NL8001226A - Elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen. - Google Patents

Elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen. Download PDF

Info

Publication number
NL8001226A
NL8001226A NL8001226A NL8001226A NL8001226A NL 8001226 A NL8001226 A NL 8001226A NL 8001226 A NL8001226 A NL 8001226A NL 8001226 A NL8001226 A NL 8001226A NL 8001226 A NL8001226 A NL 8001226A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
regions
layer
electrode structure
conductive layer
semiconductor
Prior art date
Application number
NL8001226A
Other languages
English (en)
Other versions
NL188434C (nl
NL188434B (nl
Original Assignee
Nippon Telegraph & Telephone
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
Priority claimed from JP5560179A external-priority patent/JPS5949712B2/ja
Priority claimed from JP5560079A external-priority patent/JPS5949711B2/ja
Priority claimed from JP11321679A external-priority patent/JPS5637683A/ja
Application filed by Nippon Telegraph & Telephone filed Critical Nippon Telegraph & Telephone
Publication of NL8001226A publication Critical patent/NL8001226A/nl
Publication of NL188434B publication Critical patent/NL188434B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL188434C publication Critical patent/NL188434C/nl

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
    • H01L29/02—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
    • H01L29/08—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 carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
    • H01L29/0834—Anode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices, e.g. supplementary regions surrounding anode regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to 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
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45—Ohmic electrodes
    • H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
    • 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
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/47—Schottky barrier electrodes
    • 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
    • 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
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/02—Contacts, special
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/122—Polycrystalline
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/14—Schottky barrier contacts

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)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Description

*ï -1- 21212/JF/jl Λ
Aanvrager: Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation, Tokio, Japan.
Korte aanduiding: Elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen.
De uitvinding heeft betrekking op een elektrodestructuur voor 5 half-geleiderinrichtingen.
Bij half-geleiderinrichtingen volgens de stand van de techniek is de structuur van elektrodes ontworpen en bepaald onder beschouwing van het gedrag van meerderheidsladingsdragers en niet met betrekking tot min-derheidsladingsdragers, welke een grote invloed hebben op de karakteristie-10 ken van half-geleiderinrichtingen.
Voor de beschrijving van de stand van de techniek, zal reeds nu naar de figuren 1 en 2 van de tekening worden verwezen, waarbij: fig. 1 een schematische dwarsdoorsnedetekening is welke een voorbeeld toont van de elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen 15 volgens de stand van de techniek; en fig. 2 een schematische tekening is voor de verklaring van het energieniveau in de structuur van de half-geleiderinrichting van fig. 1.
Halfgeieiderdioden van het P-N overgangstype volgens de stand van de techniek (fig. 1) omvatten een P half-geleiderlaag 11 met een hoge 20 verontreinigingsconcentratie, een P~ half-geleidergebied 12 met een lage verontreinigingsconcentratie, een N+ half-geleiderlaag 13 met N-type verontreiniging op een hoge concentratiewaarde en metaalelektroden 14 en 15 welke zijn gevormd voor het opsluiten van de structuur gevormd door de lagen en een gebied.
25 Wanneer een voorwaartse spanning wordt aangelegd over de elek troden, kunnen meerderheidsladingsdragers (gaten in dit geval) passeren door de P- laag 12, P+ laag 11 en de metaalelektrode 14 door middel van een vrije beweging binnen de valentieband. Dit is aangegeven in fig. 2. Minderheidsladingsdragers (elektroden in dit geval) echter, welke worden 30 geïnjecteerd door de N+ laag 13 in de P~ laag 12 en bewegen, van de P_ laag 12 naar de metalen elektrode 14 worden gebruikelijk gereflecteerd en verzameld door een potentiaalbarrière φ van een hoog-laag overgang gecreëerd tussen de P“ laag 12 en de P+ laag 11, zodat een stroomgeleiding wordt beperkt in de P-N diodes volgens de stand van de techniek, resulterend in 35 een te grote voorwaartse spanningsval. Een ander nadeel van de P-N-diodes volgens de stand van de techniek is de lage herstellingssnelheid, resulterend uit de minderheidsladingsdrageraccumulatie door de hoog-laag overgang. Deze fenomenen zijn reeds gerapporteerd in het technische arti- * 9 -2- 21212/JF/jl kei getiteld: "On Carrier Accumulation And The Properties Of Certain Semiconductor Junctions", door J.B. Gunn voor J. Electron Contr. (vol. 4, biz. 17-50, 1958).
Ten einde het hierboven genoemde probleem op te heffen, kan 5 worden voorgesteld het P+ gebied 11 te verwijderen. Dit is echter niet praktisch omdat het P” gebied 12 een lage verontreinigingsconcentratie 17 3 dient te hebben van minder dan 10 /cm ten einde een voldoende sperblok-keerspanning te verkrijgen. Bij een dergelijke lage verontreinigingsconcentratie treedt een uiterst grote contactweerstand op tussen de half-ge-10 leider en de metaalelektrode, resulterend in een te grote voorwaartse ' spanningsval. Ten einde aan een dergelijk probleem met betrekking tot de contactweerstand het hoofd te bieden, dient een P+ gebied 11 met de ver-
Ig o ontreinigingsconcentratie van meer dan 10 /cnr vereist te zijn voor zover de strategie volgens de stand van de techniek wordt toegepast. Vanwege 15 deze redenen heeft een half-geleiderdiode volgens de stand van de techniek een relatief grote voorwaartse spanningsval, waardoor een grotere vermogens-dissipatie of verlies wordt veroorzaakt. Verder worden minderheidsladlngs-dragers geaccumuleerd zoals hierboven beschreven in de half-geleiderlaag 12, waarbij de sper herstellingstijdconstante wordt vergroot en de sper-20 herstelling wordt vertraagd.
Moeilijkheden zoals hierboven beschreven zijn niet alleen te vinden in de elektrodenstructuur van de dioden, maar eveneens in die van andere half-geleiderinrichtingen zoals thyristoren, transistoren enz.
Overeenkomstig is het een hoofddoel van de uitvinding een elek-25 trodestructuur voor half-geleiderinrichtingen te verschaffen, waaruit ·-· half-geleiderinrichtingen met lage verliezen resulteren.
Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen waardoor half-geleiderinrichtingen worden gerealiseerd welke in staat zijn met een grote snel-30 heid te werken.
