DE7216704U - Halbleiteranordnung mit flachliegender grenzschicht - Google Patents
Halbleiteranordnung mit flachliegender grenzschichtInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS
DR.-ING. HANS LEYH
7i, 27. April 1972
Melchi&.-str. 42
Unser Zeichen: M261P/^-77 8/9
Motorola, Inc. 9401 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois
V.St.A.
Halbleiteranordnung mit flachliegender Grenzschicht
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit flachliegender
Grenzschicht, bei der die Durchbruchspannung auf einen Wert vergrössert ist, der in der Nähe der Massen-Durchbruchspannung
im Halbleiterträger liegt. Für Halbleiterelemente wie z.B. Dioden, Varaktoren, Transistoren
und Gleichrichter, ist es bisher nur möglich eine verhältnismässig
hohe Durchbruchspannung zu erzielen, die im Bereich der theoretischen Massen-Durchbruchspannung
des Halbl2itermaterials liegt, wenn ein Tiefendiffusion zur Erzeugung einer tiefliegender. Grenzschicht vorgenommen
wird. Solche in die Tiefe gehenden Diffusionen begrenzen jedoch das Hochfrequenzverhalten dieser Halbleiterelemente
und sind daher nicht durchzuführen, wenn die Halbleiterelemente für hohe Frequenzen verwendbar sein sollen.
Fs/ba Einer
M261P/G-778/9 ^J
Einer der hauptsächlichen Gründe für die tätsächliche
gegenüber der theoretischen Durchbruchspannung verhältnisraässig niederen Durchbruchspannung liegt in der speziellen
Grenzschichtkonfiguration, wie sie sich bei den verschiedenen
»?rst?ii,,np<:yerfaiirpn «*r?ibt^ Wenn der Grenzschichtverlauf
mit verhältnismässig scharfen Kanten und Spitzen versehen ist, so bildet sich in diesen Bereichen eine Ladungskonzentration
und damit eine Feldstärkekonzentration. Obwohl die Massen-Durchbruchspannung eines Halbleiterelementes auf
einem gegebenen Niveau liegt, kann das elektrische Feld in der Umgebung solcher Spitzen und Kanten die tatsächliche
Durchbruchspannung des Halbleiterelementes um viele* kleiner als die theoretische Durchbruchspannung machen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Halbleiteranordnung zu schaffen, bei der ein fassonierter Grenzschichtveriauf die Durehbruchspannung wesentlich
vergrössert. Ein solcher fassonierter Grenzschichtverlauf soll keine Ladungskonzentrationen verursachende Spitzen
und Kanten aufweisen und durch eine Diffusion bei flachliegenden Grenzschichten erzielbar sein. Der flach auslaufende
Grenzschichtverlauf soll bezüglich seiner seitlichen Ausdehnung begrenzbar und definierbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
die Grenzschicht zwischen Bereichen unterschiedlicher Leitfähigkeit weich verlaufend und unter Vermeidung von
Ladungsanhäufungen verursachenden Spitzen und Kanten ausgebildet ist, wobei sich die Grenzschicht der Oberfläche
der Halbleiteranordnung allmählich verlaufend nähert.
- 2 - Bei
M261P/G-778/9
Bei einer, geraäss der Erfindung hergestellten Halbleiteranordnung
lässt sich ein fassonierter Grenzschichtverlauf ausbilden, d^r im wesentlichen nur weiche Rundungen hat
una daher eine gleichmässige Ladungsverteilung über den
Grenzschichtverlauf bewirkt. Durch die hiermit vermiedenen scharfen Kanten und Spitzen wird eine Ladungskonzentration
vermieden, sodass die Durchbruchspannung wesentlich erhöht ist. Dieser günstige Grenzschichtverlauf lässt sich durch
die Verwendung einer amorphen Halbleiterschicht erzielen, der auf der Oberfläche des Halbleiterträgers angebracht
ist, in welchem durch Diffusion die Grenzschicht ausgebildet werden soll. Vorzugsweise findet als amorphes
Material eine amorphe Siliziumschicht Verwendung, obwohl auch andere Halbleitermaterialien hierfür geeignet sind.
Unter einer amorphen Schicht sind solche Schichten zu verstehen, in denen im wesentlichen keine Kristallite
auftreten, welche die Diffusionsgeschwindigkeit der dotierenden Materialien verändern würden. Selbstverständlich
können im geringen Umfang kleine kristallite Strukturen in der Schicht vorhanden sein, sodass man von einer
amorphen, polikristallinen Schicht sprechen kann, was ebenfalls zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt, wenn die
Schicht weniger als etwa ein #um dick ist.
Die Verwendung einer amorphen Schicht für die Herstellung der erfindungsgemässen Halbleiteranordnung hat folgenden
Grund: Bei dem Diffusionsverfahren, wenn d? für die
Diffusion verwendeten Atome auf die Oberfläche des amorphen Siliziummaterials auftreffen, wandern diese Atome nicht
nur in senkrechter Richtung durch das amorphe Material,
sondern ebenfalls auch in seitlicher Richtung. Der Grund füT diese in wesentlichem Umfang seitliche Bewegung des
dotierenden Materials in der amorphen Schicht ergibt sich wegen der hohen Diffusionsgeschwindigkeit aller Materialien,
die normalerweise für die Dotierung von Halbleitermaterialien Verwendung finden. Wenn von dieser Erscheinung voll Gebrauch
- 3 - gemacht
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gemachtwerden soll, ist es zweckmässig, die amorphe Siliziumschicht direkt auf der Oberfläche des zu diffundierenden
Halbleiterträgers aufzubringen und darüber eine Maske anzuordnen, die in gev/isser Hinsicht eine Begrenzung
des dotierten Bereiches schafft. Wegen der sehr hohen Ulffusionsgeschwindigkeit ergibt sich auch eine seitliche
Diffusion in der amorphen Schicht, sodass die Grenzschicht weich verlaufend sich nach der Seite ausbreitet und allmählich
der Oberfläche des Halbleiterträgers nähert. Damit werden auch starke Ladungskonzentrationen an denjenigen
Stellen der Grenzschicht vermieden, an denen diese an der Oberfläche des Halbleiterkörpers austritt. Die
Verwendung einer amorphen Siliziumschicht zur Beeinflussung des Diffusionsvorgangs hat auch noch einen weiteren Vorteil,
da der fassonierte Grenzschichtverlauf auch zu einem wesentlich geringeren Leckstrom führt. Dieser fassonierte
Grenzschichtverlauf mit dem daraus folgenden Fehlen von Spitzen und Kanten, die Ladungskonzentrationen und Feid-
Ε Konzentrationen auslösen, führt dazu, dar? Verhältnis-
massig flach liegende Grenzschichten be ei s ein sehr gutes
Hochfrequenzverhalten zeigen, *f ι nunmehr bei höheren
Frequenzen . agen des Fehlens von Ladungs- und Feldkonzentrationen
keine Spitzendurchbrüche mehr stattfinden können. Als weiterer Vorteil ergibt sich,dass durch die Verwendung
einer amorphen Siliziumschicht die Zeitdauer für den Diffusionszyklus verkürzt werden kann. Z.B. lassen sich
für Varaktorhalbleiteranordnungen Verkürzungen für die Diffusionszeit bis zum Faktor 4 erzielen. Aus dem Vorausstehenden
ergibt sich, dass also,um das erforderliche
Hochfrequenzverhalten bezüglich der Durchbruchspannung zu erzielen,
keine Grenzschichten mehr in einer Tiefe notwendig sind, die etwa 2 ,um übersteigt. Selbstverständlich kann die
Erfindung auch bei tiefliegenden Grenzschichten Verwendung "inden und ebenfalls zur Verbesserung der Durchbruch-
- 4 - spannung
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spannung führen.
Obwohl sich der Grenzschichtverlauf bei einer Diffusion durch eine amorphe Siliziumschicht über die Diffusionszeit
kontrollieren lässt, kann eine seitliche Ausbreitung der Gr^TlZ5Chic-t $H(\\iTc.h hsprepzt werden, dass ein nassivisren™
des Material als Maske über dem Halbleiterkörper angebracht wird, durch welches keine Diffusion möglich ist. Die
Maske besitzt eine vergrösserte öffnung, das heisst, dass die öffnung grosser als eine für die Diffusion des Hauptvolumens
des zu diffundierenden Bereichs notwendige öffnung ist. Ober dieser passivierenden Maske wird nunmehr die amorphe
Siliziumschicht angebracht, die im Bereich der öffnung der passivierenden Maske auf der Oberfläche des Halbleiterträgers
aufliegt. Ober der amorphen Siliziumschicht wird eine weitere Dotierungsmaske angeordnet, die im wesentlichen
die Grosse des zu dotierenden Bereiches definiert. Wenn nunmehr die Diffusion durch die amorphe Silizium=
schicht stattfindet, wird die seitliche Diffusionsbewegung
im amorphen Material durch die passivierende Maske und damit auch die seitliche Ausdehnung des fassonierten Grenzschichtverlaufs
begrenzt. Auf diese Weise lässt sich ein definierter, dotierter Bereich schaffen, bei dem sich die
Grenzschicht allmählich der Oberfläche des Halbleiterkörpers nähert und sozusagen asymptotisch aus dieser
austritt. Damit wird die insbesondere an der Austrittstelle der Grenzschicht in herkömmlicher Weise diffundierter
Bereiche auftretende Ladungs- und Feldkonzentration vermieden.
Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung unter Verwendung von amorphem Silizium auch Anwendung
finden kann, wenn bereits Grenzschichtübergänge in einem Halbleiterkörper vorhanden sind. Zu diesem Zweck wird
ein weiterer Diffusionsschritt durch eine amorphe Materialschicht vorgenommen, die über dem bereits vorhandenen
j Grenzschichbereich angeordnet ist.und über die Stellen
hinaus verläuft, an welchen die Grenzschicht in der Ober-
] - 5 - fläche
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fläche des Halbleiterkörpers austritt. Durch eine solche
weitere Diffusion durch eine nachträglich aufgebrachte amorphe Schicht kann die Durchbruchspannung für bereits
ausgebildete Halbleiteranordnungen ebenfalls verbessert werden, wobei Verbesserungen bis zu etwa 50 % erzielbar
sind.
Beim Durchdringen des Dotierungsmaterial durch die amorphe Siliziumschicht erreicht die Dotierungskonzentration
dieser Schicht Werte, die gleich oder annähernd gleich der Mischkristall-Löslichkeit des dotierenden
Materials im amorphen Material ist. Aus diesem Grund brau-ht die amorphe Siliziumschicht nicht entfernt zu
werden, wenn an dem diffundieiten Bereich der Halbleiteranordnung
ein ohmischer Kontakt angebracht werden soll. Vielmehr kann der Kontakt direkt auf der amorphen,
stark dotierten Siliziumschicht angeordnet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der
Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 einen Halbleiteraufbau bekannter Art mit einem Grenzschichtverlauf, bei dem sich in bestimmten
Bereichen Spitzenladungen aufbauen, die einen vorzeitigen Durchbruch auslösen;
Fig. 2 einen Halbleiteraufbau gemäss der Erfindung mit
einer amorphen Siliziumschicht, die zur Erzeugung eines fassonierten Grenzschichtverlaufs geeignet
ist, um die Durchbruchspannung zu erhöhen;
Fig. 3 eine gemäss der Erfindung hergestellte Halbleiter-
- 6 - anordnung
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anordnung mit einer fassonierten Grenzschicht, die durch eine vergrösserte öffnung in einer
passivierenden Schicht begrenzt ist;
Fig. 4 eine Halbleiteranordnung, bei der unter Verwendung
einer amorphen Siliziumschicht auf der Oberfläche eines mit einer Grenzschicht zwit ,hen Halbleitermaterial
unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps versehenen Trägers die Grenzschicht fassoniert 1st.
In Fig. 1 ist der konventionelle Aufbau einer Haibie . erdiode
10 in einem Trägermaterial 11 dargestellt, das als N-leitendes Material mit einem Widerstand von 1 Ohm cm
angenommen wird. In den Halbleiterträger ist ein P-leitendet Bereich 12 eindiffundiert, sodass eine Grenzschicht entsteht,
die etwa dem mit 13 bezeichneten Verlauf entspricht. Der Grenzschichtverlauf ergibt sich aufgrund der herkömmlichen
Diffusionstechnik durch eine Siliziumdioxydmaske 14. Wenn die Tiefe der Grenzschicht, wie sie durch einen Doppelpfeil
15 gekennzeichnet ist. in der Grössenordnung von etwa 5 um bis 10 ,um liegt, ergibt sich entweder für einen Mesa-Aufbau,
oder bei einem Aufbau mit extrem tiefer Diffusion eine Durchbruchspannung in der Grössenordnung von etwa 100 Volt
als Grenzwert aufgrund der Massen-Durchbruchscharakteristik des Materials. Wenn jedoch die Tiefe der Grenzschicht von
etwa 5 ,um bis 10,um auf etwa 0,2/um verringert wird, dann
verkleinert sich die tatsächliche Durchbruchspannung auf Werte zwischen etwa 15 Volt und 25 Volt. Demgegenüber
lässt sich mit Hilfe der Erfindung bei einer Grenzschichttiefe von etwa 0,2 ,um eine Durchbruchspannung in der
Grössenordnung von etwa 60 Volt bis etwa 70 Volt erzielen. Somit bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine hohe
üurchbruchsnannung zu erreichen, ohne dass eine tiefliegende
Grenzschi ..t notwendig ist. Damit kann i».an für Anwendungs-
- 7 - fälle
72157(Mio.8.72
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fälle die bisher nur mit tiefliegender Grenzschicht zu verwirklichen
waren, nunir.^hr auch die Vorteile einer flachliegenden Grenzschir'.xi mit auswerten.
Die Gründe für die herabgesetzte Durchbruchspannung bei
einer Diode gemäss Fig. 1 liegen in den verhältnismässig geraden Seitenwänden 16 und 17 des diffundierten Bereiches,
die für eine Ladungsanhäufung an den mit den Pfeilen 19
und 20 bezeichneten Punkten verantwortlich sind. Eine weitere Ladungsanhäufung entsteht an den verhältnismässig
scharfen .Ecken 21 und 22 im unteren Teil des diffundierten
Bereiches, was ebenfalls zu einem vorzeitigen üurchbruch der Grenzschicht beiträgt, Ein ausgeglichener, bzw. fassonierter
Grenzschichtverlauf ist in Fig. 2 dargestellt, bei der eine Diode 30 in einem N-leitenden Halbleiterträger 31 ausgebildet
ist. Für die Erfindung ist es unwesentlich welchem Leitfähigkeitstyp das Halbleiterelement angehört und in
welcher Form dieses ausgebildet ist. Der fassonierte Grenzschichtverlauf
ist füT alle Arten von Halbleiterelementen
von Vorteil, obwohl in der vorliegenden Beschreibung der Einfachheit halber nur Halbleiterdioden betrachtet sind.
Auf der Oberfläche des Halbleiterträgers 31 ist eine amorphe Siliziumschicht in einer Dicke von etwa 1 ,u;r. bis etwa 2 ,um
aufgebracht. Diese Schicht ist mit 32 bezeichnet. Eine Eigenschaft einer solchen amorphen Siliziumschicht ist,
dass die Diffusionsgeschwindigkeit für die herkömmlich verwendeten Dotierungsmaterialien, wie z.B. Arsen, Antimon,
Zinn, Aluminium, Phosphor, Bor,Gallium, Indium usw. durch das amorphe Silizium extrem hoch ist. Somit diffundieren
die Atome des Dotierungsmaterials wenn dieses über die Oberfläche 33 der Schicht 32 einwirkt nicht nur in vertikaler
Richtung sondern auch in seitlicher Richtung durch die Schicht 32, wie dies mit den Pfeilen 35 angedeutet ist.
Um die Diffusion an einer bes limmten Stelle zu erzielen
- 8 - wird
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wird die Oberfläche der amorphen Schicht 32 mit einer
Siliziumdioxydmaske 36 abgedeckt, die eine öffnung über dem Bereich hat, in dem die Grenzschicht ausgebildet
werden soll. Wein die dotierenden Atome durch die amorphe Siliziuiiischicht 32 hindurchd if fundiert werden, ergibt sich
ein fassonierter Grenzschichrverlauf, wie er mit der
ausgezogenen Linie 40 angedeutet ist. Im vorliegenden Fall ist der dotierte Bereich P-leitend. Der Grenzschichtverlauf
ist bei dreidimensionaler Betrachtung kugelförmig, wenn eine runde öffnung in der Maske 36
vorgesehen ist. Wenn die Maske jedoch eine öffnung mit
vier Kanten aufweist, n*mmt der diffundierte Bereich die Form eines gekrümmten Körpers mit im wesentlichen
runden Seitenviänden an. Damit wird durch die Verwendung
einer amorphen Siliziumschicht ein kontinuierlicher Verlauf der Grenzschicht bewirkt und der zu einem vorzeitigen
Durchbruch führende Ladungsaufbau vermieden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, entspricht das Profil des
Grensschichtverlaufes im wesentlichen einem Kreisabschnitt, wobei die exakte Formgebung von der auf die
Oberfläche 33 einwirkenden Konzentration des Dotierungsmittels der Diffusionsgeschwindigkeit des Dotierungsmittels durch die amorphe Siliziunschicht 32 und der
Diffusionsgeschwindigkeit des Dotierungsmittels im Halbleiterträger 31 abhängt. Im allgemeinen wird jedoch
ein zwiebeiförmig gerundeter Grenzschichtverlauf erzielt, bei dem eine Anhäufung von Ladungsträgern
verhindert und damit eine Erhöhung der Durchbruchspannung
für das Halbleiterelement erzielt wird, wobei sich gleichzeitig eine Verringerung des Leckstromes ergibt.
Wenn sich die Dotierung des Halbleiterkörpers über einen verhältnismässig langen Zeitraum erstreckt, stellt sich
ein Grenzschichtverlauf ein, wie er mit Hilfe der gestrichelten Linie 41 in Fig. 2 angedeutet ist, wobei
- 9 - der
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der Grenzschichtverlauf derart seitlich ausläuft, dass sich das P-leitende Dotierungsmaterial über die Oberfläche
des Halbleiterträgers seitlich ausbreitet. Dieser Vorgang, wie er sich bei verhältnismässig langer Diffusionszeit
einstellt, kann jedoch durch einer» Aufbau gemäss Figr 3
beeinflusst werden. Bei diesem Aufbau ist auf dem Halbleiterträger 31 eine Maske 45 mit vergrösserter öffnung
vorgesehen, deren üeitenwände 46 einen Bereich begrenzen der grosser als derjenige Bereich ist, in dem der wesentliche
Teil der Grenzschicht, wie sie mit der gestrichelten Linie 47 angedeutet ist, verlaufen soll. Über der Maske
45 wird die amorphe Siliziumschicht 48 angebracht, die sich ebenfalls in die durch die Seitenwände 46 begrenzte
Öffnung erstreckt. Ober der amorphen Siliziumschicht 48
ist eine weitere passivierende Schicht bzw. dielektrische Schicht 49 angeordnet, in der eine weitere, durch die
Seitenwände 50 begrenzte öffnung angebracht ist, um den Bereich zu definieren, in weichem der wesentliche Teil
der Grenzschicht ausgebildet werden soll. Anschliessend wird durch diese öffnung sowie durch die amorphe Siliziumschicht
48 die Dotierung vorgenommen, sodass sich eine fassonierte Grenzschicht zwischen dem Halbleiterträger 31
und dem Dotierungsbereich 56 ausbildet, wie diese Grenzschicht durch die ausgezogene Linie 55 angedeutet wird.
Aus der Darstellung kann man entnehmen, dass der nach der Seite ausfliessende Dotierungsbereich 56 an denjenigen
Stellen eine Begrenzung erfährt, die durch die Seitenwände 46 der Maske 45 bestimmt sind.
Das vorausstehend beschriebene Verfahren kann zur Gestaltung von Grenzschichten in jeglichem Halbleitermaterial mit
jeglichem Dotierungsmittel Verwendung finden, solange das Dotierungsmittel durch eine amorphe Schicht diffundiert.
Bezüglich des Begriffes"amorphes Silizium" sei auf den Unterschied gegenüber dem üblichen Begriff "polikristallines
Silizium" hingewiesen, wobei unter amorphem Silizium ein solches Material zu verstehen ist, in welchem im wesentlichen
keine Kristallite vorkommen, wogegen polikristallines
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Silizium ein Material bezeichnet, in welchem bere^hsweise
Kristallite auftreten, die eine zufällige Orientierung in ihrer Verkeilung über das Material aufweisan. Wenn jedoch
die Bereiche der Kristallite bezüglich der Grosse abnehmen, insbesondere wenn üic i-oriartionäWärmC vetnngsri ;?ir--i,
wirkt das Material wie ein amorphes Material, obwohl noch einige Kristallitformationen vorhanden sein können.
Somit kann jegliches, polikristalline Halbleitermaterial als amorphes Material Verwendung finden, bei welchem die
Kristallitanhäufungen so geringfügig sind, dass sie im wesentlichen nicht zu erkennen sind. Es ist auch ohne
Bedeutung in welcher Weise das Dotierungsmaterial durch das amorphe Material hindurchdiffundiert wird. Die Diffusion
ist am bequemsten mit einem Dotierungsmittel in gasförmiger Phase innerhalb eines Diffusionsraumes vorzunehmen. Jedoch
werden neuerdings auch dotierte Oxyde als Diffusionsquellen verwendet und zwar in der Form, dass dieses dotierte Oxyd
direkt auf der Oberfläche des Bereiches angebracht wird, der dotiert werden soll. In diessm Aufbau wird das Halbleiterelement
einer Wärmebehandlung unterzogen. Typische Werte für die Grenzschichttiefe und für die Prozessparameter
ergeben sich unter Verwendung einer amorphen Schicht aus nachfolgenden Angaben:
Halbleiterträger: N-leitendes Silizium mit einem Widerstand
von einem Ohm cm. Amorphe Schicht: Silizium 0,8 /Um dick.
Gasförmiges Dotierungsmaterial: Bor.
20 Dotierungsmaterial im amorphen Silizium: 10 Atome/cm
Grenzschichttiefe: Etwa 0,2 bis 0,3 /um. Durchbruchspannung: Etwa 60 bis 75 Volt.
Theoretische Durchbruchspannung aufgrund der Massencharakteristik: Etwa 90 bis 100 Volt.
Durchbruchspannung bei einer Grenzschichttiefe von 0,2 bis 0,3 /um ohne Diffusion durch eine amorphe Siliziumschicht:
15 bis 25 Volt.
- 11 - Es
M261P/G-778/9 A
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass eine Erhöhung der Durchbruchrpannung auch bei bereits fertiggestellten HaIbleitereler..enten,
z.B. einer fertigen Diode, vorgenommen werden kann. Dies wird anhand der Fig. 4 erläutert, bei
eier XH exiiciii rittlblcitcrtTagcr 6D eil· EiifCICi"« 5C iüit sntgsgsn =
gesetzter Leitfähigkeit dargestellt ist. Die herkömmliche, im wesentlichen rechteckig verlaufende Grenzschicht ist
mit einer ausgezogenen Linie 67 angedeutet. Ober dieser bereits fertiggestellten Grenzschicht wird auf der Oberfläche des
Halbleiterkörpers eine amorphe Schicht 70 angebracht, die mit einer geeigneten Maske 71 abgededct wird. Durch die
öffnung und durch die freigelegte amorphe Schicht wird eine Diffusion mit einem P-leitenden Dotierungsmaterial
vorgenommen, wodurch sich eine leicht gekrümmt verlaufende Grenzschicht ausbildet, wie sie mit der gestrichelten
Linie 72 angedeutet ist. Damit wird eine Erhöhung der Durchbruchspannung
bei einer bereits fertigen Diode um etwa 50 % erzielt. Selbstverständlich kann dieselbe Massnahme
auch bei Halbleiterelementen angewandt w■■■'<Men, bei denen
eine gegenüber der Darstellung entgegengesetzte Leitfähigkeit szuordnr*\g gegeben ist.
Aus dem Vorausgehenden ergibt sich, dass ein fassonierter Grenzschichtverlauf gemäss der Erfindung einen beträchtlichen
Vorteil für die Schaffung von Halbleiterelementen mit hoher Durchbruchspannung bietet. Die Durchbruchcpannung kann um
das Zwei- bis Dreifache grosser sein, wenn der flachliegende
Grenzschichtverlauf gemäss der Erfindung aufgebaut ist. Es braucht wohl im einzelnen nicht angegeben zu werden, wie
die amorphe Schicht herzustellen ist, da offensichtlich hierfür ein epitaxiaies Verfahren Verwendung finden kann.
Mit Hilfe einer Zerstäubung kann eine amorphe Schicht genausogut hergestellt werden, wie mit Hilfe einer Vakuumaufdampfung
bei hohen Temperaturen. Bei dem epitaxialen Verfahren wird die
- 12 - amorphe
amorphe Siliziumschicht durch die Reduktion von Silan
in einem Trägergas aus Stickstoff ohne Wasserstoff erhalten. Der Temperaturbereich für den amorphen Siliziumaufbau
beim epitaxialen Verfahren liegt zwischen etwa 380 C und 900 C, obwohl sich unter bestimmten Bedingungen
bei den oberen Temperaturen Kristallite ausbilden können.
Um Kristallite zu vermeiden, wird der Vorteil der erhöhten Diffusionsgeschwindigkeit durch das amorphe Material ausgenutzt,
jedoch sind einige Kristallite unbedeutend, da sie die Diffusionsgeschwindigkeit durch ein Blockieren
der Diffusion des Dotierungsmaterials nicht ausreichend ändern. Daher lassen sich bei der oberen Temperatur von
etwa 9000C noch zufriedenstellende Ergebnisse erzielen.
Vorausstehend wurde die Dotierung durch eine amorphe Halbleiterschicht beschrieben, um die Durchbruchspannung
] der durch die Diffusion gebildeten Grenzschicht zu ver-
grössern, indem die Grenzschicht weich verlaufend aus-
! gebildet wird. Der fassonierte Grenzschichtverlauf be-
wirkt eine im wesentlichen gerundet und flach auslaufende Begrenzung. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Durchbruchsp£.nnung
erhöht, der Leckstrom verringert, der Grenz-
* schichtverlauf gleichmässigsr und ohne Spitzen bzw. scharf-
: kantige Obergänge gestaltet und ein kürzerer Diffusions-
zyklus erzielt. Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit
j die Grenzschichtausbreitung zu begrenzen. Ein Vorteil
dpr Erfindung besteht auch darin, dass die amorphe Schicht
selbst so stark dotiert sein kann, dass sie als Kontaktfläche für das Halbleiterelement verwendbar ist.
- 13 - Schutzanspruch
721S 7 Q* io. 8.72
Claims (1)
- M261P/G-778/9SchutzansprüchHalbleiteranordnung mit flachliegender Grenzschicht, bei der die Durchbruchspannung auf einen Wert vergrösscrt ist, der in der Nähe der Massen-Durchbruchspannung im Halbleiterträger liegt, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Grenzschicht (40; 55; 67) zwischen Bereichen (31, 56; 65, 66) unterschiedlicher Leitfähigkeit weich verlaufend und unter "ermeidung von Ladungsanhäufungen verursachenden Spitzen und Kanten ausgebildet ist, wobei sich die Grenzschicht der Oberfläche der Halbleiteranordnung allmählich verlaufend nähert..
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13958771A | 1971-05-03 | 1971-05-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7216704U true DE7216704U (de) | 1972-08-10 |
Family
ID=22487392
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19727216704 Expired DE7216704U (de) | 1971-05-03 | 1972-05-03 | Halbleiteranordnung mit flachliegender grenzschicht |
DE19722221582 Pending DE2221582A1 (de) | 1971-05-03 | 1972-05-03 | Halbleiteranordnung mit flachliegender grenzschicht, sowie verfahren zur herstellung derselben |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722221582 Pending DE2221582A1 (de) | 1971-05-03 | 1972-05-03 | Halbleiteranordnung mit flachliegender grenzschicht, sowie verfahren zur herstellung derselben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE7216704U (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8004139A (nl) * | 1980-07-18 | 1982-02-16 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting. |
GB2086135B (en) * | 1980-09-30 | 1985-08-21 | Nippon Telegraph & Telephone | Electrode and semiconductor device provided with the electrode |
-
1972
- 1972-05-03 DE DE19727216704 patent/DE7216704U/de not_active Expired
- 1972-05-03 DE DE19722221582 patent/DE2221582A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2221582A1 (de) | 1973-01-18 |
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