NL7807835A - SEMICONDUCTOR DEVICE. - Google Patents
SEMICONDUCTOR DEVICE. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7807835A NL7807835A NL7807835A NL7807835A NL7807835A NL 7807835 A NL7807835 A NL 7807835A NL 7807835 A NL7807835 A NL 7807835A NL 7807835 A NL7807835 A NL 7807835A NL 7807835 A NL7807835 A NL 7807835A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- region
- junction
- electrode
- semiconductor device
- voltage
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 80
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 59
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 38
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 18
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000637 aluminium metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
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
- H01L29/66—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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
-
- 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
- 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
- H01L29/0603—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]
- H01L29/063—Reduced surface field [RESURF] pn-junction structures
-
- 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
- H01L29/1025—Channel region of field-effect devices
- H01L29/1029—Channel region of field-effect devices of field-effect transistors
- H01L29/1058—Channel region of field-effect devices of field-effect transistors with PN junction gate
-
- 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
- H01L29/107—Substrate region of field-effect devices
- H01L29/1075—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors
- H01L29/1079—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/1087—Substrate region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate characterised by the contact structure of the substrate region, e.g. for controlling or preventing bipolar effect
-
- 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
- H01L29/36—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the concentration or distribution of impurities in the bulk material
-
- 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
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/732—Vertical transistors
- H01L29/7322—Vertical transistors having emitter-base and base-collector junctions leaving at the same surface of the body, e.g. planar transistor
-
- 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
- H01L29/747—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
- H01L29/68—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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/802—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with heterojunction gate, e.g. transistors with semiconductor layer acting as gate insulating layer, MIS-like transistors
- H01L29/803—Programmable transistors, e.g. with charge-trapping quantum well
-
- 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/808—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a PN junction gate, e.g. PN homojunction gate
-
- 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/808—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a PN junction gate, e.g. PN homojunction gate
- H01L29/8083—Vertical transistors
-
- 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/812—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate
Landscapes
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
*» • - 'V :^'Ti .-r - 11'' “-’W.i-j .··,;:·.· ··=·" , ·.. ·:- ·.:·- /·* ' . - · · ,: ";Γ- ^r“ . ^...1 f’ ... V · ' . " Ί ·.* »• - 'V: ^' Ti.-R - 11 ''" -'Wi-j. ··,;: ·. · ·· = · ", · .. ·: - ·.: · - / · * '. - ·,: "; Γ- ^ r". ^ ... 1 f "... V ·". "Ί ·.
voor/la PHN 9188_____ ________ N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven. ifor / la PHN 9188_____ ________ N.V. Philips1 Incandescent light factories in Eindhoven. i
Halfge1eiderinrichting.Semiconductor device.
De uitvinding heeft betrekking op een halfge-leiderinrichting met een halfgeleiderlichaam met een praktisch vlak oppervlak bevattende ten minste een veldeffekt-transistor met een aanvoerelektrode en een afvoerelektrode, 5 een daartussen gelegen kanaalgebied en een aan het kanaal- gebied grenzende stuurelektrode om door middel van een aan de stuurelektrode aangelegde stuurspanning een uitputtings— zone te beïnvloeden voor het regelen van een stroom van ladingsdragers tussen de aan- en afvoerelektroden, waarbij 10 de veldeffekttransistor een laagvormig eerste gebied van een eerste geleidingstype bevat dat met een daaronder liggend tweede gebied van het tweede geleidingstype een praktisch evenwijdig aan het oppervlak lopende eerste pn-overgang vormt, waarbij althans in de bedrijfstoestand een eiland-15 vormig deel van het eerste gebied zijwaarts althans ten dele begrensd wordt door een tweede pn-overgang met bijbehorende uitputtingszone die gevormd wordt tussen het eerste gebied en een aan het eerste gebied grenzend derde gebied van het tweede geleidingstype met een hogere dotaringsconcentratie 20 dan het tweede gebied, welke tweede pn-overgang een lagere d.oorslagspanning heeft dan de eerste pn-overgang, waarbij althans de stuurelektrode aan het eilandvormige deel grenst.The invention relates to a semiconductor device with a semiconductor body with a practically flat surface, comprising at least one field-effect transistor with a supply electrode and a discharge electrode, a channel region located therebetween and a control electrode adjacent to the channel region. control voltage applied to the control electrode to affect a depletion zone for controlling a current of charge carriers between the supply and drain electrodes, the field effect transistor including a layered first region of a first conductivity type having an underlying second region of the second conductivity type forms a first pn junction practically parallel to the surface, wherein at least in the operating state an island-shaped part of the first region is at least partly bounded laterally by a second pn junction with associated depletion zone formed between the first region and aa In the first region adjacent third region of the second conductivity type with a higher dot-sharing concentration than the second region, the second pn junction has a lower breakdown voltage than the first pn junction, at least the control electrode adjoining the island-shaped part.
Een halfgeleiderinrichting van de beschreven soort is bijvoorbeeld bekend uit het Amerikaanse Octrooischrift 25 3,586,931.A semiconductor device of the type described is known, for example, from United States Patent Specification 3,586,931.
Onder het beïnvloeden van een uitputtingszone voor het regelen van de stroom wordt in deze aanvrage verstaan hetzij het door middel van het variëren van de dikte van een uitputtingszone vernauwen of verwijden van een door 30 deze pitputtingszone begrensd stroomkanaal, hetzij het door 780 7 8 3 5 “ 2 -By influencing a depletion zone for controlling the current in this application is meant either narrowing or widening a flow channel bounded by this pit depletion zone by varying the thickness of an exhaustion zone, or the 780 7 8 3 5 “2 -
» II
PHN 9188 ___ variëren van de potentiaalverdeling in een uitputtingszone veranderen van een zich door deze uitputtingszone heen bewegende stroom van ladingsdragers.PHN 9188 ___ varying the potential distribution in a depletion zone changing a flow of charge carriers traveling through this depletion zone.
De genoemde veldeffekttransistor kan verschil-5 lende, strukturen hebben, al naar gelang de vorm van de aan- jvoer-, afvoer- en stuurelektroden. Zo kunnen deze elektroden | |de vorm hebben van metaallagen die op het halfgeleider-{oppervlak ohmse aan- en afvoercontacten, en één of meer jgelijkrichtende stuurelektroden met Schottky-contacten 10 vormen. Ook kunnen de aanvoer-, afvoer- en stuurelektroden ; .The said field effect transistor can have different structures, depending on the shape of the supply, discharge and control electrodes. For example, these electrodes in the form of metal layers which form ohmic input and output contacts on the semiconductor surface and one or more rectifying electrodes with Schottky contacts. The supply, discharge and control electrodes; .
gevormd worden door metaallagen die aansluiten op halfge-; leidende elektrodezones die met het aangrenzende deel van ! het halfgeleiderlichaam pn-overgangen (in het geval van j stuurelektroden) of niet-gelijkrichtende overgangen (voor 15 !de aan- en afvoerelektroden) vormen. Voorts kan de stuur- elektrode, zoals bijvoorbeeld bij een zogenaamde ”deep-depletion” veldeffekttransistor, de vorm hebben van een ge-j leidende laag die door een isolerende laag van liet halfge- i leideroppervlak gescheiden is, en waarmee in het kanaalge- ! 20 bied de genoemde uitputtingszone wordt gevormd. Waar in deze j ; aanvrage sprake is van aanvoer-, afvoer- en stuurelektroden. dienen daarbij dan ook als inbegrepen te worden beschouwd j ;de eventueel bij deze elektroden behorende elektrodezones .respektievelijk isolerende lagen.are formed by metal layers that adjoin semicircular; lead electrode zones that connect with the adjacent part of! the semiconductor body forms pn junctions (in the case of control electrodes) or non-rectifying transitions (for the supply and drain electrodes). Furthermore, as in the case of a so-called "deep-depletion" field effect transistor, the control electrode may be in the form of a conductive layer which is separated from the semiconductor surface by an insulating layer and with which the channel is formed in the channel. 20, the said depletion zone is formed. Where in this j; application concerns supply, discharge and control electrodes. should therefore also be regarded as included, the electrode zones possibly associated with these electrodes and insulating layers, respectively.
25 : Bij de bekende veldeffekttransistors van de be- j schreven soort kunnen over het algemeen geen hoge spanningen worden aangelegd over de eerste en tweede pn-overgang. Dit ; komt onder meer doordat, lang vóór de theoretisch op grond: van het doteringsprofiel te verwachten doorslagspanning van 30 de eerste pn-overgang is bereikt, reeds doorslag optreedt aan de tweede pn-overgang, ten gevolge van de aldaar !25: In the known field effect transistors of the type described, high voltages generally cannot be applied across the first and second pn junctions. This ; This is partly because, long before the theoretical breakdown voltage of the first pn junction to be expected from the doping profile has already been reached, breakdown of the second pn junction already occurs, as a result of the there!
i ' Ii 'I
heersende ongunstige veldverdeling. Deze doorslag treedt meestal op aan, of in de onmiddellijke nabijheid van het oppervlak.prevailing unfavorable field distribution. This breakdown usually occurs on or in the immediate vicinity of the surface.
35 Men kan, om de toelaatbare spanning te verhogen,, de doteringsconcentratie van het eerste gebied verkleinen, ‘ ën tevens, om ruimte te maken voor de zich daardooi’ verder 780 78 3 535 To increase the allowable voltage, one can decrease the doping concentration of the first region, "and also, to make room for the thawing" further 780 78 3 5
r Ir I
- 3 - PHN 9188__________________ in het eerste gebied uitstrekkende uitputtingszone, de dikte ervan vergroten. Aangezien echter de kanaalgeleiding evenredig met de dikte, doch de afknijpSpanning evenredig met jhet kwadraat van de dikte van het kanaalgebied is, zal deze 5 (maatregel tengevolge hebben dat bij gelijkblijvende lengte ‘en breedte van het kanaal, en bij gelijkblijvende afknijp-ispanning, de kanaalgeleiding verlaagd^wordt. Voor de afknijp- ispanning V vindt men namelijk V » 3· en voor de kanaal-p jfq /U Na P 2 £ igeleiding G = - waarin a de dikte van het door de 10 stuurelektrode afgeknepen kanaalgebied, N de doteringscon- centratie van het kanaalgebied, V de breedte en L de lengte van het kanaalgebied, yu de beweeglijkheid van de ladings-jdragers, q de elektronenlading en B de diëlektrische constante van het halfgeleidermateriaal is. Verlaagt men nu 15 N tot een· waarde Nr s ~ (β ^ 1), dan vindt men voor gelijk blijvende afknijpspanning V : "ψψ-VÏ- 3 - PHN 9188__________________ depletion zone extending in the first region, increasing its thickness. However, since the channel conductivity is proportional to the thickness, but the pinch-off voltage is proportional to the square of the thickness of the channel area, it will have the measure that, with the same length and width of the channel, and with the same pinch-off voltage, channel conduction is lowered, namely V »3 · for the pinch-off voltage V and for the channel-P jfq / U Na P 2 £ conductor G = - in which a is the thickness of the channel region pinched off by the control electrode, N is the doping concentration of the channel region, V the width and L the length of the channel region, yu is the mobility of the charge carriers, q is the electron charge and B is the dielectric constant of the semiconductor material. s ~ (β ^ 1), one finds for constant squeezing voltage V: "ψψ-VÏ
Een dergelijke verlaging van de kanaalgeleiding j s 20 is echter voor de goede werking van de veldeffekttransistor i meestal zeer nadelig. j !However, such a lowering of the channel conduction j s 20 is usually very disadvantageous for the proper operation of the field effect transistor i. j!
De uitvinding beoogt onder meer een halfgeleider-inrichting met een vlak oppervlak te verschaffen die een j veldeffekttransistor van een nieuwe struktuur bevat, welke j 25 inrichting kan worden toegepast bij zeer veel hogere span-j ningen dan bekende veldeffekttransistors van de beschreven ; soort, zonder de kanaalgeleiding te verlagen, i De uitvinding berust onder meer op het inzicht dat dit in tegenstelling tot de verwachting kan worden be-j 30 reikt door de dikte van het eerste gebied niet te vergroten doch te verkleinen.The object of the invention is inter alia to provide a flat surface semiconductor device containing a new structure field effect transistor which can be used at very much higher voltages than known field effect transistors of the described; The invention is based, inter alia, on the insight that, contrary to expectations, this can be achieved by not increasing but decreasing the thickness of the first region.
Een halfgeleiderinrichting van de beschreven soort ) is derhalve volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat ; de doteringsconcentratie en de dikte van het eerste gebied gering zijn dat in aanwezigheid van een spanning in de 7807835 < t - h - PHN 9188__ keerrichting tussen het tweede gebied en een tot de aanvoei-, afvoer- en stuurelektroden behorend, met het eilandvormige gebied een niet-gelijkrichtend contact vormend contactgebied jvan de veldeffekttransistor de uitputtingzone zich althans 5 Itussen dit contactgebied en de tweede pn-overgang vanaf de i jeerste pn-overgang over de gehele dikte van het eilandvormige gebied uitstrekt bij een spanning die lager is dan ;de doorslagspanning van de tweede pn-overgang.According to the invention, a semiconductor device of the type described is therefore characterized in that; the doping concentration and the thickness of the first region are small, that in the presence of a voltage in the 7807835 <t - h - PHN 9188__ reverse direction between the second region and a part of the supply, discharge and control electrodes, with the island-shaped region a non-rectifying contact forming contact region of the field effect transistor, the depletion zone extends at least between this contact region and the second pn junction from the first pn junction over the entire thickness of the island-shaped region at a voltage lower than the breakdown voltage of the second pn junction.