De uitvinding voorziet hiertoe in een elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen, welke is gekenmerkt, doordat deze omvat: een half-geleidende laag, een geleidende laag aangebracht op één oppervlak van de half-geleidende laag, eerste gebieden welke liggen tussen de lagen en 35 werken als hoofddoorgangen voor het overdragen van minderheidsladingsdra-gers van de half-geleidende laag naar de gelèidende laag en tweede gebieden welke liggen tussen de lagen en werken als hoofddoorgangen voor het overbrengen van meerderheidsladingsdragers tussen de half-geleidende laag t * -3- 21212/JF/jl *·' en de geleidende laag, welke eerste en tweede gebieden selectief zijn gevormd op de half-geleidende laag, opdat deze aan elkaar grenzen en parallel liggen aan de stroomwegen.
Bij de genoemde elektrodestructuur zijn de doorgangen voor min-5 derheidsladingsdragers gevormd tussen de geleidende laag en de half-gelei-deride laag aangrenzend aan de doorgangen voor meerderheidsladingsdragers. Daardoor wordt geen potentiaalbarrière voor minderheids-en meerderheidsladingsdragers gevormd tussen de lagen, zodat de vrije beweging van de· minderheids- en meerderheidsladingsdragers geenszins wordt beperkt. Tege-10 lijkertijd kan de elektrodestructuur op effectieve wijze minderheidsladings-dragers absorberen uit de half-geleiderlaag.
De uitvinding zal nu gedetailleerder worden beschreven aan de hand van de figuren 3 bot en met 15 van de tekening, waarbij in het bijzonder: 15 fig. 3 een dwarsdoorsnedetekening is van de elektrodestructuur volgens de uitvinding; fig. 4 een schematische tekening is van het energieniveau in de half-geleiderinrichtingsstructuur zoals getoond in fig. 3; de figuren 5A, 5B, 5C en 5D voorbeelden tonen van patronen van 20 p _N mozaïekpatroonlagen; fig. 6 een dwarsdoorsnedetekening is van een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; fig. 7 een schematische tekening is van het energieniveau in de halfgeleiderinrichtingsstructuur· zoals getoond in fig. 6; 25 fig. 8 een dwarsdoorsnedetekening is van de P-N overgang half- geleiderdiode volgens de uitvinding; fig. 9 een grafiek is voor het verklaren van de voorwaartse spanning met betrekking tot de voorwaartse stroomdichtheidskarakteristieken van de diode getoond in fig. 8; 30 fig, 10 een grafiek is voor het verklaren van de voorwaartse stroomdichtheid met betrekking tot de herstellingstijdconstante karakteristieken van de diode zoals getoond in fig. 8; fig. 11 een dwarsdoorsnedetekening is van een P-i-N overgangs-diode waarop de uitvinding is toegepast; 35 fig. 12 een dwarsdoorsnedetekening is van de PNPN-thyristor waarop de uitvinding is toegepast; fig. 13 een dwarsdoorsnedetekening is van een statische induc-tiethyristor waarop de uitvinding is toegepast; en -4- ‘ 21212/JF/jl de figuren 14 en 15 dwarsdoorsnedetekeningen zijn van P-N overgangdiodes waarop het idee volgens de uitvinding is toegepast.
Fig. 3 toont een voorbeeld van de elektrodestructuur voor half- geleiderinrichtingen volgens de onderhavige uitvinding. In fig. 3 geeft 5 het verwijzingscijfer 20 een P” half-geleiderlaag aan welke P-type veront- 15 3 reinigingen omvat of boor met een concentratie van 10 /cm . Op laag 20 zijn kleine gebieden 21 en 22 van respectievelijk P -type en N -type aan-
gebracht, waarbij deze zij aan zij zijn gerangschikt om het patroon P -N
te herhalen. Het gebied 21 bevat P-type verontreinigingen of boor of gallium in dusdanige mate, dat de oppervlakteverontreinigingsconcentratie rond 5 x 10 /cm5 is, terwijl het gebied 22 N-type verontreinigingen of fosfor of arseen bevatten in een dusdanige mate, dat de oppervlakteconcentratie 19 3 ervan rond 5 x 10 /cm is. Daarna is een gelèidende laag 23 vervaardigd uit een metaal zoals chroom, nikkel, molybdeen, aluminium enz. gevormd 15 op de zich herhalende P+-N+ patroongebieden 24.
In de hierboven beschreven structuur speelt het P+ gebied 21 een rol bij het overdragen van meerderheidsladingsdragers of gaten van de geleidende laag 23 naar de half-geleiderlaag 20 of vice versa. Deze kan hetzelfde zijn als de structuur volgens de stand van de techniek. Bij de 20 structuur volgens de uitvinding echter liggen de N+ gebieden 22 tussen twee P+ gebieden welke daaraan grenzen en spelen een rol bij het overdragen van minderheidsladingsdragers van de half-geleiderlaag 20 naar de geleidende laag 23.
De elektrodestructuur zal verder worden verklaard in termen van 25 energieniveau onder gebruikmaking van fig. 4. Het is volkomen hetzelfde als het geval is bij de stand van de techniek dat meerderheidsladingsdragers of gaten kunnen passeren door de valentieband via het volgende ver-loop: geleidende laag 23 - P gebied 21 - half-geleiderlaag 20 of omgekeerd. Anderzijds zijn de minderheidsladingsdragers of elektronen vervat 30 in de half-geleiderlaag 20 in de geleidingsband van het P~ gebied. Dit is eveneens hetzelfde als het geval is volgens de stand van de techniek. De geleidingsband van het P+ gebied 21 ligt op een hoger energieniveau dan het P gebied en een potentiaalbarrière ψ wordt daartussen gecreëerd. Vol-gens de uitvinding echter is het N gebied 22 aangrenzend aan het P gebied 35 22 gevormd en de geleidingsband ervan krijgt een lager· energieniveau dan dat van het P gebied 20. Bij gevolg kunnen elektroden van de geleidingsband van het P gebied 20 naar het lagere geleidingsbandniveau (streeplijn) van het N+ gebied 22 bewegen en dan de geleidende laag 23 bereiken. Met -5- 21212/JF/J1 - * andere woorden de rainderheidsladingsdragers en meerderheidsladingsdragers kunnen de aan hun toegewezen lopen volgen. De beweging van de ladingsdragers wordt daardoor gladder, waardoor de spanningsval van de inrichting met een dergelijke structuur sterk wordt verminderd, ten einde onnoodzake-5 lijke verliezen te voorkomen welke onvermijdelijk aanwezig waren in de elektrodestructuur volgens de stand van de techniek. Verder is de accumulatie van minderheidsladingsdragers welke aanzienlijke problemen heeft geschapen in inrichtingen volgens de stand van de techniek vrijwel opgeheven, waardoor inrichtingen met een dergelijke elektrodestructuur bevredi-10 gend kunnen werken op een voldoend hoge snelheid. Verder is het het waard op te merken dat er geen speciale behoefte bestaat voor nauwkeurigheid , «fa - van het vormen van het P -N mozaïekpatroon 24 aangezien het mozai'ekpa-troon slechts vereist is voor het formeren van doorgangen voor respectieve ladingsdragers. Overeenkomstig bestaat er geen behoefte aan een nauwkeuri-15 ge maskeruitrichting en een kleine afwijking van het patroon kan worden toegelaten met het oog op het doel volgens de uitvinding.
