JP6026418B2 - バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス - Google Patents
バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP6026418B2 JP6026418B2 JP2013530696A JP2013530696A JP6026418B2 JP 6026418 B2 JP6026418 B2 JP 6026418B2 JP 2013530696 A JP2013530696 A JP 2013530696A JP 2013530696 A JP2013530696 A JP 2013530696A JP 6026418 B2 JP6026418 B2 JP 6026418B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- depth
- wafer
- main side
- termination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 41
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
- H01L29/0661—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body specially adapted for altering the breakdown voltage by removing semiconductor material at, or in the neighbourhood of, a reverse biased junction, e.g. by bevelling, moat etching, depletion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1012—Base regions of thyristors
- H01L29/102—Cathode base regions of thyristors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
- H01L29/66136—PN junction diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66363—Thyristors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
- H01L29/7432—Asymmetrical thyristors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
- H01L29/747—Bidirectional devices, e.g. triacs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8613—Mesa PN junction diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/87—Thyristor diodes, e.g. Shockley diodes, break-over diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
- H01L29/0834—Anode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices, e.g. supplementary regions surrounding anode regions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
第1の導電型のドリフト層と、
ドリフト層上の第1の主側部の方向で配置され、ドリフト層に直接に接続されている、第2の導電型の第1の層と、
を有する、少なくとも2層の構造を具備し、第1の層は、第1の層の厚さまで配置され、第1の層の厚さは、最大の深さとして測定され、この層は、第1の主側部に正射影され、第1の主側部から最大の深さまで延在している。
以下に、本出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記1]
半導体のウェーハ(2)と、
前記ウェーハの第1の主側部上に形成されている第1の電気接点と、
前記第1の電気接点と反対側の、前記ウェーハの第2の主側部上に形成されている第2の電気接点と、
を具備する、バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスであって、
前記半導体のウェーハ(2)は、異なる導電型の複数の層を有する少なくとも2層の構造を具備し、
前記少なくとも2層の構造は、
第1の導電型のドリフト層(26)と、
前記ドリフト層(26)の前記第1の主側部の方向で直接に接続され、且つ前記第1の電気接点に接触している、第2の導電型の第1の層と、
を具備し、
前記ウェーハ(2)は、
内側領域(22)であって、前記第1と第2の主側部間で測定される一定のウェーハの厚さ(23)を有している、前記内側領域(22)と、
終端領域(24)であって、前記内側領域(22)を囲んでおり、且つ少なくとも第1の主側部において、ウェーハの厚さ(23)が負のベベルで減少している、前記終端領域(24)と、
を具備し、
前記第1の層は、第1の層の深さまで延在し、
前記第1の層の深さは、前記内側領域(22)内において前記第1の主側部が配置されている平面から測定され、
前記ドリフト層は、ドリフト層の深さまで延在し、
前記内側領域(22)内において、前記ドリフト層の深さは、前記内側領域(22)内において前記第1の主側部が配置されている平面から測定され、
前記第2の導電型の第2の層は、前記第2の終端領域(24)において、第1の主側部上に配置され、
前記第2の層は、第2の層の深さまで配置され、
前記第2の層の深さは、前記内側領域(22)内において前記第1の主側部が配置されている平面から測定され、
前記第2の層の深さは、前記第1の層の深さよりも深く、且つ前記ドリフト層の深さよりも浅く、
前記第2の層の最大ドーピング濃度は、前記第1の層の最大ドーピング濃度よりも低く、
前記第1の層の深さは、せいぜい45μm、特にせいぜい30μmである、
ことを特徴とする、バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記2] 前記バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスは、
前記第1の主側部上における前記第1の導電型のカソード層(7)であって、前記第1の電気接点が前記第1の層と前記カソード層(7)とに接触するように配置されている、前記カソード層(7)と、