Het genoemde contactgebied kan een elektrode of j 10 :elektrodezone zijn die direct aan de bron van de genoemde i i keerspanning is aangesloten, maar ook bijvoorbeeld een halfgeleiderzone die zelf niet van een aansluitgeleider ! jvoor.zien is doch op andere wijze, bijvoorbeeld via een er j ,aan grenzende halfgeleiderzone, op de gewenste potentiaal ! ! j 15 wordt gebracht. ] i Doordat het eilandvormige gebied van het eerste j geleidingstype tussen het genoemde contactgebied en de ! t j tweede pn-overgang reeds geheel verarmd is bij een spanning, ί ; die lager is dan de doorslagspanning van de tweede pn-over-20 gang wordt de veldsterkte aan het oppervlak zodanig ver- ! i laagd, dat de doorslagspanning niet meer praktisch geheel | door deze tweede pn-overgang, maar in belangrijke mate door i de parallel aan het oppervlak lopende eerste pn-overgang iThe said contact area can be an electrode or electrode zone which is connected directly to the source of the said reverse voltage, but also, for example, a semiconductor zone which does not itself have a connection conductor! However, the desired potential is provided in a different manner, for example via an adj adjoining semiconductor zone. ! j 15 is brought. Because the island-shaped region of the first conductivity type is between the said contact region and the the second pn junction is already completely depleted at a voltage, ί; which is lower than the breakdown voltage of the second pn junction, the field strength at the surface is increased so much! i low, that the breakdown voltage is no longer practically complete by this second pn junction, but to a large extent by i the first pn junction i running parallel to the surface
Iwordt bepaald.I is determined.
25 Op deze wijze kan tussen het eerste en het tweede i gebied een zeer hoge doorslagspanning worden verkregen, die onder omstandigheden de theoretisch op grond van de doteringen van het eerste en tweede gebied te verwachten hoge. doorslagspanning kan benaderen.In this way, a very high breakdown voltage can be obtained between the first and the second region, which under certain circumstances is the high that can theoretically be expected on the basis of the doping of the first and second region. breakdown voltage can approach.
30 Om wat betreft de doorslagspanning optimaal j profijt te trekken van de uitvinding zal er bij voorkeur voor gezorgd worden dat, gerekend langs het oppervlak, de afstand van het genoemde contactgebied tot de tweede pn-overgang groter is dan de afstand, waarover de uitputtingszone be-35 horend tot de tweede pn-overgang zich langs het oppervlak uitstrekt bij de doorslagspanning van deze tweede pn-overgang. Daardoor wordt voorkomen, dat bij het verhogen van de 7807835 ... - 5 - * ' r ( PHN 9188_ spanning tussen het eerste en het tweede gebied voortijdig aan het oppervlak tussen het contactgebied en de tweede pn-lovergang een te hoge veldsterkte optreedt, als gevolg van j jhet doordringen van de uitputtingszone van de tweede pn- 5 jovergang tot aan dit contactgebied.In order to take full advantage of the invention with regard to the breakdown voltage, it will preferably be ensured that, calculated along the surface, the distance from said contact area to the second pn junction is greater than the distance over which the depletion zone is 35 until the second pn junction extends along the surface at the breakdown voltage of this second pn junction. This prevents premature field strength when the 7807835 ... - 5 - * 'r (PHN 9188_ voltage between the first and the second region increases at the surface between the contact region and the second pn junction, when the voltage between the first and the second region is increased, as a result of penetrating the depletion zone of the second pn transition to this contact region.
! ; Ofschoon door de genoemde depletie-voorwaarde ii.! ; Although by the said depletion condition ii.
alle gevallen een asinzienlijke vermindering van de opper-|vlakteveldsterkte wordt bereikt, blijkt een verdere |optimalisering van de doorslagspanning te kunnen worden 10 bereikt wanneer tevens de maxima in de veldsterkte, die optreden aan de tweede pn-overgang en bij de rand vsm het 'genoemde contactgebied ongeveer van dezelfde grootte zijn. |In all cases, a significant reduction of the surface field strength is achieved, it appears that a further optimization of the breakdown voltage can be achieved if also the maxima in the field strength, which occur at the second pn junction and at the edge vsm. said contact area are approximately the same size. |
Zoals aan de hand van de tekeningen nog nader zal worden toegelicht, is daarom een voorkeursuitvoering daardoor ge-!As will be explained in more detail below with reference to the drawings, a preferred embodiment has therefore been used.
Ί IΊ I
15 ‘kenmerkt, dat de doteringsconcentratie N in atomen per cm j en de dikte d in cm van het eilandvormige gebied voldoen j aan de voorwaarde _( | | 2,6 . 102* EW— 4 Nd 4 5»1 * 1q5 waarin £. de relatieve diëlektrische constante en E de 20 kritische veldsterkte in Volt/cm waarbij lawinevermenig- ]15 'is characterized in that the doping concentration N in atoms per cm j and the thickness d in cm of the island-shaped region j satisfy the condition _ (| | 2,6, 102 * EW— 4 Nd 4 5 »1 * 1q5 where £ the relative dielectric constant and E the critical field strength in Volts / cm where avalanche multiplication is]
vuldiging optreedt in het halfgeleidermateriaal van het Ifilling occurs in the semiconductor material of the I.
i eerste gebied is, L de afstand in cm van het genoemde contactgebied tot aan de tweede pn-overgang en V_ de één-i is the first region, L is the distance in cm from said contact region to the second pn junction and V_ is the one-
jDjD
dimensionaal berekende waarde van de doorslagspanning van 25 de eerste pn-overgsuig in Volt is. Wanneer men in dit geval de voorwaarden bovendien zo kiest, dat N . d££3*0. 10^ £. E en L ^ 1,4 . 10”^ Vg is, heeft men de zekerheid, dat de j maximale veldsterkte aan de eerste pn-overgang steeds groter zal zijn dan in de bovengenoemde aan het oppervlak optredende 30 maxima, zodat de doorslag altijd aan de eerste pn-overgang, en niet aan het oppervlak optreedt. jdimensionally calculated value of the breakdown voltage of 25 is the first pn junction in volts. If in this case the conditions are additionally chosen such that N. d ££ 3 * 0. 10 ^ £. E and L ^ 1.4. 10 ^ Vg, it is assured that the j maximum field strength at the first pn junction will always be greater than in the abovementioned maxima occurring at the surface, so that the breakdown always occurs at the first pn junction, and not occurs on the surface. j
Ofschoon de uitputtingszone vsm de eerste pn-overgang zich in vele gevallen zonder bezwaar over de gehele dikte van het tweede gebied kan uitstrekken, wordt er bij ! 35 voorkeur voor gezorgd dat het tweede gebied zo dik is, dat fci-j de doorslagspanning van de eerste pn-overgang de uit- 7807835 * < - 6 - PHN 9188 j- jputtingszone zich in het tweede gebied over een afstand jkleiner dan de dikte van dit gebied uitstrekt. In dat geval jis men er zeker van, dat de doorslagspanning niet in nadelige zin beïnvloed kan worden door de dikte van het 5 tweede gebied.Although the depletion zone vsm the first pn junction can in many cases extend without objection over the entire thickness of the second region, Preference has been given to ensure that the second region is so thick that fci-j the breakdown voltage of the first pn junction the depletion zone extends in the second region by a distance smaller than the thickness. of this area. In that case, it is ensured that the breakdown voltage cannot be adversely affected by the thickness of the second region.
Ofschoon de beschreven halfgeleiderstruktuur ook i :op andere wijze gevormd kan worden, wordt onder meer op i technologische gronden de voorkeur gegeven aan de uitvoering :waarbij het eerste gebied gevormd wordt door een op het 10 tweede gebied aangebrachte epitaxiale laag van het eerste geleidingstype. j jAlthough the described semiconductor structure can also be formed in other ways, the embodiment is preferred, inter alia for technological reasons, wherein the first region is formed by an epitaxial layer of the first conductivity type applied to the second region. j j
Het derde gebied, dat aan het eerste gebied j i igrenst, behoeft zich niet over de gehele dikte van het ieerste gebied uit te strekken. Voldoende is dat althans in! | 15 de bedrijfstoestand de bijbehorende uitputtingszone zich |The third region adjacent the first region need not extend over the entire thickness of the first region. At least that is sufficient! | 15 the operating status is the corresponding depletion zone
i Ii I
'over de gehele dikte van het eerste gebied uitstrekt, en jextends over the entire thickness of the first region, and j
!over althans een deel van zijn omtrek een eilandvormig deel I Iover at least part of its circumference an island-shaped part II
!daarvan begrenst. Bij voorkeur echter wordt het eiland- Ilimited of that. Preferably, however, the island I
, i \, i \
vormige deel van het eerste gebied zijwaarts geheel begrensd 20 door de tweede pn-overgang, ofschoon soms de voorkeur zal Ishaped portion of the first region laterally completely bounded by the second pn junction, although sometimes preferred
worden gegeven aan andere strukturen, waarbij het eerste j gebied zijwaarts bijvoorbeeld gedeeltelijk door de tweede :pn-overgang en voor het overige deel op andere wijze, bijvoorbeeld door een verzonken isolerend materiaal of door 25 een met bijvoorbeeld passiverend glas gevulde groef, wordt j i j begrensd.are given to other structures, in which the first j region is bounded laterally, for example partly by the second: pn junction and for the remainder in a different manner, for example by a sunken insulating material or by a groove filled with, for example, passivating glass, you are bounded .
De uitvinding is vooral van belang bij laterale veldeffekttransistors waarbij de stroom tussen aanvoerelek-‘ trode en afvoerelektrode praktisch evenwijdig aan het opper- 30 vlak loopt. Een voorkeursuitvoering is dan ook daardoor gekenmerkt, dat de aan- en afvoerelektroden aan weerszijden van de stuurelektrode niet-gelijkrichtende contacten met het eerste gebied vormen, waarbij het genoemde contactgebied de afvoerelektrode van de transistor is. Meestal is in dit 35 geval de stuurelektrode verbonden met het tweede gebied, dat dan als tweede stuurelektrode functioneert, ofschoon dit niet noodzakelijk is.The invention is of particular importance in lateral field effect transistors in which the current between lead electrode and drain electrode is substantially parallel to the surface. A preferred embodiment is therefore characterized in that the supply and drain electrodes on either side of the control electrode form non-rectifying contacts with the first region, said contact region being the drain electrode of the transistor. Usually, in this case, the control electrode is connected to the second region, which then functions as a second control electrode, although this is not necessary.
780 78 3 5 - 7 - * 't * * PHN 9188 1-;-----:---780 78 3 5 - 7 - * 't * * PHN 9188 1 -; -----: ---
In bepaalde gevallen zal de voorkeur gegeven worden aan een uitvoeringsvorm waarbij de afvoerelektrode praktisch, geheel omringd wordt door de stuurelektrode, en ideze praktisch geheel door de aanvoerelektrode. Daarbij 5 Iheeft een bijzondere voorkeursuitvoering het kenmerk, dat zich op het eerste gebied een halfgeleiderlaag van het tweede geleidingstype bevindt, dat de aan- en afvoerelektroden elektrodezones van het eerste geleidingstype, en de stuurelektrode een elektrodezone van het tweede geleidingstype 10 bevat, en dat alle genoemde elektrodezones zich door de gehele dikte van de genoemde halfgeleiderlaag tot asin het ! eerste gebied uitstrekken. Deze laatste voorkeursuitvoeringj maakt het mogelijk, in eenzelfde halfgeleiderplaat complementaire overgangsveldeffekttransistors, dat wil zeggen j 15 n-kanaal en p-kanaal-veldeffekttransistors naast elkaar aar te brengen, zoals hierna zal worden beschreven.In certain cases preference will be given to an embodiment in which the drain electrode is practically entirely surrounded by the control electrode, and practically entirely by the feed electrode. In this case, a particularly preferred embodiment is characterized in that a semiconductor layer of the second conductivity type is provided on the first region, the supply and discharge electrode electrodes zones of the first conductivity type and the control electrode comprise an electrode zone of the second conductivity type, and that all said electrode zones extend through the entire thickness of said semiconductor layer to ashes in it. stretch the first area. This last preferred embodiment makes it possible to arrange complementary transition field effect transistors, ie n-channel and p-channel field effect transistors, in the same semiconductor plate, as will be described below.
Behalve bij laterale overgangsveldeffekttransis-j i tors kan de uitvinding ook met voordeel worden toegepast j ? bij overgangsveldeffekttransistors van het zogenaamde j 20 vertikale type. In verband daarmee is een voorkeursuit- ! voering daardoor gekenmerkt dat de veldeffekttransistor ! t van het vertikale type is, dat de afvoerelektrode een niet-i gelijkrichtend contact met het tweede gebied vormt, dat de aanvoerelektrode een gelijkrichtend contact met het eerste j 25 gebied vormt, en dat de stuurelektrode een elektrodezone van het eerste geleidingstype bevat die tenminste één tot j het kanaalgebied behorend deel van het eerste gebied omringt en het genoemde contactgebied vormt,,In addition to lateral transition field effect transistors, the invention can also be advantageously applied. with transitional field effect transistors of the so-called vertical type. In connection therewith, a preferred expression is! liner characterized in that the field effect transistor! t is of the vertical type, that the drain electrode forms a non-rectifying contact with the second region, that the supply electrode forms a rectifying contact with the first region, and that the control electrode includes an electrode region of the first conductivity type containing at least one part of the first region belonging to the channel region forms the said contact region,
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht ! 30 aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening, waarinThe invention will now be further elucidated! 30 on the basis of some exemplary embodiments and the drawing, in which
Figuur 1 schematisch gedeeltelijk in dwarsdoorsnede en gedeeltelijk in perspectief een bekende halfgeleider-inrichting voorstelt, 35 Figuur 2 schematisch gedeeltelijk in dwarsdoorsnede en gedeeltelijk in perspectief een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding toont, 780 78 3 5 - 8 - PHN 9188__ iFiguur 3 een andere uitvoeringsvorm van de halfgeleider-inrichting volgens de uitvinding toont,Figure 1 schematically represents a known semiconductor device partly in cross-section and partly in perspective, Figure 2 schematically shows a semiconductor device according to the invention partly in cross-section and partly in perspective, 780 78 3 5 - 8 - PHN 9188__ Figure 3 another embodiment of shows the semiconductor device according to the invention,
Figuur k en 5 verdere uitvoeringsvormen van de halfgeleidei-inrichting volgens de uitvinding weergeven, i - 5 iFiguur 6 een halfgeleiderinrichting met een vertikale veld-effekttransistor volgens de uitvinding toont,Figures k and 5 show further embodiments of the semiconductor device according to the invention, Figure 5 shows a semiconductor device with a vertical field effect transistor according to the invention,
Figuur 7 een deep-depletion veldeffekttransistor volgens i ï de uitvinding toont, ! I .Figure 7 shows a deep depletion field effect transistor according to the invention, I.
jFiguren 8A t/m E de veldverdeling bij verschillende afme- j 10 j tingen en doteringen tonen en ;jFigures 8A to E show the field distribution at different sizes and dopings and;
Figuur 9 voor een voorkeursuitvoering het verband tussen de dotering en afmetingen van het eerste gebied totnrtj.Figure 9 for a preferred embodiment shows the relationship between the doping and dimensions of the first region.
De figuren zijn schematisch, en terwille van de j i | :duidelijkheid niet op schaal getekend. Overeenkomstige delenThe figures are schematic, and for the sake of j i | : clarity not drawn to scale. Corresponding parts
1 I1 I
15 zijn in het algemeen met dezelfde verwijzingscijfers aange->15 are generally designated by the same reference numerals
JJ
geven. Halfgeleidergebieden van hetzelfde geleidingstype !zijn in de regel in dezelfde richting gearceerd. j > ito give. Semiconductor regions of the same conductivity type are generally shaded in the same direction. j> i
Xn alle uitvoeringsvoorbeelden is als halfge- j leidermateriaal silicium gekozen. De uitvinding is daarop j 20 echter niet beperkt, doch kan worden toegepast onder ge- j bruikmaking van elk ander geschikt halfgeleidermateriaal, j bijvoorbeeld germanium of een zogenaamde IXX-V verbinding zoals GaAs.In all exemplary embodiments, the semiconductor material is silicon. The invention is not limited thereto, however, but can be applied using any other suitable semiconductor material, for example germanium or a so-called IXX-V compound such as GaAs.
}}
Figuur 1 toont gedeeltelijk in dwarsdoorsnede en 25 gedeeltelijk in perspectief een bekende halfgeleiderinrichlling.Figure 1 shows partly in cross-section and partly in perspective a known semiconductor device.
ίί
De inrichting bevat een halfgeleiderlichaam met een veldeffekttransistor die voorzien is van een aanvoerelektrode en een afvoerelektrode met bijbehorende elektrodezones 12 en 4,. een daartussen gelegen kanaalgebied 1 en een aan het i 30 kanaalgebied 1 grenzende stuurelektrode met bijbehorende elektrodezone 13. Deze stuurelektrode dient om door middel ; van een aan de stuurelektrode aangelegde stuurspanning een : uitputtingszone te beïnvloeden voor het regelen van een stroom van ladingsdragers, in dit voorbeeld een elektronen-35 stroom, tussen de aanvoerelektrode 12 en de afvoerelektrode k. In dit voorbeeld bestaan de aanvoerelektrode, de afvoer-“eTektrode en de stuurelektrode alle uit een halfgeleiderzone 780 7 8 3 5 I , - 9 PHN 9188 jen een daarop aangebrachte metaallaag, die met de bijbehorende elektrodezone een ohms contact maakt en in de (tekening niet nader is aangegeven ter wille van de duidelijkheid. Het kanaalgebied 1 is in dit voorbeeld n-geleidend, 5 de elektrodezones 12 en ^ zijn n-geleidend met een hogere dotering dan het gebied 1, en de stuurelektrodezone 13 is 'p-geleidend en vormt met het kanaalgebied 1 een gelijk-(richtende pn-overgang 7·The device includes a semiconductor body with a field effect transistor which includes a lead electrode and a drain electrode with associated electrode zones 12 and 4. a channel region 1 situated therebetween and a control electrode adjoining the channel region 1 with associated electrode zone 13. This control electrode serves, inter alia, by means of; of a control voltage applied to the control electrode to influence a depletion zone for controlling a current of charge carriers, in this example an electron current, between the supply electrode 12 and the discharge electrode k. In this example, the supply electrode, the drain electrode and the control electrode all consist of a semiconductor zone 780 7 8 3 5 I, - 9 PHN 9188 and a metal layer applied thereon, which contacts the associated electrode zone and in the (drawing for the sake of clarity, the channel region 1 is n-conductive in this example, the electrode zones 12 and ^ are n-conductive with a higher doping than the region 1, and the control electrode zone 13 is p-conductive and forms with the channel region 1 a direct (directional pn junction 7
De veldeffekttransistor bevat, zoals blijkt uit j 10 Figuur 1, een laagvormig eerste gebied 1 van een eerste, in dit geval het n-geleidingstype. Dit eerste gebied 1, dat in het hier beschreven geval tevens het aan de stuurelektrode j i (grenzende kanaalgebied is, vormt met een daaronder liggend^ p-type geleidend tweede gebied 2 een praktisch evenwijdig j 15 aan het oppervlak 8 lopende, eerste pn-overgang 5· Een | eilandvormig deel van het gebied 1 wordt zijwaarts begrensd door een tweede pn-overgang 6 met bijbehorende uitputtings-zone. Deze tweede pn-overgang 6 wordt gevormd tussen het eerste gebied 1 en een zich tussen het tweede gebied 2 en j 20 het oppervlak 8 uitstrekkend p-type geleidend derde gebied ! 3> dat een hogere doteringsconcentratie heeft dan het tweede gebied 2. De pn-overgang 6 heeft zodoende een lagere door- ; slagspanning dan de.eerste pn-overgang 5· De stuurelektrode grenst aan het eilandvormige deel van het gebied 1. | 25 Zoals in Figuur 1 aangegeven, is de stuurelektrode i met het substraat (in dit geval het tweede gebied 2) ver- j bonden ofschoon dit niet nodig is. Bij het aanleggen van een spanning tussen de aansluitklemmen S en D van de aan- en afvoerelektroden stromen door het gebied 1 elek-30 tronen van zone 12 naar zone 4. Door het aanleggen vein een spanning in de keerrichting tussen de stuurelektrodezone 13 en het gebied 1, en tussen het tweede gebied 2 en het gebied 1, ontstaan uitputtingszones waarvan de grenzen (9, 10, 14} in Figuur 1 gestippeld zijn aangeduid. Deze uitputtingszones 35 zijn zonder arcering getekend.The field effect transistor, as can be seen from Figure 1, comprises a layer-shaped first region 1 of a first, in this case the n-conductivity type. This first region 1, which in the case described here is also the channel region adjoining the control electrode ji (), forms, with an underlying second region 2 conductive second region 2, a first pn junction running parallel to the surface 8. An island-shaped part of the region 1 is bounded laterally by a second pn junction 6 with associated depletion zone. This second pn junction 6 is formed between the first region 1 and one located between the second region 2 and 20. the surface 8 extending p-type conductive third region! 3> which has a higher doping concentration than the second region 2. Thus, the pn junction 6 has a lower breakdown voltage than the first pn junction 5. The control electrode is adjacent to the island-shaped part of the region 1. As indicated in Figure 1, the control electrode i is connected to the substrate (in this case the second region 2), although this is not necessary. the terminals S and D of the supply and drain electrodes flow through the area 1 electrons from zone 12 to zone 4. By applying a reverse voltage between the control zone 13 and the area 1, and between the second area 2 and the region 1, depletion zones are created, the boundaries of which (9, 10, 14} in Figure 1 are indicated in broken lines. These depletion zones 35 are drawn without shading.
Bij de hierboven beschreven bekende inrichting zTjn de doteringsconcentraties en de afmetingen zodanig, dat 780 78 35 t -10- PHN 9188_ bij de doorslagspanning van de pn-overgang 6, het gebied 1 bij de afvoerelektrode 4 niet gedepleerd is. De spanning ir de keerrichting over de pn-overgangen 6 en 7» die het hoogst is nabij de afvoerelektrode 4, geeft aanleiding tot een t 5 iveldsterkteverdeling, waarbij de maximale waarde van de jveldsterkte optreedt nabij de plaats waar de pn-overgangen 6 en 7 het oppervlak 8 snijden, en het is dan ook nabij dit oppervlak dat uiteindelijk doorslag optreedt, bij een spanning die aanmerkelijk lager ligt dan de doorslagspanning van i i 10 'de pn-overgang 5 binnen het volume van het halfgeleider- i .lichaam. ;In the known device described above, the doping concentrations and the dimensions are such that at the breakdown voltage of the pn junction 6, the region 1 at the drain electrode 4 is not depleted at 780 78 35 t -10-PHN 9188_. The voltage ir the reverse across the pn junctions 6 and 7 which is highest near the drain electrode 4 gives rise to a field strength distribution, the maximum value of the field strength occurring near the location where the pn junctions 6 and 7 cut the surface 8, and it is therefore near this surface that breakdown eventually occurs, at a voltage considerably lower than the breakdown voltage of the pn junction 5 within the volume of the semiconductor body. ;
Figuur 2 toont een halfgeleiderinrichting volgens jde uitvinding. Deze inrichting is voor een groot deel gelijk ,aan de bekende inrichting volgens Figuur 1. Volgens de uit-i I j 15 finding zijn echter bij de inrichting van Figuur 2 de | 'doteringsconcentratie en de dikte van het eerste gebied 1 i zo gering, dat bij het aanleggen van een spanning in de ! ! keerrichting tussen het tweede gebied 2 en een tot de aan- ; voer-, afvoer- en stuurelektroden behorend, met het eiland-j 20 vormige gebied een niet-gelijkrichtend contactvormend j contactgebied, in dit geval de afvoerelektrode 4, van de j i veldeffekttransistor de uitputtingszone zich althans tussen j de afvoerelektrode 4 en de tweede pn-overgang 6 vanaf de ]Figure 2 shows a semiconductor device according to the invention. This device is largely identical to the known device according to Figure 1. According to the finding, however, with the device of Figure 2 the | The doping concentration and the thickness of the first region 11 is so small that when a voltage is applied in the ! reverse direction between the second region 2 and one up to the; feed, drain and control electrodes belonging, with the island-shaped region to a non-rectifying contact-forming contact region, in this case the drain electrode 4, of the field effect transistor, the depletion zone located at least between the drain electrode 4 and the second pn- transition 6 from the]
t It I
eerste pn-overgang 5 over de gehele dikte van het eiland- i 25 vormige gebied 1 uitstrekt bij een spanning die lager is dan de doorslagspanning van de tweede pn-overgang 6. In Figuur 2 is de toestand getekend waarbij het gebied 1 tussen de zones 7 en 4, tot aan de pn-overgang 6 geheel gedepleerd is. De spanning over de pn-overgangen 5» 6 en 7 wordt nu gé-30 heel opgenomen door de samenhangende, brede uitputtingszone die zich vanaf de afvoerzone 4 tot aan de grens 9 uitstrekt. Als gevolg hiervan wordt de veldsterkte aan het oppervlak aanzienlijk verminderd. De doorslagspanning wordt dan ook in belangrijke mate, zo niet in hoofdzaak, bepaald door de 35 eigenschappen van de binnen het volume van het halfgeleider- lichaam verlopende pn-overgang 5· Deze doorslagspanning kan "zeer hoog zijn, en de theoretisch op grond van de dotering 780 78 3 5 -11 - PHN 9188________ van de gebieden 1 en 2 te verwachten doorslagspanning dicht benaderen.first pn junction 5 extends over the entire thickness of the island-shaped region 1 at a voltage lower than the breakdown voltage of the second pn junction 6. Figure 2 shows the situation in which the region 1 between the zones 7 and 4, until the pn junction 6 is fully deplated. The voltage across the pn junctions 5, 6 and 7 is now completely absorbed by the coherent, wide depletion zone which extends from the discharge zone 4 to the boundary 9. As a result, the field strength at the surface is significantly reduced. The breakdown voltage is therefore largely, if not mainly, determined by the properties of the pn junction extending within the volume of the semiconductor body. This breakdown voltage can be "very high, and theoretically based on the doping 780 78 3 5 -11 - PHN 9188________ of areas 1 and 2 are close to the expected breakdown voltage.
Om het beschreven, door de uitvinding beoogde i 'resultaat te bereiken zijn in de inrichting van Figuur 2, 5 ;die een halfgeleiderlichaam van silicium heeft, de volgende doteringen en afmetingen toegepast:In order to achieve the described result contemplated by the invention, in the device of Figure 2, 5, which has a semiconductor body of silicon, the following dopants and dimensions have been used:
Zones 4 en 12: dikte 1 /Um I ' 15/^ [Gebied 1: n-type, doteringsconcentratie 1,5*10 atomen/cm , dikte 5 /um j ' 14 . 3 10 Gebied 2: p-type,'doteringsconcentratie 1,7*10 atomen/cm";, dikte 250 ^umZones 4 and 12: thickness 1 / µm 15 / ^ [Area 1: n type, doping concentration 1.5 * 10 atoms / cm, thickness 5 µm j '14. Region 10: p-type, doping concentration 1.7 * 10 atoms / cm2, thickness 250 µm
Zone 13 ï p-type, dikte 2,5 ^um.Zone 13 p-type, thickness 2.5 µm.
Afstand L van de afvoerelektrode 4 tot aan de pn-overgang 6: 50 ƒ urn.Distance L from the drain electrode 4 to the pn junction 6: 50 µm.
15 De ééndimensionaal berekende doorslagspanning van de eerste pn-overgang bedraagt in dit geval 1270 Volt.The one-dimensionally calculated breakdown voltage of the first pn junction is in this case 1270 Volt.
De werkelijke doorslagspanning bleek 700 Volt te bedragen.The actual breakdown voltage was found to be 700 volts.
||
Bij de gegeven dikten en doteringsconcentraties strekt de j uitputtingszone zich in het gebied 2 uit over een dikte diei 20 [kleiner is dan de dikte van het gebied 2, terwijl ook ver- j meden wordt, dat de uitputtingszone van de pn-overgang 6 dei . i zone 4 bereikt bij een spanningswaarde die kleiner dan de jdoorslagspanning van de pn-overgang 6 op zichzelf genomen !(dus in afwezigheid van de pn-overgang 5) is.At the given thicknesses and doping concentrations, the depletion zone in the region 2 extends over a thickness that is less than the thickness of the region 2, while also avoiding that the depletion zone of the pn junction 6 . Zone 4 reaches at a voltage value which is smaller than the breakdown voltage of the pn junction 6 taken alone (i.e. in the absence of the pn junction 5).
25 Bij de genoemde waarden voor N, d, L en V^ wordtj hiermee voor silicium (£ » 11, 7» E » 2,5 · 10"* Volt/cm) j voldaan aan de voqrwaarde 2,6 . 102 ε EV"^ · d ζ 5,1 * 105 €.E.25 With the stated values for N, d, L and V ^, this means that for silicon (£ »11, 7» E »2.5 · 10" * Volt / cm) j, the precondition value is 2.6. 102 ε EV "^ · D ζ 5.1 * 105 € .E.
Bij de halfgeleiderinrichting van Figuur 2 word4 30 het eerste gebied 1 gevormd door een op het tweede gebied 2 aangebrachte epitaxiale laag. Het eilandvormige deel van j het eerste gebied is in dit voorbeeld zijwaarts geheel begrensd door de tweede pn-overgang 6. Dit is technologisch het eenvoudigst, doch is niet noodzakelijk. Het eiland-35 vormige gebied kan bijvoorbeeld over een deel van zijn .omtrek op andere wijze, bijvoorbeeld door een verzonken 780 78 55 -12- * 4 PHN 9188_ oxydepatroon of door een met bijvoorbeeld passiverend glas gevulde groef worden begrensd.In the semiconductor device of Figure 2, the first region 1 is formed by an epitaxial layer applied to the second region 2. In this example, the island-shaped part of the first region is completely bounded laterally by the second pn junction 6. This is the simplest technologically, but is not necessary. The island-shaped region can, for example, be bounded over part of its circumference in another way, for example by a recessed oxide pattern or by a groove filled with, for example, passivating glass.
In de inrichtingen volgens Figuur 1 en 2 vormt de istuurelektrode een gelijkrichtend contact, en vormen de aan-I ! 5 !en afvoerelektroden niet-gelijkrichtende contacten met het gebied 1, door middel van de gedoteerde oppervlaktezones 12, *4 en 13· De aanwezigheid van deze oppervlaktezones is i jechter niet strikt noodzakelijk; in plaats van de halfge-ileiderzones 12 en h kunnen ohmse metaal-halfgeleidercontacten, 10 ien in plaats van de zone 13 kan een gelijkrichtend metaal- i ; i halfgeleidercontact (Schottky-contact) op het gebied 1 'worden aangebracht. Ook kan in plaats van een stuurelektrode !met een gelijk-richtende overgang, een door een isolerende j jlaag van het halfgeleideroppervlak 8 gescheiden geleidende j i ! 15 jlaag worden toegepast, waarmee in de epitaxiale laag 1 eenjIn the devices of Figures 1 and 2, the control electrode forms a rectifying contact, and the on-I! And discharge electrodes have non-rectifying contacts to the area 1, by means of the doped surface zones 12, * 4 and 13 · The presence of these surface zones is not strictly necessary; instead of the semiconductor zones 12 and h, ohmic metal-semiconductor contacts can be used, 10 instead of the zone 13 a rectifying metal i; i Semiconductor contact (Schottky contact) on the area 1 '. Instead of a control electrode with a rectifying transition, a conductive layer separated from the semiconductor surface 8 by an insulating layer may also be used. 15 layers are used, with which in the epitaxial layer 1 a
i Ii I
uitputtingszone wordt gevormd, zoals bijvoorbeeld bij een i , l deep-depletion transistor het geval is. jdepletion zone is formed, as is the case, for example, with a 1.11 deep-depletion transistor. j
i Ii I
j In Figuur 3 is aangegeven hoe de uitvinding kan j worden toegepast om in eenzelfde monolithische geïntegreerde 20 schakeling naast elkaar een p-kanaal en een n-kanaal over- ! gangsveldeffekttransistor (JFET) aan te brengen.Figure 3 shows how the invention can be applied to transfer a p-channel and an n-channel side by side in the same monolithic integrated circuit. transmit field effect transistor (JFET).
Bij I is een p-kanaalveldeffekttransistor aange-j bracht die in principe gelijk is aan de veldeffekttransistor welke aan de hand van Figuur 2 is beschreven, doch waarbij j 25 van alle overeenkomstige halfgeleiderzones het geleidings- j type tegengesteld is aan dat van Figuur 2. Verder wordt van deze transistor het tweede gebied 2 gevormd door een n-type epitaxiale laag die op een p-type substraat 3^· is aangebracht. Tussen de epitaxiale laag 2 en het substraat 25 bevindt zich 30 een hooggedoteerde n-type begraven laag 36 om doordringen ' van de bij de pn-overgang 5 behorende uitputtingszone tot aan het substraat 3^· ie voorkomen. 1At p, a p-channel field effect transistor is provided, which is in principle the same as the field effect transistor described with reference to Figure 2, but with the conductivity type j of all corresponding semiconductor zones being opposite to that of Figure 2. Furthermore, the second region 2 of this transistor is formed by an n-type epitaxial layer which is applied to a p-type substrate 3 ^. Between the epitaxial layer 2 and the substrate 25 there is a highly doped n-type buried layer 36 to prevent penetration of the depletion zone associated with the pn junction 5 to the substrate 3. 1
Naast de veldeffekttransistor I is een tweede overgangsveldeffekttransistor II aangebracht. Ook dit is een 35 veldeffekttransistor volgens de uitvinding. Ook deze tweede transistor II bevat een eilandvormig gebied 32, dat gevormd wordt door een deel van dezelfde epitaxiale laag waaruit het 780 78 3 5 * ' ·* -13- PHN 9188__________ gebied 2 van transistor X is gevormd. De n-type aanvoerzone 22, de n-type afvoerzone 24 en de p-type stuurelektrode-zore 23 strekken zich door de gehele dikte van de op het eiland j32 gelegen p-type halfgeleiderlaag 21, waaruit ook het ge-5 jbied 1 van transistor I is gevormd, uit tot aam het n-type •gebied 32. De aan- en afvoerzones 22 en 24 vormen met het jgebied 21 de pn-overgangen 26 en 26A, en de gebieden 21 en ί !32 vormen de pn-overgang 39· Het kanaalgebied wordt bij deze : ;tweede veldeffekttransistor gevormd door het gebied 32. Vocir 10 !de onderlinge isolatie van de transistors I en II is de j hoog-gedoteerde p-type zone 33 aangebracht, die zowel het ;In addition to the field effect transistor I, a second transition field effect transistor II is provided. This is also a field effect transistor according to the invention. This second transistor II also contains an island-shaped region 32, which is formed by a part of the same epitaxial layer from which the 780 78 3 5 * -13-PHN 9188__________ region 2 of transistor X is formed. The n-type supply zone 22, the n-type discharge zone 24 and the p-type control electrode 23 extend through the entire thickness of the p-type semiconductor layer 21 located on the island j32, from which also the area 1 of transistor I is formed into the n-type region 32. The supply and drain zones 22 and 24 form with the j region 21 the pn junctions 26 and 26A, and the regions 21 and 32 form the pn junction The channel region is in this second field effect transistor formed by region 32. The mutual isolation of transistors I and II is the highly doped p-type zone 33, which includes both;
: I: I
gebied 2 als het gebied 32 geheel omringt en met het gebied j32 de pn-overgang 38 vormt.region 2 when the region 32 completely surrounds and with the region j32 forms the pn junction 38.