De figuren 5A tot en met 5D tonen verscheidene voorbeelden van het mozaïekpatroon 24. Duidelijk is dat in de respectievelijke voorbeelden de P+ gebieden en N+ gebieden uitwisselbaar zijn. De oppervlakteverhouding 20 van de gebieden 21 en 22 dient te worden bepaald ten einde een gladdere geleiding van de meerderheidsladingsdragers en minderheidsladingsdragers te verkrijgen. Bijvoorbeeld zal het volgende waardebereik de voorkeur kunnen verdienen, dat wil zeggen: totale gebied van N* gebied 22 Q Q,- fcQt 25 totale gebied van P+ gebied 21
In het geval van beslissen over de hierboven genoemde gebieds-verhouding is het duidelijk dat de verontreinigingsconcentratie in de respectieve gebieden en de diepte van de gebieden eveneens in beschouwing dienen te worden genomen.
30 Fig. £ toont een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uit vinding. In fig. 6,én dit is hetgeen dat verschilt van fig. 3 wordt de doorgang voor minderheidsladingsdragers van de P~ half-geleiderlaag 20 naar de geleidende laag 23 gevormd onder gebruikmaking van een
Schottky barrièregebied 27. Bij deze structuur worden de P+ gebieden 21 35 selectief gevormd op de P_ half-geleiderlaag 20 om doorgangen te maken voor de meerderheidsladingsdragers tussen de half-geleiderlaag 20 en de geleidende laag 23. Daarna wordt een metalen laag als een elektrode 23 gevormd op de P+ gebieden 21 en de resterende P_ gebieden 28 onder gebruik- -6- 21212/JF/jl making van een metaal zoals chroom, nikkel, molybdeen of aluminium. Bij gevolg komen de overblijvende gedeelten 28 rechtstreeks in contact met de metalen-geleidende laag 23 via de Schottky barrier® 27, welke daartussen-komend zijn aangebracht.
5 Bij deze structuur worden de doorgangen voor meerderheidsla·» dingsdragers tussen de half-geleiderlaag 20 en de geleidende laag 23 gevormd door P+ gebieden 21 welke zijn gedoteerd met een hoge concentratie met hetzelfde type verontreiniging als de half-geleiderlaag 20 terwijl de doorgangen van minderheidsladingsdragers zijn gevormd door Schottky barri-10 ère gebieden 27.
Dit zal beter worden begrepen aan de hand van de schematische tekening van het energieniveau (fig. 7) in de structuur zoals getoond in fig. 6. Meerderheidsladingsdragers of gaten passeren via de valentieband zonder potentiaalbarrière op dezelfde wijze zoals verklaard met betrek-15 king tot de voorgaande uitvoeringsvorm van de uitvinding. Elektronen anderzijds welke in de geleidingsband van de half-geleiderlaag 20 is, worden ingebracht in de geleidende laag 23 via de Schottsky barrières 27 welke iets lager zijn dan het geleidingsband-energieniveau van het half-geleider-gebied 20. Met betrekking tot het mozalekpatroon welk is getrokken door 20 een aantal P+ gebieden 21 en Schottky barrière gebieden 27 op het oppervlak van een half-geleidergebied 20 kan het mogelijk zijn de patronen te gebruiken welke zijn getoond in fig. 5A tot en met 5D en het mozaïek patroon 2Ha wordt verkregen door eenvoudigweg de N+ gebieden van die figuren te vervangen door Schottky gebieden 27.
25 Zoals reeds beschreven in samenhang met fig. 3» in overeenstem ming met de hierboven besproken elektrodestructuur wordt de beweging van meerderheidsladingsdragers en minderheidsladingsdragers in grote mate glad gemaakt, zodat de spanningsval over de halfgeleid'erinrichtingen met een dergelijke elektrodestructuur sterk wordt verbeterd om de verliezen van 30 de inrichtingen te verminderen. Met de hierboven genoemde elektrodestructuur wordt het verder raogelijk verbeterde half-geleiderinrichtingen te verschaffen, waarbij de accumulatie van minderheidsladingsdragers verwaarloosbaar is, hetgeen uitermate geschikt is voor zeer snelle werking.
Schottky barrières welke worden gebruikt in deze elektrodestruc-35 tuur zijn slechts gebruikt voor het vermeerderen van doorgangen voor minderheidsladingsdragers en ze zijn niet bedoeld een grote sperblokkerings-spanning te hebben, zodat deze eenvoudig kunnen worden gevormd, zonder een speciale formeringsprocedure.
-7- 21212/JF/jl
De tot nu toe besproken elektrodestructuur wordt gevormd door de volgende stappen.
Aangenomen wordt nu dat het half-geleidergebied waarop de elektrodestructuur dient te worden geconstrueerd een P geleidbaarheidstype 5 heeft. De eerste stap welke dient te worden genomen is het diffunderen van P-type verontreinigingen of boor of gallium in het oppervlak van het P
half-geleidergebied voor het vormen van de gediffundeerde P+ gebieden, 19 3 met een verontreinigingsconcentratie van 1 x 10 /cm en een diepte van rond 1 micron. De tweede stap is het diffunderen van N-type verontreini-
10 gingen of fosfor of arseen op selectieve wijze voor het vormen van de N
20 3 gebieden met een verontreinigingsconcentratie van 1 x 10 /cm en een diepte welke dieper ligt dan die van de P+ gebieden, bijvoorbeeld een diepte van 1,2 micron. De derde stap is het aanbrengen van metaal zoals aluminium op het gehele oppervlak van de P+-N+ mozaïekpatroon.
15 Naast het hierboven genoemde förmatieproces volgens de uitvin ding, kunnen ook de volgende stappen worden gebruikt voor het verkrijgen van dezelfde structuur.
Allereerst wordt een N+ half-geleiderlaag gevormd op het oppervlak van het P" half-geleidergebied door middel van een dampfase-epitaxie 20 ten einde daarin N-type verontreinigingen of fosfor of arseen met een 1Q o concentratie van 5 x 10 /cnr aan te brengen op een diepte van rond 1 micron. Daarna worden P-type verontreinigingen of boor selectief gediffun- af· “Ja deerd in de epitaxiaal gegroeide N laag voor het vormen van P gebieden 19 3 met een verontreinigingsconcentratie van 5x10 /cm en met een diepte 25 welke dieper is dan die van de N+ laag, bijvoorbeeld een diepte van 1,5 micron. Na deze stap wordt een metaaldepositie uitgevoerd over het gehele oppervlak waar het P+ -N+ mozaïekpatroon is aangebracht.
