DE3338718C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein hochspannungsfestes planares Halb­ leiterbauteil, d. h. ein Halbleiterbauteil, das bis zu Spannungen von etwa 1000 V durchschlagfest ist.
Ein Halbleiterbauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus JP-49-36 513 bekannt. Bei ihm erstrecken sich Elektroden, die durch die Isolierschicht hindurch einen Schutzring kontaktieren, über den Schutzring-PN-Übergang hinaus in Richtung zum Haupt-PN-Übergang.
Aus DE 21 54 122 A1 ist ein hochspannungsfestes planares Halb­ leiterbauteil bekannt, das einen Channelstopper aufweist, der einen PN-Übergang umgibt. Zwischen der Elektrode des Channelstoppers und der Elektrode, die den PN-Übergangsbereich kontaktiert, erstrecken sich eine untere Isolierschicht und eine obere Widerstandsschicht, die elektrisch besser leitet als die Wider­ standsschicht. Dadurch wird das Potential in der Oberfläche der Isolierschicht stabilisiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein planares Halb­ leiterbauteil anzugeben, das sich durch besonders gute Hoch­ spannungsfestigkeit auszeichnet.
Das erfindungsgemäße Bauteil sit durch die Merkmale des Patent­ anspruchs gegeben. Es vereinigt die Merkmale der beiden vorstehend genannten bekannten Halbleiterbauteile in sich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch eine Figur veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Beim Halbleiterbauteil gemäß der Figur ist ein P-Schutzring 11a durch eine Öffnung in einer Isolierschicht 8 hindurch mit einer Elektrode 7 verbunden, die sich nicht über den Schutzring 11a hinaus erstreckt. Genauer gesagt, erstreckt sich die Elektrode 7 nicht über den Teil eines PN-Überganges J2 in einer Richtung entgegengesetzt zu einer P-Schicht 5 hinaus, der durch eine N--Schicht 4 und den P-Schutzring 11a gebildet ist. Über der P-Schicht 5, die mit der N--Schicht den Haupt-PN-Übergang J1 bildet, befindet sich die Elektrode 12.
Bei dieser Anordnung wird der Potentialverlauf in der Oberfläche des Halbleiterbauteils dahingehend geändert, daß das Potential in dem Teil der Oberfläche der Isolierschicht 8, die dem Schutzring 11a benachbart ist, an dasjenige des Schutzrings 11a angeglichen wird. Es wird auch die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche und der Unterseite der Isolierschicht 8 stabilisiert und verringert.
Beim Ausführungsbeispiel sind zwei isolierende Schichten zumindest zwischen benachbarten Elektroden vorhanden, d. h. auch bis zu einer Elektrode 6 über einem N⁺-Channelstopper 3. Es können auch mehr als zwei Schichten verwendet werden. Die Mehrfachschicht ist so ausgebildet, daß die obere Schicht 10 besser elektrisch leitet als die untere Schicht 8. Isolierschichten unterschiedlicher Leitfähigkeit können z. B. durch Verändern der Anteile von Si und O₂ hergestellt werden, wenn die SiO₂ enthaltenden Schichten durch einen CVD-Film gebildet werden.
Beim Bauteil gemäß der Figur ist außerdem eine N⁺-Schicht 13 vorhanden, die durch Einfügen von Verunreinigungen vom N-Typ in die gegenüberliegende Oberfläche der N--Schicht 4 erzeugt wird, so daß eine einfache elektrische Kontaktierung an der Gegenfläche möglich ist. Eine Elektrode 14 steht in ohmschem Kontakt mit der N⁺-Schicht 13. Es ist ein weiterer PN-Übergang J3 zwischen der N--Schicht 4 und einem Schutzring 11b vorhanden.
Normalerweise ist jeder Schutzring so schmal wie möglich ausgebildet, so lange seine wirksame Fläche noch ausreicht, um die Hoch­ spannungsfestigkeit zu gewährleisten. Um die Zuverlässigkeit jedoch zu erhöhen, ist es erwünscht, die Breite des Schutzringes etwas zu erhöhen. Je breiter nämlich der Schutzring wird, desto geringer wird die Potentialdifferenz E zwischen der Oberfläche und der Unterseite der Isolierschicht. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein PN--Übergang verwendet. Statt diesem kann aber auch ein NP--Übergang ver­ wendet werden. Bei dem planaren Halbleiterbauteil ist also die Spannungsdifferenz zwischen der Oberfläche und der Unterseite der Isolierschicht verringert. Die Oberflächen des hochspannungsfesten Bereichs sind stabilisiert, ohne daß die Hochspannungsfestigkeit verlorengegangen ist.

Claims (2)

  1. Hochspannungsfestes planares Halbleiterbauteil, mit
    • - einem Haupt-PN-Übergang (J1),
    • - mindestens einem Schutzring (11a, 11b), der den Haupt-PN- Übergang umgibt und einen Schutzring-PN-Übergang (J2, J3) bildet,
    • - einer Isolierschicht (8) über jedem Schutzring, wobei über mindestens einem Schutzring (11a) eine Öffnung in der isolierenden Schicht vorhanden ist,
    • - und einer Elektrode (7), die durch die Öffnung hindurch mit dem Schutzring verbunden ist,
  2. dadurch gekennzeichnet, daß
    • - der Haupt-PN-Übergang (J1) außerhalb der Schutzringe (11a, 11b) von einem Chanelstopper (3) umgeben wird,
    • - auf der Isolierschicht (8) mindestens eine weitere isolierende Schicht (10) angeordnet ist, die elektrisch besser leitfähig ist als die untere Isolierschicht (8), wobei sich alle Isolierschichten zwischen jeweils benachbarten Elektroden (12, 7, 6) erstrecken.
DE19833338718 1982-10-25 1983-10-25 Planares halbleiterbauteil Granted DE3338718A1 (de)

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DE3338718A1 DE3338718A1 (de) 1984-04-26
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