j Bij het aanleggen van een geschikte spanning 15 ίtussen de aanvoerzone 22 en de afvoerzone 24 bewegen zich !elektronen van de aanvoerzone naar de afvoerzone door het t •gebied 32 heen. Deze elektronenstroom kan worden beïnvloed door het aanleggen van een stuurspanning in de keerrichting tussen de zone 23 en het gebied 32 (en eventueel ook door 20 de keerspanning tussen de gebieden 32 en 34). De doterings- concentratie en de dikte van de laag (2, 32) zijn evenals in het voorbeeld van Figuur 2 zo gekozen, dat lang véór het optreden van doorslag het gebied 1 althans tussen de afvoeij-zone 4 en de pn-overgang 6, en het gebied 32 althans tusseii 25 de afvoerzone 24 en de pn-overgang 27 geheel gedepleerd ! zijn. Daardoor wordt de veldsterkte aan het oppervlak 8, en bij transistor II die aan het oppervlak 39 tussen de gebieden 21 en 32 sterk verlaagd, en de doorslagspanning aanzienlijk verhoogd. Ook in dit voorbeeld wordt de afstand ’ 30 van de afvoerelektrode 24 tot aan de pn-overgang 27» gerekend langs het oppervlak, groter gekozen dan de afstand waarover de van deze pn-overgang 27 uitgaande uitputtingszone zich in laterale richting zou uitstrekken bij de doorslagspanning van deze pn-overgang. Dit om te voorkomen dat voortijdig 35 doorslag zou kunnen optreden tengevolge van het overbruggen van de afstand van de zone 24 tot de zone 23 door de uitputtingszone van de pn-overgang 27· 780 78 3 5When a suitable voltage is applied between the supply zone 22 and the discharge zone 24, electrons move from the supply zone to the discharge zone through the region 32. This electron current can be influenced by applying a reverse driving voltage between zone 23 and region 32 (and optionally also by the reverse voltage between regions 32 and 34). The doping concentration and the thickness of the layer (2, 32) are chosen, as in the example of Figure 2, such that the region 1, at least between the drain zone 4 and the pn junction 6, long before the breakdown occurs. and the region 32 at least between the discharge zone 24 and the pn junction 27 completely depleted! to be. As a result, the field strength at the surface 8, and at transistor II, that at the surface 39 between the regions 21 and 32 is greatly reduced, and the breakdown voltage is increased considerably. Also in this example, the distance "30" from the drain electrode 24 to the pn junction 27 »counted along the surface, is chosen to be greater than the distance over which the depletion zone starting from this pn junction 27 would extend laterally at the breakdown voltage of this pn transition. This is to prevent premature breakdown from occurring as a result of bridging the distance from zone 24 to zone 23 through the depletion zone of the pn junction 27 780 78 3 5
« I«I
-14- PHN 9188_-14- PHN 9188_
In Figuur 3 zijn, evenals in Figuur 2, de op het oppervlak aanwezige isolerende (oxyde-) lagen en contactdagen niet aangegeven, De aanvoer-, afvoer- en stuurelek-'trode-aansluitingen zijn schematisch met S, D en G aangeduii. 5 1 Figuur 4 toont een verdere variant van de halfge- leiderinrichting volgens de uitvinding. Daarbij wordt de n-type afvoerzone 44, evenals in de tweede veldeffekttransistor II van Figuur 3 omringd door de p-type stuurelektrodezone 43» en deze weer door de n-type aanvoerzone 42. Alle elek-10 trodezones zijn aangebracht binnen een eilandvormig n-type j eerste gebied 1, dat met een onderliggend tweede, p-type j gebied 2 een eerste pn-overgang 5» en met een hooggedoteerdi p-type gebied 47 een aan het oppervlak 8 eindigende pn- I overgang 48 vormt. De aanvoer-, afvoer- en stuurelektrode- j 15 zones 42, 44 en 43 strekken zich slechts over een deel van j de dikte van het eerste gebied 1 uit. De veldeffekttransis-i tor kan op dezelfde wijze als de voorgaande transistors be-i dreven worden; de grenzen (49 en 4θ) van de uitputtingszone! ; i die in de figuur zijn aangegeven zijn getekend voor een j 20 keerspanning tussen de gebieden 1 en 2 die lager is dan de ! ! doorslagspanning. Het gebied 1 is daarbij tussen de stuur- ; elektrodezone 43 en de afvoerzone 44 geheel gedepleerd. Hef eilandvormige deel van het eerste gebied wordt hier, evenals bij de veldeffekttransistor II van Figuur 3» omringd door 25 de stuurelektrode, die in dit geval de functie van "derde- j gebied" vervult; de pn-overgang 46 tussen de stuurelektrodezone en het gebied 1 vormt de "tweede" pn-overgang. Doordat de dotering en de dikte van het eerste gebied 1 zodanig! zijn gekozen, dat het genoemde eilandvormige gebied bij toe-30 nemende gate-drainspanning geheel gedepleerd is vóór door- ! slag van de pn-overgang 6 optreedt, kan de veldeffekttransis-tor bij zeer hoge spanning tussen stuurelektrode en afvoer— elektrode worden toegepast.In figure 3, as in figure 2, the insulating (oxide) layers and contact days present on the surface are not indicated. The supply, discharge and control electrode connections are schematically indicated with S, D and G. Figure 4 shows a further variant of the semiconductor device according to the invention. In addition, the n-type drain zone 44, as well as in the second field effect transistor II of Figure 3, is surrounded by the p-type control zone 43 »and this again by the n-type supply zone 42. All electrode zones are arranged within an island-shaped n- type j first region 1, which forms a first pn junction 5 with an underlying second, p-type j region 2 and with a highly doped p-type region 47 forms a pn-junction 48 terminating at the surface 8. The feed, drain and control electrode zones 42, 44 and 43 extend only over part of the thickness of the first region 1. The field effect transistor can be operated in the same manner as the previous transistors; the boundaries (49 and 4θ) of the depletion zone! ; i indicated in the figure are shown for a reverse voltage between the regions 1 and 2 which is lower than the! ! breakdown voltage. The area 1 is then between the control; electrode zone 43 and the drain zone 44 are fully depleted. Here, as in the case of the field effect transistor II of Figure 3, the island-shaped part of the first region is surrounded by the control electrode, which in this case fulfills the function of "third region"; the pn junction 46 between the control zone and the region 1 forms the "second" pn junction. Because the doping and the thickness of the first region 1 are such! are chosen that said island-shaped region is fully depleted before increasing gate-drain voltage before continuing. If the pn junction 6 occurs, the field effect transistor can be used at a very high voltage between the control electrode and the drain electrode.
De inrichting volgens Figuur 4 is bodendien zeer; 35 interessant omdat zij, met een kleine variatie, als schakel- diode voor hoge spanningen kan worden toegepast. Een derge-, Tijke schakeldiode is getekend in Figuur 5· De halfgeleider;- 780 7 8 3 5 * β -15- ΡΗΝ 9188_____ struktuur van deze inrichting kan gelijk zijn aan die van Figuur 4, met alleen het verschil dat in dit geval de zone \h2 niet gecontacteerd behoeft te zijn, dus overal door een jisolerende laag 41 bedekt kan zijn, en dat er voor gezorgd 5 is dat de doorslagspanning tussen de gebieden 47 en 42 laag is. Om dit laatste te bereiken wordt het gebied 42 op geringe afstand van het gebied 47, eventueel zelfs tegen het gebied 47 aan, of in het gebied 47 doordringend aange-bracht.The device according to Figure 4 is very good, in fact; Interesting because, with a small variation, it can be used as a switching diode for high voltages. A Tijke switching diode is shown in Figure 5 · The semiconductor; - 780 7 8 3 5 * β -15- ΡΗΝ 9188_____ structure of this device may be similar to that of Figure 4, except that in this case the zone \ h2 need not be contacted, so it can be covered anywhere by an insulating layer 41, and that the breakdown voltage between regions 47 and 42 is ensured. In order to achieve the latter, the area 42 is arranged a short distance from the area 47, possibly even against the area 47, or penetratingly into the area 47.
10 Via ohmse contacten op de zones 44 en 2 wordt over de pn-overgang 5 een spanning in de keerrichting aangelegd. In serie met de spanningsbron V1 is een irapedantke, 1 i in dit voorbeeld een weerstand R geschakeld. Verder wordt j over de pn-overgang 46 een variabele spanning V2 in de keerj-15 richting aangelegd. !10 A voltage is applied across the pn junction 5 via ohmic contacts on zones 44 and 2. In series with the voltage source V1 an irapedant 1, in this example a resistor R is connected. Furthermore, a variable voltage V2 is applied across the pn junction 46 in the reverse direction. !
In Figuur 5 is de toestand getekend waarbij de spanning V^ nog gering is, en waarbij aan de stuurelektrode een zo hoge spanning V„ is gelegd dat de daarbij behorende ' (L i uitputtingszone (grens 45) de uitputtingszonegrens 40 van j 20 de pn-overgang 5 heeft bereikt. Onder die omstandigheden isi een eilandvormig deel 1A door de uitputtingszones omringd ; en elektrisch afgesloten van het overige deel van het eerste gebied 1. i 1Figure 5 shows the state in which the voltage V ^ is still small, and in which a voltage V 'is applied to the control electrode so high that the associated' (L i depletion zone (limit 45)) the depletion zone boundary 40 of pn has reached transition 5. Under those conditions, an island-shaped portion 1A is surrounded by the depletion zones, and electrically sealed from the remainder of the first area 1. i 1
De spanning V^ kan nu verhoogd worden tot zeer 25 hoge waarden, aangezien reeds bij een relatief lage spanning V.J het eilandvormige gebied 1A vanaf de pn-overgang 5 tot \ aan het oppervlak 8 geheel gedepleerd wordt, en bij verdere; verhoging van de spanning Vr de doorslagspanning niet meer 1 1 | bepaald wordt door de relatief lage doorslagspanning van de; 30 pn-overgang 46, maar door die van de niet aan het oppervlak tredende, vlakke pn-overgang 5· Ook in dit geval vervult dus de stuurelektrodezone 43» en niet het gebied 47» de functie* van het eerder genoemde "derde- gebied". :The voltage V ^ can now be increased to very high values, since the island-shaped region 1A is already fully depleted from the pn junction 5 to the surface 8 at a relatively low voltage V.J, and further; voltage increase Vr the breakdown voltage no longer 1 1 | is determined by the relatively low breakdown voltage of the; 30 pn junction 46, but by that of the non-surfacing, flat pn junction 5 · In this case, therefore, the control electrode zone 43 »and not the region 47» fulfills the function * of the aforementioned "third region". ". :
De hoge spanning V. staat nu praktisch geheel ! 1 i 35 over de uitputtingszone tussen het oppervlak 8 en de grens | 49, en de uitputtingszone verloopt ongeveer zoals in Figuur 4 getekend is. Over de impedantie R staat praktisch j 7807835 -16- • It PHN 9188_ geen spanning aangezien deze alleen door een kleine lekstroom doorlopen wordt, en veel kleiner gekozen wordt dan ;die van de er mee in serie staande geblokkeerde halfgeleider-•inrichting.The high voltage V. is now practically complete! 1 i 35 over the depletion zone between surface 8 and the boundary | 49, and the depletion zone proceeds approximately as shown in Figure 4. There is practically no voltage across impedance R 7807835 -16- • It PHN 9188_ since it is only run through a small leakage current, and is chosen much smaller than that of the interlocked semiconductor device in series.
5 Wordt nu de stuurspanning zoveel verlaagd dat de uitputtingszone het gebied 1 tussen de stuurelektrode-'zone 43 en de pn-overgang 5 niet meer afsluit, dan ontstaat 'een driftveld waardoor de aanvoerzone 42 zal trachten op de potentiaal van de afvoerzone 44 te komen. Lang vóórdat dit 10 kan geschieden treedt echter doorslag tussen de gebieden 47If the control voltage is now reduced so much that the depletion zone no longer closes off the region 1 between the control electrode zone 43 and the pn junction 5, a drift field will arise, as a result of which the supply zone 42 will try to reach the potential of the drain zone 44 . Long before this can take place, however, breakthrough occurs between areas 47
j Ij I
en 42 op, waardoor de spanning over de halfgeleiderinrichting praktisch geheel wegvalt, en de spanning V1 praktisch geheejl 1 j over de impedantie R komt te staan. jand 42, practically completely eliminating the voltage across the semiconductor device, and putting the voltage V1 across the impedance R practically whole. j
Op deze wijze kan met behulp van de stuurspanning 15 V„ de spanning over de impedantie R tussen een lage en een !In this way, with the aid of the control voltage 15 V, the voltage across the impedance R between a low and one!
d Id I
hoge waarde worden geschakeld. · ! In Figuur 6 is schematisch in dwarsdoorsnede een] t ,vertikale veldeffekttransistor volgens de uitvinding ge- j tekend. Deze bestaat uit een eilandvormig gebied 1 datr in j 20 dit voorbeeld p-geleidend is. Het gebied 1 is hier een deel! i van een p-type epitaxiale laag met een dikte van 4 /um en 15/3' een doteringsconcentratie van 1,3 · 10 atomen/cm , die is, aangegroeid op een n-type substraat 2 met een dikte vanhigh value. ·! Figure 6 is a schematic cross-sectional view of a vertical field effect transistor according to the invention. It consists of an island-shaped region 1 which in this example is p-conductive. Area 1 is part here! i of a p-type epitaxial layer with a thickness of 4 µm and 15/3 'a doping concentration of 1.3 · 10 atoms / cm, which is grown on an n-type substrate 2 with a thickness of
i 14 Ji 14 J
i250 /um en een doteringsconcentratie van 3*2 . 10 atomen/! 25 cm . Het eilandvormige gebied 1 wordt zijwaarts begrensd door een n-type gediffundeerde·zóne 3· Binnen het eiland 1 ; is door selectieve thermische oxydatie een patroon van ten ' i dele in het halfgeleidermateriaal verzonken siliciumoxyde 50 aangebracht, in de vorm van een oxydelaag waarin zich 30 geheel door het oxyde omringde openingen bevinden. Het j oxyde 50 wordt binnen het halfgeleidermateriaal begrensd door | een dunne, hooggedoteerde p-type zone 54 die buiten het isolerende patroon 50 gecontacteerd is en de stuurelektrodei-zone vormt. De kortste afstand tussen de zone 54 en de pn- j 35 overgang 5 bedraagt 2,5 yum.i250 / um and a doping concentration of 3 * 2. 10 atoms /! 25 cm. The island-shaped region 1 is bounded laterally by an n-type diffused zone 3 Within the island 1; by selective thermal oxidation, a pattern of silicon oxide 50, partly sunken in the semiconductor material, is provided in the form of an oxide layer in which openings are completely surrounded by the oxide. The oxide 50 is bounded within the semiconductor material by | a thin, highly doped p-type zone 54 which is contacted outside of the insulating cartridge 50 and forms the control electrode zone. The shortest distance between the zone 54 and the pn-j junction 5 is 2.5 yum.
Op het oppervlak is verder een hooggedoteerde n-type laag 52 van polykristallijn silicium aangebracht, die 780 78 3 5 • » -17- PHN 9188_______ [tussen de verzonken oxydedelen 50 met het halfgeleideropper- hrlak contact maakt op oppervlaktezones 53 die verkregen zijl i door diffusie vanuit de laag 52. Op de laag 52 is een 'metaallaag 51 aangebracht, terwijl het gebied 2 via een 5 hooggedoteerde halfgeleidende contactlaag 55 ©en metaalzaag 56 is gecontacteerd. De aansluitingen van de aanvoer-, .afvoer- en stuurelektroden zijn schematisch met S, D en G aangeduid.Furthermore, a highly doped n-type layer 52 of polycrystalline silicon is applied to the surface, which contacts the semiconductor surface coating 780 78 3 5 • »-17- PHN 9188_______ [between the countersunk oxide parts 50 on the surface zones 53 obtained by diffusion from the layer 52. A metal layer 51 is applied to the layer 52, while the region 2 is contacted via a highly doped semiconductive contact layer 55 and a metal saw 56. The connections of the supply, discharge and control electrodes are schematically indicated with S, D and G.
