DE69835052T2

DE69835052T2 - Kontakt auf P-Typ Gebiet

Info

Publication number: DE69835052T2
Application number: DE69835052T
Authority: DE
Inventors: Cyril Furio
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: US6633071B1; JPH10335633A; EP0881687A1; DE69835052D1; FR2764117B1; EP0881687B1; FR2764117A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Halbleiterbauteilen. Näherhin betrifft sie die Schaffung eines ein ohmsches Verhalten zeigenden Kontakts auf einem schwach dotierten Bereich vom P-Typ.
In herkömmlicher Weise ist es auf dem Gebiet der Halbleiter bekannt, dass zur Erzielung eines ohmschen Kontakts zwischen einem Halbleiterbereich und einer Metallisierung die Oberflächenkonzentration des Halbleiterbereichs verhältnismäßig hoch sein muss (größer als 10¹⁹ Atome/cm³). Dies stellt vor verschiedene Probleme für die Herstellung derartiger Kontakte, insbesondere an Halbleiterbereichen vom P-Typ. Hier wird insbesondere der Fall betrachtet, wo der zu kontaktierende Bereich vom P-Typ die Anode eines unidirektionalen Halbleiterbauteils bildet, d. h. eines Bauteils, das den Stromdurchtritt sperrt, wenn der P-Typ-Bereich negativ vorgespannt ist, und einen Stromfluss gestattet, wenn der P-Typ-Bereich positiv vorgespannt ist, wobei diese Leitung eines Stroms unter positiver Vorspannung (Vorspannung in Durchlassrichtung) gegebenenfalls dem Anlegen eines Steuerstroms oder einer einen bestimmten Schwellwert übersteigenden Spannung unterliegt.
Zur Darlegung der Problemstellung wird nunmehr in Verbindung mit den 1 und 2 die Struktur einer Gleichrichtdiode hoher Spannung betrachtet, d. h. einer Diode, die eine verhältnismäßig hohe Spannung bei Vorspannung in Sperrrichtung aushält.
1 zeigt ein Beispiel einer ersten herkömmlichen Struktur einer Diode hoher Spannung. Diese Diode weist eine zentrale Zone 1 vom N-Typ auf und an deren Oberseite einen schwach dotierten Bereich 2 vom P-Typ (P^-). Der PN-Übergang 1-2 bildet den PN-Übergang der betreffenden Diode. Um eine ausreichende Spannungsfestigkeit zu gewährleisten, ist die Diode vom Planartyp, d. h. dass der P^--Bereich nur in einem Teil der Oberseite der zentralen Zone ausgebildet ist und an seinem Umfang vollständig von einem der zentralen Zone entsprechenden N-Bereich umgeben ist.
Zur Schaffung eines Kontakts mit der Unter- bzw. Rückseite der Diode weist die Unterseite der zentralen Zone eine stark dotierte Schicht 3 vom N⁺-Typ auf, die mit einer Kathodenmetallisierung 4 überzogen ist. Zur Kontaktierung an der Oberseite der Diode ist diese Oberseite mit einem Bereich 6 aus einem isolierenden Material, üblicherweise Siliziumoxid, überzogen, der sich teilweise über den Bereich 2 erstreckt, wobei ein zentraler Bereich der Schicht 2 frei bleibt. In diesem zentralen Bereich schafft man eine Oberflächen-Überdotierung durch Ausbildung eines stärker dotierten P-Typ-Bereichs 7 (P⁺), der mit einer Anodenmetallisierung 8 überzogen ist.
2 zeigt ein anderes herkömmliches Beispiel einer Diode hoher Spannung. Die Kathodenseite, welche die zentrale Zone 1, den überdotierten Bereich 3 und die Kathodenmetallisierung 4 umfasst, ist gegenüber 1 unverändert. Auf der Anodenseite ruht die Anodenmetallisierung 8 auf einem stark dotierten P-Typ-Bereich 10 auf, der von einem Ring 11 vom P^--Typ umgeben ist. Der PN-Übergang 1-10 bildet in diesem Fall den PN-Übergang der betreffenden Diode. Wie zuvor findet sich auch hier eine Oxid-Oberflächenschicht 6, welche den Umfang des Bereichs 10 überdeckt.
