DE3341089C2

DE3341089C2 - Planare Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE3341089C2
Application number: DE19833341089
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr. 7102 Lehrensteinsfeld Sixt
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1983-11-12
Filing date: 1983-11-12
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3341089A1

Abstract

Bei einer planaren Halbleiteranordnung mit mindestens einem pn-Übergang und mindestens einer Schutzzone für diesen pn-Übergang im Halbleiterkörper ist auf dieser Schutzzone eine Feldelektrode vorgesehen, die sich durch eine Öffnung in der Isolierschicht auf die Oberfläche der Isolierschicht derart erstreckt, daß sie auf der Isolierschicht eine Feldplatte bildet, die dem zu schützenden pn-Übergang abgewandt ist.

Description

lierschicht (4) in Richtung der Feldelektroden (6a bis Diese Aufgabe wird bei einer planaren Halbleiteran-

6e)erstreckt. Ordnung der eingangs erwähnten Art nach der Erfin

dung dadurch gelöst, daß der gegenseitige Abstand zwi-

sehen den Schutzzonen mit zunehmendem Abstand von

30 dem zu schützenden pn-übergang zunimmt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-

Die Erfindung betrifft eine planare Halbleiteranord- Sprüchen gekennzeichnet.

nung mit einem mit einer Isolierschicht bedeckten Halb- Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausfüh-

leiterköprer, der mindestens einen planaren pn-Über- rungsbeispiel erläutert

gang und mit mehrere Schutzzonen für diesen pn-Über- 35 Die Fig. 1 zeigt eine planare Halbleiteranordnung gang enthält, bei der zumindest auf mehreren Schutzzo- mit einem pn-übergang 1, der durch eine Halbieiterzonen jeweils eine Feldelektrode vorgesehen ist, die sich ne 2 vom ersten Leitungstyp sowie durch den daran durch eine Öffnung in der Isolierschicht auf die Oberflä- angrenzenden Halbleiterbereich 3 vom zweiten Leiche der Isolierschicht derart erstreckt, daß sie auf der tungstyp gebildet wird. Auf der Oberfläche des Halblei-Isoherschicht eine Feldplatte bildet, die dem zu schüt- 40 terkörpers 3 befindet sich die Isolierschicht 4 der PIazenden pn-Ubergang abgewandt ist. naranordnung. Die Halbleiterzone 2 vom ersten Lei-

An der Krümmung eines planaren pn-Überganges. tungstyp ist von Schutzringen (5a, 5b, 5c) umgeben, die kommt es bekanntlich bei Anlegen einer Spannung in denselben Leitungstyp aufweisen wie die Halbleilerzo-Sperrichtung zu einer unerwünschten Erhöhung der ne 2. Auf den Schutzringen befinden sich Feldelektro-Feldstärke. Dadurch wird die Sperrspannung auf einen 45 den (6a, 6b, 6c) mit Feldplatten, die die Halbleiterzone 2 Wert begrenzt, der unter dem durch die Eigenschaften ebenfalls konzentrisch umgeben. Die Feldelektroden des Halbleitermaterials vorgegebenen Wert liegt. Die- sind so ausgebildet, daß sich ihre Feldplatten auf der ses Problem läßt sich dadurch lösen, daß die Krümmung Isolierschicht 4 nicht in Richtung Halbleiterzone 2 erder Raumladungszone des pn-Überganges vermindert strecken, sondern von der Halbleiterzone 2 weg, so daß wird. Bekannte Maßnahmen zur Lösung dieses Pro- 50 sie der Halbleiterzone 2 bzw. dem pn-übergang 1 abgeblems sind sogenannte Schutzzonen meist in der Form wandt sind. Das die konzentrischen Feldplatten bildenvon Schutzringen um den zu schützenden pn-Übergang d*. Metall erstreckt sich somit aus der Öffnung in der sowie Feldplatten. Schutzringe haben jedoch den Isolierschicht heraus nicht in Richtung Halbleiterzone 2, Nachteil, daß die Anzahl und der Abstand der Schutz- sondern nach außen in entgegengesetzter Richtung! ringe voneinander genau auf die jeweils gewünschte 55 Dies hat den Vorteil, daß die Raumladungszone an der maximale Sperrspannung abgestimmt sein muß, um voll Halbleiteroberfläche aufgeweitet und damit die maxiwirksam zu werden. Außerdem benötigen Schutzringe mal erreichbare Sperrspannung erhöht wird, wie aus viel Platz. Feldplatten haben den Nachteil, daß für sie der bereits genannten EP-OS bekannt, eine relativ dicke Isolierschicht benötigt wird, da ein Teil Wie die Fig. 1 weiter zeigt, ist die Elektrode 7 zur

des Spannungsabfalls im Isolator erfolgt. ₆o Kontaktierung der Halblcilerzone 2 in gleicher Weise