Een andere werkwijze voor het vormen van de elektrodestructuur volgens de uitvinding is mogèlijk en deze omvat de stappen van het diffun- 30 deren van het P-type verontreiniging of boor op selectieve wijze in het oppervlak van een P~ half-geleidergebied voor het vormen van de P+ gebie- 19 3 den met de verontreinigingsconcentratie van 5 x 10 /cm en een diepte van rond 1 micron; het uitvoeren van ionenimplantatie of diffusie van de N- type verontreiniging of fosfor of arseen in het gehele oppervlak (inclu- 35 sief de P gebieden) voor het vormen van de N gebieden op plaatsen welke verschillen van die waar P gebieden reeds zijn gevormd, welke N gebieden 19 3 een verontreinigingsconcentratie van 1 x 10 /cm en een diepte van 0,5 micron hebben en het vormen 'van een metalen laag op het behandelde opper- a -8- 21212/JF/jl vlak voor het vormen van de ohmse contacten. Op deze wijze zijn de N-type verontreinigingen natuurlijk geïmplanteerd of gediffundeerd eveneens in de •ft P gebieden welke reeds zijn gevormd maar dit veroorzaakt geen enkele moeilijkheid voor de P-+ gebieden, omdat de verontreinigingsconcentratie -3 van de P gebieden voldoend groter is gemaakt met het oog op de concentratie van de N-type verontreiniging welke zijn geïmplanteerd of gediffundeerd.
Nog een andere werkwijze voor het vormen van de elektrodestruc- tuur volgens de uitvinding is mogelijk en deze omvat de stappen van het 1° diffunderen van de P-type verontreiniging of boor op selectieve wijze in het oppervlak van het P~ gebied voor het vormen van P+ gebieden welke een 19 3 verontreinigingsconcentratie van 5 x 10 /cm hebben en een diepte van rond 1 micron en het vormen van een metaal-of nikkellaag op het oppervlak voor het contact op de P gebieden en het Schottky contact op het over-15 blijvende P” oppervlak.
Nu zal de toepassing van de uitvinding op verscheidene half-geleiderinrichtingen worden beschreven. Fig. 8 toont een dwarsdoorsnede-tekening van de P-N overgang gelijkrichtende.diode waarop de onderhavige uitvinding is toegepast. In. fig. 8 geeft het verwijzingscijfer 31 de diode 20 aan welke een N-type half-geleidersubstraat 33 omvat met een antimooncon-centratie van 5 x 10 /cnr (soortelijke weerstand van 0,01 ohm . cm) en een dikte van rond 300 micron en in contact met een nikkel-elektrode 32 aan het ene oppervlak ervan,. een P~ halfgeleiderlaag 3^ welke is aangebracht op het andere oppervlak van het substraat 33 door middel van een 15 3 25 dampfase-epitaxieproces, en bevat boor in een concentratie van 5 x 10 /cm en heeft een dikte van rond 10 micron, een mozaïekpatroonlaag 38 welke is gevormd*in contact met het andere oppervlak van de half-geleiderlaag 3^ en omvat gediffundeerde P gebieden 36 met een oppervlakteboorconcentratie 18 3 + van 5 x 10 /cnr en een dikte van 1 micron en gediffundeerde N gebieden 20 3 30 37 met een pppervlakte fosforconcentratie van 5 x 10 /cm en een dikte van 1 micron en een andere nikkelen laag 39 welke is gevormd in contact met de mozaïekpatroonlaag 38.
De figuren 9 en 10 tonen de voorwaartse spanning tegen de voorwaartse stroomdichtheids karakteristieker en de voorwaartse stroomdichtheid 35 tegen de sperhersteltijdconstante karakteristieken van de diode met de hierboven genoemde structuur. Deze karakteristieken zijn waargenomen bij een temperatuur van 25°C. In de grafieken geeft de lijn b de overeenkomstige karakteristieken van de diode volgens de stand van de techniek weer, ► -9- 21212/JF/jl welke dezelfde structuur heeft al3’de diode 31 met de uitzondering dat het mozaïekpatroon 38 is vervangen door een gediffundeerde P+ laag met een 18 3 boorconcentratie van 5 x 10 /cnr en een diepte van 1 micron. Uit de vergelijking van de karakteristieken vertegenwoordigd door de lijnen a en b 5 zal worden begrepen dat de voorwaartse spanningsval V_ bij de voorwaartse 2 ^ stroomdichtheid 10 A/cm rond 0,63 V is voor de diode volgens de uitvinding, terwijl deze rond 0,78 V is voor de diode volgens de stand van de 2 techniek. Wanneer dë stroomdichtheid 100 A/cm is, is de voorwaartse span-riingsval over de diode volgens de uitvinding rond 0,71 V terwijl deze rond 10 0,83 V wordt voor de diode volgens de stand van de techniek. Zoals duidelijk te zien is aan de hand van het verschil in karakteristieken brengt de diode 31 volgens de uitvinding het aanzienlijke voordeel met zich mee, dat de voorwaartse spanningsval in aanzienlijke mate is verlaagd bij een bepaalde stroomdichtheid wanneer deze wordt vergeleken met de diode volgens 15 de stand van de techniek, hetgeen dus resulteert in lagere verliezen.
Anderzijds kan worden begrepen aan de hand van de diodekarakteristieken vertegenwoordigd door de lijnen a én b van fig. 10, dat de sperhersteltijd- 2 constante tr voor de voorwaartse stroomdichtheid van 10 A/cm rond if, 5 ns is in het geval van de diode 31 terwijl dit rond 95 ns is volgens de 2 20 stand van de techniek. Verder, wanneer de stroomdichtheid 100 A/cm is, is de tijdconstante van de diode 31 rond 3,5 ns terwijl die volgens de stand van de techniek 95 ns is. Aan de hand van de hierboven staande resultaten, is ondubbelzinnig bepaald, dat de sperherstellingstijd tr van de diode volgens de uitvinding extreem kleiner is dan die van de diode 25 volgens de stand van de techniek. Vanwege dit feit is verder vastgesteld dat de opslaglading in de diode aanmerkelijk kleiner is gemaakt. Dit betekent dat de diode volgens de uitvinding kan voldoen aan de vraag van zeer snelle werking, in tegenstelling tot de diode volgens de stand van de techniek.