In dem Fall der 1 und 2 wurde ein Ohmscher Kontakt geschaffen durch Ausbildung einer Metallisierung direkt auf einem stark dotierten P-Typ-Bereich. Man nimmt allgemein an, dass der Oberflächendotierungspegel des Bereichs P größer als 5·10¹⁸ Atome/cm³ sein muss. Außerdem ist der Umfang des stark dotierten P-Typ-Bereichs von einem schwach dotierten P-Typ- Bereich umgeben, um die Spannungsfestigkeit der Diode im Sperrzustand zu verbessern.
Selbstverständlich sind im Stande der Technik verschiedene Abwandlungen der in den 1 und 2 veranschaulichten Strukturen bekannt. So verwendet man beispielsweise zur Verbesserung der Spannungsfestigkeit, um die von dem in Sperrrichtung vorgespannten PN-Übergang ausgehende Raumladung bestmöglich zu verteilen, zusätzliche schwach dotierte Schutzringe vom P-Typ und/oder Feldplatten am Umfang des Bereichs vom P^--Typ (2, 11), die vom Halbleiter durch eine Oxidschicht getrennt sind. Auch findet man Bereiche vom N⁺-Typ, die üblicherweise als Stop-Schichten bezeichnet werden, welche die Potentiallinien, die sich jenseits des P^--Bereichs (2,11) bei Vorspannung in Sperrrichtung erstrecken können, blockieren und so das Auftreten eines Kanal-Leckstroms verhindern können.
Andererseits findet sich zur Realisierung eines ohmschen Kontakts stets ein stark dotierter Bereich vom P-Typ, aber dieser Bereich ist nicht notwendigerweise direkt mit einer einzelnen Metallisierung überzogen. In geläufiger Weise bestehen die Anoden- oder Kathodenmetallisierungen 4 oder 8 aus einer Aluminiumschicht, jedoch werden in herkömmlicher Weise auch andere Metalle verwendet (TiNiAu, Molybdän). Auch sieht man Schichtungen bzw. Stapelungen aus Metall- und/oder Legierungsschichten vor, gegebenenfalls unter Einschluss von Silizium. Eventuell wird eine Silizid-Zwischenschicht (IrSi, PtSi, NiSi, ...) vorgesehen, die durch chemische Feststoff-Feststoff-Reaktion zwischen dem Silizium und dem zuvor pulverisierten Metall erzeugt wird. Diese werden den herkömmlichen Metall-Halbleiterkontakten stark vorgezogen, wegen ihrer hohen thermischen und chemischen Stabilität.
Die Tatsache, dass die Anodenschicht aus einem stark dotierten Bereich vom P-Typ in direktem Kontakt mit einem schwach dotierten (2) Bereich vom N-Typ oder in Kontakt mit einem schwach dotierten Bereich vom P-Typ, der seinerseits in Kontakt mit einem schwach dotierten Bereich vom N-Typ steht (1), hat verschiedene Nachteile.
Der erste Nachteil besteht in der Notwendigkeit, eine stark dotierte P-Typ-Schicht und eine schwach dotierte P-Typ-Schicht am Umfang vorzusehen. Dies erfordert die Anwendung mehrerer Maskierungsstufen und kompliziert das Herstellungsverfahren.
Ein anderer Nachteil besteht in der bloßen Tatsache selbst, eine stark dotierte Schicht vom P-Typ vorsehen zu müssen, was die Notwendigkeit impliziert, eine Vergütungsstufe bei relativ hoher Temperatur und von relativ langer Dauer vorsehen zu müssen, beispielsweise bei mehr als 1150 °C während mehrerer Stunden, was Herstellungszeit in Anspruch nimmt und die Kristalleigenschaft des Siliziums beeinträchtigt.
