RU2015139136A - Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления - Google Patents

Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2015139136A
RU2015139136A RU2015139136A RU2015139136A RU2015139136A RU 2015139136 A RU2015139136 A RU 2015139136A RU 2015139136 A RU2015139136 A RU 2015139136A RU 2015139136 A RU2015139136 A RU 2015139136A RU 2015139136 A RU2015139136 A RU 2015139136A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
type
conductivity
dopant
frequency power
Prior art date
Application number
RU2015139136A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015139136A3 (ru
RU2684921C2 (ru
Inventor
Ярослав ГОМОЛА
Иржи ПОДЗЕМСКИ
Ладислав РАДВАН
Илья МУЛЛЕР
Original Assignee
Абб Текнолоджи Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Абб Текнолоджи Аг filed Critical Абб Текнолоджи Аг
Publication of RU2015139136A publication Critical patent/RU2015139136A/ru
Publication of RU2015139136A3 publication Critical patent/RU2015139136A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2684921C2 publication Critical patent/RU2684921C2/ru

Links

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
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/8613—Mesa PN junction diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/868—PIN diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/2225—Diffusion sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/223—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • 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
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/167—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table further characterised by the doping 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
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
    • H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
    • H01L29/6609—Diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Claims (29)

1. Высокочастотный силовой диод, содержащий
полупроводниковую подложку, имеющую первую главную сторону (101) и вторую главную сторону (102), противоположную первой главной стороне (101),
первый слой (103), сформированный в полупроводниковой подложке, примыкающий к первой главной стороне (101), при этом первый слой (103) имеет первый тип проводимости, который является проводимостью n-типа или p-типа,
второй слой (105), сформированный в полупроводниковой подложке, примыкающий ко второй главной стороне (102) подложки, при этом второй слой (105) имеет второй тип проводимости, который является проводимостью n-типа или p-типа, но отличающейся от указанного первого типа проводимости,
третий слой (104), сформированный в полупроводниковой подложке между первым слоем (103) и вторым слоем (105), при этом третий слой (104) имеет указанный второй тип проводимости,
причем первый слой (103) имеет концентрацию легирующей примеси для первого типа проводимости, которая понижается от 1019 см-3 или более вблизи первой главной стороны (101) подложки до концентрации 1,5⋅1015 см-3 или менее на границе раздела первого слоя (103) с третьим слоем (104),
второй слой (105) имеет концентрацию легирующей примеси для второго типа проводимости, которая понижается от 1019 см-3 или более вблизи второй главной стороны (102) подложки до концентрации 1,5⋅1015 см-3 на границе раздела второго слоя (105) с третьим слоем (104), и
третий слой (104) имеет концентрацию легирующей примеси для второго типа проводимости 1,5⋅1015 см-3 или менее,
отличающийся тем, что концентрация легирующей примеси для первого типа проводимости в первом слое (103) на расстоянии 50 мкм от первой главной стороны (101) подложки и концентрация легирующей примеси для второго типа проводимости во втором слое (105) на расстоянии 50 мкм от второй главной стороны (102) составляет соответственно 1017 см-3 или более, а толщина третьего слоя (104) составляет менее 60 мкм.
2. Высокочастотный силовой диод по п. 1, в котором первый слой (103) и второй слой (105) имеют поверхностную концентрацию легирующей примеси по меньшей мере 7⋅1019 см-3.
3. Высокочастотный силовой диод по п. 1, в котором фосфор является легирующей примесью для второго типа проводимости во втором слое (105).
4. Высокочастотный силовой диод по п. 2, в котором фосфор является легирующей примесью для второго типа проводимости во втором слое (105).
5. Высокочастотный силовой диод по п. 1, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
6. Высокочастотный силовой диод по п. 2, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
7. Высокочастотный силовой диод по п. 3, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
8. Высокочастотный силовой диод по п. 4, в котором бор является легирующей примесью для первого типа проводимости в первом слое (103).
9. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором полупроводниковая подложка является кремниевой подложкой.
10. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором полупроводниковая подложка имеет толщину 150 мкм или более.
11. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором профиль концентрации легирующей примеси сформирован путем одновременной диффузии легирующей примеси для первого типа проводимости в первую главную сторону (101) и легирующей примеси для второго типа проводимости во вторую главную сторону (102).
12. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, содержащий центры рекомбинации для уменьшения времени жизни носителя заряда.
13. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, содержащий ловушки, индуцированные облучением электронами.
14. Высокочастотный силовой диод по любому из пп. 1-8, в котором толщина третьего слоя (104) меньше, чем две длины амбиполярной диффузии.
15. Способ изготовления высокочастотного силового диода по любому из пп. 1-14, содержащий
(a) этап обеспечения полупроводниковой подложки (114) и
(b) этап одновременной диффузии легирующей примеси для первого типа проводимости в полупроводниковую подложку (114) с первой главной стороны (101) и легирующей примеси для второго типа проводимости в полупроводниковую подложку со второй главной стороны (102).
16. Способ изготовления по п. 15, в котором поверхностную концентрацию легирующей примеси для первого типа проводимости на первой главной стороне (101) и поверхностную концентрацию легирующей примеси для второго типа проводимости на второй главной стороне (102) поддерживают постоянной во время этапа (b) диффузии.
17. Способ изготовления по п. 15 или 16, дополнительно содержащий этап утонения полупроводниковой подложки (110) до толщины в диапазоне от 150 до 250 мкм перед этапом (b) диффузии.
18. Способ изготовления по п. 15 или 16, дополнительно содержащий этап формирования центров рекомбинации в полупроводниковой подложке.
19. Способ изготовления по п. 18, в котором центры рекомбинации индуцируют путем облучения полупроводниковой подложки электронами.
RU2015139136A 2014-09-15 2015-09-14 Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления RU2684921C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14184784.8 2014-09-15
EP14184784.8A EP2996152B1 (en) 2014-09-15 2014-09-15 High frequency power diode and method for manufacturing the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015139136A true RU2015139136A (ru) 2017-03-17
RU2015139136A3 RU2015139136A3 (ru) 2019-03-19
RU2684921C2 RU2684921C2 (ru) 2019-04-16

Family

ID=51539198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015139136A RU2684921C2 (ru) 2014-09-15 2015-09-14 Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9553210B2 (ru)
EP (1) EP2996152B1 (ru)
JP (1) JP6484147B2 (ru)
KR (1) KR101811922B1 (ru)
CN (1) CN105428425B (ru)
RU (1) RU2684921C2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2996152B1 (en) * 2014-09-15 2017-03-15 ABB Schweiz AG High frequency power diode and method for manufacturing the same
JP6846119B2 (ja) * 2016-05-02 2021-03-24 株式会社 日立パワーデバイス ダイオード、およびそれを用いた電力変換装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2288390A1 (fr) * 1974-10-18 1976-05-14 Thomson Csf Procede de realisation d'une structure semi-conductrice pour hyperfrequence et composant electronique ainsi obtenu
JPS5819125B2 (ja) * 1976-08-11 1983-04-16 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
FR2578101B1 (fr) * 1985-02-26 1987-10-09 Thomson Csf Diode hyperfrequence de type pin a transitions abruptes
JPH07226405A (ja) * 1994-12-19 1995-08-22 Meidensha Corp 半導体デバイスの製造方法
JPH10270720A (ja) * 1997-03-24 1998-10-09 Fuji Electric Co Ltd 高圧シリコンダイオード
JPH1167786A (ja) * 1997-08-25 1999-03-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2000022174A (ja) 1998-06-30 2000-01-21 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US7485920B2 (en) * 2000-06-14 2009-02-03 International Rectifier Corporation Process to create buried heavy metal at selected depth
GB0130018D0 (en) * 2001-12-15 2002-02-06 Koninkl Philips Electronics Nv Semiconductor devices and their manufacture
JP4539011B2 (ja) * 2002-02-20 2010-09-08 富士電機システムズ株式会社 半導体装置
US7728409B2 (en) * 2005-11-10 2010-06-01 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
RU70411U1 (ru) * 2007-09-24 2008-01-20 Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" Силовой импульсный полупроводниковый диод
WO2013081694A2 (en) * 2011-08-25 2013-06-06 Aeroflex Colorado Springs Inc. Wafer structure for electronic integrated circuit manufacturing
CN103748689B (zh) * 2011-09-08 2017-02-15 富士电机株式会社 半导体装置以及半导体装置的制造方法
US8836090B1 (en) * 2013-03-01 2014-09-16 Ixys Corporation Fast recovery switching diode with carrier storage area
US9209027B1 (en) * 2014-08-14 2015-12-08 Infineon Technologies Ag Adjusting the charge carrier lifetime in a bipolar semiconductor device
US9349799B2 (en) * 2014-08-14 2016-05-24 Infineon Technologies Ag Adjusting the charge carrier lifetime in a bipolar semiconductor device
EP2996152B1 (en) * 2014-09-15 2017-03-15 ABB Schweiz AG High frequency power diode and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160031964A (ko) 2016-03-23
JP6484147B2 (ja) 2019-03-13
EP2996152B1 (en) 2017-03-15
CN105428425A (zh) 2016-03-23
KR101811922B1 (ko) 2017-12-22
US20160079441A1 (en) 2016-03-17
US9553210B2 (en) 2017-01-24
EP2996152A1 (en) 2016-03-16
RU2015139136A3 (ru) 2019-03-19
CN105428425B (zh) 2018-06-26
JP2016063220A (ja) 2016-04-25
RU2684921C2 (ru) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6914608B2 (ja) オプトエレクトロ装置、電子装置およびオプトエレクトロ装置を作成する方法
GB2529583A (en) Non-planar semiconductor device having doped sub-fin region and method to fabricate same
EP2568511A3 (en) Selective emitter solar cell and manufacturing method thereof
JP2018505567A5 (ru)
JP7050717B2 (ja) オプトエレクトロニクス半導体エレメントとオプトエレクトロニクス半導体エレメントを製造する方法
JP2017045949A5 (ru)
EP2879189A3 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
ES2570007T3 (es) Procedimiento de fabricación de una célula fotovoltaica con contactos interdigitados en la cara trasera
US9887125B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device comprising field stop zone
JP2014093526A5 (ru)
EP2980858A3 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
JP2014518458A5 (ru)
JP2019046908A5 (ru)
JP2015109472A5 (ru)
JP2012009522A5 (ru)
JP2013093579A5 (ru)
JP2014236093A5 (ru)
US20140231951A1 (en) Silicon photomultiplier and method of manufacturing silicon photomultiplier
JP2019046909A5 (ru)
JP2013532900A5 (ru)
EP2538447A3 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
GB2514711A (en) Power semiconductor device and method for manufacturing thereof
RU2015139136A (ru) Высокочастотный силовой диод и способ его изготовления
WO2012173416A3 (en) Semiconductor light emitting device and method of menufacturing the same
JP2012049466A5 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220311