JPS6074443A - pn接合半導体素子及びその製造方法 - Google Patents
pn接合半導体素子及びその製造方法Info
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- JPS6074443A JPS6074443A JP59134989A JP13498984A JPS6074443A JP S6074443 A JPS6074443 A JP S6074443A JP 59134989 A JP59134989 A JP 59134989A JP 13498984 A JP13498984 A JP 13498984A JP S6074443 A JPS6074443 A JP S6074443A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、少くとも1個のpn接合と、ペース層の深さ
が厳密に局限されたイオンとを有する半導体素子及びそ
の製造方法に関する。
が厳密に局限されたイオンとを有する半導体素子及びそ
の製造方法に関する。
電力用半導体素子−タイオード、トランジスタ、4層構
造−においては、素子の周波数限界に対して逆方向回復
時間、連断時間又はタンオフ時間が決定的である。従っ
てこの時間をなるべく短縮するように努力がなされてい
る。ところが在来の手段によるタンオフ時間の減少は必
ず他の決定的な・ぐラメータ、すなわち電流増幅、漏れ
電流、順方向電圧降下を阻害することが判明した。
造−においては、素子の周波数限界に対して逆方向回復
時間、連断時間又はタンオフ時間が決定的である。従っ
てこの時間をなるべく短縮するように努力がなされてい
る。ところが在来の手段によるタンオフ時間の減少は必
ず他の決定的な・ぐラメータ、すなわち電流増幅、漏れ
電流、順方向電圧降下を阻害することが判明した。
例えば米国特許公報第3943549号及び米国特許公
報第31377997号で公知のように、サイリスタの
タンオフ時間は少数キャリアの寿命によって、またそれ
と共にベースの再結合中心の数によって決まる。この再
結合中心の注入は、例えば深い中心を発生する物質、例
えは金、白金、ニッケルの拡散によシ、若しくは電子又
はγ線又はX綜量子の照射により、行われる。それによ
って発生・再結合中心が生じ、−無視できる偏移は別と
して一均質に、特に素子の層の厚みに均一に分布する。
報第31377997号で公知のように、サイリスタの
タンオフ時間は少数キャリアの寿命によって、またそれ
と共にベースの再結合中心の数によって決まる。この再
結合中心の注入は、例えば深い中心を発生する物質、例
えは金、白金、ニッケルの拡散によシ、若しくは電子又
はγ線又はX綜量子の照射により、行われる。それによ
って発生・再結合中心が生じ、−無視できる偏移は別と
して一均質に、特に素子の層の厚みに均一に分布する。
この再結合中心は密度N、(N、の単位= cm−5)
、禁止帯にあるエネルギ単位ET(ETの単位=eV)
及び電子捕獲(トラッf)定数Cn正孔捕獲定数C,(
Cn、、の単位== tyn−’・5−1)によって特
徴づけられる。これらの量によってサイリスタの3つの
重要な特性、すなわち洩れ電流■8、タンオフ時間τ、
及び順方向電圧降下UTが決まる。すなわち (3)τH1−τp+で。
、禁止帯にあるエネルギ単位ET(ETの単位=eV)
及び電子捕獲(トラッf)定数Cn正孔捕獲定数C,(
Cn、、の単位== tyn−’・5−1)によって特
徴づけられる。これらの量によってサイリスタの3つの
重要な特性、すなわち洩れ電流■8、タンオフ時間τ、
及び順方向電圧降下UTが決まる。すなわち (3)τH1−τp+で。
が成り立つ。式(1)及び(2)で町は真性伝導フェル
ミ・エネルギ(E、の単位=ev)、EFはシリコンの
フェルミエネルギ(E、の単位= eV )である。
ミ・エネルギ(E、の単位=ev)、EFはシリコンの
フェルミエネルギ(E、の単位= eV )である。
式(3)にはff1N、−Cn=τ訂1とN丁Cp=τ
、−1が導入されている。
、−1が導入されている。
そこで洩れm、流IR(I、の単位=A)は(4) i
、==q、n、 −A−w7’τ8cを介して、発生寿
命τIIcから導き出される。
、==q、n、 −A−w7’τ8cを介して、発生寿
命τIIcから導き出される。
式(4)で
q:素電荷(qの単位=A8)
n :シリコン真性伝導密度(町の単位=Crn)A二
横断面の而m(Aの単位= an2)W:空間電荷深さ
くWの単位=crn、)タンオフ時間(125℃で測定
)に対して、低注入寿命τ1□との間に近似的関保 (5)τq(125℃)=8τLl(25℃)が成シ立
つ。最終に、順方向電圧降下UTはサイリスタの順方向
特性 から確かめられる。式(6)で W−ペースの長さくWの単位=、> U=順方向電圧降下(Uの単位=v) k=セルツマンσ)9杓 T=温度(Tの単位=k) を表す。
横断面の而m(Aの単位= an2)W:空間電荷深さ
くWの単位=crn、)タンオフ時間(125℃で測定
)に対して、低注入寿命τ1□との間に近似的関保 (5)τq(125℃)=8τLl(25℃)が成シ立
つ。最終に、順方向電圧降下UTはサイリスタの順方向
特性 から確かめられる。式(6)で W−ペースの長さくWの単位=、> U=順方向電圧降下(Uの単位=v) k=セルツマンσ)9杓 T=温度(Tの単位=k) を表す。
これより次のことが明らかである。発生・?li結合中
心の数NTの増加によって少数キャリア寿命Tn=(C
n ” 14 T ) 及びτ −(C,#I’l、、
) ’が低1:スルと共eこ、式(2)により低注入前
≦1)τLlの低ト、又は式(5)VCよりタンオフ時
間τ9の所望の低下が?5jらiしる。ところが式(1
)及び(3)が示1′とヒろ((=よれは、そ〕1.と
平行して発生寿命τ8c及び高注入時定数τ5,1の低
下が必然的に起こる。式(4)及(,1・(6)にまれ
tf 、それは素イの4J様を超える、洩ノー、電流と
111目方向電圧低土の増加を:意味゛ノーる。[均質
なJj4(射の条件苓、−イ♀持しながしン、タ/オノ
1′:?間゛を減少することtJ二、もっばら式(1)
、(2ン、(゛りの1旨数項VCよって達成さfl、る
。推定によね【、11、技術的応用範囲しこ則し−し必
要争件τ。’;21. f)it It 8及υ・?−
<0.5μsが成り立つ。また喀々E、又はに: 、幻
1外 − でなければ々らない。この極端な要求を満足する再結合
中心の有無につい王の研究心づ、少くとも十分な実験的
結果をもたらさな〃・りだ、全く別の解決策が米Lr1
l q”;j許公報第4311534号により公知であ
る。それによれば、素子に対して垂直に差向けられた、
エネルギ範囲’2 < 10MeVの浸素イオン、α粒
子又はプロトンの照射は、アノード・n−ペース接合の
空間電荷領域tこ、深さが厳笛に局限さjLだ111結
合中心の発生をもたらす。必鉄な浸透深さが得られる加
速装置が外いとすれば、大きな質量(分子量16以上)
のイオンの使用は技術的理由から断念しなければならガ
い。電気的及び化学的活性を有するイオンは、この公知
の先行技術により、ば、いずれにしても論外であるとい
う(前掲個所4段7ないし30行)。
心の数NTの増加によって少数キャリア寿命Tn=(C
n ” 14 T ) 及びτ −(C,#I’l、、
) ’が低1:スルと共eこ、式(2)により低注入前
≦1)τLlの低ト、又は式(5)VCよりタンオフ時
間τ9の所望の低下が?5jらiしる。ところが式(1
)及び(3)が示1′とヒろ((=よれは、そ〕1.と
平行して発生寿命τ8c及び高注入時定数τ5,1の低
下が必然的に起こる。式(4)及(,1・(6)にまれ
tf 、それは素イの4J様を超える、洩ノー、電流と
111目方向電圧低土の増加を:意味゛ノーる。[均質
なJj4(射の条件苓、−イ♀持しながしン、タ/オノ
1′:?間゛を減少することtJ二、もっばら式(1)
、(2ン、(゛りの1旨数項VCよって達成さfl、る
。推定によね【、11、技術的応用範囲しこ則し−し必
要争件τ。’;21. f)it It 8及υ・?−
<0.5μsが成り立つ。また喀々E、又はに: 、幻
1外 − でなければ々らない。この極端な要求を満足する再結合
中心の有無につい王の研究心づ、少くとも十分な実験的
結果をもたらさな〃・りだ、全く別の解決策が米Lr1
l q”;j許公報第4311534号により公知であ
る。それによれば、素子に対して垂直に差向けられた、
エネルギ範囲’2 < 10MeVの浸素イオン、α粒
子又はプロトンの照射は、アノード・n−ペース接合の
空間電荷領域tこ、深さが厳笛に局限さjLだ111結
合中心の発生をもたらす。必鉄な浸透深さが得られる加
速装置が外いとすれば、大きな質量(分子量16以上)
のイオンの使用は技術的理由から断念しなければならガ
い。電気的及び化学的活性を有するイオンは、この公知
の先行技術により、ば、いずれにしても論外であるとい
う(前掲個所4段7ないし30行)。
本発明の目的とするところは、半導体素子の遮断又はタ
ンオフ時間の短縮をもたらすと共に、他の主要なパラメ
ータを阻害しない措置を−示すことである。冒頭に挙げ
た種類の素子において、本発明に基づき真性及び外因性
欠陥のだめの再結合中発生中心として注入さノLだ、任
意の原子量の、化学的ないしは電気的活性イオンによっ
て、」二記の目的が達成される。本発明の特に好適々実
施態杼(d、n−ペースに注入したイ;Aンである。
ンオフ時間の短縮をもたらすと共に、他の主要なパラメ
ータを阻害しない措置を−示すことである。冒頭に挙げ
た種類の素子において、本発明に基づき真性及び外因性
欠陥のだめの再結合中発生中心として注入さノLだ、任
意の原子量の、化学的ないしは電気的活性イオンによっ
て、」二記の目的が達成される。本発明の特に好適々実
施態杼(d、n−ペースに注入したイ;Aンである。
本発明にとって本質的に重要なの(」゛、外因性の欠陥
及び不純物、特に外因性及び真性欠陥の混合形態も適用
すること力;でき、初めに本発明に基づ0」を適用せず
に製造六〕7た素子が、後で少くとも若干改善さ11る
ことでがろ7.−例えば上記米国市許公報第43]]!
”i34号からしげしげ明確に察知されるよう(Fl−
化学的及び電気的に不活性なイオンに限られていると−
1)1ば、再結合中I[)として真性欠陥を発生するこ
としかできない。そノ1&でよって半導体材料、例えば
シリコンの禁止帯の、適用可能を深いエネルギ1ノベル
とトラップ ることになる。
及び不純物、特に外因性及び真性欠陥の混合形態も適用
すること力;でき、初めに本発明に基づ0」を適用せず
に製造六〕7た素子が、後で少くとも若干改善さ11る
ことでがろ7.−例えば上記米国市許公報第43]]!
”i34号からしげしげ明確に察知されるよう(Fl−
化学的及び電気的に不活性なイオンに限られていると−
1)1ば、再結合中I[)として真性欠陥を発生するこ
としかできない。そノ1&でよって半導体材料、例えば
シリコンの禁止帯の、適用可能を深いエネルギ1ノベル
とトラップ ることになる。
本発明の利点は一既(tこ別様に処胛ン驚)1,でいな
い素子の場合=!侍に3つσ戸?ラメータ、クン、1フ
時間/順方向電圧降下/漏ノ1,電流又(・」逆゛眠流
にオイて、これらの量のそれぞれを他の/Pラメータに
にとんと無関係に最適化できることである@換口すれば
、タンオフ時間の減少が不可避的に他の・ぞラメータの
悪化を覚悟することと、もはや結びつかないのである。
い素子の場合=!侍に3つσ戸?ラメータ、クン、1フ
時間/順方向電圧降下/漏ノ1,電流又(・」逆゛眠流
にオイて、これらの量のそれぞれを他の/Pラメータに
にとんと無関係に最適化できることである@換口すれば
、タンオフ時間の減少が不可避的に他の・ぞラメータの
悪化を覚悟することと、もはや結びつかないのである。
従って上記の半導体素子の止!!.造の時に既に、この
よう々最適化を行わなりればならないことはもちろんで
ある。こiLに特に適合する製造方法は、本発明に基づ
きイオンの種類、浸透深さ及び注入の輪郭に応じて選定
するエネルギを有する、化学的ないしは電気的に活性な
イオンの、素子に対して垂jαの照射による注入と、続
いて少くとも4 0 0 ’U 。
よう々最適化を行わなりればならないことはもちろんで
ある。こiLに特に適合する製造方法は、本発明に基づ
きイオンの種類、浸透深さ及び注入の輪郭に応じて選定
するエネルギを有する、化学的ないしは電気的に活性な
イオンの、素子に対して垂jαの照射による注入と、続
いて少くとも4 0 0 ’U 。
最高9()0℃の温度で少くとも1()分間、好ましく
は30分間にわ7ビる素子の熱処理とを71!i徴とす
る。また・fオン放射の側部をピンホール絞シで制限す
ることができろ。最小又は最適熱処理時間を超える熱処
理は問題ない,、また熱処理はレーダ°光線ないしは電
子線!/(: 、lニジ急速熱処理として、極めて短い
時間で行うことが好ましい。
は30分間にわ7ビる素子の熱処理とを71!i徴とす
る。また・fオン放射の側部をピンホール絞シで制限す
ることができろ。最小又は最適熱処理時間を超える熱処
理は問題ない,、また熱処理はレーダ°光線ないしは電
子線!/(: 、lニジ急速熱処理として、極めて短い
時間で行うことが好ましい。
ところで、利用TjJ能なイオン加速装置においてL“
1− 工f. ル:?’ G− r/’.’ lへai
? 1111 ヤ白 山rrt”3J Bコ−4− y
>とができるから、イオンの種類と線量、所望の浸透
深さ、すなわちn−ペース内部のイオン注入輪郭の平均
位置、及びイオン注入輪郭自体の選択に、事実上制限は
ない。乙のために−それ自体公知のように一約20μm
の半値幅が得られる。
1− 工f. ル:?’ G− r/’.’ lへai
? 1111 ヤ白 山rrt”3J Bコ−4− y
>とができるから、イオンの種類と線量、所望の浸透
深さ、すなわちn−ペース内部のイオン注入輪郭の平均
位置、及びイオン注入輪郭自体の選択に、事実上制限は
ない。乙のために−それ自体公知のように一約20μm
の半値幅が得られる。
線量は約lO12イオン/cfnを超えてはならない。
素子の後続の熱処理は後の使用特性に対して本質的な影
響を与える。特に真性再結合中心の、他の場合に生じる
自己治癒が、これによって阻止される。むしろドーグさ
れたイオンの電気的活性化が生じるのである。イオンは
シリコンの格子構造に安定に組み入れられ、それによっ
てパックグラウンド・ドーピングのように遮断時間特性
に影響を及はす。
響を与える。特に真性再結合中心の、他の場合に生じる
自己治癒が、これによって阻止される。むしろドーグさ
れたイオンの電気的活性化が生じるのである。イオンは
シリコンの格子構造に安定に組み入れられ、それによっ
てパックグラウンド・ドーピングのように遮断時間特性
に影響を及はす。
このようにして本発明に基づく製造方法の実Mr4態様
にとって、次の措置が肝要である。化学的ないしは電気
的活性イオンを側部制限イτ1き又は無しのイオン加速
装置にょシ、いずれKせよ深さを厳密に局限して、素子
のn−ペースに注入し、それによって純粋な又は結合性
の真性乃rド外因悼欠陥を発生ずる。イオン注入の後、
熱処理によって才子を安定化する。
にとって、次の措置が肝要である。化学的ないしは電気
的活性イオンを側部制限イτ1き又は無しのイオン加速
装置にょシ、いずれKせよ深さを厳密に局限して、素子
のn−ペースに注入し、それによって純粋な又は結合性
の真性乃rド外因悼欠陥を発生ずる。イオン注入の後、
熱処理によって才子を安定化する。
第1のMrlによって、一方では欠陥中11ノの厳密な
局限と、他方では注入さハた杓結酋中心のエイ、ルギ準
位又は捕獲確率の最3@な選択という2つの利点が統合
される。第2の措置は、素子の長時間安定化をもたらす
。注入は、例えば10 MeV以上の最終エネルギと十
分な電流強きのイオン加速装置によって行シことができ
る。
局限と、他方では注入さハた杓結酋中心のエイ、ルギ準
位又は捕獲確率の最3@な選択という2つの利点が統合
される。第2の措置は、素子の長時間安定化をもたらす
。注入は、例えば10 MeV以上の最終エネルギと十
分な電流強きのイオン加速装置によって行シことができ
る。
イオンのエネルーY1線量及び鉦類又は熱処理の温度、
時間及びガスの選択は、経験的に行うことができる。そ
のft、めにエネルギを一定して、順方向電圧、タンオ
フ時間(又は逆方向回り電荷)及び漏れ電流を注入量の
関数とし、で測定する。測定は、pペースと−1ノード
側pn接合領域の間に欠陥最大層をもたら1エイ・ルギ
領域に対して反復さiする。θ(に素子を約30分の固
定期間の間、欠陥全治ガス(例えば化成ガス、水素)の
中で約400 ℃ないし9C)0℃の範囲の温度にさら
す。
時間及びガスの選択は、経験的に行うことができる。そ
のft、めにエネルギを一定して、順方向電圧、タンオ
フ時間(又は逆方向回り電荷)及び漏れ電流を注入量の
関数とし、で測定する。測定は、pペースと−1ノード
側pn接合領域の間に欠陥最大層をもたら1エイ・ルギ
領域に対して反復さiする。θ(に素子を約30分の固
定期間の間、欠陥全治ガス(例えば化成ガス、水素)の
中で約400 ℃ないし9C)0℃の範囲の温度にさら
す。
本発明の実施態様では遮断時間又はタンオフ時間が、少
なくとも係数2だけ低゛減された。それ故、本発明に基
づき上記の半導体素子を高速電力用ダイオード、電力用
トランゾスタ又は高速周波数サイリスタとして使用する
ことが好ましいり 適当なサイリスタの性質につめては「第12回ヨーロッ
・卆・ソリッドステート装置研究会議」ESSDERC
82及びr1982年第7回ソリッドステート装置技術
シンポソウム」1982年9月13〜16日(会議資料
121−122員を参照)の場で報告された。
なくとも係数2だけ低゛減された。それ故、本発明に基
づき上記の半導体素子を高速電力用ダイオード、電力用
トランゾスタ又は高速周波数サイリスタとして使用する
ことが好ましいり 適当なサイリスタの性質につめては「第12回ヨーロッ
・卆・ソリッドステート装置研究会議」ESSDERC
82及びr1982年第7回ソリッドステート装置技術
シンポソウム」1982年9月13〜16日(会議資料
121−122員を参照)の場で報告された。
次に図面に基づいて、本発明の実施態様を更に詳細に説
明する。
明する。
第1図は製造中の、すなわちすべての層が既に作製され
、ドーピング段階が行われたが、金属化、接続端子、被
覆又は不動態化がまだない段階のサイリスタの代表的な
例を示す。この素子を高エネルギイオン加速装置のイオ
ン放射にさらした後(第2図も参照)、n−ベースの、
破線で示[突した区域に、深さが鮮鋭に局限されたイオ
ンがあり、このイオンによって素子に小寿命ギヤリア領
域が発生した。
、ドーピング段階が行われたが、金属化、接続端子、被
覆又は不動態化がまだない段階のサイリスタの代表的な
例を示す。この素子を高エネルギイオン加速装置のイオ
ン放射にさらした後(第2図も参照)、n−ベースの、
破線で示[突した区域に、深さが鮮鋭に局限されたイオ
ンがあり、このイオンによって素子に小寿命ギヤリア領
域が発生した。
第2図で明らかなように、素子例えばサイリスタの表向
におおむね垂直に差向けられたビーム2の中のイオンが
素子IK到達する。複数個の上記素子1′f:タレット
3に取付け、又は例えばカセット交換装置を介して照射
場所に置くことができる。素子1のホルダーは加熱又は
冷却可能であることが好ましい。その実施例としてコイ
ル管5の一部を示す。コイル管5の中に冷却剤が循環さ
れ、又は電熱コイル線等がある。
におおむね垂直に差向けられたビーム2の中のイオンが
素子IK到達する。複数個の上記素子1′f:タレット
3に取付け、又は例えばカセット交換装置を介して照射
場所に置くことができる。素子1のホルダーは加熱又は
冷却可能であることが好ましい。その実施例としてコイ
ル管5の一部を示す。コイル管5の中に冷却剤が循環さ
れ、又は電熱コイル線等がある。
照射時の最適温度は経験的に確かめる。
被照射素子lの一部、特に例えばその縁端区域は、例え
ばシリコン、アルミニウムまたは類似の材料の、十分に
厚いピンホール絞シ4で隠蔽することができる。絞シ4
は例えば−1kV屯圧VC接続される。イオン放#J2
は集束し、又は振動しつつ素子1に送ることができる。
ばシリコン、アルミニウムまたは類似の材料の、十分に
厚いピンホール絞シ4で隠蔽することができる。絞シ4
は例えば−1kV屯圧VC接続される。イオン放#J2
は集束し、又は振動しつつ素子1に送ることができる。
イオン/7−1浩頻を1釈1−洛e l −+ 24−
縛りの面端3 照射時間及びイオン電荷状態を考慮して
、ビーム電流を積分することによシイオン線景が検出さ
れる。
縛りの面端3 照射時間及びイオン電荷状態を考慮して
、ビーム電流を積分することによシイオン線景が検出さ
れる。
照射された素子1の熱処理は、例えば照射の後、即刻行
うととができる。これはタレット、7、カセット交換装
置等の場合、後続位置の1つで行うか又は開始し、若し
くは処理条件がイオン注入後の熱処理の処理条件と両立
するならば、金属焼結又は素子1に加えられるその他の
高副処理と同一の単位工程で行う。
うととができる。これはタレット、7、カセット交換装
置等の場合、後続位置の1つで行うか又は開始し、若し
くは処理条件がイオン注入後の熱処理の処理条件と両立
するならば、金属焼結又は素子1に加えられるその他の
高副処理と同一の単位工程で行う。
続いて標準的方法により、部品1を完成する。
第3図に示す素子1、すなわちサイリスタのn−ペース
には、その深さXで照射方向に対して垂直に浸透し、厳
密に局限して注入さハ、た・iAンの輪廓6が示されて
いる。最大の両側で濃度が極めて急激に低下し、測定技
術的にもはや検出し得ない値となる。深さXの絶対値は
、自由に選定することができる。つまり、原則としてこ
の図は、半導体材料や選択するイオンの種類にかかわシ
なく成立する訳である。
には、その深さXで照射方向に対して垂直に浸透し、厳
密に局限して注入さハ、た・iAンの輪廓6が示されて
いる。最大の両側で濃度が極めて急激に低下し、測定技
術的にもはや検出し得ない値となる。深さXの絶対値は
、自由に選定することができる。つまり、原則としてこ
の図は、半導体材料や選択するイオンの種類にかかわシ
なく成立する訳である。
半導体内のイオンの輪郭とその位置は、そこにイオンを
注入した結果化じた、半導体の「欠陥」と考えられる。
注入した結果化じた、半導体の「欠陥」と考えられる。
後熱処理をしない、56MθV注入によるシリコン中の
ホウ素のプロファイルを第4図に示す・シリコン・ウェ
ー・03つの異なる場所で測定した。1.00 %の欠
陥は、電子回折において「無定形環」の出現に相当する
。浸透深さXは加速装置のエネルギとイオン及び基質の
質景に関係するから、それに応じてイオン輪郭をス1定
することができる。このように厳密な局限に対(2て、
約20μmのイオン輪郭の半値幅が普通である。
ホウ素のプロファイルを第4図に示す・シリコン・ウェ
ー・03つの異なる場所で測定した。1.00 %の欠
陥は、電子回折において「無定形環」の出現に相当する
。浸透深さXは加速装置のエネルギとイオン及び基質の
質景に関係するから、それに応じてイオン輪郭をス1定
することができる。このように厳密な局限に対(2て、
約20μmのイオン輪郭の半値幅が普通である。
ペース層の厚さXにわたるキャリア濃度n/n−の推移
の各々4つの離散的時点で示した、第5図と第6図の線
図、すなわちイオンを注入しない素子に相当する第5図
と、イオンを注入した素子に相当する第6図を比較する
ことによ、!l)(当該の線図の下に示す層列も参照)
、ペース層の小寿命キャリア領域7によるスイッチーン
グ速度の増加に関する機能が明瞭である。極めて薄く、
電流流れ方向に対して垂直に伸張するこの領域7は、初
めに一1=0及びt=O,OFIの時−このような領域
がない素子と比較1−1でギヤリア濃度の僅かな増加を
もたらすが、短時間後に既、に−t=0.2τの時−特
に隣接のp ”−梠との境宥で、著1−7〈小さな値を
もたらず。こlll′lV(交1し、マ小得命キャリア
領切7がガい素子では、この」、うな領域がある素子な
らば新しいクイ1.ヂングリーイクルが始まる時点t=
τで、虜だかなりの=S= 、? IJア濃、度が存在
する。力お、このエリ、象についで、当該の割qの理論
的結果としてで仁1、弗)るが、1IIEEE Tra
nsuctlonFIof Electron I)p
virrs” ED30巻7号(1983年7月)78
2ないし−79(1頁でも報告されている。
の各々4つの離散的時点で示した、第5図と第6図の線
図、すなわちイオンを注入しない素子に相当する第5図
と、イオンを注入した素子に相当する第6図を比較する
ことによ、!l)(当該の線図の下に示す層列も参照)
、ペース層の小寿命キャリア領域7によるスイッチーン
グ速度の増加に関する機能が明瞭である。極めて薄く、
電流流れ方向に対して垂直に伸張するこの領域7は、初
めに一1=0及びt=O,OFIの時−このような領域
がない素子と比較1−1でギヤリア濃度の僅かな増加を
もたらすが、短時間後に既、に−t=0.2τの時−特
に隣接のp ”−梠との境宥で、著1−7〈小さな値を
もたらず。こlll′lV(交1し、マ小得命キャリア
領切7がガい素子では、この」、うな領域がある素子な
らば新しいクイ1.ヂングリーイクルが始まる時点t=
τで、虜だかなりの=S= 、? IJア濃、度が存在
する。力お、このエリ、象についで、当該の割qの理論
的結果としてで仁1、弗)るが、1IIEEE Tra
nsuctlonFIof Electron I)p
virrs” ED30巻7号(1983年7月)78
2ないし−79(1頁でも報告されている。
第11シlけサイリスクの横断面略図、第21’Zl
&:1被照射素子の配列の、一部載断し2だ側面図、第
3図は注入イオンの位置と輪郭を示1.. )eサイリ
スクの横断面略図、第4図はシリコン中のホウ素のfr
+ファイル、第5図及び第6図1イオン注入のない素子
第5図及びある素子第6図のキャリア濃度の時間的変化
の線図を示す。 1・・・半導体素子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦11?I lf
u 51”0”13[1特許庁長官 志 賀 学 殿 1 事件の表示 特願昭59−134989号 2発明の名称 pnn接合半導体壬子びその製造方法 :3.補止をする者 事件との関係 粕許出願人 ブラウン°ゲパリ°ウント晦シー・アクチェングゼルシ
ャフト(Iンi’ t−s、) 71代、I′+1人 5 補正命令の日付 昭和59年9月25日 f) 補11:の幻蒙
&:1被照射素子の配列の、一部載断し2だ側面図、第
3図は注入イオンの位置と輪郭を示1.. )eサイリ
スクの横断面略図、第4図はシリコン中のホウ素のfr
+ファイル、第5図及び第6図1イオン注入のない素子
第5図及びある素子第6図のキャリア濃度の時間的変化
の線図を示す。 1・・・半導体素子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦11?I lf
u 51”0”13[1特許庁長官 志 賀 学 殿 1 事件の表示 特願昭59−134989号 2発明の名称 pnn接合半導体壬子びその製造方法 :3.補止をする者 事件との関係 粕許出願人 ブラウン°ゲパリ°ウント晦シー・アクチェングゼルシ
ャフト(Iンi’ t−s、) 71代、I′+1人 5 補正命令の日付 昭和59年9月25日 f) 補11:の幻蒙
Claims (9)
- (1) 少なくとも1つのpn接合とペース層の深さ方
向に厳密に局限されたイオンを有する半導体素子におい
て、任意の原子量の化学的ないしは電気的活性イオンが
真性及び外因性欠陥のだめの再結合・発生中心として注
入さiシることを特徴とする半導体素子。 - (2) イオンがn−ペースに注入されることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の半導体素子。 - (3) 電力用ダイオードとして使用されること’を特
徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の半
導体素子。 - (4)電力用トランiスタとして使用されることを特徴
とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の半導
体素子。 - (5)ザイリスタとしで使用されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項ま/こは第2項に記載の半導体素子
。 - (6) 少なくとも1つのpn接合とペース層の深さ方
向に厳密に局限さり、たイオン7y有する?1′導体素
子をりr造する方法に」9いて、イメンの種類。 浸透深さ及び注入の輪郭に応じて選定されるエネルギを
有する、化学的々いしは正、気的に719性なイオンを
半導体素子に対して垂直に照射−4゛ることによって注
入し、続いて少なくとも4 fl OC,I汁大90
(1℃の温琲−で少なくとも1()分間、好寸しくは3
0分間にわたり半導体素子を熱処理することを特徴とす
る半導体素子の製造方法。 - (7) イオンがn−ペースに注入さ力、ることを特徴
とする特許請求の範囲第6項Vci己載の半導体素子の
製造方法。 - (8) イオンビームの側部をピンホール絞りによって
制限することを特徴とする% it’l肖+’l求のl
ii+。 門弟6項に記載の半導体素子の製造方法。 - (9) レーザ光線ないしは電子ビームの照射によって
急速熱処理することを特徴とする特#’r 請求の範囲
第6項また祉第8項のいずれか1つに記載の半導体素子
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3323672.0 | 1983-07-01 | ||
DE3323672 | 1983-07-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6074443A true JPS6074443A (ja) | 1985-04-26 |
Family
ID=6202839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59134989A Pending JPS6074443A (ja) | 1983-07-01 | 1984-06-29 | pn接合半導体素子及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0130457A1 (ja) |
JP (1) | JPS6074443A (ja) |
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-
1984
- 1984-06-19 EP EP84106988A patent/EP0130457A1/de not_active Withdrawn
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