Schließlich und vor allem beeinträchtigt in dem Fall, wo man eine "schnelle" Diode oder anderweitiges Bauteile realisieren will, dessen P-Schicht die Anode bildet, das Vorhandensein der stark dotierten P-Schicht die dynamischen Eigenschaften des diese P-Schicht als Anode enthaltenden Bauteils. Tatsächlich muss bei einer Umkehr der an die Diode angelegten Spannung die Diode normalerweise aus dem leitenden Zustand in den Sperrzustand übergehen. Jedoch ist bekannt, dass eine gewisse Zeit verstreicht, bevor die Diode ihr Sperrvermögen erreicht. Diese üblicherweise als Erholungszeit bezeichnete Zeitdauer ist die Zeit, die für die Evakuierung der noch in der zentralen Zone 1 gespeicherten Ladungsträger erforderlich ist, die zuvor während des Betriebs im leitenden Zustand in den Anodenbereich injiziert wurden. Diese Ladungsträgerinjektion ist um so höher, je stärker der P-Typ-Bereich dotiert ist. So wird die Geschwindigkeit der Umschaltung in den Öffnungszustand der Diode durch das Vorhandensein eines stark dotierten Bereichs vom P-Typ begrenzt. Um diesen Nachteil zu verringern, hat man im Stande der Technik die Schaffung von Fehlstellen in der zentralen Zone und insbesondere benachbart dem PN-Übergang der Diode vorgesehen, beispielsweise durch Vornahme einer Diffusion von Metallen, wie beispielsweise Gold oder Platin, oder durch Elektronen- oder Protonenbeschuss oder auf andere Weise. Jedoch hat diese Abhilfemaßnahme andere Nachteile zur Folge und erhöht insbesondere den Spannungsabfall an der Diode im leitenden oder Durchlaß-Zustand.
Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Vermeidung oder Verringerung der vorstehend erwähnten Nachteile von unidirektionalen Bauteilen wie beispielsweise Dioden oder Thyristoren oder auch von Bauteilen wie beispielsweise zum Betrieb in einem unidirektionalen Mode bestimmten bipolaren Transistoren, um die Erholungszeit, d. h. die Zeit der Umschaltung in den Öffnungszustand, zu verbessern.
Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung eine Struktur zur Kontaktierung vor, welche eine direkte ohmsche Kontaktierung an einer schwach dotierten Schicht vom P-Typ gestattet, die als Anode an einem unidirektionalen Bauteil bestimmt ist.
Näherhin sieht die vorliegende Erfindung ein Gebilde zur Kontaktierung auf einem schwach dotierten Bereich vom P-Typ eines Halbleiterbauteils vor, wobei dieser Bereich vom P-Typ beim Betrieb im leitenden Zustand des Bauteils zur positiven Vorspannung bestimmt ist und auf dem genannten P-Bereich eine Schicht aus Platinsilizid oder aus einem Silizid eines Metalls aufweist, das mit dem Silizium vom P-Typ eine Höhe der Barriere kleiner oder gleich der des Platinsilizids besitzt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Silizid ein Iridiumsilizid.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt der P-Typ-Bereich einen Dotierungspegel an der Oberfläche in der Größenordnung von 10¹⁵ bis 10¹⁶ Atomen/cm³.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Umfang des schwach dotierten Bereichs vom P-Typ mit einer Oxidschicht überzogen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Bereich vom P-Typ in einem Teil der Oberseite eines Bereichs vom N-Typ ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet der genannte P-Bereich die Anode einer Diode.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet der genannte P-Bereich die Anode eines Thyristors.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet der genannte P-Bereich das Gate eines Thyristors.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet der genannte P-Bereich den Kollektor eines bipolaren Transistors vom PNP-Typ.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bauteil, dessen genannter Bereich vom P-Typ eine Anode ist, ein vertikales Bauteil.
Diese sowie weitere Gegenstände, Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden, nicht-einschränkenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele im einzelnen auseinandergesetzt, in Verbindung mit den und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren; in diesen zeigen:
1 und 2 Strukturen von Dioden nach dem Stande der Technik,
3A eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Anwendung auf eine schnelle Diode hoher Spannung,
3B ein Ersatzschaltbild zu der Struktur von 3A,
4 in vereinfachter Form die Kennlinie von zwei Typen von Schottky-Dioden in Durchlass- und in Sperrrichtung,
5 eine Stromkurve als Funktion der Zeit, zur Veranschaulichung der dynamischen Eigenschaften einer Diode gemäß der vorliegenden Erfindung und einer Diode nach dem Stande der Technik, sowie
6 eine Thyristorstruktur, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet ist.