前記第2の主側部上における前記第2の導電型の第3の層であって、前記第2の主側部から測定される第3の層の深さまで配置されている、前記第3の層と、
を具備し、
前記第2の導電型の第4の層は、前記終端領域(24)において、前記第2の主側部上に、前記第2の主側部から測定される第4の層の深さまで配置され、
前記第4の層の深さは、前記第3の層の深さよりも大きく、
前記第3の層の深さは、特にせいぜい45μm、特に30μmである、
ことを特徴とする、付記1に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記3] 前記終端領域(24)において、前記ウェーハの厚さ(23)は、負のベベルで減少し、
前記負のベベルは、特にせいぜい5°である1つの角度を有するか、又は、
特にせいぜい5°である、前記内側領域(22)により近い第1の角度と、特にせいぜい15°である、前記ウェーハのエッジにより近い第2の角度とを有する、
ことを特徴とする、付記1又は2に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記4] 前記第1の層の深さのうちの少なくとも1つが、前記第2の層の深さの少なくとも4分の1、特に10分の1まであることと、
前記第3の層の深さが、前記第4の層の深さの少なくとも4分の1、特に10分の1まであることと、
を特徴とする、付記1乃至3の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記5] 前記第1の層の深さと前記第3の層の深さとのうちの少なくとも一方は、少なくとも8μm、特に少なくとも10μmである、
ことを特徴とする、付記1乃至4の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記6] 前記第1の層は、一定の第1の層の深さを有する連続層として形成され、
前記第1の層は、終端領域(24)の中に横方向に延在し、
前記第2の層は、前記第1の層と前記ドリフト層との間に配置されている、
ことを特徴とする、付記1乃至5の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記7] 前記第2の層のうちの少なくとも1つが、前記第1の層に接続されていることと、
前記第4の層が、前記第3の層に接続されていることと、
を特徴とする、付記1乃至6の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記8] 前記第2の層のうちの少なくとも1つが、前記第1の電気接点に接続されていることと、
前記第4の層が、前記第2の電気接点に接続されていることと、
を特徴とする、付記1乃至7の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記9] 前記第4の層は、前記第3層よりも低い最大ドーピング濃度を有する、
ことを特徴とする、付記1乃至8の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記10] バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスは、カソード層の深さ(71)を有する前記第1の導電型のカソード層(7)を、前記第1又は第2の主側部のうちの一方の主側部上に具備し、
前記カソード層(7)と同じ主側部に配置されている、前記第1又は第3の層の深さは、前記カソード層の深さ(71)よりも大きい、
ことを特徴とする、付記1乃至9の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記11] 前記バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスは、前記第2の導電型の第3の層を具備し、
前記第2の導電型の前記第3の層は、前記第2の主側部上において、前記第2の主側部から測定される第3の層の深さまで配置され、
前記第2の導電型の複数のガードリング(9)は、前記終端領域(24)において前記第2の主側部上に配置されている、
ことを特徴とする、付記1又は3乃至10の何れか1項に記載のバイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス。
[付記12] バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスを製造する方法であって、
前記バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスは、
第1の主側部上の第1の電気接点と、
前記第1の主側部と反対側の第2の主側部上の第2の電気接点と、
異なる導電型の複数の層を有する少なくとも2層の構造と、
を具備しており、
前記方法は、少なくとも以下の製造するステップ、即ち、
第1の導電型のウェーハ(2)を与えるステップと、
前記ウェーハの内側領域(22)をカバーしている第1のマスク(57)を前記第1の主側部上に加え、前記内側領域(22)を囲んでいる終端領域(24)における前記第1の主側部に複数のイオンを加え、前記終端領域(24)における前記複数のイオンを前記ウェーハの中に第2の層の深さまで拡散させることによって、弱くドープされた第2の層を前記第1の主側部上に生成するステップと、
前記第1のマスク(57)を取り除くステップと、
前記第1の主側部に複数のイオンを加え、前記ウェーハ(2)の中であって、第2の層の深さよりも浅い、前記第1の主側部からせいぜい45μm、特に30μmの第1の層の深さの中に、前記複数のイオンを拡散させることによって、前記第2の層よりも高度にドープされた第1の層を生成するステップと、
前記第1と第2の電気接点を、前記ウェーハ(2)上であって、前記内側領域(22)上に加えるステップと、
前記終端領域(24)における前記第1の主側部からウェーハの材料を部分的に取り除くことによって、前記終端領域(24)における前記第1の主側部上に、前記ウェーハの負のベベルを生成するステップと、
を含む、方法。
[付記13] 前記内側領域(22)をカバーする第2のマスク(67)を、前記第2の主側部上に加え、前記内側領域(22)を囲んでいる前記終端領域(24)における前記第2の主側部(22)に、複数のイオンを加え、前記終端領域(24)における前記ウェーハ(2)の中に第4の層の深さまで前記複数のイオンを拡散させることによって、第4の層を前記第2の主側部上に生成し、
前記第2のマスク(67)を取り除き、
前記第2の主側部に複数のイオンを加え、前記ウェーハ(2)の中であって、第4の層の深さよりも浅い第3の層の深さの中に、前記複数のイオンを拡散させることによって、第3の層を前記第2の主側部上に生成し、
前記終端領域(24)における前記第2の側部からウェーハの材料を部分的に取り除くことによって、前記終端領域(24)における前記第2の主側部に、前記ウェーハの負のベベルを生成する、
ことを特徴とする、付記12に記載の方法。