30 Fig. 11 toont een-andere toepassing van de uitvinding op een diode met een P-i-N structuur. Hetgeen verschilt van de toepassing volgens fig. 8 is dat er tussen de P half-geleiderlaag 34 en de N+ half-geleider laag 33 een N half-geleiderlaag 40 is aangebracht, welke een hoge soortelijke weerstand heeft en is aangebracht voor het verbeteren van de sper-35 spanning van de diode. Overeenkomstig zijn dezelfde effecten en voordelen zoals verkregen in het geval van fig. 8 op gelijksoortige wijze te verkrijgen bij deze toepassing. In fig. 11 kunnen de N+ gebieden 37 worden vervangen door de Schottky barrière gebieden, zoals getoond in fig. 6.
-10- 21212/JF/jl
Fig. 12 toont een dwarsdoorsnedetekening van een PNPN-type thyristor, waarop de uitvinding is toegepast. De PNPN-type thyristor is een half-geleiderinrichting van het 3-poorttype en wordt wijd verspreid gebruikt met het oog op elektronische besturing, zodat een minimalisering 5 van de verliezen ervan en de verbeteringen van de schakelsnelheid ervan een reeds lang bestaande behoefte is. In fig. 12 geeft het verwijzings- cijfer 45 de gehele thyristor aan welke bestaat uit een N_ half-geleider- laag :47 met een verontreinigingsconcentratie van 5 x 10 /cm en een dikte van rond 50 micron, een P-type half-geleiderlaag 48 welke is gevormd op 10 één oppervlak van de N~ laag 47, welke laag 48 een oppervlakteverontreini- 18 3 gingsconcentratie van 5 x 10 /cnr heeft en een diepte van rond 10 micron en welke wordt gebruikt als het stuurelektrodegebied, een stuurelektrode 49 is gevormd op het oppervlak van de P-type laag 48, een N+ half-gelei- dergebied 51 welk is gevormd op het oppervlak waar de stuurelektrode 49
15 is gevormd, welk gebied 51 een oppervlakteconcentratie heeft van 2 x 10 V
3 cm en een diepte van rond 5 micron en wordt gebruikt als een kathodege- + bied, een kathode-elektrode 53 gevormd op het oppervlak van de N la^g 51, een P half-geleidergebied 55 welk is gevormd op het andere oppervlak van' de N~ laag 47, welk gebied 55 een verontreinigingsconcentratie van 16 3 20 4 x 10 /cnr heeft en een dikte van rond 5 micron en welke wordt gebruikt als een anodegebied,een mozalekpatroonlaag 58 van rond 2 micron dikte + - + welke een aantal P gebieden 56 en N gebieden 57 omvat, welke zijn gevormd op laag 55, welke P+ gebieden en N+ gebieden een verontreinigings- 19 3 19 3 concentratie van respectievelijk 1 x 10 /cm en 5 x 10 /cm hebben en 25 een andere elektrode 59 welke ligt over de mozalekpatronenlaag 58.
Toen de thyristor zoals hierboven geconstrueerd werd bestudeerd in vergelijking met de thyristor volgens de stand van de techniek, werden de resultaten verkregen, welke zijn weergegeven in tabel I. In dit geval heeft de thyristor volgens de stand van de techniek dezelfde con-30 structie als thyristor 45 met uitzondering dat de mozalekpatronenlaag 58 is vervangen door een P gebied.
Tabel I.
I VF tr thyristor 45 0,89 0,086 35----- thyristor volgens de stand' 1 1 van de techniek -11- 21212/JF/jl
Bij tabel I wordt opgemerkt, dat de waarden-voor de thyristor 45 relatieve waarden zijn wanneer de thyristor volgens de stand van de techniek gelijk wordt gemaakt aan 1 en dat de metingen werden verricht bij een 2 stroomdichtheid van 100 A per cm .
5 Zoals zal worden begrepen aan de hand van tabel I is het duide lijk dat .«de thyristor waarop de uitvinding is toegepast aanzienlijk is verbeterd met betrekking tot de verliezen ervan alsmede de zeer snelle schakel snelheid.
Fig. 13 toont het geval dat de uitvinding wordt toegepast op een 10 thyristor van het statische inductie-type. Deze inrichting is een veld gestuurde thyristor welke wordt verschaft in verscheidene atractieve soorten. Bijvoorbeeld is deze in staat het afschakelen van dé stuurelektroden en het uitvoeren van de schakelbewerking sneller uit te voeren dan de gewone thyristor volgens de stand van de techniek en verder heeft deze een geringe 15 voorwaartse spanningsval, grote di/dt en dv/dt eigenschappen en verder kan deze bevredigend werken bij hoge temperaturen. Zoals getoond in fig. 13 heeft de thyristor 61 een N half-geleidergebied 63 welk is gevormd op het ene oppervlak van een N- half-geleiderlaag 62 met een verontreinigings- 14 3 concentratie van 5 x 10 /cm en een dikte van rond 60 micron. Het gebied
IQ O
20 63 heeft een oppervlakteverontreinigingsconcentratie van 2 x 10 ?/cnr en een dikte van 2 micron en wordt gebruikt als een kathodegebied, waarop een kathode-elektrode 64 wordt gevormd. Thyristor 61 omvat verder een P+ half-geleidergebied 66 welk is gevormd als een stuurelektrodegebied op het oppervlak van de N~ laag 62 welke het N+ gebied 63 omgeeft en welke een op-25 pervlakteverontreinigingsconcentratie van 5 x 10 /cnr heeft, alsmede een diepte van 10 micron. Dit gebied 66 is voorzien van een daarop gevormde stuurelektrode 67. De thyristor 61 is verder voorzien van een P~ half-ge-leiderlaag 69 welke is gevormd op het andere oppervlak van de N- laag 62 16 3 ten einde een verontreinigingsconcentratie van 4 x 10 /cnr te hebben en 30 een dikte van rond 5 micron. Op laag 69 is een mozai'ekpatroonlaag 72 aan-gebracht welke bestaat uit een aantal P gebieden 70 en een aantal N ge- 4. 4.
•bieden 71 en heeft een dikte van rond 2 micron, welke P gebieden en N
gebieden een verontreinigingsconcentratie hebben van respectievelijk 19 3 19 3 1 x 10 /cm en 5 x 10 /cm . Verder heeft de thyristor 61 en de anode-35 elektrode 73 welke ligt over het bovenoppervlak van de mozaïekpatroonlaag 72.
De thyristor 61 geconstrueerd volgens de uitvinding werd bestudeerd in vergelijking met de thyristor volgens de stand van de techniek.
4 -12- 21212/JF/jl
Als resultaat werden de volgende gegevens verkregen met betrekking t.ot de voorwaartse spanningsval V_ en de sperhersteltijdconstante tr. De omstandig- Γ heden van de vergelijkende studie waren dezelfde als het geval van fig. 12.