In de bedrijfstoestand wordt aan de afvoerelektrode 10 D een positieve spanning ten opzichte van de aanvoerelektroide i S gelegd. Op de stuurelektrode G is daarbij ten opzichte van de afvoerelektrode tenminste een zodanig negatieve spanningj j aanwezig, dat de uitputtingszone zich vanaf de pn-overgang j 5 tussen de gebieden 1 en 2 tot aan het oppervlak uitstrekt, 15 zodat het gebied 1 geheel gedepleerd is. De elektronen- ! | stroom die zich van de aanvoerelektrode naar de afvoerelek-· ; i trode beweegt wordt dan door het gedepleerde gebied 1 j praktisch niet gehinderd. Door de spanning op de stuurelek-· trode te variëren kan de potentiaalverdeling binnen het j 20 gedepleerde gebied 1 worden gewijzigd en kan bijvoorbeeld ï een potentiaaldrempel worden gevormd, waardoor de elektroneja-stroom van de aanvoerelektrode naar de afvoerelektrode via , het gedepleerde gebied 1 kan worden geregeld. Doordat het i gebied 1 geheel gedepleerd is bij een spanning lager dan de; 25 doorslagspanning van de pn-overgang 6 kan een vertikale velid- effekttransistor voor zeer hoge spanning worden verkregen, ; daar tengevolge van het eerder uiteengezette principe de spanning waarbij doorslag tussen de gebieden 1 en 2 optreedt l zeer hoog kan zijn. ; 30 De halfgeleiderinrichting van Figuur 6 kan op de! volgende wijze worden vervaardigd. Uitgegaan wordt van een n-type substraat 2 met een p-type epitaxiale laag met de j hierboven genoemde doteringen en dikten. Door conventionele; diffusiemethoden wordt, bijvoorbeeld door fosfordiffusie, t 35 de eilandisolatiezone 3 gevormd. Tegelijkertijd wordt aan de onderzijde de hooggedoteerde n-type contactlaag 55 gediffundeerd. | 780 7 8 3 5 -18- PHN 9188_ __In the operating state, a positive voltage is applied to the drain electrode 10 D relative to the supply electrode i S. At least a negative voltage j j is present on the control electrode G relative to the drain electrode such that the depletion zone extends from the pn junction j 5 between the regions 1 and 2 to the surface, so that the region 1 is fully depleted . The electron! | current flowing from the supply electrode to the discharge elec- The red movement is then practically unimpeded by the depleted region 11. By varying the voltage on the control electrode, the potential distribution within the depleted region 1 can be changed and, for example, a potential threshold can be formed, allowing the electron current to flow from the supply electrode through the depleted region 1. be arranged. Because the region 1 is fully depleted at a voltage lower than the; Breakdown voltage of the pn junction 6, a vertical field effect transistor for very high voltage can be obtained; since, due to the principle previously explained, the voltage at which breakdown between regions 1 and 2 1 can be very high. ; The semiconductor device of Figure 6 can be on the! manufactured in the following manner. An n-type substrate 2 with a p-type epitaxial layer with the dopants and thicknesses mentioned above is assumed. By conventional; diffusion methods, for example by phosphorus diffusion, form the island isolation zone 3. At the same time, the highly doped n-type contact layer 55 is diffused at the bottom. | 780 7 8 3 5 -18- PHN 9188_ __
Vervolgens wordt een anti-oxydatiemasker, tevens implantatiemasker, dat siliciumnitride bevat en verder nitride- ( maaker ..wordt genoemd, aang^bracht'in de vorm van een kwadratisch jraster bestaande uit maskeringpsfcroken ter breedte van h yum, 5 die op 10 /um afstand van elkaar zijn gelegen. Daarna wordt / 15-2 boor geïmplanteerd met een dosis van 10 cm en een ienergie van 60 keV. De fotolak, die voor het etsen van het masker gebruikt is blijft daarbij staan en dient ook als maskering tegen de implantatie. Zo ontstaat de p-type laag 5^*·· 10 Dan wordt de fotolak verwijderd, en na uit- | gloeien bij 900° C gedurende 30 minuten wordt door thermischeThen, an anti-oxidation mask, also implantation mask, which contains silicon nitride and is further referred to as nitride (maker) is applied in the form of a quadratic grating consisting of masking blocks of width 5 µm which are at 10 µm. After that, a 15-2 drill is implanted at a dose of 10 cm and an energy of 60 keV The photoresist used for etching the mask remains there and also serves as a mask against the implantation This creates the p-type layer 5 ^ * ·· 10 Then the photoresist is removed, and after annealing at 900 ° C for 30 minutes, thermal
oxydatie het oxydepatroon 50 ter dikte van bijvoorbeeld j I Ioxidation the oxide pattern 50 in the thickness of, for example, JI
i1 ^um aangebracht. De technieken voor het vormen van een · verzonken oxydepatroon door selectieve oxydatie zijn uit- !i1 um. The techniques for forming a submerged oxide pattern by selective oxidation are well known.
: I: I
15 voerig beschreven in Philips* Research Reports, Vol. 25, ! '1970, blz. 118-132. Na verwijdering vein het nitridemasker j ' iwordt een laag 52 van polykristallijnsilicium ter dikte van t0,5 yum aangebracht die bijvoorbeeld door fosforimplantatie n-type gedoteerd wordt. Hierna wordt verhit bij 1050° C j 20 'gedurende 30 minuten in stikstof, waarbij door diffusie j i vanuit de laag 52 de kanaalgebieden 53 ontstaan. Vervolgens wordt de aluminiummetallisatie (51, 56, 57) door opdampen : ien maskeren aangebracht en kan de inrichting in een om-:hulling afgemonteerd worden.15 described in detail in Philips * Research Reports, Vol. 25,! 1970, pp. 118-132. After removal, the nitride mask is applied with a layer 52 of polycrystalline silicon of 0.5 µm thickness, which is doped, for example, by n-type phosphor implantation. After this, heating is effected at 1050 ° C for 20 minutes in nitrogen, whereby the channel regions 53 are formed by diffusion j from the layer 52. Then, the aluminum metallization (51, 56, 57) is applied by vapor deposition and masking and the device can be assembled in an enclosure.
25 ' De afstand L (zie Figuur 6) bedraagt in dit voor dbeeld 70 yum. De ééndimensionaal berekende doorslagspanning Vg van de P+P-N~-struktuur (5^·, 1, 2) bedraagt ongeveer '688 Volt. Met (voor silicium) £ * 11,7 en E = 2,5 * 10"*The distance L (see Figure 6) is 70 µm in this example. The one-dimensionally calculated breakdown voltage Vg of the P + P-N ~ structure (5, 1, 2) is approximately 688 volts. With (for silicon) £ * 11.7 and E = 2.5 * 10 "*
Volt/cm wordt hiermee voldaan aan de voorwaarde 30 2,6.102 €.E. d 45,1 . 105 &E. !Volt / cm fulfills the condition of 30 2.6.102 € .E. d 45.1. 105 & E. !
Wanneer het gebied 53 zwak gedoteerd is, kan ook regeling van de stroom tussen aan- en afvoerelektrode optreden doordat de pn-overgang tussen de gebieden 5^· en 53 i in het gebied 53 een uitputtingszone vormt die door variatie i 35 in de stuurspanning de doorsnede van de stroomweg door het: *~gebied 53 verandert. Onder omstandigheden kunnen zowel dit' 7807835 -19- a ¥ PHN 9188________ jals het hiervóór genoemde mechanisme een rol spelen.When the region 53 is weakly doped, control of the current between supply and discharge electrode can also occur because the p-n junction between the regions 5 and 53 in the region 53 forms an exhaustion zone which, due to variation in the control voltage, section of the flow path through the region 53 changes. Under certain circumstances, both this' 7807835 -19- a PHN 9188________ as well as the aforementioned mechanism may play a role.
| De uitvinding is niet beperkt tot veldeffekt- jtransistors met een pn- of Schottky-overgang. Zo kan bij-jvoorbeeld de stuurelektrode door een isolerende laag van j 5 het halfgeleideroppervlak zijn gescheiden. Als voorbeeld toont Figuur 7 schematisch in dwarsdoorsnede een deep— depletion transistor die geheel gelijk in struktuur en werking is aan de transistor van Figuur 2, met alleen dit verschil dat de uitputtingszone van de stuurelektrode 10 .(grens 14) niet door een pn-overgang gevormd wordt maar [ i door een stuurelektrode bestaande uit een elektrodelaag 60,, die door een isolerende laag (bijvoorbeeld een oxydelaag) j 61 van het halfgeleideroppervlak gescheiden is. Verder j kunnen in de inrichting volgens Figuur 7 dezelfde doteringsj- 15 ’concentraties en afmetingen, en dezelfde wijze van schakelein - j worden toegepast als in Figuur 2. 5| The invention is not limited to field effect transistors with a pn or Schottky junction. For example, the control electrode may be separated from the semiconductor surface by an insulating layer of the semiconductor surface. As an example, Figure 7 shows schematically in cross-section a deep depletion transistor which is completely identical in structure and operation to the transistor of Figure 2, with the only difference that the depletion zone of the control electrode 10 (limit 14) is not through a pn junction is formed only by a control electrode consisting of an electrode layer 60, which is separated from the semiconductor surface by an insulating layer (for example, an oxide layer). Furthermore, in the device according to Figure 7, the same doping concentrations and dimensions, and the same manner of switching can be used as in Figure 2. 5
Thans zullen, aan de hand van de Figuren 8A t/m ENow, with reference to Figures 8A to E
ίβη 9 de eerder genoemde Voorkeursdoteringsconcentraties en ' '-afmetingen verder worden toegelicht. j 20 | In de Figuren 8A t/m E zijn schematisch in dwars- i j doorsnede vijf verschillende mogelijkheden getekend voor dej veldverdeling in een diode die overeenkomt met het eiland-vormige deel van het eerste gebied in de voorafgaande voorbeelden. Terwille van de duidelijkheid is slechts de helft 25 van de diode getekend; de diode is rotatiesymmetrisch om dei j met "Eg" aangegevenrae gedacht. Het gebied 1 komt daarbij 1 overeen met het eilandvormige deel van het "eerste gebied" in elk der voorgaande voorbeelden, de pn-overgang 5 met de ' "eerste pn-overgang" en de pn-overgang 6 met de "tweede-30 pn-overgang". In de figuren is het gebied 1 N-geleidend en : het gebied 2 P-geleidend gedacht; de geleidingstypen kunnen echter ook worden omgekeerd. De doteringsconcentratie van j het gebied 2 is in alle figuren gelijk.9 the previously mentioned Preferred Doping Concentrations and Dimensions are further explained. j 20 | Figures 8A to E are diagrammatically shown in cross-section five different possibilities for the field distribution in a diode corresponding to the island-shaped part of the first region in the previous examples. For the sake of clarity, only half of the diode is shown; the diode is rotationally symmetrical about this, indicated by "Eg". The region 1 here corresponds to the island-shaped part of the "first region" in each of the previous examples, the pn junction 5 with the "" first pn junction "and the pn junction 6 with the" second -30 pn transition ". In the figures, the region 1 is N-conductive and: the region 2 is P-conductive; however, the conductivity types can also be reversed. The doping concentration of the region 2 is the same in all figures.
Wanneer nu tussen het N**-gebied 1 (via het N+- j i 35 contactgebied 4) en het P""-gebied 2 een spanning in de keer-richting wordt aangelegd over de pn-overgangen 5 en 6, dan ; treedt langs het oppervlak een verloop van de veldsterkte- j 780 78 3 5 - ψ -20- ΡΗΝ 9188_________ verdeling E op volgens de lijn S, terwijl in vertikale 5 richting de veldsterkte volgens de lijn B verloopt.Now when a voltage in the reverse direction is applied across the pn junctions 5 and 6 between the N ** region 1 (via the N + - j i 35 contact region 4) and the P "" region 2, then; along the surface, a variation of the field strength- 780 78 3 5 - ψ -20- ΡΗΝ 9188_________ distribution E occurs along the line S, while in the vertical direction the field strength proceeds along the line B.
Figuur 8A toont het geval, waarin bij de door-jslagspanning nog geen volledige depletie van de laag 1 op-5 |treedt. Aan het oppervlak treedt aan de pn-overgang 6 een i !hoge maximum waarde van de veldsterkte E op, die door de ! ® «hoge dotering van het P -gebied 3 hoger is dan de maximale ^waarde van de veldsterkte E^, die in vertikale richting ïgezien aan de pn-overgang 5 optreedt. Bij overschrijding van 10 ;de kritische veldsterkte E (voor silicium ongeveerFigure 8A shows the case in which complete breakdown of the layer 1 occurs at the breakdown voltage. At the surface at the p-junction 6 a high maximum value of the field strength E occurs, which is caused by the High doping of the P region 3 is higher than the maximum value of the field strength E, which occurs in the vertical direction with respect to the pn junction 5. When exceeding 10; the critical field strength E (for silicon approx
* C* C
2,5 · 10^ Volt/cm en enigszins afhankelijk van de dotering) treedt doorslag op aan het oppervlak bij de overgang 6 vóór-|dat de uitputtingszone (gestippeld in Figuur 8A met 9 en 1oj ;aangeduid) zich in vertikale richting vanaf de overgang 5 15 -tot aan het oppervlak uitstrekt.2.5 · 10 ^ Volt / cm and somewhat dependent on the doping) breakdown occurs at the surface at the transition 6 before the depletion zone (dotted in Figure 8A with 9 and 1oj; indicated) extends vertically from the transition 5 15 - extends to the surface.