Wie auf dem Gebiet der Darstellung der Halbleiterbauteile üblich, sind die verschiedenen Schnittansichten stark schematisch und nicht maßstabsgetreu. Der Fachmann wird die Dicke der zentralen Zone, die Tiefen des PN-Übergangs und die seitlichen Abmessungen der Bauteile in Abhängigkeit von den gesuchten Eigenschaften hinsichtlich Spannungsfestigkeit und Leistung wählen.
3A ist eine schematische Schnittansicht einer Diode hoher Spannung, unter Anwendung der vorliegenden Erfindung. Der Kathodenbereich der Diode weist eine zentrale Zone 1 vom schwach dotierten N-Typ auf, einen stark dotierten Bereich 3 vom N-Typ sowie eine Kathodenmetallisierung 4, wie in den Beispielen der 1 und 2. Der Anodenbereich der Diode umfasst einen schwach dotierten Bereich 20 vom P-Typ (P^-), dessen Umfang mit einer Isolierschicht 21, beispielsweise aus Siliziumoxid, überzogen ist, zur Begrenzung eines zentralen Bereichs der Kontaktierung auf dem Bereich P^-. In diesem zentralen Bereich ist eine Platinsilizid-Schicht 23 aus-gebildet, auf welcher die Anodenmetallisierung 8 angebracht ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von als Diffusionsbarriere dienenden Schichten.
Die Art der Ausbildung einer Platinsilizid-Schicht nach Art der Schicht 23 ist in der Technik wohlbekannt und besteht beispielsweise darin, dass man eine Platinabscheidung vornimmt mit folgender Vergütung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 500 und 600 °C und mit folgender selektiver Ätzung des überschüssigen Platins. Derartige Silizid-Schichten sind als solche bekannt und finden im wesentlichen Anwendung zur Herstellung von Schottky-Dioden und zur Erzielung von Verbindungen niedrigen Widerstands (im wesentlichen auf dem Gebiet der Herstellung integrierter Schaltungen). Gemäß der vorliegenden Erfindung findet die Platinsilizid-Schicht aus keinem der beiden herkömmlichen Gründe (Schottky-Diode oder Verringerung des Widerstands der Verbindung) Anwendung, sondern zur Realisierung eines ohmschen Kontakts.
3B zeigt ein Ersatzschaltbild der Schaltung aus 3A. Dieses Ersatzschaltbild umfasst zwischen einem Anodenanschluss 8 und einem Kathodenanschluss 4 eine bipolare Diode D entsprechend dem PN-Übergang zwischen dem Bereich 20 und der zentralen Zone 1 sowie eine Schottky-Diode DS in antiparalleler Anordnung relativ bezüglich der bipolaren Diode D, entsprechend der Grenzfläche zwischen dem Platinsilizid-Bereich 23 und dem Bereich 20. Eine derartige Struktur gestattet die Erzielung eines Kontakts, der ein ohmsches Verhalten zeigt in dem Fall, wo die Diode D zu leiten vermag (Anlegen einer positiven Spannung an der Anode 8), d. h. bei Vorspannung der Diode in Durchlassrichtung und dass die Schottky-Diode DS in Sperrrichtung vorgespannt ist. Dies wird in Verbindung mit 4 erläutert.
4 zeigt die Kennlinie 31 im Durchlasszustand und die Kennlinie 32 im Sperrzustand einer herkömmlichen Schottky-Diode. Die Kurven 41 und 42 zeigen die Durchlass- bzw. Sperr-Kennlinien einer Schottky-Diode, die von der Grenzfläche zwischen einem Platinsilizid-Bereich und einem schwach dotierten Bereich vom P-Typ gebildet wird. In 4 ist der Maßstab der Spannungen und Ströme nicht derselbe in dem der Arbeitsweise in Durchlassrichtung entsprechenden Quadranten (Kurven 31 und 41) und in dem der Arbeitsweise in Sperrrichtung entsprechenden Quadranten (Kurven 32 und 42) der Schottky-Dioden.
Die Kurven 31 und 32 veranschaulichen die Kennlinie einer herkömmlichen Schottky-Diode, beispielsweise einer Schottky-Diode, die aus einem auf einem schwach dotierten P-Bereich ausgebildeten Titansilizid (TiSi₂) gebildet ist.
Die Durchlass-Kennlinie 31, d. h. die Kennlinie einer Schottky-Diode, in der die P^--Schicht als Anode dient und die Silizid-Schicht als Kathode, ist eine herkömmliche Dioden-Kennlinie im Durchlass- oder leitenden Zustand. Der Strom bleibt im wesentlichen Null, bis die Spannung an den Anschlüssen der Diode die Schwellwertspannung des Übergangs in den leitenden Zustand dieser Diode V_T1 erreicht, beispielsweise eine Spannung in der Größenordnung von 0,35 V; danach, wenn die Spannung den Wert von 0,35 V übersteigt, wird der Spannungsabfall an den Anschlüssen der Diode im wesentlichen durch den Ohmschen Spannungsabfall infolge der Reihenwiderstände der Struktur kontrolliert.
Bei Vorspannung in Sperrrichtung erhält man die durch die Kurve 32 veranschaulichte Kennlinie. Die Diode sperrt im wesentlichen jeden Stromdurchgang in Sperrrichtung, bis zu einer Durchbruchspannung VBR1, beispielsweise in der Größenordnung von 50 V.
Im Falle einer zwischen schwach dotiertem P-Typ-Silizium und einem Platinsilizid realisierten Schottky-Diode ist die Durchlass-Kennlinie 41 in ihrem Verlauf wenig verschieden von der zuvor beschriebenen Durchlass-Kennlinie 31. Der wesentliche Unterschied ist, dass die Schwellwertspannung des Übergangs in den leitenden Zustand V_T2 niedriger als V_T1 ist, beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 V und nicht von 0,35 V oder mehr. Vor allem aber ist der Verlauf der Sperr-Kennlinie 42 stark verändert. In einer Anfangszone 43 beim Anlegen der Sperrspannung ist diese Kennlinie im wesentlichen die eines Widerstands von sehr niedrigem Wert. Tatsächlich ist, wenn man eine Stromdichte von 2 A/mm² fließen lässt, einem typischen Betriebszustand einer Diode hoher Spannung, der Spannungsabfall an den Anschlüssen der Diode kleiner als 100 mV. Solange man eine Stromdichte kleiner als einen Wert in der Größenordnung von 10 A/mm² fließen lässt, bleibt der Spannungsabfall an den Anschlüssen der Diode sehr niedrig (in der Größenordnung von 1 V).
Was die vorliegende Erfindung zur Schaffung eines Kontakts vom Ohmschen Typ auf einem schwach dotierten P-Typ-Bereich vorsieht, ist die Nutzung dieses Bereichs 43 der Sperr-Kennlinie einer zwischen einem schwach dotierten Bereich vom P-Typ und einem Platinsilizid ausgebildeten Schottky-Diode. Es ist klar, dass die vorliegende Erfindung sich auf den Fall beschränkt, wo der Bereich vom P-Typ als Anode in einem Bauteil verwendet wird, d. h. auf den Fall, wo die Schottky-Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist.
Man erkennt, dass dies vollkommen verschieden von einem herkömmlichen Fall ist, in welchem man dieselbe Schottky-Diode einmal in Sperrrichtung, einmal in Durchlassrichtung verwendet, unter Vernachlässigung des geringen Spannungsabfalls in Durchlassrichtung in der Größenordnung von 0,1 V. Tatsächlich besteht in Durchlassrichtung kein Verhalten von ohmschem Typ mehr, sondern nur ein nicht-ohmsches Verhalten mit einem kleinen Spannungsabfall. Dies bedeutet, dass zu den Ohmschen Verlusten ein Leistungsverbrauch hinzutritt, der beispielsweise 1 W/mm² für einen Strom von 10 A/mm² in der Diode beträgt.
5 veranschaulicht die durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkte Verbesserung der dynamischen Eigenschaften einer Diode.
Diese Zeichnungsfigur stellt Stromkurven in Ampere als Funktion der Zeit in Nanosekunden dar. In diesen Kurven entspricht der Nullpunkt dem Zeitpunkt, zu dem die an die anfänglich im leitenden Zustand befindliche Diode angelegte Spannung umgekehrt wird. So floß anfänglich ein Strom von etwas weniger als 10 Ampere in der Diode. Danach nimmt dieser Strom rasch ab und kehrt sich sodann um, d. h. dass die Diode zeitweise in Sperrrichtung leitet, bevor sie in den gesperrten Zustand zurückkehrt, in welchem der Strom gleich Null ist. Es ist klar, dass man in der Praxis diesen Leitungszustand in Sperrrichtung der Diode so weit als möglich zu verringern sucht. Den Scheitel oder Peak des Sperrstroms bezeichnet man allgemein mit I_RM und benennt als mit t_q bezeichnete Erholzeit das Zeitintervall zwischen den beiden Null-Durchgängen der Kurve.
In 5 entspricht die mit 51 bezeichnete Kurve einer herkömmlichen Leistungsdiode hoher Spannung, wie beispielsweise der Diode aus 2, und die Kurve 52 einer Diode gleicher Abmessung gemäß der Erfindung, von dem in 3A dargestellten Typ. Der Peak des Sperrstroms IRM₁ der herkömmlichen Diode liegt in der Größenordnung von 35 A, während der Peak des Sperrstroms IRM₂ kleiner als 20 A ist. Die Erholzeit t_q1 der herkömmlichen Diode liegt in der Größenordnung von 550 Nanosekunden, während die Erholzeit t_q2 der Diode gemäß der vorliegenden Erfindung nur in der Größenordnung von 390 Nanosekunden liegt. Es ist daher klar, dass die Diode gemäß der vorliegenden Erfindung ein wesentlich verbessertes dynamisches Verhalten relativ gegenüber einer Diode mit herkömmlicher Anodenkontaktierung auf einem Bereich vom P⁺-Typ zeigt.
Die vorliegende Erfindung ist zahlreichen Abwandlungen und Modifizierungen zugänglich, die sich für den Fachmann ergeben.
Einerseits eignen sich die Verbesserungen, die herkömmlicherweise bei den in Verbindung mit dem Stande der Technik beschriebenen Dioden vorgesehen werden, auch zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung, um die Eigenschaften von Sperrspannungsfestigkeit und Leck- bzw. Kriechstrom zu verbessern.
Andererseits wurde die vorliegende Erfindung zwar nur für den Fall beschrieben, wo die Schicht zur Kontaktierung auf einem Bereich vom P^--Typ aus Platinsilizid besteht, jedoch ist für den Fachmann klar, dass jedes äquivalente Silizid angewandt werden könnte. Die Bedingung ist, dass die Höhe der Schottky-Barriere über dem Bereich vom P^--Typ kleiner oder gleich einem Betrag in der Größenordnung von 0,3 V ist (man hat dann denselben Typ von Verhalten in Sperrrichtung). Das ist beispielsweise der Fall eines Iridiumsilizids, für das die Höhe der Schottky-Barriere in der Größenordnung von 0,19 V liegt. Man erhält dann eine Sperr-Kennlinie des Typs wie die durch die Kurve 42 veranschaulichte, wo das Verhalten in Sperrrichtung vom ohmschen Typ mit einem sehr niedrigen Widerstandswert ist.
Im übrigen wurde die vorliegende Erfindung im Rahmen ihrer Anwendung bei einer Leistungsdiode hoher Spannung beschrieben. Es ist klar, dass sie sich zur Anwendung in allgemeiner Form bei jeder Vorrichtung eignet, in welcher man einen Kontakt mit einem schwach dotierten Bereich vom P-Typ herzustellen wünscht, und der zum Betrieb als Anode bestimmt ist. Der Wegfall einer P⁺-Schicht gestattet die Begrenzung des Phänomens der Ladungsträgerinjektion und verbessert die Erholungszeit bei der Umschaltung in den Öffnungszustand. Das ist besonders nützlich für die Anode eines Thyristors oder äquivalenten Bauteils oder für den Kollektor eines Transistors vom PNP-Typ (dies gilt nicht für den Emitter, der im Gegenteil zum Betrieb als Kathode bestimmt ist).
Beispielshalber zeigt 6 einen Thyristor, bei dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung gebracht wurde. Dieser Thyristor umfasst eine zentrale Zone 1 vom N-Typ. Auf der Rück- bzw. Unterseite ist eine Anodenschicht 31 vom P-Typ ausgebildet, auf der Vorder- oder Oberseite ein Gate-Bereich 32 vom P-Typ. Vorzugsweise werden die Schichten 31 und 32 gleichzeitig ausgebildet. Ein Kathodenbereich 33 vom stark dotierten Typ wird in dem Bereich 32 ausgebildet. Auf dem Kathodenbereich K wird eine Kathodenmetallisierung K in herkömmlicher Weise ausgebildet.
Gemäß der Erfindung sind die P-Bereiche 31 und 32 durchschnittlich dotiert und Anoden- bzw. Gate-Kontakte A bzw. G werden vermittels Platinsilizid-Schichten 35 bzw. 36 angebracht. Der wesentliche Vorteil, dass man über eine Anodenschicht 31 mittlerer Dotierung verfügt, besteht in der Verbesserung der Geschwindigkeit der Umschaltung in den Öffnungszustand. Der wesentliche Vorteil, dass man über eine Gate-Schicht 32 mittlerer Dotierung verfügt, besteht darin, dass es sich erübrigt, einen Schutzring vom P-Typ für Thyristoren hoher Spannung verwenden zu müssen. Natürlich besteht ein zusätzlicher Vorteil in der Verringerung der Zahl von Implantations-/Diffusionsschritten.
Außerdem wurde die vorliegende Erfindung im vorstehenden im Rahmen ihrer Anwendung an einem isolierten Bauteil (Diode, Thyristor, PNP-Transistor ...) beschrieben. Sie eignet sich auch zur Anwendung in dem Fall, wo mehrere Bauteile, oder eventuell mehrere vertikale Bauteile, in ein und demselben Chip ausgebildet werden. Mehrere Platinsilizid-Bereiche könnten dann gleichzeitig ausgebildet werden, wobei einer oder mehrere dieser Bereiche die gemäß der Erfindung benutzte Funktion (ohmsche Kontaktierung auf einem schwach dotierten Anodenbereich vom P-Typ) und einer oder mehrere dieser Bereiche eine herkömmliche Funktion (Ausbildung einer Schottky-Diode, Verringerung des Widerstands der Verbindung) hat bzw. haben.

Claims

Halbleitervorrichtung mit einem ein ohmsches Verhalten zeigenden Kontakt auf einem Bereich vom P-Leitfähigkeitstyp, der einen Dotierungspegel an der Oberfläche in der Größenordnung von 10¹⁵ bis 10¹⁶ Atome/cm³ aufweist und zur Funktion als Anode bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet dass die Vorrichtung auf dem genannten P-Bereich (20) eine Schicht (23) aus einem Platinsilizid oder aus einem Metallsilizid aufweist, das mit dem P-Typ-Silizium eine Höhe der Schottky-Barrier-Schwelle kleiner oder gleich der des Platinsilizids besitzt.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Silizid ein Iridium-Silizid ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Umfang des schwach dotierten Bereichs vom P-Leitfähigkeitstyp mit einer Oxydschicht (21) überzogen ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Bereich vom P-Leitfähigkeitstyp in einem Teil der Oberseite eines Bereichs (1) vom N-Leitfähigkeitstyp ausgebildet ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der genannte P-Bereich die Anode einer Diode bildet.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der genannte P-Bereich die Anode oder das Gate eines Thyristors bildet.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der genannte P-Bereich das Gate eines Thyristors bildet.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der genannte P-Bereich den Kollektor eines bipolaren Transistors vpm PNP-Typ bildet.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welcher das Bauteil, dessen genannter Bereich vom P-Leitfähigkeitstyp eine Anode bildet, ein vertikales Bauteil ist.