthalbleiterkörpers unter der Schottky-Sperre stattfindet. Durch eine solche Injektion von Minoritätsladungsträgern kann die Erholungszeit ungünstig beeinflusst werden. Bei gewissen anderen Anordnungen wird das an die Oberfläche grenzende Gebiet vom entgegengesetzten
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-»5*- PHB. 32553
Leitungstyp fortgelassen und wird der Schutz auf zweckmässige Weise nur durch die MIS-Struktur gebildet, die aus dem Randteil der Metallkontaktschicht besteht, der sich über die Isolierschicht am Rande der Öffnung J in der Isolierschicht erstreckt.
Sogar bei der Anordnung der beschriebenen Schutzringstrukturen und/oder der erweiterten Metallkontakt-MIS-Strukturen bleibt die Verbesserung in bezug auf die Sperrduchschlagspannung noch hinter der Verbesserung zurück, die bei Hochspannungs-pn-Ubergangsdiodengleichrichtern erhalten werden kann. Ausserdem ist bei all diesen Strukturen der Sperrstrom noch immer von der Grosse des Oberflächenfeldes in der Nähe des Hauptteiles des Schottky-Ubergangs abhängig und
15. nimmt mit der angelegten Vorspannung zu, was zu höheren Leckströmen im Vergleich zu pn-Ubergangsdioden führt.
Nach der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung anfangs erwähnter Art dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht vom ersten Leitungstyp eine erste und eine zweite Teilschicht enthält, von denen die erste Teilschicht an der genannten Oberfläche des Körpers angrenzt und eine Dotierung aufweist, die von der der zweiten Teilschicht, auf der sie sich befindet, verschieden ist, wobei eine Anzahl isolierter diskreter Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp sich in der Nähe
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der Grenze zwischen der ersten und der zweiten Teilschicht und wenigstens unter dem durch eine Metallschicht kontaktierten Oberflächenteil befindet.
Bei einer derartigen Anordnung wird ein
gleichrichtender Metall-Halbleiter-Übergang (als Schottky-Ubergang bezeichnet) gebildet, in dem durch passende Wahl der unterschiedlichen Abmessungen die Durchlasskennlinien eines üblichen Schottky-übergangs aufrechterhalten werden können, während die Sperrkennlinien erheblich verbessert werden und insbesondere der Sperrleckstrom niedrig ist. Diese Verbesserung ist darauf zurückzuführen, dass die isolierten diskreten Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp bei einer sich mit der Zeit ändernden angelegten Sperrspannung derart wirken, dass das Oberflächenfeld auf einen bestimmten Wert beschränkt wird, der vcn der angelegten Vorspannung unabhängig ist. Ausserdem können in gewissen Strukturen die genannten Gebiete, ohne dass für diesen Zweck andere besondere Massnahmen getroffen werden, derart wirken, dass sich das Erschöpfungsgebiet an der Oberfläche ausbreitet und dass das elektrische Feld am Umfang des Schottky-Übergangs herabgesetzt wird. Die Wirkung der Anordnung nach der Erfindung basiert, wie nachstehend im Detail beschrieben wird, auf der Speicherung von Ladung in den isolierten
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diskreten Gebieten beim Anlegen einer Sperrspannung über dem Schottky-Ubergang, wobei dieser Ladungsspeichereffekt auftritt, wenn die Sperrspannung einen gewissen Wert erreicht, und wobei dieser Effekt dazu dient, das Oberflächenfeld bei weiter zunehmender Sperrspannung auf einen bestimmten Wert zu beschränken. Es wird dafür gesort, dass das Vorhandensein der isolierten diskreten Gebiete keinen wesentlichen Effekt auf den Leitungsmechanismus der Anordnung bei in der Durchlassrichtung vorgespanntem Übergang ausübt. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, dass die gespeicherte Ladung leicht abgeführt werden kann, wenn die angelegte Spannung von der Sperr-in der Durchlassrichtung geschaltet wird, und dass überdies die insgesamt beim Anlegen der Sperrspannung gespeicherte Ladung derart ist, dass die Erschöpfungsgebiete, die zu den pn-Ubergängen zwischen den aufgeladenen Gebieten und der Schicht gehören, nicht genügend sind, um Leitungswege über die Schicht vom ersten Leitungstyp, die sich zwischen den isolierten diskreten Gebieten erstrecken, zu sperren, wenn die angelegte Spannung zu der Durchlassrichtung geschaltet wird.
Der Mechanismus zum Aufladen der isolierten diskreten Gebiete und zur Beschränkung des Oberflächenfeldes basiert auf der anfänglichen Zunahme der
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Sperrvorspannung, wodurch bewirkt wird, dass sich das Erschöpfungsgebiet des Schottky-Übergangs zu den isolierten diskreten Gebieten bei einer entsprechenden Zunahme des Oberflächenfeldes erstreckt. J Schliesslich erreicht das Erschöpfungsgebiet die isolierten diskreten Gebiete und tritt Durchgriff (punch-through) zu den schwebenden pn-Ubergängen zwischen den genannten Gebieten und der Schicht vom ersten Leitungstyp auf. Vorausgesetzt, dass die isolierten diskreten Gebiete einen geeigneten gegenseitigen Abstand aufweisen, wird das Oberflächenfeld nun auf einen bestimmten Wert beschränkt infolge der Tatsache, dass bei weiter zunehmender Sperrspannung die diskreten Gebiete aufgeladen werden, wenn die zusätzliche Spannung oberhalb dor Durchgriffspannung über den genannten pn-Ubergängen herabgesetzt wird. Die Dotierung der Schicht und die Abmessungen und der gegenseitige Abstand der isolierten diskreten Gebiete werden entsprechend der Ladungsspeicherung gewählt, die in diesen Gebieten stattfinden muss, wobei die maximal anzulegende Sperrspannung berücksichtigt wird. Für die anschliessende Entladung der isolierten diskreten Gebiete nach Umkehr der angelegten Spannung hängt dies von dem Vorhandensein von Minoritätsladungsträgern in der Schicht vom ersten
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Leitungstyp zur Neutralisierung der Ladung in den isolierten diskreten Gebieten ab, und es können Massnahmen getroffen werden, um dafür zu sorgen, dass Minoritätsladungsträger vorhanden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich wenigstens unter dem durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteil die diskreten Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp auf einer nahezu gleichmässigen Tiefe von der genannten Oberfläche. Mit Rücksicht auf die Steuerung der Verteilung der Erschöpfungsgebiete, die zu den pn-Ubergängen zwischen den isolierten diskreten Gebieten und der Schicht vom ersten Leitungstyp gehören, wenn diese Gebiete maximal aufgeladen werden und die angelegte Spannung von der Sperr- zu der Durchlassrichtung geschaltet wird, wobei diese Verteilungderart ist, dass Stromwege zwischen den isolierten diskreten Gebieten nicht völlig gesperrt sind, kann daher die Dotierung der Schicht vom ersten Leitungstyp auf geeignete Weise bestimmt werden. So weist in einer anderen bevorzugten Ausftihrungsform die erste Teilschicht eine höhere Dotierung als die zweite Teilschicht auf. In einer derartigen Anordnung können die Erschöpfungsgebiete, die zu den pn-Ubergängen zwischen den isolierten diskreten Gebieten und der Schicht vom ersten Leitungstyp gehören, sich" beim Aufladen
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präferentiell in der zweiten Teilschicht ausbreiten, während bei anschliessender Umkehr der angelegten Spannung und vor der Entladung der Erschöpfungsgebiete die Verteilung der genannten Erschöpfungsgebiete, vorausgesetzt, dass die isolierten diskreten Gebiete einen geeigneten gegenseitigen Abstand aufweisen, die Bildung von Stromwegen zwischen den isolierten diskreten Gebieten ermöglicht. Ausserdem bleiben unter diesen Bedingungen die Erschöpfungsgebiete gut von der genannten Oberfläche der Schicht vom ersten Leitungstyp getrennt.
Wenn hier von einer Grenze zwischen der ersten und der zweiten Teilschicht die Rede ist, wird damit gemeint, dass der Übergang von der niedrigen dotierten zweiten Teilschicht zu der höher dotierten ersten Teilschicht nicht abrupt zu sein braucht. In der Praxis kann, wenn die erste Teilschicht, z.B. durch epitaktische Ablagerung, auf der zweiten Teilschicht erzeugt wird, ein Gebiet mit einer allmählich zunehmenden Dotierungskonzentration über eine Dicke von einigen Mikrons vorhanden sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die erste Teilschicht eine höhere Dotierung als die zweite Teilschicht aufweist, weisen die isolierten diskreten Gebiete vom entgegengesetzten
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Leitungstyp einen nahezu gleichmässigen gegenseitigen Abstand auf, während der Abstand zwischen angrenzenden Rändern zweier nebeneinander liegender Gebiete höchstens gleich dem Zweifachen der Dicke der ersten Teilschicht vom ersten Leitungstyp ist. In einer derartigen Anordnung ist die Verr grösserung des Oberflächenfeldes oberhalb des Raumes zwischen nebeneinander liegenden Gebieten beschränkt. Im allgemeinen ist es zu bevorzugen, den genannten Abstand zwischen angrenzenden Rändern zweier nebeneinander liegender Gebiete auf einen Wert zu beschränken, der höchstens gleich der Dicke der ersten Teilschicht ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Teilschicht eine niedrigere Dotierung als die zweite Teilschicht auf. Die isolierten diskreten vom entgegengesetzten
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PHB.32553 29.6.77
//ύ- 27338Λ0
Leitungstyp können einen nahezu gleichmässigen gegenseitigen Abstand aufweisen, während der Abstand zwischen angrenzenden Rändern zweier nebeneinander liegender Gebiete grosser als das Zweifache der Dicke der ersten Teilschicht vom ersten Leitungstyp sein kann.