[付記14] 前記第2の層のうちの少なくとも1つが、140μm未満の深さを有することか、又は、
前記第4の層が、140μm未満の深さを有すること、
を特徴とする、付記12又は13に記載の方法。
[付記15] 前記第1の終端層のうちの少なくとも1つが、50μmを超える深さを有することか、又は、
前記第2の終端層が、50μmを超える深さを有すること、
を特徴とする、付記12乃至14の何れか1項に記載の方法。
1´ ダイオード
10 先行技術のPCT
2 ウェーハ
22 内側領域
23 ウェーハの厚さ
24 終端領域
26 ドリフト層
3 カソード接点
31 カソード側
4 アノード接点
41 アノード側
5 ベース層
51 ベース層の深さ
52 ベース層の厚さ
53 負のベベル
54 第1の終端層
55 第1の終端層の深さ
56 第1の終端層の厚さ
57 第1のマスク
58 第1のエッジ層
59 第1のエッジ層の深さ
50 第1のエッジ層の厚さ
6 アノード層
61 アノード層の深さ
62 アノード層の厚さ
64 第2の終端層
65 第2の終端層の深さ
66 第2の終端層の厚さ
67 第2のマスク
68 第2のエッジ層
69 第2のエッジ層の深さ
60 第2のエッジ層の厚さ
7 カソード層
71 カソード層の深さ
8 カソードの短い領域
81 カソードの短い領域の深さ
9 ガードリング
91 ガードリングの深さ
95 ゲート接点
Claims (11)
- バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスを製造する方法であって、
前記バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイスは、
第1の主側部上の第1の電気接点と、
前記第1の主側部と反対側の第2の主側部上の第2の電気接点と、
異なる導電型の複数の層を有する少なくとも2層の構造と、
を具備しており、
前記方法は、少なくとも以下の製造するステップ、即ち、
第1の導電型のウェーハ(2)を与えるステップと、
前記ウェーハの内側領域(22)をカバーしている第1のマスク(57)を前記第1の主側部上に加え、前記内側領域(22)を囲んでいる終端領域(24)における前記第1の主側部に複数のイオンを加え、前記終端領域(24)における前記複数のイオンを前記ウェーハの中に第2の層の深さまで拡散させることによって、弱くドープされた第2の層を前記第1の主側部上に生成するステップと、
前記第1のマスク(57)を取り除くステップと、
前記第1の主側部に複数のイオンを加え、前記ウェーハ(2)の中であって、第2の層の深さよりも浅い、前記第1の主側部から45μm以下の第1の層の深さの中に、前記複数のイオンを拡散させることによって、前記第2の層よりも高度にドープされた第1の層を生成するステップと、
前記第1と第2の電気接点を、前記ウェーハ(2)上であって、前記内側領域(22)上に加えるステップと、
前記終端領域(24)における前記第1の主側部からウェーハの材料を部分的に取り除くことによって、前記終端領域(24)における前記第1の主側部上に、前記ウェーハの負のベベルを生成するステップと、
を含む、方法。 - 前記内側領域(22)をカバーする第2のマスク(67)を、前記第2の主側部上に加え、前記内側領域(22)を囲んでいる前記終端領域(24)における前記第2の主側部に、複数のイオンを加え、前記終端領域(24)における前記ウェーハ(2)の中に第4の層の深さまで前記複数のイオンを拡散させることによって、第4の層を前記第2の主側部上に生成し、
前記第2のマスク(67)を取り除き、
前記第2の主側部に複数のイオンを加え、前記ウェーハ(2)の中であって、第4の層の深さよりも浅い第3の層の深さの中に、前記複数のイオンを拡散させることによって、第3の層を前記第2の主側部上に生成し、
前記終端領域(24)における前記第2の主側部からウェーハの材料を部分的に取り除くことによって、前記終端領域(24)における前記第2の主側部に、前記ウェーハの負のベベルを生成する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記第2の層、又は、前記第4の層のうちの少なくとも1つが、140μm未満の深さを有すること、
を特徴とする、請求項2に記載の方法。 - 前記第2の層、又は、前記第4の層のうちの少なくとも1つが、50μmを超える深さを有すること、
を特徴とする、請求項2又は3に記載の方法。 - 前記第1の層の深さが30μm未満である、請求項1乃至4の何れか1項に記載の方法。
- 前記終端領域(24)において、前記ウェーハの厚さ(23)は、負のベベルで減少し、前記負のベベルは、1つの角度を有する、請求項1乃至5の何れか1項に記載の方法。
- 前記終端領域(24)において、前記ウェーハの厚さ(23)は、負のベベルで減少し、前記負のベベルは、5°未満である1つの角度を有する、請求項6に記載の方法。
- 前記終端領域(24)において、前記ウェーハの厚さ(23)は、負のベベルで減少し、5°未満である、前記内側領域(22)により近い第1の角度と、15°未満である、前記ウェーハのエッジにより近い第2の角度とを有する、請求項1乃至5の何れか1項に記載の方法。
- 前記第1の層の深さが、少なくとも前記第2の層の深さの4分の1である、請求項1乃至8の何れか1項に記載の方法。
- 前記第1の層の深さが、少なくとも前記第2の層の深さの10分の1である、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の層の深さは、少なくとも8μmである、請求項1乃至10の何れか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP10180161 | 2010-09-27 | ||
EP10180161.1 | 2010-09-27 | ||
PCT/EP2011/066740 WO2012041836A1 (en) | 2010-09-27 | 2011-09-27 | Bipolar non-punch-through power semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013542597A JP2013542597A (ja) | 2013-11-21 |
JP6026418B2 true JP6026418B2 (ja) | 2016-11-16 |
Family
ID=44454540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013530696A Active JP6026418B2 (ja) | 2010-09-27 | 2011-09-27 | バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8803192B2 (ja) |
JP (1) | JP6026418B2 (ja) |
KR (1) | KR101745437B1 (ja) |
CN (1) | CN103222056B (ja) |
DE (1) | DE112011103230B4 (ja) |
GB (1) | GB2497245B (ja) |
WO (1) | WO2012041836A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2872941C (en) * | 2012-05-17 | 2021-03-30 | General Electric Company | Semiconductor device with junction termination extension |
DE112013007220B4 (de) * | 2013-07-08 | 2022-12-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleitervorrichtung |
EP3039720B1 (en) * | 2013-08-28 | 2017-10-04 | ABB Schweiz AG | Bipolar non-punch-through power semiconductor device |
JP6731401B2 (ja) * | 2014-07-31 | 2020-07-29 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲーABB Schweiz AG | 位相制御サイリスタ |
US10283595B2 (en) * | 2015-04-10 | 2019-05-07 | Panasonic Corporation | Silicon carbide semiconductor substrate used to form semiconductor epitaxial layer thereon |
CN109103242B (zh) * | 2018-09-30 | 2023-12-15 | 江苏明芯微电子股份有限公司 | 一种穿通结构的可控硅芯片及其生产方法 |
CN112310226B (zh) * | 2019-07-29 | 2022-01-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 快恢复二极管及其制备方法 |
CN111755501A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-09 | 清华大学 | 一种具有边缘深结结构的晶圆芯片结构 |
EP4006990B1 (en) * | 2020-11-27 | 2023-04-05 | Hitachi Energy Switzerland AG | Semiconductor device with a side surface having different partial regions |
CN113161347B (zh) * | 2021-06-02 | 2023-09-08 | 江苏韦达半导体有限公司 | 低电容低残压大功率过压保护器件芯片及其制作工艺 |
CN116504825B (zh) * | 2023-06-27 | 2023-09-19 | 清华大学 | 功率半导体器件及其制作方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL272752A (ja) * | 1960-12-20 | |||
US4079403A (en) | 1976-11-01 | 1978-03-14 | Electric Power Research Institute, Inc. | Thyristor device with self-protection against breakover turn-on failure |
EP0303046B1 (de) | 1987-08-11 | 1992-01-02 | BBC Brown Boveri AG | Gate-Turn-Off-Thyristor |
JP3321185B2 (ja) | 1990-09-28 | 2002-09-03 | 株式会社東芝 | 高耐圧半導体装置 |
DE59203207D1 (de) * | 1991-09-20 | 1995-09-14 | Eupec Gmbh & Co Kg | Thyristor mit Randstruktur. |
JP3211604B2 (ja) * | 1995-02-03 | 2001-09-25 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JP2003069045A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
JP2004014922A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
DE10250608B4 (de) * | 2002-10-30 | 2005-09-29 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Thyristorbauelement mit verbessertem Sperrverhalten in Rückwärtsrichtung |
DE10358985B3 (de) | 2003-12-16 | 2005-05-19 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit einem pn-Übergang und einer auf einer Oberfläche aufgebrachten Passivierungsschicht |
US7304363B1 (en) * | 2004-11-26 | 2007-12-04 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Interacting current spreader and junction extender to increase the voltage blocked in the off state of a high power semiconductor device |
JP4936670B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2012-05-23 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置 |
DE102005046707B3 (de) * | 2005-09-29 | 2007-05-03 | Siced Electronics Development Gmbh & Co. Kg | SiC-PN-Leistungsdiode |
US7728409B2 (en) | 2005-11-10 | 2010-06-01 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US9048302B2 (en) * | 2008-01-11 | 2015-06-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Field effect transistor having semiconductor operating layer formed with an inclined side wall |
CN201562681U (zh) * | 2009-11-27 | 2010-08-25 | 西安电力电子技术研究所 | 正反向对称类台面负角造型晶闸管结终端 |
CN101752248A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-23 | 浙江四方电子有限公司 | 晶闸管管芯制造工艺 |
-
2011
- 2011-09-27 CN CN201180056961.9A patent/CN103222056B/zh active Active
- 2011-09-27 JP JP2013530696A patent/JP6026418B2/ja active Active
- 2011-09-27 WO PCT/EP2011/066740 patent/WO2012041836A1/en active Application Filing
- 2011-09-27 GB GB1305363.2A patent/GB2497245B/en active Active
- 2011-09-27 KR KR1020137007626A patent/KR101745437B1/ko active IP Right Grant
- 2011-09-27 DE DE112011103230.7T patent/DE112011103230B4/de active Active
-
2013
- 2013-03-26 US US13/850,732 patent/US8803192B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8803192B2 (en) | 2014-08-12 |
DE112011103230B4 (de) | 2021-11-25 |
KR20130118306A (ko) | 2013-10-29 |
GB2497245B (en) | 2015-04-01 |
WO2012041836A1 (en) | 2012-04-05 |
CN103222056A (zh) | 2013-07-24 |
GB201305363D0 (en) | 2013-05-08 |
KR101745437B1 (ko) | 2017-06-09 |
GB2497245A (en) | 2013-06-05 |
CN103222056B (zh) | 2016-08-10 |
JP2013542597A (ja) | 2013-11-21 |
DE112011103230T5 (de) | 2013-08-01 |
US20130207159A1 (en) | 2013-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6026418B2 (ja) | バイポーラノンパンチスルー電力半導体デバイス | |
KR102338173B1 (ko) | 주입된 측벽들을 가진 게이트 트렌치들을 갖는 전력 반도체 디바이스들 및 관련 방법들 | |
US10109725B2 (en) | Reverse-conducting semiconductor device | |
JP5787853B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
JP2018521503A (ja) | 炭化ケイ素パワー半導体デバイスのエッジ終端部を製造する方法 | |
US8587025B1 (en) | Method for forming laterally varying doping concentrations and a semiconductor device | |
CN107251198B (zh) | 绝缘栅功率半导体装置以及用于制造这种装置的方法 | |
KR101798273B1 (ko) | 바이폴라 펀치 쓰루 반도체 디바이스 및 그러한 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
JP6088586B2 (ja) | 逆導通パワー半導体デバイス | |
CN109314130B (zh) | 绝缘栅极功率半导体器件以及用于制造这种器件的方法 | |
JPWO2015104949A1 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP2018078216A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
EP2341528A1 (en) | Power Semiconductor Device and its manufacturing method | |
EP2463913A1 (en) | Bipolar reverse-blocking non-punch-through power semiconductor device | |
JP5992216B2 (ja) | バイポーラ・パンチ・スルー半導体デバイス及びそのような半導体デバイスを製造するための方法 | |
JP2003224281A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
CN111164759B (zh) | 具有高电流容量的馈线设计 | |
US10069000B2 (en) | Bipolar non-punch-through power semiconductor device | |
CN106711205B (zh) | 一种igbt及其制作方法 | |
EP2717314A1 (en) | Method of producing a junction termination for a power semiconductor device and corresponding power semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140801 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160209 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161012 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6026418 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |