DE3024939C3

DE3024939C3 - Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE3024939C3
Application number: DE3024939A
Authority: DE
Inventors: Atsuo Watanabe; Masayoshi Naito; Tsutomu Yatsuo; Masahiro Okamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1980-07-01
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2000-07-02
Also published as: DE3024939C2; US4388635A; DE3024939A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art.

Ein Thyristor ist eine Halbleiteranordnung mit drei oder mehr PN-Übergängen, der sich zum Schalten aus einem Stromsperrzustand in einen Stromleitzustand durch elek trische oder optische Auslösemittel und umgekehrt durch elektrische Mittel eignet.

Eines der typischen Beispiele hiervon wird an Hand der Fig. 1, 2 und 3B erläutert. Es betrifft einen PNPN-Thy ristor mit einem N-Leitungstyp-Halbleiterplättchen als Ausgangsmaterial sowie ein herkömmliches Herstellverfahren.

Gemäß Fig. 1 hat ein Halbleitersubstrat 10 eine an einer Hauptoberfläche 101 freiliegende P-Emitter-(P_E)Schicht 1, eine an die P-Emitterschicht 1 angrenzende N-Basis-(N_B)- Schicht 2 und eine an die N-Basisschicht 2 angrenzende P-Basis-(P_B)Schicht 3, die an der anderen Hauptoberfläche 102 des Halbleitersubstrats 10 zusammen mit einer N-Emitter-(N_E)Schicht 4 freiliegt. Zwischen der P-Emitterschicht 1 und der N-Basisschicht 2, zwischen der N-Basisschicht 2 und der P-Basisschicht 3 sowie zwischen der P-Basisschicht 3 und der N-Emitterschicht 4 sind PN-Übergänge J₁ bzw. J₂ bzw. J₃ gebildet, wobei die PN-Übergänge J₁ und J₂ an einer Seite 103 des Halbleiter substrats 10 enden und der PN-Übergang J₃ an der anderen Hauptoberfläche 102 endet. Eine Anodenelektrode 5, eine Kathodenelektrode 6, die Hauptelektroden sind, und eine Steuerelektrode 7 sind auf der einen Hauptoberfläche 101 bzw. an den freiliegenden Teilen der P-Basisschicht 3 der anderen Hauptoberfläche 102 des Halbleitersub strats 10 ausgebildet. Die Anodenelektrode 5 dient auch zum Schutz des spröden Halbleiterplättchens. Der PN-Übergang J₃ zwischen der N-Emitterschicht 4 und der P-Basisschicht 3 ist durch die Kathodenelektrode 6 in einem Bereich 41 zur Bildung eines kurzgeschlossenen Emitteraufbaus teilweise kurzgeschlossen. Der äußerste Umfang der Kathodenelektrode 6 ist durch die P-Basis schicht 3 zur Bildung eines kurzgeschlossenen Umfangs aufbaus 42 kurzgeschlossen. Demgemäß hat ein Endbereich 300 des Halbleitersubstrat 10 einen PNP-Aufbau.

Der kurzgeschlossene Emitteraufbau und der kurzge schlossene Umfangsaufbau entsprechen einer bekannten Tech nik zur Verbesserung der Sperrcharakteristik des Thyristors. Die Sperrcharakteristik des Thyristors wird als die Eignung definiert, eine möglichst hohe Spannung mit einem möglichst geringen Ableitungsstrom auszuhalten, wenn die Spannung über die Anodenelektrode 5 und die Kathodenelektrode 6 angelegt wird, um den Übergang J₁ oder J₂ in Sperrichtung vorzuspannen (d. h. Sperr zustand). Üblicherweise kann eine hohe Spannung inner halb des Halbleiterkörpers gesperrt werden, doch ist die Sperreignung an der Oberfläche geringer als im Inneren, da die elektrische Feldstärke an der Oberfläche höher als im Inneren ist und daher ein Lawinendurch bruch bzw. -durchschlag an der Oberfläche auftritt. Um das obige Problem zu vermeiden, ist es erforderlich, an der Oberfläche eine niedrigere elektrische Feldstärke als im Inneren einzustellen. Die Verringerung der elektrischen Feldstärke an der Oberfläche läßt sich durch Ausdehnen einer Verarmungsschicht an der Oberfläche erreichen.

Zu diesem Zweck wurde nach dem Stand der Technik die Seitenkante 103 des Halbleitersubstrats 10 zu einem Doppelabschrägungsaufbau oder Sigma (Σ)-Umriß geformt. Dabei muß jedoch, da die Übergänge J₁ und J₂ an der Seitenkante 103 freiliegen, eine Oberflächenpassivierungs schicht 200 angebracht werden, um die Verringerung der Durchbruchsspannung auf Grund der Verunreinigung und der Abscheidung von Verunreinigungsionen von außen zu ver meiden.

Für eine Halbleiteranordnung, bei der die Seitenkante des Halbleitersubstrats 10 zum Abschrägungsaufbau ge formt ist und die Seitenkante ein Passivierungsmaterial trägt, wurde die folgende Technik angegeben, um die Durchbruchsspannung an der Oberfläche des Halbleitersub strats höher als die Durchbruchsspannung des Körpers zu machen. In der US-PS 3 413 527 ist offenbart, eine lei tende Schutzelektrode auf einem dielektrischen Material bei einem Thyristor, dessen Seitenkante zu einem abgeschrägten Aufbau geformt ist und das abgeschiedene dielektrische Material trägt, in der Nähe eines PN-Übergangs im Halb leitersubstrat vorzusehen. Nach dieser US-PS dient die leitende Schutzelektrode zur Verringerung der elektrischen Feldstärke an der Seitenkante des Halbleiterkörpers, wenn der PN-Übergang des Halbleitersubstrats in Sperrichtung vorgespannt wird, um die Durchbruchsspannung an der Ober fläche höher als die Durchbruchsspannung im Körper zu machen.

Jedoch bringt der bekannte Thyristor das folgende Problem. Wenn bei diesem Thyristor eine hohe Sperr spannung für eine ausgedehnte Zeitdauer angelegt wird, wächst ein Ableitungsstrom anormal so an, daß die Sperr charakteristik erheblich verschlechtert wird und im schlimmsten Fall eine thermische Instabilität unter Zerstörung der Halbleiteranordnung auftritt.

Die US-PS 3 413 527 bezieht sich nicht auf das Problem bei der Zuführung der Sperrspannung für die ausgedehnte Zeitdauer und dessen Lösung.

Für dieses Problem wurde allgemein anerkannt anzu nehmen, daß es nicht auf eine Erscheinung im Halbleiter körper, sondern auf die Seitenkante des Halbleitersubstrats 10 im Zusammenhang mit dem Passivierungsmaterial zurückzu führen ist. Daher wurde das Passivierungsmaterial als solches und das chemische Verfahren für die Seitenkante untersucht.

Jedoch wurde kein spezielles Modell für die Gründe der Verschlechterung und eine Behebung derselben bezüglich eines Aufbaus wie etwa der in Fig. 1 dargestellten Halb leiteranordnung ermittelt.

Aus der DE-OS 22 29 605 ist eine Halbleiteranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art bekannt, bei dem ein Paar von elektrisch leitenden Schichten, die auf den Potentialen der Anode bzw. der Kathode gehalten werden, sich teilweise an der Seitenfläche des Substrats bei zwischengefügter Isolierschicht überlappen, so daß die Verarmungsschicht am Randteil auf Grund der konstanten Potentiale eng gemacht wird und sich konzentriertere elektrische Feldlinien im Passivierungsmaterial nahe der Kante der leitenden Schicht ergeben.

Die GB-PS 11 19 297 offenbart eine Halbleiteranordnung, die mit einer leitenden Schicht zur äußerlichen Steuerung des elektrischen Feldes um die freiliegende Kante des PN-Überganges in der Halb leiteroberfläche versehen ist und dadurch die Durchbruchsspannung des PN-Überganges steuert. Fast sämtliche elektrische Kraft linien enden nicht im Passivierungsmaterial, sondern an der Halbleiteroberfläche.

Schließlich ist aus der US-PS 34 05 329 eine planare Halbleiter anordnung bekannt, worin Ladungen an der Oberfläche eines Halb leitersubstrats durch das Anlegen eines äußeren Feldes gesteuert werden, wodurch die Durchbruchsspannung der Anordnung verbessert wird. Dabei sind ein negativ geladener Schirm und ein Schutzschirm vorgesehen, die zur Erweiterung des Verarmungsbereichs nahe der P-Schichtoberfläche bzw. zum Verhindern einer übermäßigen Ver breiterung des Verarmungsbereichs nahe der Oberfläche im P-Be reich dienen. Eine Verringerung der an der Halbleiteroberfläche endenden elektrischen Kraftlinien tritt kaum auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranord nung der eingangs vorausgesetzten Art mit hoher Durchbruchsspan nung zu entwickeln, bei der der Ableitungsstrom nicht wächst, auch wenn eine Sperrspannung für eine ausgedehnte Zeitdauer angelegt wird, die damit eine hochverläßliche Sperr eignung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge kennzeichnet.

Wenn bei der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung eine Spannung zum Vorspannen des PN-Übergangs in Sperrichtung zwischen dem Paar von Hauptelektroden angelegt wird, werden Ionen im Passivierungsmaterial durch ein elektrisches Feld gesammelt, das im Passivierungsmaterial erzeugt ist, so daß die Verschlechterung der Durchbruchscharakteristik an der Ober fläche des Halbleitersubstrats verhindert wird.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung veran schaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

Fig. 1 einen Schnitt zur Veranschaulichung des Aufbaus eines bekannten Thyristors;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt eines Umfangs teils des in Fig. 1 dargestellten Thyristors, bei dem eine Spannung gezeigter Polarität am Paar der Elektroden angelegt ist;

Fig. 3A einen vergrößerten Teilschnitt eines Umfangs teils einer weiteren bekannten Halbleiteranordnung;

Fig. 3B einen vergrößerten Teilschnitt eines Umfangsteils einer Fig. 1 entsprechenden Halbleiteranordnung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungsanlegungszeit und dem Ableitungsstrom, wenn eine bestimmte Vor spannung an die Halbleiteranordnung nach den Fig. 3A und 3B angelegt wird;

Fig. 5 bis 8 Schnitte von Thyristoren nach Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Die Erscheinung der Verschlechterung der Sperrcharak teristik wurde im einzelnen für einen Thyristor des in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Aufbaus untersucht.

Durch die Untersuchung wurde gefunden, daß die Ver schlechterungserscheinung nicht auf einem Problem inner halb des Halbleitersubstrats, sondern auf Verunreinigungs ionen beruht, die in dem auf die Seitenkante des Halbleiter substrats aufgebrachten Passivierungsmaterial verteilt sind. Eine Spur von unentfernbaren Verunreinigungsionen, wie z. B. Wasser, Natriumionen und durch Dissoziation durch ein elektrisches Feld erzeugten Ionen, verteilt sich im Passivierungsmaterial. Wenn eine Sperrspannung angelegt wird, wirkt ein elektrisches Feld auf das Passivierungs material, und die Verunreinigungsionen beginnen, sich längs des elektrischen Feldes zu bewegen. Auf Grund dieser Bewegung sammelt sich eine große Menge von Verunreinigungs ionen in einem Bereich, an dem das elektrische Feld oder eine elektrische Kraftlinie endet.

Es wird nun eine bestimmte, bei einem tatsächlichen Thyristor beobachtete Erscheinung betrachtet.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt eines Umfangs teils zur Erläuterung der obigen Erscheinung im einzelnen. Die den in Fig. 1 gezeigten identischen Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Beim dargestellten Thyristor wird eine Spannung an den Hauptelektroden im Vorwärtssperrzustand angelegt, d. h., daß die Anodenelektrode 5 positiv und die Kathodenelektrode 6 negativ ist.

Im Passivierungsmaterial gezeigte Strichellinien sind elektrische Kraftlinien 30, längs deren sich die Verun reinigungsionen bewegen. Die elektrischen Kraftlinien werden hier weiter erläutert. Die meisten der elektrischen Kraftlinien enden an der Seitenkante, an der die P-Basisschicht 3 freiliegt, und an einer Halbleiterschicht auf deren Oberfläche. Als Ergebnis sammelt sich eine große Menge von positiven La dungen tragenden Verunreinigungsionen an der Oberfläche. Es war bekannt, daß, wenn sich die positiven Ladungen an der Oberfläche der P-Halbleiterschicht sammeln, die Löcherkonzentration an dieser Oberfläche sinkt und die Verarmung und sogar die Inversion zum N-Typ auftreten.

Wenn die an den Thyristor angelegte Sperrspannung für eine lange Zeitdauer einwirkt, wächst die Menge der an der P-Basisschicht 3 angesammelten positiven Ladungen allmählich, und die Verarmung oder die Inversion der P-Basisschicht 3 zum N-Typ schreitet fort, die möglicherweise die Kathoden elektrode 6 erreicht, die die zweite Hauptelektrode auf der N-Emitterschicht 4 ist. Als Ergebnis fließt ein äußerst starker Ableitungsstrom durch diesen Bereich. In der N-Basisschicht 2 und der P-Basisschicht 3 dar gestellte Strichpunktlinien zeigen Verarmungszonen. Wie dargestellt, ist die Verarmung zur Oberfläche der P-Basis schicht 3 vorgerückt, und die Verarmungszone hat die Kathodenelektrode 6 erreicht.

Es wurde erkannt, daß die bei dem bekanntenn Thyristor angetroffene Verschlechterung der Sperrcharakteristik auf eine Erscheinung zurückzuführen ist, bei der sich die Verunreinigungsionen im Passivierungsmaterial durch das elektrische Feld bewegen und an der Oberfläche der P-Basisschicht 3 ansammeln, was zur Verarmung oder In version zum N-Typ an der Oberfläche führt.

Die Verringerung der Menge der an der Oberfläche der P-Basis schicht 3 angesammelten Verunreinigungsionen ist also wesentlich, um das Problem der Verschlechterung zu lösen. Dies könnte durch Verbesserung des bisher verwendeten Passi vierungsmaterials oder durch Verwendung eines neuen Passivierungsmaterials zur Verringerung der Menge der Ver unreinigungsionen erreicht werden. Beim bekannten Thyristor werden die meisten Verunreinigungsionen in die P-Basis schicht 3 gelenkt und dort angesammelt, weil die meisten elektrischen Kraftlinien im Passivierungsmaterial an der P-Basisschicht 3 enden. Es wird daher, wie ebenfalls bekannt, eine Hilfselektrode aus einem leitenden Teil vorgesehen, die nach außerhalb der Kante der P-Basisschicht 3 vorliegt. Die an der Oberfläche der P-Basisschicht 3 angesammelten Verunreinigungsionen werden von der Hilfselektrode erfaßt. Als Ergebnis wird die Menge der an der Oberfläche der P-Basisschicht 3 angesammelten Ladungen wesentlich verringert, und die Änderung des Ableitungs stroms wird wesentlich reduziert.

Es wurden hierzu folgende Versuche durchgeführt.

Fig. 3A und 3B zeigen Umrisse von Versuchsproben, und Fig. 4 zeigt Versuchsergebnisse.

Die Hauptelektroden 5 und 6 sind auf einem Paar von entgegengesetzten Oberflächen des PNP-Aufbau-Halbleiter substrats 10 angeordnet. Nach Fig. 3A besteht die Haupt elektrode 6 aus einer Wolframplatte und springt um 1,5 mm über die angrenzende P-Halbleiterschicht vor. Gemäß Fig. 3B sind beide Hauptelektroden 5 und 6 durch Aufdampfen von Aluminium gebildet. Die Hauptelektrode 6 bleibt im Gegensatz zu der Ausbildung in Fig. 3A um 1,5 mm gegen über der Länge der angrenzenden P-Halbleiterschicht zurück.

Fig. 4 zeigt Änderungen des Ableitungsstroms in Abhängigkeit von der Zeit, wenn eine Gleichspannung von 3000 V mit der in Fig. 3A und 3B gezeigten Polarität ange legt wird. Die Kurve A zeigt die Messung für Fig. 3A, und die Kurve B zeigt die Messung für Fig. 3B. Man sieht, daß die Kurve A einen erheblich geringeren Anstieg des Ableitungsstroms als die Kurve B zeigt.

Es folgt aus der Diskussion der obigen Versuchsergebnisse, daß in der Probe nach Fig. 3A die Wolfram-Hauptelektrode 6 als die Verunreinigungsionen sammelnde Hilfselektrode wirkt, während die Hauptelektrode nach Fig. 3B keine solche Funktion hat.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Nach Fig. 5 wird ein N-Siliziumeinkristallmaterial mit einem Wider stand von 200-300 Ω · cm und einer Dicke von angenähert 1 mm als Ausgangsmaterial verwendet, in das ein P-Dotierstoff, wie z. B. Gallium oder Aluminium, nach einer bekannten Diffusionstechnik zur Bildung einer P-Diffusions schicht eindiffundiert wird. Die Oberfläche einer der Diffusionsschichten wird in Tiefenrichtung gleichmäßig durch einen chemischen Ätzprozeß um 40-50 µm zum Zurichten der Dicke geätzt. Die auf eine verringerte Dicke geätzte P-Schicht dient als die P-Basisschicht 3, während die an die entgegengesetzte Hauptoberfläche 101 angrenzende dicke P-Schicht als die P-Emitterschicht 1 dient. Die N-Schicht dazwischen dient als die N-Basis schicht 2. Dann wird die an die P-Basisschicht 3 an grenzende N-Emitterschicht 4 durch einen Phosphor diffusionsprozeß unter Verwendung von POCl₃ als Diffusions quelle und einen chemischen Ätzprozeß gebildet. Die P-Basisschicht 3 liegt an der Oberfläche 102 in Teilflächen der N-Emitterschicht 4 frei. Angrenzend an die gegenüber liegenden Hauptoberflächen 101 und 102 werden die Anoden elektrode 5 auf der P-Emitterschicht 1, die Kathoden elektrode 6 auf der N-Emitterschicht 4 und die Steuer elektrode auf einem an der Hauptoberfläche 102 freilie genden Teil der P-Basisschicht 3 gebildet. Die Kathoden elektrode 6 ist vom kurzgeschlossenen Emitteraufbau, bei dem die P-Basisschicht 3 und die N-Emitterschicht 4 teilweise durch Zonen kurzgeschlossen sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Kathoden elektrode 6 und die Steuerelektrode durch Aufdampfen eines Metalls, wie z. B. Aluminium, gebildet, während die über die Kanten der Hauptoberfläche 101 vorragende Anodenelektrode 5 aus einer Metallplatte, wie z. B. Wolfram oder Molybdän mit einem dem des Halbleitermaterials nahen Wärmeausdehnungskoeffizienten, besteht und unter Verwendung von Aluminium als Lötmaterial fest angebracht ist. Die Seitenkante 103, an der die PN-Über gänge J₁ und J₂ freiliegen, ist zu einer Sigma-(Σ)Kontur geformt, so daß die Übergänge J₁ und J₂ beide positive Abschrägungen haben. Nahe der Oberfläche, an der die P-Basisschicht 3 freiliegt, ist die Hilfselektrode 8 angeordnet. Die Hilfselektrode 8 besteht aus einem ringförmigen Metallteil, der einen ausreichend großen Durchmesser aufweist, um über die P-Basisschicht 3 vorzuragen und den gesamten Umfang zu bedecken. Die Anforderung an das Material ist, daß es mit einem Passivierungsmaterial 200, das noch be schrieben wird, chemisch nicht reagiert und von diesem nicht erodiert wird. Beispielsweise wurde ein befriedigendes Ergebnis erhalten, als Wolfram bei diesem Ausführungsbei spiel verwendet wurde. Die Hilfselektrode 8 ragt über die Umfangskante der Hauptoberfläche 102 des Halbleiter substrats um 1,0 mm oder mehr vor und erstreckt sich mit ihrem äußeren Ende um 0,5 mm oder weniger von der Hauptoberfläche 102 in Richtung zur Anodenelektrode 5.

Die Hilfselektrode 8 ist ohmisch kontaktiert, so daß ihr Potential nahezu dem Potential der Kathodenelektrode 6 gleich ist.

Fig. 5 zeigt die Verarmungsschicht und die elektrischen Kraftlinien 30. Bei diesem Ausführungsbeispiel ragt die Außenkante der Hilfselektrode 8 nicht nur über die Hauptoberfläche 102 vor, sondern erstreckt sich auch auf die Anodenelektrode 5 zu, wie mit dem Bezugszeichen 8a gezeigt ist. Außerdem ist sie im Passivierungsmaterial 200 eingebettet. Es ist offenbar, daß der Sammeleffekt der Verunreinigungsionen zur Hilfselektrode hin in diesem Fall größer ist, als wenn die Hilfselektrode 8 nur vorragt.

Fig. 6 zeigt eine Abänderung dieses Ausführungsbei spiels. Das abgeänderte Ausführungsbeispiel richtet sich auf den Thyristor mit Doppelabschrägungsaufbau.

Im Fall des Doppelabschrägungsaufbaus dehnt sich die Verarmungsschicht in der P-Basisschicht 3 leichter als bei der Sigmakontur aus, und daher tritt der Durchgriff der Verarmungsschicht zur Kathodenelektrode 6 in der P-Basis schicht 3 leichter auf. Bei diesem Aufbau ist die An bringung der Hilfselektrode 8 sehr wirksam.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 bestehen die Hilfselektroden 8 und 9 aus Metallteilen, deren jeder einen genügend großen Durchmesser aufweist, um über die zugehörige Hauptoberfläche vorzuspringen und den ge samten Umfang zu bedecken. Die äußere Kante 8a der Hilfs elektrode 8 erstreckt sich in Richtung zur oberen Haupt oberfläche 102, und die äußere Kante 9a der Hilfselektrode 9 erstreckt sich in Richtung zur unteren Hauptoberfläche 101. Als Ergebnis sind beide äußeren Kanten 8a und 9a nahe zu einander angeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die äußeren Kanten der Hilfselektroden von zylindrischer Form, die gegen überstehenden Zylinderkanten 8a und 9a weisen einen gegen seitigen Abstand von 0,3 mm auf, und die Hilfselektroden 8 und 9 befinden sich in einem Abstand von 0,4 mm oder mehr, um den Isolationsdurchschlag dazwischen zu vermeiden. Die Hilfselektroden 8 und 9 ragen jeweils über die Haupt oberfläche 101 bzw. 102 des Halbleitersubstrats um 1,0 mm oder mehr vor.

Die Hilfselektroden 8 und 9 sind ohmisch kontaktiert, so daß die Potentiale der Hilfselektroden 8 und 9 im wesent lichen gleich den Potentialen der Anodenelektrode 5 bzw. der Kathodenelektrode 6 sind.

Dieses Ausführungsbeispiel liefert den folgenden Vorteil. Bei diesem Ausführungsbeispiel ragen die äußeren Kanten 8a und 9a der Hilfselektroden 8 und 9 nicht nur über die Hauptoberfläche vor, sondern sie er strecken sich beide aufeinander zu. Demgemäß ist es offensicht lich, daß der Sammeleffekt der Verunreinigungsionen zur Hilfselektrode 9 hin bei diesem Ausführungsbeispiel stärker ist, als wenn nur eine äußere Kante zur anderen erstreckt ist. Außerdem ist, da die Kanten 8a und 9a unter den gleichen Bedingungen aufgebaut sind, die Charakteristik symmetrisch, auch wenn die Polarität der zwischen der Anodenelektrode und der Kathoden elektrode angelegten Spannung umgekehrt wird.

Fig. 8 zeigt eine Abänderung dieses Ausführungsbeispiels. Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel hat die Sigmakontur, bei der beide Übergänge J₁ und J₂ positive Abschrägungen aufweisen, während dieses Ausführungs beispiel den Thyristor konvexer Form zeigt, bei dem beide PN-Übergänge negative Abschrägungen haben.

Die Erfindung ist zusätzlich zu dem in den Ausführungsbei spielen gezeigten Thyristor auch auf verschiedene Arten von Halbleiteranordnung, wie z. B. Dioden, Transistoren, rück wärtsleitende Thyristoren und Bilateral-Transistoren, anwendbar.

An Stelle des beschriebenen organischen Passivierungsmate rials kann auch anorganisches Material, wie z. B. Glas, verwendet werden.

Bei der Halbleiteranordnung nach der Erfindung ist die Menge von an der Oberfläche der Halbleiterschicht angesammelten Verunreinigungsionen gering, und daher wächst der Ableitungsstrom nicht, auch nachdem eine hohe Spannung von beispielsweise 3 kV bis 6 kV für eine lange Zeitdauer gesperrt wurde. Daher hat die Halbleiteranordnung nach der Erfindung eine äußerst hohe Stabilität.

Claims

1. Halbleiteranordnung mit
einem Halbleitersubstrat (10) mit einem Paar von Haupt oberflächen (101, 102), einer das Paar der Hauptober flächen (101, 102) verbindenden Seitenfläche (103) und wenigstens einem im Halbleitersubstrat (10) zwischen dem Paar der Hauptoberflächen (101, 102) gebildeten PN-Über gang (J₁, J₂) mit einem an der Seitenfläche (103) frei liegenden Rand,
einem Paar von auf dem Paar der Hauptoberflächen (101, 102) des Halbleitersubstrats (10) gebildeten Haupt elektroden (5, 6),
einem zum Bedecken der Seitenfläche (103) des Halbleiter substrats (10) angebrachten Passivierungsmaterial (200) und
einem Paar von leitenden Teilen (8, 9), die längs des Paares der Hauptelektroden (5, 6) angeordnet und elek trisch damit verbunden sind, im wesentlichen parallel zum Paar der Hauptoberflächen (101, 102) nach außerhalb der Kanten beider Hauptoberflächen (101, 102) des Halblei tersubstrats (10) vorragen und im vorragenden Teil im Kontakt mit dem Passivierungsmaterial (200) stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endkanten der nach außerhalb der Kanten der an grenzenden Hauptoberfläche (101, 102) des Halbleitersub strats (10) vorragenden Abschnitte des Paars der leiten den Teile (8, 9) in bezug auf die zu den Hauptoberflächen (101, 102) des Halbleitersubstrats (10) senkrechte Rich tung miteinander fluchten und
daß die Endkante des einen leitenden, zum Sammeln der Verunreinigungs ionen im Passivierungsmaterial (200) dienenden Teils (8) einen zur Endkante des anderen leitenden Teils (5) hin rechtwinklig umgebogenen Randteil (8a) aufweist.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkanten jedes der beiden leitenden Teile (8, 9) je einen zu den Endkanten des anderen leitenden Teils (9, 8) hin rechtwinklig umgebogenen Randteil (8a, 9a) aufweisen.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer des Paares der leitenden Teile (8, 9) aus dem gleichen Material wie dem der daran angrenzen den Hauptelektrode (5, 6) gebildet und mit der angrenzen den Hauptelektrode (5, 6) einstückig ist.