2
Dat wil zeggen de stroomdichtheid was 100 A / cm . De waarden getoond in 5 tabel II zijn de relatieve waarden, wanneer de waarden van de thyristor volgens de stand van de techniek als 1 wordt beschouwd.
Tabel II
VF tr 10 thyristor 61 0,88 0,095 thyristor volgens de stand ^ ^ van de techniek
In tabel II kan eenvoudig worden afgelezen dat de thyristor van 15 het statische geleidingstype waarop de uitvinding is toegepast sterk is verbeterd, waardoor de verliezen ervan zijn geminimaliseerd en een zeer snelle schakelwerking wordt verkregen.
Bij verscheidene toepassingen van de uitvinding zoals deze zijn besproken in de hlervoorstaande alines is de mozafekpatroonlaag toegepast 20 op elke inrichting hetzelfde als die getoond in fig. 3· Duidelijk is echter dat de andere mozaïekpatroonlagen kunnen worden gebruikt in de tot dusver verklaarde toepassingen, het is bijvoorbeeld mogelijk de mozai'ekpatroon-laag bestaande uit P+ gebieden en Schottky barrière gebieden zoals get-oond in fig. 6 toe te passen. Verder is in de bespreking van de uitvoerings-25 vorm getoond in fig. 3, beschreven dat de geleidende laag 23 gebruikt is uit een metaal. Duidelijk is echter dat de .metalen laag welke de geleidende laag 23 vormt kan worden vervangen door een zwaar gedoteerde half-gelei- ·$· «f» derlaag of een P laag. In dit geval dient een P laag als laag 23 en de N+ gebieden 22 zwaar gedoteerd te zijn, bij voorkeur met een verontreini- 19 3 30 gingsconcentratie van meer dan 5 x 10 /cnr. Deze concentratie is noodzakelijk voor het verschaffen van een elektrische geleiding vanwege het tunneleffect tussen de P laag 23 en de N gebieden 22. Matuurlijk is het mogelijk de geleidende laag 23 te vormen onder gebruikmaking van zwaar gedoteerde N+ half-geleiderlagen.
35 Fig. 14 toont een dwarsdoorsnedetekening van de P-N overgangs- diode, waarvan de geleidende laag de hierboven beschreven modific’atie belichaamt. In fig. 14 geeft het verwijzingscijfer 75 de PN overgangsdiode aan, welke een N+ half-geleiderlaag 76 bevat met een verontreinigingscon- -13- 21212/JF/jl 18 3 centratie van 5 x 10 /cnr en een dikte van rond 300 micron, een metalen elektrode 77 in contact met de ene oppervlak van de N+ laag 76, een P~ half-geleiderlaag 78 welke is gevormd op het andere oppervlak van de N+ laag 76 ten einde een verontreinigingsconcentratie te hebben van 5 5 x 10 /cm en een dikte van rond 10 micron, een mozaiekpatroonlaag 81 welke is gevormd op de P~ laag 78 en bestaat uit een aantal P+ gebieden J, + 79 en N gebieden 80, welke P gebieden 79 een verontreinigingsconcentra- 19 3 + tie van 1 x 10 /cm hebben en een dikte van 1 micron en welke N gebie- 20 3 den 80 een verontreinigingsconcentratie van 2 x 10 /cm en een diepte van 10 0,5 micron hebben, en een P+ polykristallijne siliciumlaag 82 met elektro- defünctie, welke ligt over het mozaiekpatroonlaag 81 en een verontreini- 20 3 gingsconcentratie van 3 x 10 /cm heeft en een dikte van rond 3 micron.
Bij deze constructie bereiken.meerderheidsladingsdragers (gaten in dit geval) van een P” gebied 78 de polykristalli-jne siliciumlaag 82 15 via P+ gebied 79 terwijl minderheidsladingsdragers (elektronen in dit ge-vaDvan P gebied 78 polykristallijne siliciumlaag 82 bereiken via N gebieden 80. Overeenkomstig wordt het verlies van de diode 75 kleiner dan die van de diode volgens de stand van de techniek en de opslaglading en herstellmgctijdconstante worden eveneens kleiner gemaakt, wakrdoor een 20 zeer snelle werking van de diode bereikbaar wordt.
Opgemerkt dient te worden dat in fig. 14 een metalen laag 83 •f zoals een aluminiumlaag kan worden toegevoegd op de P polykristallijne siliciumlaag indien dit is gewenste.
In de uitvoeringsvorm getoond in de 'figuren 3 en 4 worden N+ 25 gebieden of schottky barrièregebieden gebruikt als middelen voor het doorlaten van minderheidsladingsdragers of elektroden. In plaats hi-èrvan echter kan hetzelfde effect worden verkregen door het verschaffen van gebieden, waarvan de geleidingsbandenergieniveau lager is dan dat van de P+ gebieden welke het mozafekpatroon vormen en worden gebruikt als de door-30 gang voor een meerderheidsladingsdragers of gaten. Met andere woorden kan hetzelfde effect en voordeel worden verkregen als met behulp van'de voorafgaand' beschreven uitvoeringsvormen door het verschaffen van andere mozai'ek-patroonlaag welke bestaat uit P“ en P+ gebieden. In dat geval is het natuurlijk dat de P~ gebieden een lagere verontreinigingsconcentratie hebben 35 dan de P+ gebieden en dat deze op dezelfde wijze zijn gerangschikt als andere uitvoeringsvormen. De gebiedverhouding van deze P gebieden met betrekking tot P+ gebieden zal -variëren tussen de waarde van 0,05 tot 50.
Fig. 15 toont de structuur van de PN-overgangsdiode, welke het « -1Ö- 21212/JF/jl +.
hierboven genoemde idee belichaamt. De diode 85 omvat een N half-gelei- 18 3 derlaag 86 welke een verontreinigingsconcentratie van 5 x 10 /cnr heeft en een dikte van rond 300 micron, een metalen elektrode 87 in contact met één oppervlak van de laag 86, een P” (of ΝΓ) half-geleiderlaag 88 welke 5 is gevormd op het andere oppervlak van de N laag 86, welke laag 88 een 14 3 verontreinigingsconcentratie van 5 x 10 /cm heeft en een dikte van rond 5 micron, een mozaïekpatroonlaag 91 welke is gevormd op de laag 88 onder gebruikmaking van een aantal P gebieden 89 en P gebieden 90, welke zij 4· aan zij zijn gerangschikt en in contact met elkaar zijn, welke P gebie- 19 3 10 den een verontreinigingsconcentratie van 1 x 10 /cnr hebben en een dikte _ 17 van rond 1 micron en de P gebieden 90 met een concentratie van 1 x 10 / cm^ en een dikte van 0,8 micron en een P+ polykristallijne siliciumlaag als een elektrode, welke ligt over de mozaïeklaag 91 en is gedoteerd met 20 3 een verontreinigingsconcentratie van 3 x 10 /cm .
15 In dit geval speelt de polykristallijne siliciumlaag 92 een rol bij het absorberen, via een recombinatieproces, van elektroden welke zijn geraakt in een P” gebied 90 van de P" of N~ laag 80. Daardoor dient de laag 92 een polykristallijne siliciumlaag te zijn en niet een enkele,kristallijne-siliciumlaag. Omdat de laatste niet een dergelijk effect kan verschaf-20 fen als hierboven genoemd. De polykristallijne siliciumlaag' 92 kan worden vervangen door een metalen laag.
Bij de structuur zoals getoond in fig. 15 is het duidelijk dat hetzelfde effect en voordeel kan worden verkregen als die welke bij andere uitvoeringsvormen zijn verkregen. Verder is het mogelijk een metalen elek-25 trode te vormen op de P+ polykristallijne siliciumlaag 92, indien*dit noodzakelijk is.
Het is duidelijk dat de onderhavige uitvinding niet is beperkt tót de uitvoeringsvormen welke in de hiervoorgaande alinea's zijn beschreven en dat deze op verscheidene wijze kan worden gemodificeerd. Bijvoorbeeld 30 zijn de P-type geleidende lagen eri gebieden en N-type geleidende lagen en tgebieden welke zijn toegepast in de hierboven geschetste uitvoeringsvormen volledig uitwisselbaar. In dat geval worden natuurlijk de meerderheids-ladingsdragers verandert van gaten in elektroden en omgekeerd en eveneens worden de minderheidsladingsdragers van de elektroden in gaten verandert 35 en omgekeerd. Als een verdere modificatie van de uitvinding is het mogelijk gebruik te maken van zwaar gedoteerde half-geleiderlaag zoals zwaar gedoteerd polykristallijn silicium voor de geleidende laag in fig. 3.
Bij de hiervoorgaande bespreking is de uitvinding toegelicht in 5 -15- 21212/JF/jl termen van dioden en thyristoren, maar het is duidelijk dat de onderhavige uitvinding eveneens toepasbaar is op andere half-geleiderinrich-tingen zoals bipolaire transistoren, veld-effect transistoren enz.
5 -conclusies-

Claims (9)

1. Elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen, met het kenmerk, dat deze omvat: een half-geleidende laag, een geleidende laag 5 aangebracht op één oppervlak van de half-geleidende laag, eerste gebieden welke liggen tussen de lagen en werken als hoofddoorgangen voor het overdragen van minderheidsladingsdragers van de half-geleidende laag naar de geleidende laag en tweede gebieden welke liggen tussen de lagen en wehken als hoofddoorgangen voor het overbrengen van meerderheidsladingsdragers tussen de half-geleidende laag en de geleidende laag, welke eerste en tweede gebieden selectief zijn gevormd op de half-geleidende laag, opdat deze aan elkaar grenzen en parallel liggen aan de stroomwegen.
2. Elektrodestructuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede gebieden van tegenovergesteld geleidingstype zijn.
3. Elektrodestructuur volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de half-geleidende laag van een eerste geleidbaarheidstype'.is, de tweede gebieden eveneens van het eerste geleidbaarheidstype zijn en een grotere verontreinigingsconcentratie hebben dan de half-geleidende laag en dat de' eerste gebieden van een tweede geleidbaarheidstype zijn verschil-20 lend van het eerste geleidbaarheidstype en een grotere verontreinigingsconcentratie hebben dan de half-geleidende laag.
4. Elektrodestructuur volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geleidende laag is vervaardigd uit metaal en de eerste gebieden bestaan uit Schottky barrières welke zijn gecreëerd 25 door combinaties van de metalen en half-geleiderlaag.
5. Elektrodestructuur volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de geleidende laag is gevormd uit een half-geleidende laag, welke verontreinigingen in een grotere concentratie bevat.
6. Elektrodestructuur volgens één van de conclusies 1-3, met 30 het kenmerk, dat de geleidende laag is gevormd uit polykristallijn-sili- cium met een grote verontreinigingsconcentratie.
7. Elektrodestructuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede gebieden van hetzelfde geleidbaarheidstype zijn,de verontreinigingsconcentratie van de eerste gebieden kleiner is dan die van de 35 tweede gebieden en de geleidende laag is gevormd uit polykristallijn silicium, welk van hetzelfde geleidbaarheidstype is als de eerste en tweede gebieden.
8. Elektrodestructuur volgens één van de conclusies 5-7, met -17- 21212/JF/jl· % het kenmerk, dat de geleidende laag een metalen laag heeft welke daaroverheen ligt.
9. Elektrodestructuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede gebieden van hetzelfde geleidbaarheidstype zijn,de veront-5 reinigingsconcentratie van de eerste gebieden kleiner is dan die van de tweede gebieden en de geleidende laag is vervaardigd uit metaal. Eindhoven, februari 1980·.