Bei den obenbeschriebenen anderen Ausführungsformen der Anordnung kann die Struktur derart sein, dass beim Betrieb, wenn die isolierten diskreten Gebiete von der angelegten Sperrspannung in derartigem Masse aufgeladen sind, dass, wenn die Sperrspannung herabgesetzt wird, wenigstens einige der Erschöpfungsgebiete, die zu den pn-Ubergängen zwischen den isolierten diskreten Gebieten und der Schicht vom ersten Leitungstyp gehören, den Schottky-Übergang an der Oberfläche der ersten Teilschicht erreichen. Auf diese Weise können diese Erschöpfungsgebiete Minoritätsladungsträger entziehen und dienen daher dazu, das Potential der isolierten diskreten Gebiete auf den Wert zu beschränken, bei der die erwähnten Erschöpfungsgebiete den Schottkyübergang erreichen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann sich in der Schicht vom ersten Leitungstyp ein an die Oberfläche grenzendes Gebiet vom entgegengesetzten" Leitungstyp rings um den Umfang des durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteiles befinden,
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/!(,- 27338A0
wobei sich diese Metallschicht in Kontakt mit dem genannten Gebiet vom entgegengesetzten Leitungstyp erstreckt. So kann ein sogenannter "Schutzring" vorhanden sein. Die Injektion von Minoritätsladungsträgern, die einer derartigen Struktur inhärent ist, wird vorteilhafterweise dazu benutzt, die anfängliche Entladung der isolierten diskreten Gebiete einzuleiten und die Stromwege über die Schicht vom ersten Leitungstyp zwischen den isolierten diskreten Gebieten zu öffnen. Weitere an die Oberfläche grenzende Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp können vorhanden sein und sich als Bänder rings um den durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteil erstrecken. Diese Bänder können zur weiteren Erhöhung der Sperrdurchschlagspannung der Anordnung benutzt werden, wobei für eine vollständige Beschreibung der Theorie der Wirkung derartiger Bänder, wenn diese in planaren Hochspannungs— pn-Ubergängen verwendet werden, auf den Aufsatz von Y.C. Kao und E.D. Wolley in "Proc. of I.E.E.E.", Band 55, Nr. 8, August I967, S. ^Uo^ - 1 *H k verwiesen wird.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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FHB.J2533 29.6.77
Figuren 1 und 2 im Querschnitt bzw. in Draufsicht einen Teil des Halbleiterkörpers mit der darauf erzeugten Schicht einer ersten Ausführungsform einer Halbleiteranordnung nach der Erfindumg, wobei der Querschnitt nach Fig. 1 längs der Linie I-I in Fig.2 bezeichnet ist;
Figuren 3 und h in vergrössertem Massstab Ansichten eines Teiles des Querschnittes nach Fig.1 BU zwei verschiedenen Zeitpunkten bei der Herstellung der Anordnung nach Figuren 1 und 2,
Fig. 5 in» Querschnitt einen Teil des
Halbleiterkörpers mit den darauf erzeugten Schichten einer zweiten Ausführungsform einer Halbleiteranordnung • nach der Erfindung,
Figuren 6 und 7 in vergrössertem Masstab Ansichten eines Teiles des Querschnittes nach Fig.5 zu zwei verschiedenen &itpunkten bei der Herstellung der Anordnung nach Fig. 5» und
Fig. 8 im Querschnitt einen Teil des Halbleiterkörpers mit der darauf erzeugten Schicht einer dritten Ausführungsform einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung.
Figuren 1 bis k zeigen eine Halbleiteranordnung mit einer Hochspannungs-Schottky-Diode mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit und einem niedrigen
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DurchlassSpannungsabfall und einem maximalen Betriebsspannungsbereich von etwa +^ 100 V.
Die Anordnung enthält einen Halbleiterkörper aus Silizium mit einem η -Halbleitersubstrat 1 mit einer ■* Dicke von 200 /um und einem spezifischen Widerstand
von 0,001 Ohm.cm. Auf dem Substrat 1 liegt eine epitaktische Schichtenstruktur, die aus einer unteren n~-Teilschicht 3 mit einer Dicke von 10 /um und einem spezifischen Widerstand von 20 Ohm.cm und einer oberen η-Teilschicht 4 mit einer Dicke von 10 /um und einem spezifischen Widerstand von 10 Ohm.cm besteht. Die Teilschicht h besitzt eine Oberfläche 5 ι auf der eine Siliziumoxidschicht 6 mit einer Dicke von etwa 1000 A vorhanden ist. Eine kreisförmige Öffnung 7 mit einem Durchmesser von I50 /um ist in der Oxidschicht 6 vorgesehen und in dieser Öffnung befindet sich eine Metallschicht 8 aus Nickel mit einer Dicke von 2000 A*. Die Metallschicht 8 erstreckt sich weiter auf der Oberfläche der Oxidschicht 6 am Rande der Öffnung und weist einen Gesamtdurchmesser von 200 /um auf. Die Metallschicht 8 bildet einen gleichrichtenden Metall-Halbleiter-Ubergang 9 (einen sogenannten Schottky-Ubergang) mit dem kontakttierten Oberflächenteil der η-leitenden Teilschicht k.
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PHB 32^53 29.Ö-77
In der Nähe der Grenze zwischen der η-Teilschicht 3 und der n-Teilschicht k befinden sich eine Anzahl in gleichen gegenseitigen Abständen liegender diffundierter p-leitender isolierter j diskreter Gebiete 10. Im Querschnitt nach Fig.1
weisen die p-leitenden Gebiete 10 eine Breite von nahezu 7 /um auf, während der Abstand zwischen angrenzenden Rändern zweier nebeneinander liegender Gebiete 10 nahezu 6 /Um beträgt. Die Dicke der diffundierten p-leitenden Gebiete 10, die sich teilweise in der Teilschicht 3 und teilweise in der Teilschicht k erstrecken, ist nahezu 3 /um. Die p-leitenden Gebiete weisen einen nahezu kreisförmigen Querschnitt (siehe Fig. 2) und einen Durchmesser von liahezu 7 /um auf.
..5 Auf der unteren Oberfläche des Substrats 1 liegt eine Metallkontaktschicht 2. Die Kathode der Schottky-Diode wird durch die Schicht 2 und die Anode wird durch die Metallschicht 8 gebildet. Die weiteren Verbindungen mit der Anode und der Kathode sowie die Unterbringung des Halbleiterkörpers in einer Umhüllung werden nicht näher beschrieben, weil sie für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung sind.
Die Wirkung der Schottky-Diode, an die eine Wechselspannung angelegt ist, wird nun beschrieben, wobei ausserdem auf Figuren 3 und k verwiesen wird.
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Zunächst sei ein Zeitpunkt während der Halbperiode betrachtet, zu dem der Schottky-Ubergang in der Durchlassrichtung geschaltet und die Diode somit leitend ist. Venn diese Durchlassspannung auf Null herabgesetzt wird, nimmt der Diodenstrom auf Null ab. Die Spannung über dem Schottky-Ubergang verläuft dann in der Sperrichtung. Bei einer üblichen Schottkyt-Diode ist die Sperrkennlinie verhältnismässig gleichmassig, weil bei zunehmender Sperrspannung der Strom mit einer Zunahme des angelegten Feldes schnell zunimmt, wie bereits beschrieben wurde. Beim Betrieb der vorliegenden Ausführungsform breitet sich bei zunehmender Sperrspannung das Erschöpfungsgebiet, das zu dem Schottky-Ubergang 9 gehört, von dem genannten Übergang bis in die n-Teilschicht k aus, während das Feld ander Oberfläche 5 zunimmt. Endgültig erreicht das Erschöpfungsgebiet die isolierten p-leitenden Gebiete 10 und es tritt Durchgriff zu den pn-Ubergängen zwischen den genannten p-leitenden Gebieten 1Ö und der n-leitenden
Schicht 3,k auf. An diesem Punkt wird das Oberflächenfeld begrenzt, weil eine weitere Zunahme der Sperrspannung bewirkt, dass die p-leitenden Gebiete 10 aufgeladen werden, wobei die zusätzliche Spannung oberhalb der Durchgriffspannung V über den genannten
pn-Ubergängen herabgesetzt wird. Zum Zeitpunkt, zu dem
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COPY ORIGINAL fN8PECTBD
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2 Λ- 27338Α0
die maximale Sperrspannung V erreicht ist, liegen im Idealfall die isolierten Gebiete 10 an einem Potential von V - V , und der Boden des Erschöpfungs-
gebietes nähert sich einem Zustand nahezu gleichmässiger Tiefe in der Teilschicht 3· Fig. 3 zeigt die Ausdehnung des Erschöpfungsgebietes (mit einer gestrichelten Linie angegeben), wenn die genannte maximale Sperrspannung erreicht ist, wobei sich das Erschöpfungsgebiet nahezu völlig über die Teilschicht auf einer nahezu gleichmassigen Tiefe erstreckt. Die p-leitenden Gebiete werden auf diese Weise aufgeladen und, während die Sperrspannung abnimmt, wird die in den p—leitenden Gebieten 10 gespeicherte Ladung wiederverteilt, wobei zu bemerken ist, dass, wenn kein extern angelegtes Feld vorhanden ist, sich die Erschöpfungsgebiete zwischen den p—leitenden Gebieten 10 und den n—leitenden Teilschichten 3 und h weiter in der. niedriger dotierten Teilschicht 3 als in der höher dotierten Teilschicht k erstrecken werden. Fig.k zeigt eine derartige Situation, in der die angelegte Spannung im Begriff ist, in die Durchlassrichtung geschaltet zu werden, wobei zu bemerken ist, dass die Erschöpfungsgebiete, die mit gestrichelten Linien angegeben'sind, die Stromwege zwischen den einander gegenüber liegenden Seiten der Schicht nicht völlig sperren. So dienen Löcher, die über den
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OFHQlNAL INSPECTBD.
->?- PHB.32553
29.6.77
Ί7 - 27338AO
Schottky-Ubergang zur Verfugung kommen, wenn die angelegte Spannung in die Durchlassrichtung geschaltet wird, dazu, die p-leitenden Gebiete 10 schnell zu entladen. Die Anzahl von Löchern, die insbesondere von der präzisen Art der Grenzfläche zwischen der Metallschicht 8 und der Halbleiterschicht 4 und von der Art des Metalls abhängig ist, ist, wenn auch klein, normalerweise genügend, um die p-leitenden isolierten diskreten Gebiete zu entladen.
In dieser Ausführungsform dienen die isolierten diskreten Gebiete dazu, das Oberflächenfeld bei zunehmender Sperrvorspannungdes Schottky-Ubergangs auf einen Wert von weniger als 8 χ 10 V/cm, d.h. weniger als ein Drittel des Durchschlagfeldes, zu beschränken. Sie dienen weiter dazu, das Erschöpfungsgebiet an der Oberfläche auszubreiten und das elektrische Feld am Umfang der Diode herabzusetzen.
An Hand der Fig.5 wird nun eine zweite Ausführungsform beschrieben. Diese Anordnung enthält einen Halbleiterkörper aus Silizium mit einem η Substrat 21 mit einer Dicke von 200/um und einem spezifischen Widerstand von 0,001 0hm.cm. Auf dem^Substrat 21 liegt eine epitaktische Schichtenstruktur, die aus einer unteren n-Teilschicht 23 mit einer Diele von I5 /um und einem spezifischen Widerstand von 2 0hm.cm und einer
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PHB.32553 29.6.77
oberen η -Teilschicht 2k mit einer Dicke von k >um und einem spezifischen Widerstand von 5 Ohm.cm besteht. Auf der Oberfläche 25 der Teilschicht 2k befindet sich eine Siliziumoxidschicht 26 mit einer Dicke von 1000 A. In einer Öffnung 27 mit einem Durchmesser von 150 /um in der Oxidschicht befindet sich eine Metallschicht 28 aus Molybdän mit einer Dicke von 2000 A, die einen Schottky-Ubergang 29 mit der n~-Teilschicht 2k bildet. Der Gesamtdurchmesser der Metallschicht 28 ist 200 /um.
In dieser Ausftihrungsform befinden sich implantierte p-leitende isolierte diskrete Gebiete 30 in der Nähe der Grenze zwischen den Teilschichten 23 und 2k. Die Gebiete 30 weisen einen Durchmesser von 8/um, einen Teilungsabstand von 18 /um (d.h. einen Abstand zwischen angrenzenden Rändern von 10 /um) und eine Dicke von 3 /um auf.
Die Wirkung dieser Ausführungsform, in der
der maximale Betriebsspannungsbereich nahezu +^ 100 V ist, ist der der vorhergehenden Ausführungsform ähnlich, mit dem Unterschied, dass, weil die spezifischen Widerstandswerte der epitaktischen Teilschichten umgekehrt sind, der Mechanismus zum Entladen der geladenen Gebiete·30 teilweise verschieden ist. Nachdem die Gebiete 30 aufgeladen worden sind und die Sperrspannung von ihrem Höchstwert an abnimmt, dehnen sich die Erschöpfungsgebiete, die zu
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PUB.32553 29.6.77
den pn-Ubergängen zwischen den Gebieten 30 und der Schicht 23, 2k gehören, präferentiell in der Teilschicht
23 und somit zu der Oberfläche 25 hin. Einige der Erschöpfungsgebiete erreichen den Schottky-Übergang und entziehen dadurch Löcher und die Erschöpfungsgebiete bleiben in diesem Zustand, wodurch sie die Spannung der isolierten diskreten Gebiete in bezug auf die der Metallschicht 28 beschränken.
Fig.6 zeigt die Ausdehnung des Erschöpfungsgebietes, das zu dem Schottky-Übergang geh'ört, wenn die Sperrspannung ihrem Höchstwert aufweist. Das mit einer gestrichelten Linie angegebene Erschöpfungsgebiet erstreckt sich nahezu völlig über die Teilschichten
24 und 23 auf einer nahezu.gleichmässigen Tiefe. Die pleitenden Gebiete werden somit aufgeladen, und zwar im Idealfall bei einem Potential von V - V , wobei V
die maximale Sperrspannung und V die Durchschlagspannung
P ·
von dem Schottky-Übergang 29 zu den Gebieten 30 ist. Fig.7 zeigt die nachfolgende Situation, in der die angelegte Spannung im Begriff ist, in die Durchlassrichtung geschaltet zu werden, wobei die Erschöpfungsgebiete zwischen den geladenen p-leitenden Gebieten und den Teilschichten 23,24 mit gestrichelten Linien angegeben sind.
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29.6.77
2. S -
Wenn die Spannung in die Durchlassrichtung geschaltet wird, sind die Löcher, die über die Schottky-Sperre zur Verfügung kommen, normalerweise genügend, um die p-leitenden Gebiete 30 zu entladen.
In dieser Ausführungsform, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, dienen die isolierten diskreten Gebiete dazu, das Oberflächenfeld bei zunehmender Sperrvorspannung auf einen Wert zu beschränken, der kleiner als ein Drittel des Durchschlagfeldes ist. Ausserdem dienen sie dazu, das Erschöpfungsgebiet an der Oberfläche auszubreiten und das elektrische Feld am Umfang der Diode herabzusetzen.
An Hand der Fig.8 wird nun eine dritte Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform, die in bezug auf ihre Struktur eine Abwandlung der ersten Ausführungsform für Betrieb bei höherer Spannung, d.h. mit einem maximalen Betriebsspannungsbereich von nahezu ± 6OO V ist, sind entsprechende Gebiete mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das η Substrat 1 weist eine Dicke von 200 /um und einen spezifischen Widerstand von 0,001 0hm.cm auf. Die untere η -Teilschicht 3 weist eine Dicke von 60 /um und einen spezifischen Widerstand von 20 0hm.cm auf. Die obere n-Teilschicht k weist eine Dicke von 10 /um und einen spezifischen Widerstand von 5 0hm.cm auf.
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29.0.77
Die diffundierten isolierten diskreten ρ -Gebiete weisen einen Durchmesser von 15 /um und einen Abstand zwischen ihren Mittelpunkten von 35 ,um (d.h. einen Abstand zwischen angrenzenden Rändern von 20/um) auf.
In einer Öffnung 7 mit einem Durchmesser von 150 /um in der Isolierschicht 6 liegt eine Metallschicht aus Chrom mit einer Diele von 2000 A und diese Metallschicht 8 bildet einen Schottky-Ubergang mit der n-Teilschicht 4. Die Metallschicht erstreckt sich weiter auf der Isolierschicht 6 in der Nähe des Randes der Öffnung.
An die Oberfläche der n-Teilschicht k unter dem Umfang der Metallschicht 8 grenzt ein diffundierter ρ -Schutzring 35 mit einer Tiefe von 5 /um. Der Schutzring 35 wird durch die Metallschicht 8 am Rande der Öffnung 7 kontaktiert. Der Schutzring weist einen Innendurchmesser von 120 um und einen Aussendurchmesser von 180 /um auf. Konzentrisch zu dem Schutzring 35 liegen eine Anzahl diffundierter ρ -Bänder 36. Die Bänder, die je eine ringförmige Konfiguration aufweisen, haben die gleiche Dotierung wie der Schutzring 35 und sind je 25 /um breit.
Die Wirkung dieser Anordnung ist der der ersten Ausführungsform ähnlich, wobei der ρ -Schutzring
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zu der Anzahl vorhandener Löcher durch Injektion beiträgt, um die ρ -Gebiete 10 zu entladen, wenn die angelegte Spannung in die Durchlassrichtung geschaltet wird. Der Schutzring 35 sowie die Bänder } verbessern weiter die Fähigkeit zur Verarbeitung von Sperrspannungen in dieser Anordnung. Die ρ -Gebiete dienen jedoch dazu, das Oberflächenfeld bei zunehmender Sperrvorspannung auf einen Wert zu begrenzen, der kleiner als ein Drittel des Durchschlagfeldes ist.
Es dürfte einleuchten, dass im Rahmen der Erfindung viele Abwandlungen möglich sind. Insbesondere in bezug auf die Einschränkung der Ausdehnung der Erschöpfungsgebiete, die zu den pn-Ubergängen zwischen den isolierten diskreten Gebieten und dem umgebenenden Material vom ersten Leitungstyp gehören, kann die Dotierung der Schicht vom ersten Leitungstyp stellenweise in der Nähe der Oberfläche z.B. dadurch geändert werden, dass stellenweise die Dotierung der Oberflächenteile der Schicht, die lokal direkt über den Räumen zwischen den isolierten diskreten Gebieten liegen, vergrössert wird, wobei z.B. eine Maske für die Einführung der erforderlichen Verunreinigungen verwendet wird, die teilweise zu der Maskekomplentär ist, die für die Einführung von Verunreinigungen bei der Bildung der isolierten diskreten Gebiete verwendet wird.
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Ausser in Silizium gebildeten Schottky-Dioden können im Rahmen der Erfindung auch Dioden in anderen Halbleitermaterialien, z.B. Galliumarsenid, gebildet werden. Weiter kann ausser bei der Bildung von Anordnungen in Form von Schottky-Dioden für Hochspannungsgleichrichtung die Erfindung auch in anderen einen Schottky-Übergang enthaltenden Anordnungen verwendet werden, z.B. in Anordnungen, in denen der Schottky-Übergang als eine Schutzdiode verwendet wird, oder in Anordnungen, in denen der Schottky-Übergang als eine gesteuerte Stromquelle verwendet wird.
Von der Oberfläche des Körpers her gesehen, auf der der Schottky—Übergang vorhanden ist, können von der Kreisform verschiedene Querschnittsformen für die isolierten diskreten Gebiete verwendet werden; die genannten Gebiete können, von der genannten Oberfläche her gesehen, z.B. einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
In den besonderen beschriebenen Ausführungs formen befinden sich die isolierten diskreten Gebiete in der Anordnung alle auf einer nahezu gleichmässigen Tiefe. Die Erfindung umfasst jedoch auch andere Strukturen, in denen die genannten Gebiete auf verschiedenen Tiefen liegen; z.B. können die unterhalb und jenseits des Umfangs der den Schottky-Ubergang
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PI!3.32553 29.6.77
bildenden Metallschicht liegenden Gebiete auf einer Tiefe liegen, die von der Tiefe verschieden ist, auf der die genannten isolierten diskreten Gebiete liegen, die sich direkt unterhalb des Kontakts zwischen der Metallschicht und der Halbleiterkörperoberfläche befinden. Gleichfalls kann der Abstand zwischen den isolierten diskreten Gebieten auf entsprechende oder andere Weise in den genannten Zonen geändert werden. Auch können eine Anzahl einzelner Schichten isolierter diskreter Gebiete z.B. in einer Anordnung vorhanden sein, in der eine höhere Durchschlagspannung erforderlich ist.
In allen besonderen beschriebenen Ausführungsformen sind die isolierten diskreten Gebiete derart angeordnet, dass sie sich über das ganze Gebiet der Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten Teilschicht erstrecken. Eine befriedigende Wirkung mit den inhärenten Vorteilen der Begrenzung des Oberflächenfeldes kann aber auch noch erhalten werden, wenn die isolierten diskreten Gebiete lokaler, d.h. wenigstens unter dem Metall-Halbleiter-Ubergang, angebracht werden. Um sicherzustellen, dass der Vorteil der Herabsetzung des elektrischen Feldes am Umfang der Diode auf befriedigende Weise erzielt werden kann, empfiehlt es sich, dass sich die isolierten diskreten Gebiete lateral
2r Jenseits des Aussenrandes des Metall-Halbleiter-Ubergangs, z.B. über einen Abstand von mindestens 50 /um, erstrecken.
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Leerseite

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE;
1. ' Halbleiteranordnung mit einem gleichrichtenden Metall-Halbleiter-Hochspannungsübergang, die einen Halbleiterkörper enthält, der eine Halbleiterschicht vom ersten Leitungstyp,die an eine Oberfläche des Körpers grenzt, eine Metallschicht, die sich in Kontakt mit einem Teil der genannten Oberfläche erstreckt und dort einen gleichrichtenden Übergang mit der Schicht vom ersten Leitungstyp bildet, und einen niederohmigen, nicht gleichrichtenden Kontakt mit der Schicht vom ersten Leitungstyp enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht vom ersten Leitungstyp eine erste und eine zweite Teilschicht enthält, von denen die erste Teilschicht an der genannten Oberfläche des Körpers angrenzt und eine Dotierung aufweist, die von der der zweiten Teilschicht, auf der sie sich befindet, verschieden ist, wobei eine Anzahl isolierter diskreter Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp sich in der Nähe der Grenze zwischen der ersten und der zweiten Teilschicht und wenigstens unter dem durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteil befindet.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens unter dem durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteil die diskreten Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp sich auf einer
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ORIGINAL INSPECT*)
PIiB. 3 2553 λ 29.6.77
nahezu gleichmässigen Tiefe von der genannten Oberfläche her befinden.
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilschicht eine höhere Dotierung als die zweite Teilschicht aufweist, k. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten diskreten Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp einen nahezu gleichmässigen gegenseitigen Abstand aufweisen, und dass der Abstand zwischen angrenzenden Rändern zweier nebeneinander liegender Gebiete höchstens gleich dem Zweifachen der Dicke der ersten Teilschicht vom ersten Leitungstyp ist.
5.. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilschicht eine niedrigere Dotierung als die zweite Teilschicht aufweist, auf der sie sich befindet.
6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten diskreten Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp einen nahezu gleichmässigen gegenseitigen Abstand aufweisen, und dass der Abstand zwischen angrenzenden Rändern zweier nebeneinander liegender Gebiete grosser als das Zweifache der Dicke der ersten Teilschicht vom ersten Leitungstyp ist.
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-«ir- γηβ. 32553
7. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schicht vom ersten Leitungstyp ein an die Oberfläche grenzendes Gebiet vom entgegengesetzten Leitungstyp rings um den Umfang des durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteiles vorhanden ist, wobei sich diese Metallschicht in Kontakt mit dem genannten Gebiet vom entgegengesetzten Leitungstyp erstreckt.
8. Halbleiteranordnung nacn Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass weitere an die Oberfläche grenzende Gebiete vom entgegengesetzten Leitungstyp vorhanden sind, die sich als Bänder rings um den durch die Metallschicht kontaktierten Oberflächenteil erstrecken.
9. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht vom ersten Leitungstyp als eine epitaktische Schicht vorhanden ist, die auf einem höher dotierten Substrat vom genannten ersten Leitungstyp abgelagert ist.
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GB (1) GB1558506A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001003204A1 (de) * 1999-07-03 2001-01-11 Robert Bosch Gmbh Diode mit metall-halbleiterkontakt und verfahren zu ihrer herstellung

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2800373C2 (de) * 1978-01-05 1980-03-13 Wabco Fahrzeugbremsen Gmbh, 3000 Hannover Schaltungsanordnung zur Verringerung der Störanfälligkeit digitaler Messungen der Periodendauer der Frequenz von Sensorsignalen in blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen
GB2089119A (en) * 1980-12-10 1982-06-16 Philips Electronic Associated High voltage semiconductor devices
US4494134A (en) * 1982-07-01 1985-01-15 General Electric Company High voltage semiconductor devices comprising integral JFET
JPS5994453A (ja) * 1982-10-25 1984-05-31 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ オン抵抗を低減した高圧半導体デバイス
GB2137412B (en) * 1983-03-15 1987-03-04 Standard Telephones Cables Ltd Semiconductor device
US4641174A (en) * 1983-08-08 1987-02-03 General Electric Company Pinch rectifier
JP2667477B2 (ja) * 1988-12-02 1997-10-27 株式会社東芝 ショットキーバリアダイオード
JPH0347305U (de) * 1989-09-08 1991-05-01
JP2989113B2 (ja) * 1995-02-20 1999-12-13 ローム株式会社 半導体装置およびその製法
DE19740195C2 (de) * 1997-09-12 1999-12-02 Siemens Ag Halbleiterbauelement mit Metall-Halbleiterübergang mit niedrigem Sperrstrom
JP2002503401A (ja) * 1998-04-08 2002-01-29 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト プレーナ構造用の高耐圧コーナー部シール体
DE19823944A1 (de) 1998-05-28 1999-12-02 Siemens Ag Leistungsdioden-Struktur
DE19830332C2 (de) * 1998-07-07 2003-04-17 Infineon Technologies Ag Vertikales Halbleiterbauelement mit reduziertem elektrischem Oberflächenfeld
KR100564530B1 (ko) * 1998-08-27 2006-05-25 페어차일드코리아반도체 주식회사 그 내부에 쇼트키 다이오드를 갖는 전력 소자 및 이를 제조하는방법
US6977420B2 (en) * 1998-09-30 2005-12-20 National Semiconductor Corporation ESD protection circuit utilizing floating lateral clamp diodes
GB2354879B (en) * 1999-08-11 2004-05-12 Mitel Semiconductor Ltd A semiconductor device
FR2803094B1 (fr) * 1999-12-22 2003-07-25 St Microelectronics Sa Fabrication de composants unipolaires
US6642558B1 (en) * 2000-03-20 2003-11-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus of terminating a high voltage solid state device
FR2807569B1 (fr) * 2000-04-10 2004-08-27 Centre Nat Rech Scient Perfectionnement apportes aux diodes schottky
JP4770009B2 (ja) * 2000-09-05 2011-09-07 富士電機株式会社 超接合ショットキーダイオード
US6462393B2 (en) * 2001-03-20 2002-10-08 Fabtech, Inc. Schottky device
JP4204895B2 (ja) * 2003-05-12 2009-01-07 三菱電機株式会社 半導体装置
US6894318B2 (en) * 2003-08-20 2005-05-17 Texas Instruments Incorporated Diode having a double implanted guard ring
US20050110038A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-26 Hamerski Roman J. High voltage semiconductor device having current localization region
DE10361136B4 (de) * 2003-12-23 2005-10-27 Infineon Technologies Ag Halbleiterdiode und IGBT
WO2006024322A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Freescale Semiconductor, Inc. Power semiconductor device
US7952139B2 (en) * 2005-02-11 2011-05-31 Alpha & Omega Semiconductor Ltd. Enhancing Schottky breakdown voltage (BV) without affecting an integrated MOSFET-Schottky device layout
US8110869B2 (en) * 2005-02-11 2012-02-07 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd Planar SRFET using no additional masks and layout method
US7436022B2 (en) * 2005-02-11 2008-10-14 Alpha & Omega Semiconductors, Ltd. Enhancing Schottky breakdown voltage (BV) without affecting an integrated MOSFET-Schottky device layout
JP2006318956A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Sumitomo Electric Ind Ltd ショットキーダイオードを有する半導体装置
JP4189415B2 (ja) * 2006-06-30 2008-12-03 株式会社東芝 半導体装置
US7955929B2 (en) * 2007-01-10 2011-06-07 Freescale Semiconductor, Inc. Method of forming a semiconductor device having an active area and a termination area
DE102007045184A1 (de) * 2007-09-21 2009-04-02 Robert Bosch Gmbh Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
US9093521B2 (en) * 2008-06-30 2015-07-28 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Enhancing Schottky breakdown voltage (BV) without affecting an integrated MOSFET-Schottky device layout
US8362552B2 (en) * 2008-12-23 2013-01-29 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated MOSFET device with reduced breakdown voltage
US9508805B2 (en) 2008-12-31 2016-11-29 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Termination design for nanotube MOSFET
TW201034205A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Actron Technology Corp Rectifier used in high temperature application
US7910486B2 (en) * 2009-06-12 2011-03-22 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Method for forming nanotube semiconductor devices
US8299494B2 (en) * 2009-06-12 2012-10-30 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Nanotube semiconductor devices
US8154078B2 (en) * 2010-02-17 2012-04-10 Vanguard International Semiconductor Corporation Semiconductor structure and fabrication method thereof
JP2011009797A (ja) * 2010-10-15 2011-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd ショットキーダイオードを有する半導体装置
US8362585B1 (en) 2011-07-15 2013-01-29 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Junction barrier Schottky diode with enforced upper contact structure and method for robust packaging
CN107068733B (zh) 2011-07-27 2020-08-11 丰田自动车株式会社 半导体器件
CN103378173B (zh) * 2012-04-29 2017-11-14 朱江 一种具有电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法
KR101416361B1 (ko) * 2012-09-14 2014-08-06 현대자동차 주식회사 쇼트키 배리어 다이오드 및 그 제조 방법
JP5983415B2 (ja) * 2013-01-15 2016-08-31 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置
JP6135364B2 (ja) * 2013-07-26 2017-05-31 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
DE102013019851B4 (de) * 2013-11-26 2015-10-22 Infineon Technologies Ag Schottky-Diode mit reduzierter Flussspannung
CN105280723A (zh) * 2014-07-14 2016-01-27 西安永电电气有限责任公司 4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管及其制备方法
CN104576762B (zh) * 2014-12-25 2018-08-28 株洲南车时代电气股份有限公司 肖特基势垒二极管及其制造方法
NO341254B1 (en) 2015-11-02 2017-09-25 Orient Holding As Heating and cooling system of a modular residential building

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252003A (en) * 1962-09-10 1966-05-17 Westinghouse Electric Corp Unipolar transistor
US3513366A (en) * 1968-08-21 1970-05-19 Motorola Inc High voltage schottky barrier diode
JPS4837227B1 (de) * 1968-12-20 1973-11-09
US3614560A (en) * 1969-12-30 1971-10-19 Ibm Improved surface barrier transistor
US3891479A (en) * 1971-10-19 1975-06-24 Motorola Inc Method of making a high current Schottky barrier device
US4003072A (en) * 1972-04-20 1977-01-11 Sony Corporation Semiconductor device with high voltage breakdown resistance
US3849789A (en) * 1972-11-01 1974-11-19 Gen Electric Schottky barrier diodes
JPS49115676A (de) * 1973-03-07 1974-11-05
US3999281A (en) * 1976-01-16 1976-12-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for fabricating a gridded Schottky barrier field effect transistor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001003204A1 (de) * 1999-07-03 2001-01-11 Robert Bosch Gmbh Diode mit metall-halbleiterkontakt und verfahren zu ihrer herstellung
US6727525B1 (en) 1999-07-03 2004-04-27 Robert Bosch Gmbh Diode comprising a metal semiconductor contact and a method for the production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US4134123A (en) 1979-01-09
JPS5320774A (en) 1978-02-25
FR2361750A1 (fr) 1978-03-10
GB1558506A (en) 1980-01-03
CA1085060A (en) 1980-09-02

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