!!
De Figuren 8B t/m 8E tonen gevallen waarin de jdoteringsconcentratie N en de dikte d van de laag 1 zodanig jzijn dat vóór het optreden van oppervlaktedoorslag aan de !Figures 8B to 8E show cases in which the doping concentration N and the thickness d of the layer 1 are such that before the surface breakdown occurs,
j Ij I
‘overgang 6 de laag 1 vanaf de overgang 5 tot aan het opper-j 20 jvlak geheel gedepleerd is. Over een deel van het trajekt ! ; i :tussen de gebieden 3 en k is de veldsterkte E langs het j oppervlak constant, terwijl zich zowel ter plaatse van de i ipn-overgang 6 als van de N+N-overgang aan de rand van het i . ! igebied k (tengevolge van de randkromming van de N N-over- \ 25 gang) pieken in de veldsterkteverdeling vormen."Transition 6 the layer 1 is completely depleted from the transition 5 to the surface. About part of the route! ; i: between the regions 3 and k, the field strength E along the j surface is constant, while both at the i ipn junction 6 and at the N + N junction at the edge of the i. ! region k (due to the edge curvature of the N N-junction) form peaks in the field strength distribution.
ii
In het geval- getekend in Figuur 8B is de piek- ! waarde bij de overgang 6 het hoogst, en hoger dan de maximum waarde van E. aan de overgang 5> zodat aldaar door- D | slag aan het oppervlak zal optreden, doch bij relatief ; 30 hogere waarden dan in het geval van Figuur 8A aangezien de I veldsterkteverdeling aan het oppervlak homogener is, en de ! maxima daardoor afnemen. Het geval van Figuur 8B kan uit i dat van Figuur 8A verkregen worden bijvoorbeeld door de dikte d van de laag 1 te verminderen bij gelijkblijvende 35 dotering. ;In the case drawn in Figure 8B, the peak! value at transition 6 is highest, and higher than the maximum value of E. at transition 5> so that D- | surface blow will occur, but at relative; 30 higher values than in the case of Figure 8A since the I field strength distribution on the surface is more homogeneous, and the! maxima decrease as a result. The case of Figure 8B can be obtained from that of Figure 8A, for example by decreasing the thickness d of the layer 1 with the same doping. ;
Figuur 8C toont het omgekeerde geval van jFigure 8C shows the reverse case of j
Figuur 8B. In dit geval is de veldsterkte-piek aan de rand j 7807835 -21- ψ r \ -EHM-508S-_-—:_ van gebied 4 veel hoger dan aan de pn-overgang 6. Dit ge- j ;val kan voorkomen bijvoorbeeld als de laag 1 een zeer hoge i soortelijke weerstand heeft, en vóór de doorslagspanning het gebied 1 gedepleerd is. In dat geval kan aan de rand 5 van gebied 4 doorslag optreden, wanneer de maximum veldsterkte aan deze rand hoger is dan aan de pn-overgang 5·Figure 8B. In this case, the field strength peak at the edge j 7807835 -21- ψ r \ -EHM-508S -_-—: _ of area 4 is much higher than at the pn junction 6. This case may occur for example, if the layer 1 has a very high resistivity, and the region 1 is depleted before the breakdown voltage. In that case, breakdown may occur at the edge 5 of area 4 if the maximum field strength at this edge is higher than at the pn junction 5
Gunstiger is het geval afgebeeld in Figuur 8D.More favorable is the case depicted in Figure 8D.
Hier is er voor gezorgd, dat de doteringsconcentratie en de dikte van het gebied 1 zodanig zijn dat de beide veld-10 sterkte-pieken aan het oppervlak praktisch gelijk zijn.Here it is ensured that the doping concentration and the thickness of the region 1 are such that the two field-10 strength peaks on the surface are practically equal.
Ofschoon nog steeds doorslag sen het oppervlak zal optreden wanneer, zoals in Figuur 8D getekend, de maximale veldsterkte E. aan de pn-overgang 5 kleiner is dan de maxima aan D door het oppervlak, wordt in dit geval^het symmetrisch maken 15 van de veldsterkteverdeling S aan het oppervlak de maximale veldsterkte aan het oppervlak lager dan bij een asymmetrische veldsterkteverdeling, zodat de doorslag bij hogere spanning, optreedt.Although the surface breakdown will still occur when, as shown in Figure 8D, the maximum field strength E at the p-n junction 5 is less than the maximum D at the surface, in this case the symmetry of the surface strength distribution S at the surface, the maximum field strength at the surface is lower than with an asymmetrical field strength distribution, so that the breakdown occurs at higher voltage.
Figuur 8E tenslotte geeft een geval waarin door 20 doelmatige keuze van dotering en dikte van de laag 1 en door het vergroten van de afstand L bij een gegeven doteringsconcentratie van het gebied 2, de maximale veldsterkte aan het oppervlak bij een willekeurige keerspanning lager ! is dan de maximale veldsterkte aan de pn-overgang 5· Daar-25 door zal in dit geval de doorslag steeds optreden binnen het halfgeleiderlichaam aan de pn-overgang 5, en niet aan het oppervlak.Finally, Figure 8E shows a case in which, by an effective choice of doping and thickness of the layer 1 and by increasing the distance L at a given doping concentration of the region 2, the maximum field strength at the surface at an arbitrary reversal voltage is lower! is then the maximum field strength at the pn junction 5 · As a result, breakdown in this case will always occur within the semiconductor body at the pn junction 5, and not at the surface.
Opgemerkt wordt verder dat bij een te kleine waarde van deze afstand L de veldsterkte aan het oppervlak zal ; 30 toenemen (immers de totale spanning tussen de gebieden 3 en 4 bepaalt het oppervlak tussen de kromme S en de lijn E^sso), zodat bij lagere spanning doorslag aan fret opper--rsrlak optreedt.It is further noted that if the value of this distance L is too small, the field strength at the surface will; 30 (after all, the total tension between the regions 3 and 4 determines the area between the curve S and the line E 2 s 50), so that breakdown of the fret surface occurs at lower tension.
Uit berekeningen is gebleken, dat de gunstigste 35 waarden voor de doorslagspanning worden verkregen binnen het in Figuur 9 door de lijnen A en B ingesloten gebied.Calculations have shown that the most favorable values for the breakdown voltage are obtained within the area enclosed by lines A and B in Figure 9.
780 78 3 5 X \ - 22- τ-ΡΗΝ—9188_, S In Figuur 9 is op de horizontale as voor silicium als half-j- j (geleider het produkt van de doter^ngsconcentratie N in j 3 i 1 atomen per cm en de dikte d in cm van het gebied 1 uit- 1 6 L ' gezet, en op de vertikale as de waarde van 10. . ,-r , met780 78 3 5 X \ - 22- τ-ΡΗΝ-9188_, S In Figure 9 on the horizontal axis for silicon as half-y- (conductor is the product of the dopant concentration N in j 3 i 1 atoms per cm and plotted the thickness d in cm of the region 1 - 1 6 L ', and on the vertical axis the value of 10., -r, with
VBVB
5 LiH.OB. en V^in Volt. Hierin is Vg de ééndimensionaal be- ; rekende waarde van de doorslagspanning van de pn-over-gang 5» dat wil zeggen in Figuur 8A tot en met E de door- I slagspanning»van de N+N P” struktuur wanneer aangenomen i wordt dat de doteringsconcentraties van de gebieden 1 en 2 10 homogeen zijn, de pn-overgang 5 dus abrupt, dat het N+- gebied k een praktisch verwaarloosbare weerstand heeft en dat de N+N~P” struktuur zich in alle richtingen loodrecht op de as E oneindig ver uitstrekt. Deze fictieve door-s slagspanning Vg is onder de genoemde aannamen zeer een-15 voudig te berekenen. Zie daartoe bijvoorbeeld S.M. Sze,5 LiH.OB. and V ^ in Volts. In this, Vg is the one-dimensional; calculated value of the breakdown voltage of the pn junction 5, ie in Figures 8A to E the breakdown voltage »of the N + NP” structure when it is assumed that the doping concentrations of the regions 1 and 2 10 are homogeneous, so the pn junction 5 is abrupt, that the N + region k has a practically negligible resistance and that the N + N ~ P "structure extends infinitely far in all directions perpendicular to the axis E. Under the assumptions mentioned, this fictitious door-s stroke voltage Vg is very easy to calculate. See, for example, S.M. Sze,
Physics of Semiconductor Devices, Wiley & Sons, New York 1969 hoofdstuk 5t ;Physics of Semiconductor Devices, Wiley & Sons, New York 1969 chapter 5t;
Voor het geval dat silicium als halfgeleidermate-riaal wordt gekozen blijkt dan, dat voer waarden van N x d : 20 die tussen de lijnen A en B liggen, dat wil zeggen voor 7,6.10^S^ N.d ^ 1,5.1012 de voorwaarde van Figuur 8D (symmetrische veldverdeling aan het oppervlak) vervuld is.In case silicon is chosen as semiconductor material, it then appears that the values of N xd: 20 which lie between the lines A and B, i.e. for 7.6.10 ^ S ^ Nd ^ 1.5.1012, the condition of Figure 8D (symmetrical field distribution at the surface) is fulfilled.
Wil tevens de voorwaarde van Figuur 8E vervuld ^ zijn (symmetrische veldverdeling aan het oppervlak, met doorslag aan de pn-overgang 5) dan dienen waarden voor L, N en d gekozen te worden die op of nabij de lijn C van Fi- guur 9 liggen. Voor 1,4.10”^ geldt daarbij praktisch 11 -2 B ' N.d = 9*10 cm” r 30Also, for the condition of Figure 8E to be fulfilled (symmetrical field distribution at the surface, with breakdown at the pn junction 5), values for L, N and d must be chosen which are on or near the line C of Figure 9 lie. For 1.4.10 ”^ practically 11 -2 B 'N.d = 9 * 10 cm” r 30 applies
De waarden van Figuur 9 gelden zoals reeds gezegd voor silicium, dat een kritische veldsterkte E van ongeveer 2,5*10^ Volt per cm en een diëlektrische constante 8 van ongeveer 11,7 heeft. In het algemeen geldt voor halfge-leidermaterialen met een relatieve diëlektrische constante E en een kri tl softe veldsterkte E, dat tussen de lijnen A -en B 2,6.102Έ E v —^N.d 4Γ 5» 1 · 10** 8 E is, en voor de lijn 35 7807835 * * -2 3- r ι .....PHN-9-188..............As already stated, the values of Figure 9 apply to silicon, which has a critical field strength E of about 2.5 × 10 V per cm and a dielectric constant 8 of about 11.7. In general, for semiconductor materials with a relative dielectric constant E and a short field strength E, between lines A and B is 2.6.102Έ E v - ^ Nd 4Γ 5 »1 · 10 ** 8 E , and for the line 35 7807835 * * -2 3- r ι ..... PHN-9-188 ..............
! k C: N.d praktisch gelijk «an 3.10 £ E en, ook hier,! k C: N.d practically the same as 3.10 £ E and, also here,
Vg 1»4·* 10 . jVg 1 »4 * 10. j
De waarden £ en E kunnen door de vakman zonder j meer uit de bestaande literatuur worden gevonden. Voor de j i 5 kritische veldsterkte E zij hiertoe bijvoorbeeld verwezen j naar S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Wiley & j Sons, New York 1969 p. 117 Figuur 25. jThe values £ and E can easily be found by those skilled in the art from the existing literature. For the critical field strength E, for example, reference is made to S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, Wiley & j Sons, New York 1969 p. 117 Figure 25. j
Met behulp van hetgeen hierboven aan de hand van de figuren 8A tot en met E en 9 is besproken kan de vak-10 · man voor alle in de voorafgaande voorbeelden beschreven halfgeleiderstrukturen de in de gegeven omstandigheden meest gunstige doteringen en afmetingen kiezen. Het zal daarbij niet altijd nodig of gewenst zijn dat onder alle omstandigheden (Figuur 9 curve C) oppervlaktedoorslag wordt 15 vermeden. Zelfs zal niet altijd binnen de lijnen A en BUsing what has been discussed above with reference to Figures 8A to E and 9, the skilled person can select the most favorable dopants and dimensions for all semiconductor structures described in the previous examples. It will not always be necessary or desirable that surface penetration is avoided under all circumstances (Figure 9 curve C). Even will not always be within the lines A and B.
van Figuur 9 gewerkt behoeven te worden, aangezien ook daarbuiten hoge (oppervlakte-) doorslagspanningen bereikt ! kunnen worden. Wel zal steeds moeten worden voldaan aan de voorwaarde, dat het eilandvormige gebied in vertikale 20 richting geheel gedepleerd wordt vóór oppervlaktedoorslag optreedt.of Figure 9 need to be worked, since high (surface) breakdown voltages are also achieved outside of these! could be. However, the condition must always be met that the island-shaped region is fully depleted in the vertical direction before surface penetration occurs.
