DE3443854A1 - Halbleiteranordnung - Google Patents

Halbleiteranordnung

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Description

Halble iteranordnung
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit veränderlicher Leitfähigkeit (Leitfähigkeits-moduliert) zur Verwendung als Leistungs- oder Stromschaltervorrichtung.
In neuerer Zeit sind Leistungs-MOSFETs als Leistungsschalterelemente verfügbar geworden; ein Element mit einer Sperrspannung von über 1000 V und einem ausreichend niedrigen Widerstand im Durchschaltzustand ist jedoch noch nicht bekanntgeworden. Dies beruht darauf, daß sich bei einem gewöhnlichen Leistungs-MOSFET der Durchschaltzustands-Widerstand RON mit einer Erhöhung der Sperrspannung VB erhöht. Zwischen diesen beiden Größen besteht bekanntlich die folgende Beziehung:
RON cc VB2 '5
Zur Lösung dieses Problems wurde in Erwägung gezogen, einen Leitfähigkeits-modulierten FET (Feldeffekttransistor) , d.h. einen FET mit veränderlicher Leitfähigkeit (conductivity modulated FET) bzw. sog. COMFET als Leistungs-MOSFET zu benutzen. Gemäß Fig. 1 umfaßt
dieser COMFET eine ρ -Drain-Zone 1, eine auf letzterer ausgebildete η -Typ-Schicht 2 hohen Widerstands, im Oberflächenbereich der Hochwiderstandsschicht 2 selektiv ausgebildete ρ -Typ-Zonen 3-1 und 3-2 sowie in deren Oberflächenbereich ausgebildete η -Typ-Zonen 4-1 und 4-2. Die Oberflächenbereiche der ρ -Zonen 3-1 und 3-2 zwischen der Hochwiderstandsschicht 2 und den η Zonen 4-1 und 4-2 wirken als Kanalbereiche oder -zonen. Dabei ist nämlich eine Gate-Elektrode 5 auf einer Gate-Isolierschicht 6 über den Oberflächenbereichen der Hochwiderstandsschicht 2 und der ρ -Zonen 3-1 und 3-2 ausgebildet, die zwischen den η -Zonen 4-1 und 4-2 liegen. Weiterhin sind eine erste Source-Elektrode 7-1 auf den ρ - und η -Zonen 3-1 bzw. 4-1, eine zweite Source-Elektrode 7-2 auf den ρ - und η -Zonen 3-2 bzw. 4-2 und eine Drain-Elektrode 8 unter der ρ -Zone ausgebildet. Der Aufbau dieses COMFETs ist einem als Vertikaldiffusions-MOSFET bezeichneten Leistungs-MOSFET äquivalent, nur mit dem Unterschied, daß die Drainzone durc]
ist.
Dieser COMFET arbeitet wie folgt:
Wenn die Source-Elektroden 7-1 und 7-2 an Masse liegen und eine positive Spannung an die Gate-Elektrode und die Drain-Elektrode 8 angelegt wird, werden in den Oberflächenbereichen der ρ -Zonen 3-1 und 3-2 unmittelbar unter der Gate-Elektrode 5 invertierte Sehichten, d.h. Kanäle, auf ähnliche Weise wie beim Vertikal-DMOSFET gebildet. Auf diese Weise wird der COMFET auf ähnliche Weise wie der Vertikal-DMOSFET durchgeschaltet. Beim Durchschalten des COMFETs werden jedoch Elektronenmangelstellen oder sog. Löcher von der ρ Drainzone 1 auch in die η -Hochwiderstandsschicht 2
durch die ρ -Schicht anstelle der η -Schicht gebildet
injiziert und darin gesammelt, wodurch der Widerstandswert der Hochwiderstandsschicht 2 herabgesetzt wird. Diese Leitfähigkeits-Modulationswirkung ermöglicht es, die Sperrspannung des COMFETs auf einen hohen Wert zu erhöhen und den Durchschaltzustands-Widerstand ausreichend zu erniedrigen.
