DE69210475T2

DE69210475T2 - Bidirektioneller Schaltkreis zur Unterdrückung von Einschaltspannungsstössen

Info

Publication number: DE69210475T2
Application number: DE69210475T
Authority: DE
Inventors: Ronald R Foster; Walter T Matzen
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2012-06-10
Also published as: JPH0690010A; EP0518605B1; US5130760A; EP0518605A3; DE69210475D1; JP3357394B2; EP0518605A2

Description

Hintergrund der Erfindung

Anwendungsgebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Stromstoß- Unterdrückungsschaltkreis und insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung, welche eine duale Zenerdiodenanordnung solchen Aufbaus aufweist, daß der Leckstrom minimiert, ein Kanteneinriß verringert, Wärme wirkungsvoll abgeführt und ein stabiler und zuverlässiger Betrieb in einer aggressiven Umgebung gewährleistet sowie eine gleichlörmige und gleichbleibende Durchbruchsspannung aufrechterhalten wird. Zu bemerken ist, daß obwohl Dioden, welche fortlaufend in einem Spannungsdurchbruchmodus betrieben und hierfür entwickelt sind, üblicherweise als Zenerdioden bezeichnet werden, eine solche Terminologie nicht immer richtig ist. Der für den elektrischen Durchbruch in Silizium verantwortliche Mechanismus umfaßt sowohl Lawinendurchbrüche als auch Zenerdurchbrüche. Diese Durchbrüche treten bei unterschiedlichen elektrischen Feldstärken auf. Der Zenerdurchbruch erscheint üblicherweise unterhalb von fünf oder sechs Volt, während ein Lawinendurchbruch oberhalb von 5 oder 6 Volt auftritt. Entsprechend dieser Definition müßten die Verbindungsdioden der vorliegenden Erfindung eigentlich mehr als unter dem Lawinenmechanismus arbeitende Dioden beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung werden diese Dioden jedoch entsprechend der üblichen Terminologie als Zenerdioden bezeichnet.

Beschreibung des Standes der Technik:

Im Stand der Technik ist es bekannt, zwei Zenerdioden in Antiparallelschaltung zu verwenden, um bei integrierten Schaltungen Stromstöße zu unterdrücken. Es ist ebenfalls bekannt, solche Dual-Zenerdiodenanordnungen als Halbleitervorrichtungen herzustellen. Bekannte Dual-Zenerdioden-Baugruppen zeigen jedoch im Betrieb Nachteile. Diese werden im einzelnen in Verbindung mit den Figuren 4, 5 and 6 beschrieben.
Ein Außatz "Field-effect and bipolar power transistor physics" von A. Blicher, erschienen in Academic Press, 1981, Seiten 53 und 59, beschreibt die Verwendung eines Schutzrings, um eine flache Verbindungsstelle.
Das US-Patent 4 982 245 zeigt eine Epitaxialschicht vom n-Typ auf einem n&spplus;Substrat.

Zusannnenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liefert eine Halbleiteranordnung, in welcher Dual-Zenerdioden nut entgegengesetzter Polarität durch geeignetes Dotieren eines Halbleitersubstrats erzeugt werden. Außerdem sorgt die Erfindung für eine Verringerung des Leck-Rückstroms, eine Minimierung struktueller Schäden aufgrund von Einrissen, eine effektive Wärmeableitung auch bei extrem kleinem Halbleiterkörper sowie eine gleichmäßige Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Durchbruchsspannung in den Zenerdioden, um auf diese Weise einen stabilen und zuverlässigen Betrieb in einer aggressiven Umgebung zu gewährleisten.
In der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird der Leitfähigkeitstyp des Materials beschrieben und als P-Typ oder N-Typ bezeichnet. Es ist jedoch klar, daß diese speziellen Bezeichnungen des Leitfähigkeitstyps sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beziehen und die Erfindung keineswegs auf diese Materialtypen begrenzen. Vielmehr können diese Materialtypen im Rahmen der Erfindung reversiert werden.
Die vorliegende Erfindung offenbart eine bidirektionale Stromstoß- Unterbrechungseinrichtung mit einer ersten sowie einer zweiten Zenerdiode sowie
- einem Halbleitersubstrat aus einem Material eines ersten Leitfähigkeitstyps sowie mit ersten und zweiten ebenen Oberflächen;
- einer Epitaxialschicht aus einem Material eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche erste und zweite Oberflächen aufweist und wobei die zweite Oberfläche koplanar zur ersten ebenen Oberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist und wobei das Substrat und die Epitaxialschicht als gemeinsame Kathodenregion der ersten und zweiten Zenerdioden oder in Abhängigkeit vom Leitfähigkeitstyp als Anodenregion dienen;
- einer ersten Region aus einem Material eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche;
- einer zweiten Region aus einem Material eines zweiten Leitfahigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche, wobei die ersten und zweiten Regionen voneinander getrennt sind und die erste sowie die zweite Region als Anodenregionen der ersten bzw. zweiten Zenerdiode oder in Abhängigkeit vom Leitfähigkeitstyp als Kathodenregionen dienen;
gekennzeichnet durch
- einen ersten Schutzring aus einem Material eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche, wobei dieser erste Schutzring um die erste Region herum angeordnet ist und eine Verunreinigungskonzentration hat, welche größer ist als diejenige der ersten Region, und wobei ferner die erste Region den ersten Schutzring überlappend und mit diesem komzident angeordnet ist;
- einen zweiten Schutzring aus einem Material des zweiten Leitfähigkeitstyps auf der ersten Epitaxialoberfläche, wobei dieser zweite Schutzring um die zweite Region herum angeordnet ist und eine Verunreinigungskonzentration hat, welche größer ist als diejenige der zweiten Region und wobei ferner die zweite Region den zweiten Schutzring überlappend und mit diesem komzident angeordnet ist; sowie
- einem Kanalstopper aus dem Material des ersten Leitfahigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche, welcher eine Verunreinigungskonzentration hat, die größer ist als diejenige der Epitaxialschicht und wobei der Kanalstopper um die erste Region sowie um die zweite Region herum sowie zwischen den ersten und zweiten Regionen angeordnet ist.
Die ersten und zweiten Regionen sind vorzugsweise asymmetrisch. Diese Asymmetrie ergibt sich aus der Tatsache, daß die Anforderungen an die Unterdrückung vorwärts bzw. rückwärts gerichteter elektrischer Stromstöße bei einer speziellen Anwendung der Erfindung unterschiedlich sind. Der Größenunterschied vermindert damit die Gesamtgröße des Halbleiters, weil beide P-Regionen in der Epitaxialoberfläche hinsichtlich ihrer speziellen Erfordernisse bemessen sind. Außerdem ist das Substrat der Halbleiteranordnung für eine möglichst wirkungsvolle Wärmeabftihr viel dicker als normalerweise benötigt. Diese Dicke führt zu einer erhöhten thermischen Kapazität in der Vorrichtung und erlaubt dieser, Leistungsspitzen größerer Energie standzuhalten als sonst.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird besser verständlich beim Lesen der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, in welcher:
Figur 1 eine typische Anwendung einer Dual-Zenerdiodenschaltung zeigt;
Figur 2 eine alternative Schaltung eines dualen Zenerdiodenschaltkreises wiedergibt;
Figur 3 eine der vorliegenden Erfindung äquivalente Schaltung darstellt;
die Figuren 4, 5 und 6 aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung einer dualen Zenerdioden-Halbleitervorrichtung mit bekannten Techniken zeigen;
Figur 7 eine perspektivische Darstellung der Erfindung wiedergibt;
Figur 8 eine zum Teil vergrößerte Ansicht der Einrichtung von Figur 7 wiedergibt;
Figur 9 einen Teilschnitt der Anordnung nach Figur 7 zeigt;
Figur 10 einen Teilschnitt der Anordnung nach Figur 7 wiedergibt; und
Figur 11 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt, wobei Teile der oberen Komponenten der Deutlichkeit wegen weggelassen sind.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Im Zuge der Beschreibung werden für gleiche Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit beim Beschreiben der Eigenschaften der vorliegenden Erfindung wurden in den Figuren keine genauen proportionalen Beziehungen der Elemente wiedergegeben, sondern die Abmessung bestimmer, sehr kleiner Komponenten wurde vergrößert. Obwohl die Dotierungsstoffe zur Erzeugung der Leitfähigkeitsregionen gemäß der Erfindung in der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels nicht im einzelnen erläutert werden, ist zu bemerken, daß Bor zur P-Dotierung und Phosphor, Arsen sowie Antimon zur N-Dotierung dienen kann. Entsprechend kann der Halbleiter aus Silizjum, Germanium oder Verbundhalbleiterwerkstoffen, wie Galiumarsenid, bestehen. Jeder dieser Dotierungsstoffe kann, wenn geeignet, bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt werden.
Figur 1 zeigt eine typische Anwendung für eine bidirektionale Stromstoß- Unterdrückungsschaltung. Die Dualzenerdiode 16 in Figur 1 schützt ein Gerät 10, beispielsweise einen integrierten Schaltkreis, gegen Spitzenspannungen, die andernfalls die Komponenten des Schaltkreises zerstören könnten. Wenn eine elektronische Einrichtung an die Klemmen 12 und 14 an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, kann die duale Zenerdiodenanordnung 16, wie dargestellt, an die Spannungsquelle angeschlossen werden. Die Verwendung eines Widerstandes 18 verringert die Spitzenamplituden von Stoßströmen.
Figur 2 zeigt eine alternative Anordnung, in der ein bidirektionaler Stromstoßunterdrückungs-Schaltkreis zum Einsatz kommen kann, wenn ein Gerät 10, beispielsweise ein integrierter Schaltkreis, durch Anschlüsse 12 und 14 an eine Spannungsquelle angeschlossen ist und wenn das Gerät 10, beispielsweise ein integrierter Schaltkreis, reversen Spannungswerten nicht standhält. Für merkliche Größen der Rückspannung ist die Diode 24 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und bildet einen Nebenschluß für die Stoßspannung. Die Zenerdioden können, wie in Figur 2 gezeigt, mit einer Diode 22 in Reihe zwischen Anschluß 12 und Gerät 10 und die andere Diode 24 an die Spannungsquelle angeschlossen, ausgebildet sein. Diese Anordnung erlaubt einen Anschluß des bidirektionalen Stromstoß-Unterdrückungsschaltkreises mit dem Verbindungspunkt 20 zwischen den beiden Zenerdioden an das Gerät 10, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die Erfindung ist als eigenständige Halbleitervorrichtung gedacht, welche leicht zur Stromstoßunterdrückung für andere Geräte, wie beispielsweise die in den Figuren 1 und 2 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Geräte, geeignet ist. Durch einfachen Anschluß der Erfindung an Spannungsquelle und Widerstand, wie in Figur 1, oder an die Leitungen zwischen Spannungsquelle, Widerstand und Gerät 10, wie in Figur 2, kann das Gerät 10 gegen Stoßspannungen geschützt werden, welche andernfalls die elektronischen Bauteile eines integrierten Schaltkreises zerstören oder ernsthaft beschädigen würden.
Figur 3 zeigt schematisch eine Schaltung, welche generell derjenigen der vorliegenden Erfindung äquivalent ist. Zwei Anschlüsse 31 und 32 sind vorgesehen, um zwei Zenerdioden 34 und 36, wie in Figur 3 gezeigt, mit entgegengesetzter Polarität anzuschließen. Widerstände 38 und 40 stellen den Innenwiderstand des Halbleitersubstrats der Erfindung dar, was noch unten im einzelnen beschrieben werden wird. Diese Widerstände repräsentieren ferner die Tatsache, daß aufgrund des Temperaturanstiegs während eines Durchbruchs eine Erhöhung der Lawinenspannung auftritt. Eine thermische Spannung wird im Äquivalenzschaltkreis ebenfalls als Widerstand dargestellt. Diese verschiedenen Erscheinungen sind in den Widerständen 38 und 40 von Figur 3 zusammengefaßt. Der Verbindungspunkt 42 erlaubt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Ausbildung der Anordnung gemaß Figur 2. Mit anderen Worten dient der Verbindungspunkt 42 in Figur 3 als Verbindungspunkt 20 in Figur 2.
Duale Zenerdioden, die als bidirektionaler Stromstoß-Unterbrechungsschaltkreis arbeiten sollen, sind an sich bekannt. Ferner weiß man, daß solche Arten von Schaltkreisen wirtschaftlich in Form einer Halbleiterbaugruppe geliefert werden. Die bekannten Techniken für die Herstellung dieser Art bidirektionaler Stromstoß-Unterdrückungschaltkreise begrenzen jedoch die Wirksarnkeit der Einrichtung, weil bestimmte nachteilige Eigenschaften in der Einrichtung auftreten, wenn diese mit herkömmlichen Prozessen und Gestaltungen hergestellt wird.
Die Figuren 4, 5 und 6 stellen aufeinanderfolgende Herstellungsschritte während der Produktion eines bidirektionellen Festkörper-Stromstoß-Unterdrückungsschaltkreises mit den herkömmlichen Techniken dar. Figur 4 zeigt ein Substrat 40 vom N-Leitfahigkeitstyp mit einer Schicht 42, die Material vom Leitfahigkeitstyp P aufweist. Auf einer Oberfläche 44 des P-Materials sind zwei Leiterkissen 46 und 47 angebracht. Diese sind üblicherweise metallisch und werden auf der Oberfläche 44 vorgesehen, um geeignete elektrische Anschlußpunkte zwischen der in Figur 4 gezeigten Anordnung und einer externen Schaltung zu bilden. Ein weiteres Leiterkissen so ist, wie Figur 4 zeigt, auf der gegenüberliegenden Oberfläche vorgesehen. Bereiche der Vorrichtung werden selektiv entfernt, um zu einer Konfiguration gemäß Figur 5 zu gelangen. Diese ausgeätzten Regionen sind in Figur 5 mit 58, 60 und 62 bezeichnet. Wie man sieht, werden durch Wegätzen von P-Material 42, welches ursprünglich in die Oberfläche 44 des Substrats eindiffundiert wurde, zwei getrennte Bereiche 52 und 54 erzeugt. Diese beiden Bereiche sind voneinander getrennt und liegen elektrisch zwischen den Leiterkissen 46 und 48 sowie dem Substrat 40, welches homogen dotiertes N-Material aufweist.
Figur 6 zeigt die Komponenten nach Figur 5 nach Hinzufügen einer Passivierungsschicht aus Glas, um die exponierten Bereiche des Halbleitermaterials gegen Einwirkungen zu schützen, die andernfalls durch die Umgebungsatmosphäre hervorgerufen werden könnten.
Die Glas-Passivierungsbereiche sind in Figur 6 mit 66, 68 und 70 bezeichnet. Die in Figur 6 dargestellte Struktur liefert eine duale Zenerdiodenanordnung, welche als bidirektionaler Stromstoß-Unterdrückungschaltkreis dient. Es ergeben sich jedoch bestimmte Probleme, wenn die oben in Verbindung mit den Figuren 4, 5 und 6 beschriebenen Techniken bei der Herstellung der Einrichtung angewandt werden. Beispielsweise sind die Verbindungsstellen nicht wirkungsvoll gegen Oxydation geschützt. Außerdem hinterläßt die Glaspassivierung eine potentiell instabile Oberfläche, welche ausbrechen kann, wenn bei der nachfolgenden Bearbeitung ein Zersägen erfolgt.
Figur 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Halbleiteranordnung, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt ist. Die Beschreibung von Figur 7 bezieht auch Komponenten ein, welche in vergrößerten und Teilschnitten in den Figuren 8, 9 und 10 wiedergegeben sind. Wie besonders die Figuren 7 und 8 zeigen, umfaßt die Erfindung zwei metallische Anschlußkissen 72 und 74, welche einen elektrischen Anschluß der Vorrichtung 76 an ein Gerät ermöglichen, welches gegen Spannungspitzen geschützt werden soll. Ein Halbleitersubstrat 80 vom N-Typ ist an seiner Oberfläche 82 mit einer Epitaxialschicht 86 vom N-Leitfahigkeitstyp versehen. Dies geschieht üblicherweise durch Abscheiden einkristallinen Siliziums auf dem Substrat 80. Die Epitaxialschicht 86 hat einen unterschiedlichen spezifischen Widerstand (z.B. etwa 0,18 Ohm cm), wie dies für eine Durchbruchsspannung von 28 V bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gefordert ist. Das Substrat 80 hat einen niedrigeren spezifischen Widerstand, um den Reihenwiderstand zu verringern. Der spezifische Widerstand des Substrats 80 beträgt etwa 0,002 bis 0,005 Ohm cm. Die Epitaxialschicht 86 hat eine erste Oberfläche 87 sowie eine zweite Oberfläche 88. Wie die Figuren 7 und 8 zeigen, liegt die zweite Oberfläche 88 in der gleichen Ebene wie die erste Oberfläche 82 des Substrats 80. Eine Oxydschicht 90 und 92 ist über der Epitaxialschicht 86 in der gleichen Ebene wie der ersten Oberfläche 87 der Epitaxialschicht angebracht. Die Oxydschicht wird im allgemeinen dadurch gebildet, daß man Dampf bei hoher Temperatur über die Oberfläche leitet. Es ist auch ersichtlich, daß die Oxydschichten 90 und 92 den größten Teil der Oberfläche der Einrichtung bedecken und zwar mit Ausnahme der beiden Leiterkissen 72 und 74. Diese Leiterkissen bestehen bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus Mehrschichtelementen, welche eine Adhäsionsschicht, z.B. aus Chrom, eine Sperrschicht, z.B. aus Palladium, sowie Gold aufweisen. Obwohl unterschiedliche Materialkombinationen in Rahmen der Erfindung möglich sind, wird die Struktur der Metallschicht so gewählt, daß die Lötbarkeit verbessert wird. Für sehr flache Diffusionen werden spezielle Metallisierungsprozesse benötigt, um einen niedrigen Kontaktwiderstand zu erzielen und dabei aber eine Legierung von Kontaktmetall durch die diffundierten Bereiche zu vermeiden. Beispielsweise kann man ein Verfahren benutzen, der eine Schicht für die Erzeugung eines Ohm'schen Kontaktes (z.B. Platinsilizid) aufweist, auf welche eine metallische Adhäsionsschicht, eine metallische Sperrschicht sowie eine Leiterschicht folgt, die lötbar sein kann.
An der zweiten Oberfläche 84 des Substrats 80 ist ein drittes Leiterkissen 94 angeordnet. Es ist bemerken, daß die Leiterkissen 72, 74 und 94 üblicherweise metallisch sind und bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Gold aufweisen. Die Leiterkissen erlauben einen elektrischen Anschluß der Vorrichtung 76 an andere Schaltungen, welche eine Stromstoß-Unterdrückung erfordern. Durch Vergleich der Figuren 3 und 7 erkennt man, daß das Kissen 72 als Verbindungspunkt 31, das Kissen 74 als Verbindungspunkt 32 und das Kissen 94 als Verbindungspunkt 42 dienen kann. Die Anbringung der Zenerdioden 34 und 36 und der Widerstandselemente 38 und 40 wird unten beschrieben.
Figur 9 ist ein Schnitt längs einer Ebene, welche das Leiterkissen 72 in zwei Teile unterteilt. Die Epitaxialschicht 86 hat eine erste Oberfläche 86 sowie eine zweite Oberfläche 88. Die zweite Oberfläche liegt in der gleichen Ebene wie die erste Oberfläche 82 des Substrats 80. Wie ebenfalls oben beschrieben wurde, sind Oxydschichten 90 und 92 auf der ersten Oberfläche 87 der Epitaxialschicht 86 angebracht. In dem Teilschnitt gemäß Figur 9 ist eine erste Region 101 aus P-Leitfähigkeitsmaterial an der ersten Oberfläche 87 der Epitaxialschicht 86 vorgesehen. Diese erste Region 101 wird durch Gasabscheidung oder lonenimplantation eines Dotierungsmaterials vom P-Typ, beispielsweise Bor, erzeugt. Nach dem Niederschlag diffundiert das Dotierungsmaterial bei hoher Temperatur in die Epitaxialschicht 86. Eine zweite Region 102 aus Material vom P-Leitfähigkeitstyp diffundiert, wie Figur 10 zeigt, ebenfalls in die Epitaxialschicht 86. Die ersten und zweiten Regionen 101 bzw. 102 sind elektrisch und physikalisch voneinander getrennt. Wie ebenfalls Figur 9 zeigt, ist ein Schutzring 104 aus P-Leitfähigkeitsmaterial um die erste Region 101 herum in die Epitaxialschicht 86 eindiffundiert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Schutzringe vor der Bildung der ersten und zweiten Regionen erzeugt. Der Schutzring 104 ist mit der ersten Region 101 überlappend und koinzident hergestellt. In ähnlicher Weise ist ein Schutzring 106 aus P-Leitfahigkeitsmaterial um die zweite Region 102 ebenfalls sowohl überlappend als auch koinzident mit der zweiten Region angebracht, wie Figur 10 erkennen läßt. Nach der Bildung der Oxydschichten werden die Schutzringe gebildet und während des Diffudierens diffundiert das Dotierungsmaterial des Schutzrings unter das Oxyd.
Die Schutzringe 104 und 106 haben eine wesentliche Funktion bei der Verbesserung der Betriebsweise einer entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellten Stromstoß-Unterdrückungseinrichtung. Beim Fehlen der Schutzringe würden die Ecken der ersten und zweiten Regionen möglicherweise bei einer niedrigeren Spannung durchbrechen als die Zentralbereiche jener Regionen. Dies rührt primär von den Krümmungsecken der Verbindung her, welche bei flachen Diffusionsbereichen vorhanden sind, wie denjenigen, welche die erste und zweite Region 101 bzw. 102 in Figur 10 bilden. Die Grenzzonenkrümmung erhöht die Feldstärke an den Ecken und vergrößert damit die Wahrscheinlichkeit, daß ein Durchbruch an den Ecken auftritt, ehe er an den ebenen Oberflächen der flachen Diffusionsbereiche in Erscheinung tritt. Durch Anbringen der wesentlich tieferen Schutzringe 104 und 106 werden diese ersten und zweiten Diffusionsregionen innerhalb der Diffusionsbereiche der Schutzringe eingeschlossen, wie dies die Figuren 9 und 10 zeigen. Die natürliche Tendenz wegen der Krümmung der Kanten bei niedrigen Spannungen durchzubrechen, ist beseitigt. Die Schutzringe sind graduell dotiert, wobei die stärkere Dotierung in der Nähe der Oberfläche der Oxydkanten auftritt. Die tiefsten Regionen der Schutzringe, wo der Zonenübergang ist, sind geringer dotiert. Diese leichter dotierten tieferen Regionen der Schutzringe haben eine wesentlich höhere Durchbruchsspannung als die stärker dotierten Teile der Schutzringe und die diffundierten ersten und zweiten Regionen. Folglich kann die Durchbruchsspannung der ersten und zweiten Regionen genauer und besser gleichbleibend und darüber hinaus ohne die störenden Auswirkungen sein, welche andernfalls aufgrund der Wirkung scharfer Kanten in flachen Diffusionszonen auftreten, wenn Schutzringe nicht vorgesehen sind. Die Ecken der Schutzringdiffusion und der Basisdiffusion sind mit Flächenradien ausgeführt, welche scharfe Ecken an den Kanten vermeiden, die andernfalls die Auswirkung von Streufeldern erhöhen.
Figur 9 und 10 zeigen ferner einen Kanalstopper 108 aus N&spplus;Leitfähigkeitsmaterial der in die Epitaxialschicht 86 eindiffundiert ist. Der Kanalstopper 108 wird im allgemeinen durch Abscheiden eines Dotierungsmaterials bei hoher Temperatur oder möglicherweise durch Ionenimplantation bildet, woran sich bei hoher Temperatur eine Eindringperiode in einem Ofen anschließt, um das Dotierungsmaterial in das Substrat eindiffundieren zu lassen. Die geometrischen Beziehungen zwischen dem Kanalstopper 108 und den ersten und zweiten Regionen 101 sowie 102 können deutlicher in der Draufsicht nach Figur 11 erkannt werden, die später noch im einzelnen beschrieben wird. Der Kanalstopper 108 erstreckt sich vollständig um die ersten und zweiten Regionen 101, 102 und außerdem, wie gezeigt, auch zwischen den ersten und zweiten Regionen. Der Kanalstopper 108 verhindert eine Inversion des N-Typ-Siliziums an seiner Oberfläche, welche andernfalls durch negative Ionen verursacht werden könnnte, welche sich an der Oberfläche der Oxydschicht oder innerhalb der Oxydschicht ansammeln. Dieser Prozeß könnte eine schädliche Umwandlung des N-Silizium in ein P-Material hervorrufen. Diese P-Inversionsschicht wurde eine Vergrößerung der ersten 101 und/oder zweiten 102 Regionen bedeuten und eine Stromleitung an die Kanten des Bausteins zwischen den Regionen 101 und 102 ermöglichen. Der Kanalstopper 108 wird wegen seiner starken Dotierung nicht invertiert. Er unterbricht deshalb den Leiterpfad, der sich andernfalls an der Oberfläche bilden könnte. Die Kanalstopper 108 könnten sich statt dessen von der in den Figuren dargestellten Position zu den Kanten des Bausteins hin erstrecken anstatt, wie dargestellt, als relativ schmale Streifen ausgebildet zu sein. Der Abstand von der Innenkante des Kanalstoppers 108 zur Außenkante der Region 105 sollte minimal so groß sein, daß die geforderte Durchbruchsspannung aufrechterhalten wird.
Über den Oberflächen der ersten und zweiten Regionen 101 und 102 sind die metallischen Kissen 72 und 74 vorgesehen, um den Anschluß der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine elektrische Schaltung, wie beispielsweise das Gerät 10 in den Figuren 1 und 2, zu erleichtern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Oberflächen der Kissen 72 und 74 in der gleichen Höhe wie die Oberfläche der Oxydschicht 40 vorgesehen, und in einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Oberfläche etwas über derjenigen der Oxydschicht 90. Bei Betrachtung der Figuren 9 und 10 ist ferner ersichtlich, daß ein schmaler Spalt 114 zwischen den Flächen 160 der Oxydschicht 90 und den Flächen 118 der Leiterkissen bestehen kann. Dieser sehr schmale Spalt ist extrem eng und hat keinen direkten Bezug zur Arbeitsweise der Erfindung. Ein Bruchstopper 132 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß Sprünge von der Sägekante aus sich in das Oxyd hinein fortsetzen. Die Region 130 erleichtert die Bildung des Bruchstoppers 132 während der Herstellung. Obwohl diese Merkmale im allgemeinen günstig sind, stehen sie in keiner direkten Beziehung zur Erfindung.
Vergleicht man Figur 3 mit den Figuren 7, 9 und 10, so sieht man, daß die Leiterkissen 72 und 74 als Anschlußpunkte 31 und 32 dienen. Ferner wirken die ersten Regionen 101 und 102 aus P-Typ-Material in Verbindung mit dem N-Typ-Material der Epitaxialschicht 86 als Dioden 34 und 36 der Figur 3. Die Epitaxialschicht 86 und in geringerem Ausmaß das realtiv dicke Substrat 80 bilden den Widerstand, der durch die Widerstände 38 und 60 in Figur 3 dargestellt ist, und sich, wie oben beschrieben, auch auf den Lawinentemperaturkoeffizienten bezieht. Es ist deutlich festzuhalten, daß die Darstellungen in den Figuren 7, 8, 9 und 10 nicht genau die relativen proportionalen Abmessungen der Elemente beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Im allgemeinen wurden in diesen Figuren die vertikalen Dimensionen vergrößert, um sehr kleine Abmessungen deutlicher darzustellen. Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung der tatsächlichen Abmessungen bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird später beschrieben.
Bei Stromfluß vom Leiterkissen 72 zum Leiterkissen 74 fließt der Strom längs der Pfeile 122, 124 und 126 wie üblich durch die Einrichtung nach den Figuren 9 und 10. Nimmt man an, daß das Leiterkissen 52 auf einem hinreichend positiven Potential über demjenigen des Leiterkissens 74 liegt, um einen Spannungsdurchbruch der Dual-Zenerdiodenanordnung zu bewirken, so fließt Strom vom Leiterkissen 72 durch die in Vorwärtsrichtung vorgespannte, durch die erste Region 101 und die Epitaxialschicht 86 gebildete Grenzschicht zum Substrat 80. Der Weg des geringsten Widerstandes leitet den Strom dann längs des Pfeils 122 zum Leiterkissen 94. Er fließt weiter längs des Pfeiles 124 durch das üblicherweise metallische Leiterkissen 34, welches eine hohe Leitfähigkeit aufweist und bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Gold oder eine Legierung aus Gold und Silizium aufweist. Der Strom fließt anschließend durch das Substrat 80 und die Epitaxialschicht 86 längs des Pfeils 126 in Figur 10 nach oben. Nach Durchlaufen der Epitaxialschicht fließt der Strom weiter durch die in Rückwärtsrichtung vorgespannte Grenzschicht an der zweiten Region 102. Von dort gelangt er zum Leiterkissen 74. Aus der obigen Beschreibung ist erinnerlich, daß die Leiterkissen 72 und 74 zum Anschluß für eine elektrische Verbindung mit Schaltungspunkten eines Schaltkreises dienen, der einer Stromstoßunterdrückung bedarf. Es ist auch erinnerlich, daß das Leiterkissen die durch das Bezugszeichen 42 in Figur 3 angezeigte Funktion haben kann. Schließlich besteht ein Vorteil des niedrigen spezifischen Widerstands des Substrats darin, daß es eine Querleitung entstehen lassen kann, falls ein schlechter Ohm'scher Kontakt zwischen Substrat 80 und Oxydschicht 90 bestehen sollte.
In den Figuren 8, 9, 10 und 11 sind verschiedene Abmessungen durch Bezugsbuchstaben A bis H eingezeichnet. Die aktuellen Abmessungen werden unten für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben. Es sollte jedoch klar sein, daß diese Abmessungen den Umfang der Erfindung nicht begrenzen und daß andere Anwendungen unterschiedliche Abmessungen erfordern. Die Strecke A stellt die Dicke des Substrats dar, die etwa 0,635 mm (0,0025 Zoll) beträgt. Die Abmessung B ist die Dicke der Epitaxialschicht 86, die ungefähr 38,1µ (0,0015 Zoll) beträgt. Die Dicke der Oxydschicht 92 ist mit C bezeichnet und üblicherweise kleiner als die Abmessung G. Obwohl die Oxydschichten mit besonderen, ihre Dicke kennzeichnenden Buchstaben beschrieben sind, ist zu beachten, daß die Dicke der verschiedenen Oxydschichten an unterschiedlichen Stellen der Einrichtung verschieden sein kann. Es ist ferner zu bemerken, daß bestimmte Abmessungen an bestimmten Stellen der Erfindung für deren Betrieb unkritisch sind. Das dritte Leiterkissen 94 ist etwa 1,20µ dick und mit D bezeichnet. Die Tiefe der Diffusion an den ersten und zweiten Regionen 101 und 102 ist mit E bezeichnet und beträgt etwa 1,0µ. Die ersten und zweiten Leiterkissen 72 und 74 sind etwa 1,20µ dick und mit F benannt. Der Buchstabe G bezieht sich auf die Dicke der Oxydschicht 90, die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung 1,0µ ist.
In Figur 3 sind drei zusätzliche Abmessungen I, J und K eingezeichnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Abmessung 1 etwa 0,838 mm (0,033 Zoll), während die Abmessung K etwa 1,27 mm (0,05 Zoll) ist. Dies veranschaulicht die Asymmetrie der Einrichtung. Die Dimension J, welche beiden Leiterkissen gemeinsam ist, beträgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung etwa 1,07 mm (0,042 Zoll).
Figur 11 zeigt eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Figur 7, wobei jedoch ein Teil der Oxydschichten 90 und 92 entfernt ist, um die dotierten Regionen gemäß der Erfindung freizulegen, welche die ersten und zweiten Regionen 101 und 102, die ersten und zweiten Schutzringe 104 und 106 sowie den Kanalstopper 108 umfassen. Zur weiteren Veranschaulichung der Einrichtung sind auch Teile der ersten und zweiten Leiterkissen 72 und 74 entfernt. Wie man im Teil 142 von Figur 11 sieht, wo die oberen Elemente der Einrichtung entfernt sind, liegen die ersten und zweiten Schutzringe 104 und 106 um die entsprechenden Regionen herum und zwar sowohl überlappend als auch koinzident mit der zugeordneten Region. Wie oben beschrieben, enthalten diese Schutzringe Material vom P&spplus;Leitfahigkeitstyp, welches stark dotiert ist und tiefer in die Epitaxialschicht 86 hineinragt als die relativ flachen Diffüsionen der ersten und zweiten Regionen. Diese Schutzringe haben den wichtigen Zweck, eine graduelle Grenzschicht um die relativ flachen Diffusionsregionen zu bilden. Diese graduellen Grenzschichten haben in ihrer größeren Tiefe eine wesentlich höhere Durchbruchsspannung als die anderen flachen Teile der ersten und zweiten Regionen. Da die Schutzringe 104 und 106 an den Kanten der ersten und zweiten Regionen anliegen und die Ecken abgerundet sind, beseitigen sie die Durchbruchprobleme, die typischerweise wegen der Grenzschichtkrümmung an den Kanten der ersten und zweiten Regionen des P-Dotierungsmaterials auftreten. Folglich ist über den gesamten Bodenteil des P-Typ-Materials der ersten und zweiten Regionen eine relativ gleichförmige Durchbruchsspannung vorhanden.
Ferner zeigt Figur 11, daß der Kanalstopper 108 aus N&spplus;Leitfahigkeitsmaterial sich vollständig um die ersten und zweiten Regionen sowie die ihnen zugeordneten Schutzringe herum erstreckt. Es ist zu bemerken, daß der Kanalstopper 108 sich unmittelbar unter der Nut 137 befindet. Außerdem erstreckt sich ein Teil des Kanalstoppers 108 zwischen den beiden Regionen und ihren Schutzringen. Dies läßt sich durch Vergleich des Teils 140, der die oberen Elemente des Bausteins zeigt, mit dem Teil 142 erkennen, der die Elemente unterhalb jenen oberen Elementen wiedergibt. Folglich stellen die Ringe vollständige Ringe um ihre entsprechenden Regionen dar, und der Kanalstopper 108 umschließt zusätzlich die beiden Regionen innerhalb ihrer Grenzen. Der Kanalstopper 108 definiert zwei vollständige Ringe oder Einschlüsse, in denen die ersten und zweiten Regionen 101 bzw. 102 angeordnet sind. Er hat die wichtige Funktion, Leckstrom daran zu hindern, über die Oberfläche 87 der Epitaxialschicht 86 zu fließen. Wegen des Vorhandenseins statischer Ladungen auf der Oxydschicht 90 könnte ein Fließen von Leckströmen in der koplanaren Region an der Oberfläche der Epitaxialschicht bewirkt werden. Dadurch, daß der Kanalstopper 108 aus N+-Leitfahigkeitsmaterial um die gesamte Anordnung der ersten und zweiten Regionen und der ersten und zweiten Schutzringe vorgesehen ist, können statische Ladungen keine ausreichende Größe erreichen, um einen Leckstrom durch den Kanalstopper 108 fließen zu lassen.
Die Abmessung A, welche in den Figuren 8, 9 und 10 die Dicke des Substrats 80 darstellt, ist wesentlich größer als andernfalls in bekannten bidirektionellen Stromstoß- Unterdrückungskreisen erforderlich wäre. Üblicherweise sind die ersten und zweiten Regionen und ihre entsprechenden Leiterkissen in Größe und Form bei bekannten Einrichtungen symmetrisch zueinander ausgebildet. Die Anforderungen sind jedoch für die Stromstoß-Unterdrückungsfähigkeit in den beiden Richtungen nicht immer identisch. Beispielsweise erfordert eine bestimmte Anwendung der vorliegenden Erfindung, daß die Einrichtung in Vorwärtsrichtung exponentiell abklingende Stromstöße von 80 Volt Spitzenspannung mit einer Zeitkonstanten von 50 ms unterdrückt. Während dieser Art von Stromstößen kann der durch die Einrichtung fließende Spitzenstrom 1 A übersteigen.
Eine sich anschließende Forderung für die vorliegende Erfindung besteht darin, daß sie eine exponentiell abklingende Spannungsspitze von 300 Volt Spitzenspannung mit einer Zeitkonstanten von 15 µs in Vorwärts- wie in Rückwärtsrichtung unterdrücken kann. Bei dieser Art von Spannungsspitze kann der Spitzenstrom durch die Einrichtung 5 A übersteigen. Wegen der erheblichen Differenzen hinsichtlich der Dauer dieser beiden Anforderungen ist jedoch ersichtlich, daß die Vorwärts-Spannungsspitze von 80 Volt Spitzenspannung mit einer Zeitkonstanten von 50 ms wegen des erheblichen Energieflusses in der Einrichtung eine wesentlich höhere Anforderung stellt. Mit dem viel dickeren Substrat 80 kann die zum Absorbieren der sich aus der hohen Energie und der langen Zeitkonstanten der Stromspitze ergebenden Energie erforderliche thermische Kapazität mit einer kleineren Fläche und einem billigeren Baustein erzielt werden. Die Stromstoß- Unterdrückungsfähigkeit für die Hochenergieimpulse hängt von der Kontaktfläche und auch vom Gesamtvolumen des Bausteins ab. Wegen der ungleichen Anforderungen für die Stoßwellen-Unterdrücküngsfähigkeit in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sind die erste Region 101 und die zweite Region 102 in ihrer Größe ungleich ausgebildet, um die Gesamtabmessungen der Einrichtung zu minimieren. Diese Asymmetrie maximiert den Wirkungsgrad der Erfindung, indem sie die Kontaktfläche minimiert, die der oben beschriebenen Hochenergie-Spannungsspitze widerstehen muß. Folglich kann die Gesamtfläche verkleinert werden, ohne die Stromstoß-Unterdrückungsfahigkeit zu verringern.
Zusammenfassend führt die Kombination von Strukturen gemaß der Erfindung zu zahlreichen Vorteilen gegenüber bidirektionellen Stromstoß-Unterdrückungseinrichtungen bekannter Art. Beispielsweise bildet der Schutzring gemäß der Erfindung eine Passivierungsgrenzschicht ohne Durchbruchsspannungsumkehr BVR (Breakdown Voltage Reverse) an den Kanten der Diffusionsbereiche. Er verringert auch den Leckstrom und erhöht die Zuverlässigkeit der Einrichtung. Zusätzlich sieht die vorliegende Erfindung einen Kanalstopper vor, der Oberflächenströme praktisch eliminiert. Weiterhin ist ein breiter Abstand vorgesehen zwischen der Kante der Einrichtung und der Innenkante der Kanalstoppers, um eine Unterbrechung durch Sägebrüche zu vermeiden. In der Oxydschicht ist eine Unterbrechung vorgesehen, um ein Fortschreiten von Brüchen über die Grenzschicht zu verhindern. Es ist zu bemerken, daß die Nut 137 eine Stufe in der Oxydschicht ist, welche aufgrund des Unterschieds in den Wachsbedingungen zwischen Oxydwachstum auf den P-Typ-Schutzringen, den P-Diffusionsregionen und den N-Diffusionsregionen entsteht. Mit anderen Worten wird der Spalt zwischen den Oxydschichten während des Eindiffundierens des Kanalstoppers benutzt und später durch einen nachfolgenden Oxydationsprozeß geschlossen. Dies ergibt unebene Deckflächen der Oxydschichten.
Die aktive Epitaxialschicht gemäß der Erfindung liefert eine gleichförmige und reproduzierbare Durchbruchsspannungsumkehr BVR bei sehr niedrigem Ohm'schen Widerstand. Außerdem erlaubt die flache Grenzschicht gemäß der Erfindung eine niedrige Umkehrdurchbruchsspannung BVR bei verträglichem spezifischen Epitaxialwiderstand. Darüber hinaus führt das bei der Erfindung benutzte relativ dicke Substrat zu einem größeren Volumen, welches seinerseits eine größere thermische Kapazität und einen geringeren Temperaturanstieg bei vorgegebener Oberfläche zur Folge hat, wenn während eines Spannungsstosses Strom durch die Einrichtung fließt. Mit anderen Worten reduziert die Verringerung in den Abmessungen der Oberfläche der vorliegenden Erfindung die thermische Kapazität der Einrichtung. Durch Vergrößern der Substratdicke kompensiert die Erfindung diese reduzierte thermische Kapazität und hat zugleich den Vorteil einer Verringerung der Abmessung der Oberfläche. Die Asymmetrie der ersten und zweiten Regionen gemäß der Erfindung erlaubt eine kleinere Fläche für eine der Grenzschichten, wenn die Anforderungen an Vorwärts- und Rückwärtsstromstoßunterdrückung unterschiedlich sind. Durch Kombinieren wesentlicher Vorteile dieser verschiedenen Konstruktionsmerkmale führt die Erfindung zu einer bidirektionalen Spannungstoßunterdrückungsschaltung, welche Leckströme minimiert, eine voraussehbare und gleichförmige Durchbruchsspannung erzielt und die normalerweise mit flachen Diffusionszonen verbundenen Probleme vermeidet sowie Bruchprobleme minimiert, eine erhöhte thermische Kapazität erzielt und zugleich die Oberflächengröße der Einrichtung auf ein Minimum reduziert.

Claims

1. Bidirektionelle Vorrichtung zur Stromstoßunterdrückung mit einer ersten und einer zweiten Zenerdiode, sowie

- einem Halbleitersubstrat (80) aus einem Material eines ersten Leitfähigkeitstyps sowie mit ersten und zweiten ebenen Oberflächen;

- einer Epitaxialschicht (86) aus einem Material eines ersten Leitfahigkeitstyps, welche erste und zweite Oberflächen aufweist und wobei die zweite Oberfläche koplanar zur ersten ebenen Oberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist und wobei das Substrat (80) und die Epitaxialschicht (86) als gemeinsame Kathodenregion der ersten und zweiten Zenerdioden oder in Abhängigkeit vom Leitfahigkeitstyp als Anodenregion dienen;

- einer ersten Region (102) aus einem Material eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche;

- einer zweiten Region (101) aus einem Material eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche, wobei die ersten und zweiten Regionen voneinander getrennt sind und die erste (102) sowie die zweite (101) Region als Anodenregionen der ersten bzw. zweiten Zenerdiode oder in Abhängigkeit vom Leitfahigkeitstyp als Kathodenregionen dienen;

gekennzeichnet durch

- einen ersten Schutzring (106) aus einem Material eines zweiten Leitfahigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche, wobei dieser erste Schutzring (106) um die erste Region (102) herum angeordnet ist und eine Verunreinigungskonzentration hat, welche größer ist als diejenige der ersten Region (102), und wobei ferner die erste Region (102) den ersten Schutzring (106) überlappend und mit diesem koinzident angeordnet ist;

- einen zweiten Schutzring (104) aus einem Material des zweiten Leitfähigkeitstyps auf der ersten Epitaxialoberfläche, wobei dieser zweite Schutzring (104) um die zweite Region (101) herum angeordnet ist und eine Verunreinigungskonzentration hat, welche größer ist als diejenige der zweiten Region (101) und wobei ferner die zweite Region den zweiten Schutzring (104) überlappend und mit diesem koinzident angeordnet ist; sowie

- einem Kanalstopper (108) aus dem Material des ersten Leitfähigkeitstyps in der ersten Epitaxialoberfläche, welcher eine Verunreinigungskonzentration hat, die größer ist als diejenige der Epitaxialschicht (86) und wobei der Kanalstopper (108) um die erste Region (102) sowie um die zweite Region (101) herum sowie zwischen den ersten (102) und zweiten (101) Regionen angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (102) und zweiten (101) Regionen asymmetrisch sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Region (102) einen Bereich der ersten Epitaxialoberfläche umfaßt, welcher 40% größer ist als der Bereich der zweiten Region (101).

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Halbleitersubstrats (80) wenigstens der fünfzehnfachen Dicke der Epitaxialschicht (86) entspricht.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

- ein erstes auf der ersten Epitaxialoberfläche vorgesehenes Metallkissen (74), welches mit der ersten Region (102) in elektrischem Kontakt steht, sowie

- einem zweiten auf der ersten Epitaxialoberfläche angeordneten Metallkissen (72), welches mit der zweiten Region (101) in elektrischem Kontakt steht.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein drittes Metallkissen (94), welches mit der zweiten ebenen Oberfläche des Halbleitersubstats (80) in elektrischem Kontakt steht.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf der Epitaxialschicht (86) vorgesehene Beschichtung (90, 92), welche einen Spalt zwischen ersten und zweiten Teilen der Beschichtung aufweist, wobei der Spalt zwischen dem Kanalstopper (108) und einem Rand der Epitaxialschicht (86) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (90, 92) ein Oxydmaterial enthält.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (80) Material vom Leitfähigkeitstyp N+ aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (102) und die zweite (101) Region Material vom Leitfahigkeitstyp P aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (106) und der zweite (104) Schutzring Material vom Leitfähigkeitstyp P+ aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalstopper (108) Material vom Leitfahigkeitstyp N+ aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Epitaxialschicht (86) Material vom Leitfähigkeitstyp N aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (74), das zweite (72) sowie das dritte (94) elektrisch leitende Kissen Gold enthält.