Solche Nachteile weist die aus der EP-OS 61 551 be- ausgebildet wie die Feldelektroden, d. h. sie erstreckt kannte planare Halbleiteranordnung der eingangs ge- sich ebenfalls aus einer Öffnung in der Isolierschicht nannten Art nicht auf, bei der auf den Schutzzonen je- heraus auf die Oberfläche der Isolierschicht und bildet weils eine Feldelektrode vorgesehen ist, die sich durch dort eine Feldplatte, die sich nach außen erstreckt und eine Öffnung in der Isolierschicht derart erstreckt, daß 65 damit vom Zentrum der Halbleiterzone 2 weg. Wie die sie auf der Isolierschicht eine Feldplatte bildet, die dem F i g. 1 zeigt, sind sämtliche Elektroden der Planaranzu schützenden pn-Ubergang abgewandt ist. Ordnung ringförmig ausgebildet.

Die bekannte Kombination von Schutzzonen bzw. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ha-

ben die Schutzringe der F i g. 1 einen unterschiedlichen Abstand voneinander, wobei dieser Abstand mit zunehmendem Abstand von der Halbleiterzone 2 zunimmt. Diese Bedingung ist auch bei der Halbleiteranordnung der F i g. 2 erfüllt, die anstelle von nur drei Schutzringen fünf Schutzringe (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) und auf jeder Schutzzone eine Feldelektrode (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) aufweist. Die Halbleiterzone 2 ist wiederum durch eine Feldelektrode 7 kontaktiert.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 Schutzringen und Feldplatten ermöglicht die Verwen- Patentansprüche: dung dünnerer Isolierschichten als bei Verwendung ei ner Feldplatte allein. Benötigt man mit einer Feldplatte

1. Planare Halbleiteranordnung mit einem mit ei- zum Erreichen einer vorgegebenen Durchbruchspanner Isolierschicht bedeckten Halbleiterkörper, der 5 nung eine Isolierschicht der Dicke X₀, so kann durch die mindestens einen planaren pn-übergang und meh- Verwendung von π Kombinationen von Schutzringen rere Schutzzonen für diesen pn-übergang enthält, und Feldplatten die Isolierschicht in erster Näherung bei der zumindest auf mehreren Schutzzonen jeweils auf die Dicke xjn reduziert werden. Dies ermöglicht in eine Feldelektrode vorgesehen ist, die sich durch ei- vielen Fällen die Einsparung eines Maskenschrittes bei ne Öffnung in der Isolierschicht auf die Oberfläche 10 der Herstellung von Halbleiterbauelementen, da dünneder Isolierschicht derart erstreckt, daß sie auf der re Isolierschichten, wie sie bei den normalen Bauele-Isolierschicht eine Feldplatte bildet, die dem zu mentenprozessen meistens anfallen, auch Tür die Isolierschützenden pn-Übergang abgev/andt ist, da- schicht zur Erhöhung der Sperrspannung verwendet durch gekennzeichnet, daß der gegenseiti- werden können.

ge Abstand der Schutzzonen (5a bis Se) mit zuneh- 15 Die Kombination von Schutzringen und Feldplatten mendem Abstand von dem zu schützenden pn-Über- ist platzsparender als die Verwendung von Schutzringang (1) zunimmt. gen allein, da ein Teil der Sperspannung zusätzlich über

2. Planare Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, die Isolationsschicht abfällt und damit die Zahl der Rindadurch gekennzeichnet, daß die Feldelektroden (6a ge reduziert werden kann.

bis 6e) ringförmig ausgebildet sind. 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pla-

3. Planare Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 nare Halbleiteranordnung der eingangs erwähnten Art oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Halb- anzugeben, bei der der Spannungsabfall über die Isolaleiterzone (2), die mit dem angrenzenden Halbleiter- tionsschicht weitgehend gleich ist und somit die Isolabereich (3) den zu schützenden pn-übergang (1) bil- tionsschichtdicke auf eine einheitliche minimale Stärke det, eine Elektrode (7) aufweist, die sich auf die Iso- 25 reduziert werden kann.