Der COMPET gemäß Fig. 1 ist mit dem Mangel behaftet, daß seine Sperrzeit länger ist als beim Vertikal-DMOSFET. Dies beruht darauf, daß eine lange Zeit nötig ist, um die in der η -Schicht 2 gespeicherten Ladungsträger verschwinden zu lassen.
Fig. 2 ist ein Wellenformdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 1. Wie sich aus diesem chrakteristischen Wellenformdiagramm ergibt, werden dann, wenn die COM-Schaltervorrichtung zu einer Zeit tN eine Gate-Spannung an der Gate-Elektrode 5 erhält, in den Oberflächenberei-
4.
chen der ρ -Zonen 3-1 und 3-2 Kanäle gebildet, so daß ein Drain-Strom schnell auf eine vorbestimmte Größe ansteigt. Wenn die Zufuhr dieser Gate-Spannung zum Zeitpunkt tF beendet wird, fällt der Drain-Strom schnell auf 0 ab. Die Sperr-Charakteristik oder -Kennlinie der COM-Schaltervorrichtung enthält erste und zweite Phasen PH1 bzw. PH2. In der ersten Phase pH1 verschwinden die Kanäle in den ρ -Zonen 3-1 und 3-2, weil die Gate-Spannung die Größe 0 erreicht. Zudem werden die durch diese Kanäle fließenden Elektrodenströme gesperrt (shut out). Somit wird ein Teil des von den Elementen geführten Drain-Stroms augenblicklich verringert. In der zweiten Phase PH2 fließen die in der n~-Schicht 2 verbleibenden Ladungsträger durch die n~-Schicht 2 und die ρ -Zone 1 aufgrund der durch die p+-Zonen 3-1 und 3-2, die n~-Schicht 2 und die ρ -Zone
ausgeübte Transistorwirkung, und sie werden entsprechend der Lebensdauer dieser Ladungsträger gelöscht. Der Drain-Strom fällt mithin allmählich auf 0 ab.
Bei einer bisherigen COM-Schaltervorrichtung mit einer
14 -3 Fremdatomkonzentration von 1 χ 10 (cm ) und einer Dicke der η -Schicht 2 von 40 - 50 μπι beträgt die Sperrzeit TOF mehr als 10 us.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer COM-Halbleiteranordnung mit ausreichend niedrigem Durchschaltzustandswiderstand, bei welcher die Sperrzeit auf eine ausreichend kleine Größe verkürzt ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung mit einer ersten Halbleiterzone eines ersten Leitfähigkeitstyps, einer zweiten Halbleiterzone eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der ersten Halbleiterzone ausgebildet ist und eine Gesamtmenge an Fremdatomen
13 -2
von mehr als 5 χ 10 cm pro Flächeneinheit aufweist, einer dritten Halbleiterzone des zweiten Leitfähigkeitstyps, deren Fremdatomkonzentration kleiner ist als diejenige der zweiten Halbleiterzone und die auf letzterer ausgebildet ist, einer im Oberflächenbereich der dritten Halbleiterzone ausgebildeten vierten Halbleiterzone, einer im Oberflächenbereich der vierten Halbleiterzone ausgebildeten fünften Halbleiterzone, einer auf einer Isolierschicht über dem Oberflächenbereich der vierten Halbleiterzone, der zwischen dritter und fünfter Halbleiterzone liegt, ausgebildeten Gate-Elektrode, einer mit vierter und fünfter Halbleiterzone in Kontakt stehenden Source-
Elektrode sowie einer die erste Halbleiterzone kontaktierend ausgebildeten Drain-Elektrode.
Da bei dieser Halbleiteranordnung die Injektion der Minoritätsträger von der ersten Halbleiterzone zur dritten Halbleiterzone aufgrund des Vorhandenseins der zweiten Halbleiterzone deutlich begrenzt ist, ist die beim Sperren der Anordnung in der dritten Halbleiterzone verbleibende Zahl der Minoritätsträger klein, so daß die Sperrzeit merklich verkürzt sein kann.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung des Aufbaus einer bisherigen COM-Schaltervorrichtung, d.h. einer Schaltervorrichtung mit veränderlicher Leitfähigkeit,
Fig. 2 eine Drainstrom-Kennlinie zur Verdeutlichung der Schaltoperation der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 1 ,
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung des Aufbaus einer COM-Schaltervorrichtung gemäß einer ■ Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine Drainstrom-Kennlinie zur Verdeutlichung der Schaltoperation der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 3,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Änderung im Verhältnis von Elektronenstromkomponente zu
Drainstrom bei Änderung der Fremdatomkonzentration der η -Schicht b<
vorrichtung nach Fig. 3,
tration der η -Schicht bei der COM-Schalter-
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung einer eine rückwärts leitende Diode aufweisenden COM-Schaltervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 eine Schnittansicht einer Abwandlung der
COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Schnittansicht einer weiteren Abwandlung der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6,
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht einer COM-Schaltervorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einer rückwärts leitenden Diode des Schottky-Typs und
Fig. 10 eine Schnittansicht einer Abwandlung der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6.
Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.
Fig. 3 veranschaulicht eine COM-Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung. Diese Halbleiteranordnung umfaßt eine auf einem ρ -Substrat 11 mit einer Frematomkonzentration von 1 χ 10 cm ausgebildete η -Schicht
17 -3 mit einer Fremdatomkonzentration von 6 χ 10 cm und einer Dicke von 5 μπι, eine auf der η -Schicht 10 ausgebildete η -Schicht 12 mit einer Fremdatomkonzen-
14 -3
tration von 3 χ 10 cm und einer Dicke von 40 μπι, in den Oberflächenbereichen der η -Schicht 12 nach
selektiver Diffusionstechnik mit einer Tiefe von bis zu 5 μΐη ausgebildete ρ -Zonen 13-1 und 13-2 sowie in den Oberflächenbereichen der ρ -Zonen 13-1 und 13-2 ausgebildete η -Zonen 14-1 bzw. 14-2. Ober den Oberflächen der ρ -Zonen 13-1 und 13-2 sowie der η -Schicht 12 zwischen den η -Zonen 14-1 und 14-2 ist auf einer durch Hochtemperatur-Oxidation erzeugten Gate-Isolierschicht 16 eine Gate-Elektrode 15 ausgebildet. Weiterhin sind in ohmschem Kontakt mit den ρ - und η -Zonen 13-1 bzw. 14-1 sowie mit den ρ - und η -Zonen 13-2 bzw. 14-2 stehende Source-Elektroden 17-1 bzw. 17-2 vorgesehen. Die Elektroden 15, 17-1 und 17-2 sind in der Weise ausgebildet, daß eine z.B. 5 μΐη dicke, aufgedampfte Aluminiumschicht einer entsprechenden Ätzung unterworfen wird. Weiterhin ist eine aus einer V-Ni-Au-Schicht bestehende Drai
Schicht 11 ausgebildet,
Schicht bestehende Drain-Elektrode 18 unter der ρ -
Die Schaltoperation der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 3 ist nun anhand des Kennliniendiagramms von Fig. 4 erläutert. Wenn eine positive Gate-Spannung zu einem Zeitpunkt tN in dem Zustand, in welchem eine positive Spannung an der Drain-Elektrode 18 anliegt und die Source-Elektroden 17-1 und 17-2 an Masse liegen, an die Gate-Elektrode angelegt wird, entstehen Kanäle in den Oberflächenbereichen der ρ -Zonen 13-1 und 13-2, so daß ein Löcherstrom durch die ρ -Schicht 11, die η -Schicht 10, die η -Schicht 12 sowie die ρ Zonen 13-1 und 13-2 fließt, ein Elektronenstrom von den η -Zonen 14-1 und 14-2 über eine unterschiedliche Strecke oder andere Kanäle fließt und der Drainstrom schnell auf eine vorbestimmte Größe ansteigt. In diesem Fall wird der Injektionswirkungsgrad der Löcher vom p+-Typ-Substrat 11 zur n~-Schicht 12 aufgrund des Vorhandenseins der η -Schicht 10 stark herabgesetzt.
Infolgedessen vergrößert sich das Verhältnis oder der Anteil der Elektronenstromkomponente in dem im Durchschalt zustand durch die η -Schicht 12 fließenden Strom. Wenn somit die Gate-Spannung zum Zeitpunkt tF auf 0 V gesetzt wird, verschwinden die Kanäle, und der Elektronenstrom wird augenblicklich unterbrochen, so daß der Drainstrom in der ersten Phase PH1 beträchtlich verringert wird. Anschließend fließen in der zweiten Phase PH2 die restlichen Ladungsträger in der η -Schicht 12 allmählich in Richtung auf die Drain-Elektrode 18 und die Source-Elektroden17-1,17-2, um gelöscht zu werden. Infolgedessen beträgt die Sperrzeit TOF, in welcher der Drainstrom von 90% einer Anfangsgröße auf 10% abfällt, etwa 6 με, so daß sich die Sperrzeit TOF im Vergleich zur (bisherigen) Schaltervorrichtung nach Fig. 1 um etwa die Hälfte verkürzt.
Fig. 5 zeigt eine auf der Grundlage von theoretischen Berechnungen erhaltene Kennlinie für die Beziehung zwischen der Menge an Fremdatomen pro Flächeneinheit der η -Schicht 10 bei der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 3 und dem Verhältnis (ΙΕ/ID) eines Drainstroms ID und einer Elektronenstromkomponente IE im Durchschaltzustand. Aus Fig. 5 geht hervor, daß sich dann, wenn die Fremdatommenge der η -Schicht 10 größer ist als 4 bis 5 χ 1013 (cm"2), das Verhältnis IE/ID der Elektronenstromkomponente IE zum Drainstrom ID schnell vergrößert.
In Verbindung mit der COM-Schaltervorrichtung nach Fig.3 ist eine Halbleiteranordnung bekannt, bei welcher die Durchgriff-Aushaltespannung der η -Schicht 12 dadurch erhöht ist, daß anstelle der η -Schicht 10 eine n-Schicht mit einer Fremdatomkonzentration von 2 χ 10 cm und einer Dicke von 15 um und schließlich einer Fremdatom-
13 -2 menge pro Flächeneinheit von 3 χ 10 cm vorgesehen ist. Selbst bei Verwendung der η-Schicht mit einer
13 —2
Fremdatommenge in der Größenordnung von 3 χ 10 cm verändert sich jedoch, wie aus Fig. 5 hervorgeht, das Verhältnis ΙΕ/ID kaum, so daß die erfindungsgemäß gewährleistete Wirkung dabei nicht erzielbar ist. Durch Einstellung der Fremdatommenge der η -Schicht 10 auf
13 -2
z.B. 5 χ 10 cm oder mehr wird dagegen eine Wirkung im Sinne einer Verkürzung der Sperrzeit erzielt.
Darüber hinaus erhöht sich dabei durch Einstellung der Fremdatommenge der η -Schicht 10 auf z.B. etwa 5 χ 1013 bis 1 χ 1015 (cm"2) das Verhältnis der Elektronenstromkomponente IE zum Drainstrom ID. Gleichzeitig kann damit der Durchschaltzustandswiderstand dieser COM-Schaltervorrichtung im Vergleich zum herkömmlichen DMOSFET zufriedenstellend klein sein.
Fig. 6 veranschaulicht eine mit einer rückwärts leitenden Diode versehene COM-Schaltervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Der Hauptteil dieser COM-Schaltervorrichtung besitzt einen ähnlichen Aufbau wie bei der Anordnung nach Fig. 3 und umfaßt
eine ρ -Schicht 11, eine η -Schicht 10, eine η -Hochwiderstandsschicht 12, ρ -Zonen 13-1 und 13-2, η -Zonen 14-1 und 14-2, Source-Elektroden 17-1 und 17-2 sowie eine Gate-Elektrode 15. Diese COM-Schaltervorrichtung enthält weiterhin eine im Oberflächenbereich der η Schicht 12 der ρ -Zone 13-2 gegenüberstehend ausgebildete ρ -Zone 13-3, eine im Oberflächenbereich der ρ Zone 13-2 der η -Zone 14-2 gegenüberstehend ausgebildete η -Zone 14-3 und eine im Oberflächenbereich der ρ -Zone 13-3 ausgebildete η -Zone 14-4. Eine Gate-Elektrode 19 ist auf einer Isolierschicht 20 über den Oberflächenbereichen der ρ -Zonen 13-2 und 13-3 sowie der η -Schicht 12 zwischen den η -Zonen 14-3 und 14-4
ausgebildet. Eine Elektrode 17-3 steht in ohmschem Kontakt mit der ρ -Zone 13-3 und der η -Zone 14-4. Weiterhin sind bei dieser COM-Schaltervorrichtung z.B. die n~-Schicht 12 durch ein Silizium-Substrat gebildet und die η -Schicht 10 unter dem η -Substrat 12 nach einem Dampfphasen-Aufwachsverfahren oder nach thermischer Diffusionstechnik mit einer Dicke von etwa 15 μια und einer Fremdatomkonzentration von 6 χ 10 /cm ausgebildet. Die ρ -Schicht 11 ist mit einer Dicke von 5 - 8 μΐϋ im Oberflächenbereich der η -Schicht 10 an der Stelle ausgebildet, an welcher die Schicht 11 den η -Zonen 14-1 bis 14-4 zugewandt ist. Eine η -Schicht 21 mit einer Oberflächen- bzw. Fremdatomkonzentration von etwa 3 χ 10 /cm ist im restlichen Oberflächenbereich der η -Zone 10 vorgesehen. Die ρ -Zonen 13-1 und 13-2 sind mit Oberflächen- bzw. Fremdatomkonzentrationen
17 3 +
von etwa 4 χ 10 /cm ausgebildet, und die ρ -Zonen 11 und 13-3 besitzen eine ausreichend große Oberflächen-
19 3 bzw. Fremdatomkonzentration von etwa 5 χ 10 /cm
Bei der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6 bilden die η -Schicht 21 und die auf oder über dieser ausgebildeten Abschnitte der η -Schicht 10, der n~-Schicht 12 und der ρ -Zone 13-3 gemeinsam eine rückwärts leitende Diode; dies bedeutet, daß der Diodenteil oder -abschnitt dieser COM-Schaltervorrichtung mit dem p-i-n-(p -Zone 13-3, η -Schicht 12 und η -Schichten 10 und 21)-Aufbau ausgebildet ist. Die Sperrträgheitszeit (reverse recovery time) in diesem Diodenabschnitt ist daher kurz. Andererseits sind im MOSFET-Abschnitt dieser COM-Schaltervorrichtung die Gate-Elektroden 15 und 19 sowie die Source-Elektroden 17-1 bis 17-3 jeweils elektrisch miteinander gekoppelt. Im Prinzip arbeitet dieser MOSFET-Abschnitt ähnlich wie die Schaltervorrichtung nach Fig. 3.
Durch Bestrahlung des MOSFET-Abschnitts und des Diodenabschnitts der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6 mit einem Elektronenstrahl, einem Neutronenstrahl oder mit Gammastrahlung kann die Lebensdauer TT und Td der Minoritätsträger in den betreffenden Abschnitten gesteuert werden. Diese Lebensdauer 1"T bzw. Td kann auch durch Eindiffundieren eines Schwermetalls, wie Gold, Platin o.dgl. gesteuert werden. Es ist nicht nötig, die Lebensdauergrößen T1T und TD gleich groß einzustellen. Im Fall der Verkürzung der Sperrträgheitszeit im Diodenabschnitt kann beispielsweise TT größer eingestellt sein als Td.
Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich zudem gemäß
Fig. 6 die ρ -Schicht 11 nach rechts über die η -Zone 14-4 hinaus. Infolgedessen können Störungen verhindert werden, etwa daß ein parasitärer Thyristor, der durch
die p+-Schicht 11, die n+-Schicht 10, die n~-Schicht 12,
die ρ -Zone 13-3 und die η -Zone 14-4 gebildet wird, aufgrund der Ladungsträger durchgeschaltet wird, die nach Beendigung des Leitzustands der rückwärts leitenden Diode in der η -Schicht 12 verbleiben.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei dieser Ausführungsform der Diodenabschnitt ohne weiteres unter Heranziehung der η -Schicht 10, der η -Schicht 12 und der ρ Zone 13-3 im MOSFET-Abschnitt ausgebildet werden.
Fig. 7 veranschaulicht eine Abwandlung der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6, die sich im Aufbau von letzterer dadurch unterscheidet, daß ein Anschlußdraht BW über dem die ρ -Zone 13-3 kontaktierenden Abschnitt der Source-Elektrode 17-3 vorgesehen ist. Da hierbei der Diodenabschnitt die ρ -Zone 13-3, die η -Schicht 12, die η Schicht 10 und die η -Schicht 21 unter dem Anschlußdraht
-Ϋλ-
BW umfaßt, kann dieser Diodenabschnitt ohne wesentliche Vergrößerung der Fläche des Chips ausgebildet sein.
Fig. 8 veranschaulicht eine andere Abwandlung der COM-Schaltervorrichtung nach Fig. 6, die im wesentlichen der letzteren entspricht, nur mit dem Unterschied, daß eine Kontaktelektrode (bump electrode) BE auf der Source-Elektrode 17-3 in der Weise ausgebildet worden ist, daß z.B. eine Isolierschicht 22 auf der Gesamtoberfläche der Halbleiteranordnung ausgebildet und der dem Mitteilteil der Source-Elektrode 17-3 entsprechende Teil der Isolierschicht 22 entfernt wird. Sodann wird auf den auf diese Weise freigelegten Mitteilteil der Source-Elektrode 17-3 ein Lötmaterial aufgebracht. Indem mehrere solche Kontaktelektroden ausgebildet und unter Druck mit zugeordneten externen Klemmen oder Anschlüssen verbunden werden, kann ein großer Strom durch diese Kontaktelektroden geleitet werden. In diesem Fall kann ebenfalls der Diodenabschnitt ohne Vergrößerung der Chip-Oberfläche unter der Kontaktelektrode BE erzeugt werden.
Fig. 9 zeigt eine COM-Schaltervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen derjenigen nach Fig. 6 entspricht, nur mit dem Unterschied, daß eine ρ -Zone 23 im Flächenbereich der η -Zone 12 in Kontakt mit der ρ -Zone 13-3, welche die η -Zone 14-4 umschließt, ausgebildet ist. Anstelle der Source-Elektrode 17-3 ist auf der η -Zone 14-4 eine Elektrode 17-31 ausgebildet, während eine Schottky-Elektrode 17-32 aus z.B. Platin o.dgl. auf der ρ -Zone 13-3 und der ρ -Zone 23 in Kontakt mit der Elektrode 17-31 ausgebildet ist. Hierbei wird durch entsprechende Wahl des Werkstoffs für die Schottky-Elektrode 17-32
eine sog. Bipolarmodus-Schottky-Diode gebildet, die den Effekt von injizierten Minoritätsträgern ausnutzt.
Fig. 10 zeigt eine COM-Schaltervorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen derjenigen nach Fig. 6 entspricht, nur mit dem Unterschied, daß die ρ -Schicht 11 im Oberflächenbereich der η -Schicht 10 so ausgebildet ist, daß sie teilweise unterschiedliche bzw. variierende Tiefen besitzt. Die Fremdatommenge der η -Schicht 10 im flachen Abschnitt der ρ -Schicht 11 ist größer als
13 2
5 χ 10 /cm , wodurch die Injektion der Minoritätsträger oder Löcher in die η -Schicht 12 durch die η Schicht 10 in diesem Abschnitt verhindert wird. Infolgedessen werden die Sperrzeit verkürzt und die Schaltgeschwindigkeit dieser COM-Schaltervorrichtung verbessert.
Zusätzlich sind bei dieser Ausführungsform die Gate-Elektroden 15 und 19 aus polykristallinem Silizium hergestellt und mit Siliziumoxidschichten abgedeckt. Eine Source-Elektrode 17A ist auf und über der Elektrode 17-32, den ρ -Zonen 13-1 bis 13-3, den n+-Zonen 14-1 bis 14-4 und den Siliziumoxidschichten ausgebildet. Auf der Source-Elektrode 17A ist zur Verbesserung der Haftung eine Metallschicht 17B mit einer Lötmaterialschicht 17C ausgebildet.
Obgleich die Erfindung vorstehend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben ist, ist sie keineswegs
darauf beschränkt. Beispielsweise können die bei diesen Ausführungsformen vorgesehenen Halbleiterzonen oder -schichten des p- und η-Typs durch solche des n- bzw. p-Typs ersetzt werden.
35
-14-
Außerdem kann die η -Zone 21 weggelassen werden, wenn die η -Schicht 10 eine solche Fremdatomkonzentration besitzt, daß sie mit der Drain-Elektrode 18 in ohmschen Kontakt bringbar ist.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    ί 1.J Halbleiteranordnung, umfassend eine erste Halbleiterzone (11) eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine auf der ersten Halbleiterzone (11) ausgebildete zweite Halbleiterzone (10) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, eine dritte Halbleiterzone (12) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die eine niedrigere Fremdatomkonzentration als die zweite Halbleiterzone (10) besitzt und auf letzterer ausgebildet ist, mindestens eine im Oberflächenbereich der dritten Halbleiterzone (12) ausgebildete vierte Halbleiterzone (13-1 bis 13-2) des ersten Leitfähigkeitstyps, mindestens eine im Oberflächenbereich der vierten Halbleiterzone (13-1 bis 13-3) ausgebildete fünfte Halbleiterzone (14-1 bis 14-4) des zweiten Leitfähigkeitstyps, eine Gate-Elektrode (15, 19), die unter Isolierung über dem zwischen dritter und fünfter Halbleiterzone (12; 14-1 bis 14-4) liegenden Oberflächenbereich der vierten Halbleiterzone (13-1 bis 13-3) ausgebildet ist, eine mit vierter und fünfter Halbleiterzone (13-1 bis 13-3; 14-1 bis 14-4) in Kontakt stehende Source-Elektrode (17-1 bis 17-3) und eine mit der ersten Halbleiterzone (11) in Kontakt stehende Drain-Elektrode (18), dadurch gekennzeichnet , daß die Fremdatommenge pro Flächeneinheit der zweiten Halbleiterzone (10)
    13 -2
    5 χ 10 cm oder mehr beträgt.
  2. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-
    3A43854
    zeichnet, daß die zweite Halbleiterzone (10, 21) einen auf der ersten Halbleiterzone (11) ausgebildeten Hauptbereich (oder -zone) und einen mit der Drain-Elektrode (18) in ohmschem Kontakt stehenden zusätzlichen oder Hilfsbereich aufweist und daß eine sechste Halbleiterzone des ersten Leitfähigkeitstyps vorgesehen ist, die im Oberflächenbereich in dem über dem Hilfsbereich ausgebildeten Teilbereich der dritten Halbleiterzone (12) ausgebildet ist, wobei ein Teil der Source-Elektrode (17-3) auf der sechsten Halbleiterzone ausgebildet ist.
  3. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Halbleiterzone materialeinheitlich mit der vierten Halbleiterzone ausgebildet ist.
  4. 4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußdraht vorgesehen ist, der mit dem auf der sechsten Halbleiterzone ausgebildeten Abschnitt der Source-Elektrode (17-3) in Kontakt steht.
  5. 5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktelektrode vorgesehen ist, die mit dem auf der sechsten Halbleiterzone ausgebildeten Abschnitt der Source-Elektrode (17-3) in Kontakt steht.
  6. 3Q 6. Halbleiteranordnung nach· Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Halbleiterzone (23) eine niedrigere Fremdatomkonzentration als die vierte Halbleiterzone (13-3) besitzt.
  7. 7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn-
    -3-
    1 zeichnet, daß ein auf der sechsten Halbleiterzone (23) ausgebildeter Abschnitt der Source-Elektrode (17-32) eine Schottky-Elektrode darstellt, die zusammen mit der sechsten Halbleiterzone (23) eine
    5 Schottky-Diode bildet.
  8. 8. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbereich der zweiten Halbleiterzone (10) mit variierender Dicke 10 ausgebildet ist.
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