NLAANVRAGE8001226,A 1979-05-07 1980-02-29 Elektrodestructuur. NL188434C (nl)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5560179 1979-05-07
JP5560179A JPS5949712B2 (ja) 1979-05-07 1979-05-07 半導体整流ダイオ−ド
JP5560079 1979-05-07
JP5560079A JPS5949711B2 (ja) 1979-05-07 1979-05-07 電極付半導体装置
JP11321679A JPS5637683A (en) 1979-09-04 1979-09-04 Semiconductor rectifying device
JP11321679 1979-09-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8001226A true NL8001226A (nl) 1980-11-11
NL188434B NL188434B (nl) 1992-01-16
NL188434C NL188434C (nl) 1992-06-16

Family

ID=27295641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE8001226,A NL188434C (nl) 1979-05-07 1980-02-29 Elektrodestructuur.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4587547A (nl)
CA (1) CA1150417A (nl)
DE (1) DE3008034A1 (nl)
FR (1) FR2456389B1 (nl)
GB (1) GB2050694B (nl)
NL (1) NL188434C (nl)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5860577A (ja) * 1981-10-07 1983-04-11 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS5929469A (ja) * 1982-08-11 1984-02-16 Hitachi Ltd 半導体装置
EP0130669A1 (en) * 1983-04-30 1985-01-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Gate turn off thyristor with mesh cathode structure
DE3628857A1 (de) * 1985-08-27 1987-03-12 Mitsubishi Electric Corp Halbleitereinrichtung
DE3633161A1 (de) * 1986-09-30 1988-04-07 Licentia Gmbh Halbleiterbauelement mit einer anodenseitigen p-zone und einer anliegenden schwach dotierten n-basiszone
JPH0795592B2 (ja) * 1987-04-14 1995-10-11 株式会社豊田中央研究所 静電誘導型半導体装置
JP2706120B2 (ja) * 1988-02-12 1998-01-28 アゼア ブラウン ボヴェリ アクチェンゲゼルシャフト Ｇｔｏパワーサイリスタ
DE3939324A1 (de) * 1989-11-28 1991-05-29 Eupec Gmbh & Co Kg Leistungs-halbleiterbauelement mit emitterkurzschluessen
US5119148A (en) * 1989-11-29 1992-06-02 Motorola, Inc. Fast damper diode and method
JP2663679B2 (ja) * 1990-04-20 1997-10-15 富士電機株式会社 伝導度変調型ｍｏｓｆｅｔ
JP3321185B2 (ja) * 1990-09-28 2002-09-03 株式会社東芝 高耐圧半導体装置
DE4201183A1 (de) * 1992-01-17 1993-07-22 Eupec Gmbh & Co Kg Leistungsdiode
US5369291A (en) * 1993-03-29 1994-11-29 Sunpower Corporation Voltage controlled thyristor
US5360990A (en) * 1993-03-29 1994-11-01 Sunpower Corporation P/N junction device having porous emitter
DE4342482C2 (de) * 1993-12-13 1995-11-30 Siemens Ag Schnelle Leistungshalbleiterbauelemente
US5705830A (en) * 1996-09-05 1998-01-06 Northrop Grumman Corporation Static induction transistors
EP1018163A1 (de) 1997-09-10 2000-07-12 Infineon Technologies AG Halbleiterbauelement mit einer driftzone
JP4017258B2 (ja) * 1998-07-29 2007-12-05 三菱電機株式会社 半導体装置
EP1198011A4 (en) * 1999-07-15 2008-02-27 Rohm Co Ltd SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A MOS FIELD EFFECT TRANSISTOR
DE102004005084B4 (de) * 2004-02-02 2013-03-14 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement
US20050275065A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Tyco Electronics Corporation Diode with improved energy impulse rating
DE102004044141A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-30 Robert Bosch Gmbh Halbleiteranordnung zur Spannungsbegrenzung
JP2006295062A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Rohm Co Ltd 半導体装置
JP2010283132A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP5321669B2 (ja) 2010-11-25 2013-10-23 株式会社デンソー 半導体装置
US8809902B2 (en) * 2011-10-17 2014-08-19 Infineon Technologies Austria Ag Power semiconductor diode, IGBT, and method for manufacturing thereof
US9123828B2 (en) 2013-11-14 2015-09-01 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method for forming a semiconductor device
JP6443267B2 (ja) 2015-08-28 2018-12-26 株式会社デンソー 半導体装置
WO2017149607A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 三菱電機株式会社 半導体装置
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
EP3925002A1 (en) * 2019-02-12 2021-12-22 MACOM Technology Solutions Holdings, Inc. Monolithic multi-i region diode limiters

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL240386A (nl) * 1958-06-25 1900-01-01
NL278058A (nl) * 1961-05-26
US3395320A (en) * 1965-08-25 1968-07-30 Bell Telephone Labor Inc Isolation technique for integrated circuit structure
CH452710A (de) * 1966-12-29 1968-03-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur Herstellung eines steuerbaren Halbleiterventils mit pnpn Struktur mit einer mit Kurzschlüssen versehenen Emitterzone
CH474154A (de) * 1967-02-10 1969-06-15 Licentia Gmbh Halbleiterbauelement
US3497776A (en) * 1968-03-06 1970-02-24 Westinghouse Electric Corp Uniform avalanche-breakdown rectifiers
US3617829A (en) * 1969-12-01 1971-11-02 Motorola Inc Radiation-insensitive voltage standard means
US3641403A (en) * 1970-05-25 1972-02-08 Mitsubishi Electric Corp Thyristor with degenerate semiconductive region
JPS5213918B2 (nl) * 1972-02-02 1977-04-18
JPS5548705B2 (nl) * 1973-06-28 1980-12-08
US3918082A (en) * 1973-11-07 1975-11-04 Jearld L Hutson Semiconductor switching device
DE2506102C3 (de) * 1975-02-13 1982-03-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleitergleichrichter
NL7612883A (nl) * 1976-11-19 1978-05-23 Philips Nv Halfgeleiderinrichting, en werkwijze ter ver- vaardiging daarvan.
US4156246A (en) * 1977-05-25 1979-05-22 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Combined ohmic and Schottky output transistors for logic circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US4587547A (en) 1986-05-06
GB2050694B (en) 1983-09-28
FR2456389A1 (fr) 1980-12-05
NL188434C (nl) 1992-06-16
DE3008034A1 (de) 1980-11-13
CA1150417A (en) 1983-07-19
NL188434B (nl) 1992-01-16
DE3008034C2 (nl) 1989-04-20
GB2050694A (en) 1981-01-07
FR2456389B1 (fr) 1985-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8001226A (nl) Elektrodestructuur voor half-geleiderinrichtingen.
US4982260A (en) Power rectifier with trenches
US4641174A (en) Pinch rectifier
US7276771B2 (en) Diode and method for manufacturing the same
JP5554042B2 (ja) ジャンクション・バリア・ショットキ・ダイオードに関する方法と、そのダイオードおよびその使用方法
EP0122598A2 (en) High speed diode
EP0074642B1 (en) Low-loss and high-speed diodes
KR100514398B1 (ko) 실리콘 카바이드 전계제어 바이폴라 스위치
JP3737524B2 (ja) 整流用半導体装置
US4878095A (en) Semiconductor device in particular a hot electron transistor
EP0077004B1 (en) Semiconductor rectifier diode
US5345100A (en) Semiconductor rectifier having high breakdown voltage and high speed operation
EP1376703A2 (en) Insulated gate semiconductor device and method of fabricating the same
NL8500218A (nl) Halfgeleiderinrichting met tweedimensionaal ladingsdragergas.
US20210296512A1 (en) Junction barrier schottky diode
US4544937A (en) Formation of normal resistors by degenerate doping of substrates
JPH0266977A (ja) 半導体ダイオード
US3688164A (en) Multi-layer-type switch device
JPH0324767A (ja) 半導体整流装置
US5872391A (en) Bipolar junction transistors having an increased safe operating area
JPH0612823B2 (ja) 二方向性の電力用高速ｍｏｓｆｅｔ素子
JPH10326900A (ja) 電力用ダイオード
US4682198A (en) Gate turn-off thyristor with integral capacitive anode
JP3357793B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0459786B2 (nl)

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE CORPORATION

BC A request for examination has been filed
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Free format text: 20000229