De aan de hand van Fig. 8A tot en met E en 9 ge geven beschouwingen zijn eveneens van toepassing op de op j 4.8 Januari 1978 ingediende Nederlandse octrooiaanvrage No. | 25 7800582 (PHN 9018). In die aanvrage komen in de figuren de gebieden met verwijzingscijfers 1, 2, 3 en ^ in alle op-' zichten overeen met de gebieden met overeenkomstige verwi jzingsci jf ers in de figuren 8A tot en met E van de onderhavige aanvrage, en kunnen de doteringen en afmetingen met 30 hetzelfde voordeel op de hierboven aan de hand van Fig.With reference to FIG. Considerations 8A to E and 9 also apply to Dutch patent application no. | 25 7800582 (PHN 9018). In that application, in the Figures, the regions with reference numerals 1, 2, 3 and ^ correspond in all respects to the regions with corresponding reference numerals in Figures 8A to E of the present application, and the dopings and dimensions with the same advantage over the above with reference to FIG.
8 A tot en met E en 9 beschreven wijze worden gekozen.8 A through E and 9 are selected.
De uitvinding is niet beperkt tot de gegeven uit-voeringsvoorbeelden. Zo kunnen andere halfgeleidermateriar-len dan silicium, andere isolerende lagen dan siliciumoxy-35 de (bijvoorbeeld siliciumnitride, aluminiumoxyde) en andere metaallagen dan aluminium worden toegepast. Ook kunnen in - elk u±tvo.e r ing asm orhe eld de.......geleidings typen, door hun. tegen- 7807835The invention is not limited to the exemplary embodiments given. For example, semiconductor materials other than silicon, insulating layers other than silicon oxide (eg, silicon nitride, aluminum oxide), and metal layers other than aluminum can be used. Also, in any case, the ....... conductivity types can be controlled by them. counter-7807835
Claims (13)
Priority Applications (32)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7807835,A NL184552C (en) | 1978-07-24 | 1978-07-24 | SEMICONDUCTOR FOR HIGH VOLTAGES. |
| CA319,526A CA1131801A (en) | 1978-01-18 | 1979-01-11 | Semiconductor device |
| DE2901193A DE2901193C2 (en) | 1978-01-18 | 1979-01-13 | Semiconductor device |
| GB791412A GB2013029B (en) | 1978-01-18 | 1979-01-15 | Semiconductor device |
| BR7900229A BR7900229A (en) | 1978-01-18 | 1979-01-15 | SEMICONDUCTOR DEVICE |
| SE7900337A SE432497B (en) | 1978-01-18 | 1979-01-15 | Semiconductor device with a bipolar semiconductor coupling element |
| IT19305/79A IT1110026B (en) | 1978-01-18 | 1979-01-15 | SEMICONDUCTIVE DEVICE |
| AU43405/79A AU518446B2 (en) | 1978-01-18 | 1979-01-16 | Planar bipolar semiconductor device |
| CH41779A CH638928A5 (en) | 1978-01-18 | 1979-01-16 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT. |
| PL1979212822A PL116562B1 (en) | 1978-01-18 | 1979-01-16 | Semiconductor instrument |
| ES476907A ES476907A1 (en) | 1978-01-18 | 1979-01-16 | Semiconductor device |
| US06/004,004 US4292642A (en) | 1978-01-18 | 1979-01-16 | Semiconductor device |
| AT0031179A AT380975B (en) | 1978-01-18 | 1979-01-16 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH AT LEAST ONE BIPOLAR HIGH VOLTAGE SEMICONDUCTOR CIRCUIT ELEMENT |
| FR7901086A FR2415370A1 (en) | 1978-01-18 | 1979-01-17 | SEMICONDUCTOR DEVICE EQUIPPED WITH A HIGH VOLTAGE BIPOLAR PLANAR SEMICONDUCTOR COMPONENT |
| BE0/192972A BE873570A (en) | 1978-01-18 | 1979-01-18 | SEMICONDUCTOR DEVICE EQUIPPED WITH A HIGH VOLTAGE BIPOLAR PLANAR SEMICONDUCTOR COMPONENT |
| JP346579A JPS54109780A (en) | 1978-01-18 | 1979-01-18 | Semiconductor |
| DE2927662A DE2927662C2 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-09 | Semiconductor device |
| DE2954286A DE2954286C2 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-09 | Semiconductor component |
| AU49061/79A AU521670B2 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-19 | Field effect transistor |
| CA332,190A CA1134055A (en) | 1978-07-24 | 1979-07-19 | Semiconductor device |
| PL1979217279D PL119597B1 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-20 | Semiconductor device |
| GB7925316A GB2026240B (en) | 1978-07-24 | 1979-07-20 | Semiconductor devices |
| IT24514/79A IT1122226B (en) | 1978-07-24 | 1979-07-20 | SEMICONDUCTIVE DEVICE |
| PL21727979A PL217279A1 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-20 | |
| CH6783/79A CH648693A5 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-20 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH AT LEAST ONE FIELD EFFECT TRANSISTOR. |
| ES482691A ES482691A1 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-20 | Semiconductor devices |
| JP54092147A JPS5924550B2 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-21 | semiconductor equipment |
| FR7918941A FR2434487A1 (en) | 1978-07-24 | 1979-07-23 | SEMICONDUCTOR DEVICE WITH FLAT SURFACE COMPRISING A FIELD EFFECT TRANSISTOR OF A NEW STRUCTURE |
| SE7906289A SE437094B (en) | 1978-07-24 | 1979-07-23 | SEMICONDUCTOR DEVICE WITH OTHER INCLUDING A FIELD POWER TRANSISTOR |
| BE0/196422A BE877850A (en) | 1978-07-24 | 1979-07-23 | SEMICONDUCTOR DEVICE |
| BR7904692A BR7904692A (en) | 1978-07-24 | 1979-07-23 | SEMICONDUCTOR DEVICE |
| AT0509379A AT382042B (en) | 1978-07-24 | 1979-07-24 | SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH AT LEAST ONE FIELD EFFECT TRANSISTOR |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7807835,A NL184552C (en) | 1978-07-24 | 1978-07-24 | SEMICONDUCTOR FOR HIGH VOLTAGES. |
| NL7807835 | 1978-07-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL7807835A true NL7807835A (en) | 1980-01-28 |
| NL184552B NL184552B (en) | 1989-03-16 |
| NL184552C NL184552C (en) | 1989-08-16 |
Family
ID=19831291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7807835,A NL184552C (en) | 1978-01-18 | 1978-07-24 | SEMICONDUCTOR FOR HIGH VOLTAGES. |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924550B2 (en) |
| AT (1) | AT382042B (en) |
| AU (1) | AU521670B2 (en) |
| BE (1) | BE877850A (en) |
| BR (1) | BR7904692A (en) |
| CA (1) | CA1134055A (en) |
| CH (1) | CH648693A5 (en) |
| DE (2) | DE2927662C2 (en) |
| ES (1) | ES482691A1 (en) |
| FR (1) | FR2434487A1 (en) |
| GB (1) | GB2026240B (en) |
| IT (1) | IT1122226B (en) |
| NL (1) | NL184552C (en) |
| PL (2) | PL217279A1 (en) |
| SE (1) | SE437094B (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2070858B (en) * | 1980-03-03 | 1985-02-06 | Raytheon Co | Shallow channel field effect transistor |
| US4523368A (en) * | 1980-03-03 | 1985-06-18 | Raytheon Company | Semiconductor devices and manufacturing methods |
| US4300150A (en) * | 1980-06-16 | 1981-11-10 | North American Philips Corporation | Lateral double-diffused MOS transistor device |
| NL187415C (en) * | 1980-09-08 | 1991-09-16 | Philips Nv | SEMICONDUCTOR DEVICE WITH REDUCED SURFACE FIELD STRENGTH. |
| US4485392A (en) * | 1981-12-28 | 1984-11-27 | North American Philips Corporation | Lateral junction field effect transistor device |
| GB2133621B (en) * | 1983-01-11 | 1987-02-04 | Emi Ltd | Junction field effect transistor |
| NL8304256A (en) * | 1983-12-09 | 1985-07-01 | Philips Nv | SEMICONDUCTOR DEVICE. |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL161621C (en) * | 1968-10-16 | 1980-02-15 | Philips Nv | SEMICONDUCTOR DEVICE WITH FIELD EFFECT TRANSISTOR. |
| JPS4932028B1 (en) * | 1969-06-24 | 1974-08-27 | ||
| US3814992A (en) * | 1972-06-22 | 1974-06-04 | Ibm | High performance fet |
| US4037245A (en) | 1975-11-28 | 1977-07-19 | General Electric Company | Electric field controlled diode with a current controlling surface grid |
-
1978
- 1978-07-24 NL NLAANVRAGE7807835,A patent/NL184552C/en not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-07-09 DE DE2927662A patent/DE2927662C2/en not_active Expired
- 1979-07-09 DE DE2954286A patent/DE2954286C2/en not_active Expired
- 1979-07-19 CA CA332,190A patent/CA1134055A/en not_active Expired
- 1979-07-19 AU AU49061/79A patent/AU521670B2/en not_active Ceased
- 1979-07-20 GB GB7925316A patent/GB2026240B/en not_active Expired
- 1979-07-20 IT IT24514/79A patent/IT1122226B/en active
- 1979-07-20 PL PL21727979A patent/PL217279A1/xx unknown
- 1979-07-20 ES ES482691A patent/ES482691A1/en not_active Expired
- 1979-07-20 CH CH6783/79A patent/CH648693A5/en not_active IP Right Cessation
- 1979-07-20 PL PL1979217279D patent/PL119597B1/en unknown
- 1979-07-21 JP JP54092147A patent/JPS5924550B2/en not_active Expired
- 1979-07-23 BE BE0/196422A patent/BE877850A/en not_active IP Right Cessation
- 1979-07-23 BR BR7904692A patent/BR7904692A/en unknown
- 1979-07-23 FR FR7918941A patent/FR2434487A1/en active Granted
- 1979-07-23 SE SE7906289A patent/SE437094B/en not_active IP Right Cessation
- 1979-07-24 AT AT0509379A patent/AT382042B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2434487B1 (en) | 1984-06-29 |
| NL184552C (en) | 1989-08-16 |
| JPS5924550B2 (en) | 1984-06-09 |
| SE437094B (en) | 1985-02-04 |
| DE2927662A1 (en) | 1980-02-07 |
| DE2954286C2 (en) | 1986-04-17 |
| FR2434487A1 (en) | 1980-03-21 |
| DE2927662C2 (en) | 1984-01-12 |
| BR7904692A (en) | 1980-04-15 |
| ATA509379A (en) | 1986-05-15 |
| GB2026240B (en) | 1982-12-01 |
| IT1122226B (en) | 1986-04-23 |
| NL184552B (en) | 1989-03-16 |
| CH648693A5 (en) | 1985-03-29 |
| IT7924514A0 (en) | 1979-07-20 |
| AT382042B (en) | 1986-12-29 |
| CA1134055A (en) | 1982-10-19 |
| BE877850A (en) | 1980-01-23 |
| SE7906289L (en) | 1980-01-25 |
| ES482691A1 (en) | 1980-03-01 |
| GB2026240A (en) | 1980-01-30 |
| PL217279A1 (en) | 1980-08-11 |
| PL119597B1 (en) | 1982-01-30 |
| JPS5518098A (en) | 1980-02-07 |
| AU4906179A (en) | 1980-01-31 |
| AU521670B2 (en) | 1982-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4292642A (en) | Semiconductor device | |
| TWI725184B (en) | Devices and methods for a power transistor having a schottky or schottky-like contact | |
| US6069043A (en) | Method of making punch-through field effect transistor | |
| US4422089A (en) | Semiconductor device having a reduced surface field strength | |
| KR100232369B1 (en) | Enhanced performance lateral double-diffusion mos transistor and method of fabrication | |
| US6835993B2 (en) | Bidirectional shallow trench superjunction device with resurf region | |
| US20070262324A1 (en) | Silicon carbide semiconductor device | |
| US10770582B2 (en) | Semiconductor device | |
| US9070580B2 (en) | Semiconductor device with a super junction structure based on a compensation structure with compensation layers and having a compensation rate gradient | |
| US20180212041A1 (en) | Devices and methods for a power transistor having a schottky or schottky-like contact | |
| US10147813B2 (en) | Tunneling field effect transistor | |
| US9543398B2 (en) | Semiconductor switching device including charge storage structure | |
| CN211295110U (en) | DMOS with optimized electrical characteristics | |
| CN110459540B (en) | Semiconductor device integrating MOSFET and diode and method for manufacturing the same | |
| NL7807835A (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE. | |
| WO1982002981A1 (en) | Mos power transistor | |
| US5751025A (en) | High voltage current limiter and method for making | |
| US20190074374A1 (en) | Circuit Including a Field-Effect Transistor and a Bipolar Transistor | |
| US6900506B1 (en) | Method and structure for a high voltage junction field effect transistor | |
| CN110931548A (en) | Semiconductor device structure and manufacturing method thereof | |
| KR102208949B1 (en) | Semiconductor device including super junction structure | |
| CN210296382U (en) | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips | |
| JPH0321101B2 (en) | ||
| JP6555284B2 (en) | Semiconductor device | |
| WO2020021298A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BT | A notification was added to the application dossier and made available to the public | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |