JPH07273313A - 陽極側ゲッタリングを有する半導体デバイス - Google Patents
陽極側ゲッタリングを有する半導体デバイスInfo
- Publication number
- JPH07273313A JPH07273313A JP7087597A JP8759795A JPH07273313A JP H07273313 A JPH07273313 A JP H07273313A JP 7087597 A JP7087597 A JP 7087597A JP 8759795 A JP8759795 A JP 8759795A JP H07273313 A JPH07273313 A JP H07273313A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- zone
- semiconductor device
- phosphorus
- doped
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
- H10D62/104—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices having particular shapes of the bodies at or near reverse-biased junctions, e.g. having bevels or moats
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D18/00—Thyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燐不含のｐドープされた陽極帯域を有する対
称的に阻止するサイリスタ及びダイオードのような半導
体デバイスの耐電圧強度を改善する。 【構成】 陽極帯域３の傾斜した縁部帯域７だけに燐ド
ープされた帯域１０を形成する。それにより半導体基体
の縁部範囲内に存在する不純物は陽極側でゲッタリング
される。
称的に阻止するサイリスタ及びダイオードのような半導
体デバイスの耐電圧強度を改善する。 【構成】 陽極帯域３の傾斜した縁部帯域７だけに燐ド
ープされた帯域１０を形成する。それにより半導体基体
の縁部範囲内に存在する不純物は陽極側でゲッタリング
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基体の陰極側表
面とそれに平行な陽極側表面との間にある中心部範囲、
陽極側表面及び少なくともこの陽極側表面に対して９０
°以下の角度で傾斜している面により境界づけられてい
る縁部範囲、中心部範囲及び縁部範囲内で陽極側表面に
接しているｐドープされた陽極帯域とを備えた半導体基
体を有する半導体デバイスに関する。
面とそれに平行な陽極側表面との間にある中心部範囲、
陽極側表面及び少なくともこの陽極側表面に対して９０
°以下の角度で傾斜している面により境界づけられてい
る縁部範囲、中心部範囲及び縁部範囲内で陽極側表面に
接しているｐドープされた陽極帯域とを備えた半導体基
体を有する半導体デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の半導体デバイスは例えばサイリ
スタ及びダイオードである。一般にそれらは弱くｎドー
プされた半導体基体の両側にｐドープ材を拡散注入する
ようにして形成される。サイリスタでは更に引続き全般
にわたって燐が拡散注入される。燐をドープされた層は
次いで陽極側で除去される。陽極側でモリブデンのウェ
ハがアルミニウム中間層を介して接合される半導体基体
の場合、アルミニウムが燐のｎドーピングを過補償する
ｐドーピングを形成するため陽極側のｎドープされた層
の除去は行われない。同じことはダイオードの半導体基
体についてもいえる。
スタ及びダイオードである。一般にそれらは弱くｎドー
プされた半導体基体の両側にｐドープ材を拡散注入する
ようにして形成される。サイリスタでは更に引続き全般
にわたって燐が拡散注入される。燐をドープされた層は
次いで陽極側で除去される。陽極側でモリブデンのウェ
ハがアルミニウム中間層を介して接合される半導体基体
の場合、アルミニウムが燐のｎドーピングを過補償する
ｐドーピングを形成するため陽極側のｎドープされた層
の除去は行われない。同じことはダイオードの半導体基
体についてもいえる。
【０００３】陽極側電極がアルミニウムを介して接合さ
れず、例えば銀含有ペーストを介して焼結される場合に
は、アルミニウムによるドーピング作用は行われない。
従ってこれらの場合には陽極側の燐ドープ層は除去され
るか又は陽極側面は燐の拡散以前に遮蔽されなければな
らない。第１の方法が比較的経費を要するのに対して第
２の方法は陽極側で燐のゲッタリング作用が行われない
という欠点が伴う。しかし陽極側のゲッタリングは半導
体基板から不純物を十分に除くために重要である。
れず、例えば銀含有ペーストを介して焼結される場合に
は、アルミニウムによるドーピング作用は行われない。
従ってこれらの場合には陽極側の燐ドープ層は除去され
るか又は陽極側面は燐の拡散以前に遮蔽されなければな
らない。第１の方法が比較的経費を要するのに対して第
２の方法は陽極側で燐のゲッタリング作用が行われない
という欠点が伴う。しかし陽極側のゲッタリングは半導
体基板から不純物を十分に除くために重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、陽極
側のゲッタリングが半導体基体の簡単な形成と共に可能
となるように上記形式の半導体デバイスを改良すること
にある。
側のゲッタリングが半導体基体の簡単な形成と共に可能
となるように上記形式の半導体デバイスを改良すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、中心部範囲
内の陽極帯域が燐を含まず、縁部範囲内の陽極帯域内に
少なくとも燐をドープされた帯域が埋込まれていること
により解決される。
内の陽極帯域が燐を含まず、縁部範囲内の陽極帯域内に
少なくとも燐をドープされた帯域が埋込まれていること
により解決される。
【０００６】本発明は阻止電流、阻止電圧のような半導
体デバイスの幾つかの特性が主に縁部範囲の特性に依存
するものであるという認識に基づくものである。
体デバイスの幾つかの特性が主に縁部範囲の特性に依存
するものであるという認識に基づくものである。
【０００７】ＧＴＯサイリスタでは一般に陽極側にｎド
ープされた帯域を備えていることが公知である（例えば
欧州特許第０４３０１３３号明細書参照）。この場合必
要な短絡部は陽極側面上のみに配置され、一方陰極側面
上には高い遮断電流の増幅が要求されるために短絡部は
備えられない。従ってＧＴＯサイリスタは阻止方向に阻
止電圧を受容できないことを甘受することになる。ほぼ
対称的に阻止はするが遮断しないサイリスタでは陽極側
に短絡部があるものはこれまで知られていない。
ープされた帯域を備えていることが公知である（例えば
欧州特許第０４３０１３３号明細書参照）。この場合必
要な短絡部は陽極側面上のみに配置され、一方陰極側面
上には高い遮断電流の増幅が要求されるために短絡部は
備えられない。従ってＧＴＯサイリスタは阻止方向に阻
止電圧を受容できないことを甘受することになる。ほぼ
対称的に阻止はするが遮断しないサイリスタでは陽極側
に短絡部があるものはこれまで知られていない。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき以下に詳述す
る。
る。
【０００９】図１にはほぼ対称的な阻止特性を有する遮
断しないサイリスタの半導体基体が示されている。内部
帯域１は弱くｎドープされており、この内部帯域に陰極
側でｐドープされた陰極ベース帯域２が、また陽極側で
ｐドープされた陽極エミッタ帯域３が接続されている。
両帯域は同じ厚さを有する。半導体基体は陰極側及び陽
極側で２つの平行な表面４又は５により囲まれている中
心部範囲６を有する。中心部範囲６は２つの面１４、１
５及び陽極側表面５の一部によって境界づけられている
縁部範囲７により囲まれている。面１４は陽極側表面５
と通常約４０°の角度をなし、一方面１５と表面５との
間には例えば４°（いわゆる負角）の角度がある。
断しないサイリスタの半導体基体が示されている。内部
帯域１は弱くｎドープされており、この内部帯域に陰極
側でｐドープされた陰極ベース帯域２が、また陽極側で
ｐドープされた陽極エミッタ帯域３が接続されている。
両帯域は同じ厚さを有する。半導体基体は陰極側及び陽
極側で２つの平行な表面４又は５により囲まれている中
心部範囲６を有する。中心部範囲６は２つの面１４、１
５及び陽極側表面５の一部によって境界づけられている
縁部範囲７により囲まれている。面１４は陽極側表面５
と通常約４０°の角度をなし、一方面１５と表面５との
間には例えば４°（いわゆる負角）の角度がある。
【００１０】陰極ベース帯域２内に陰極側エミッタを構
成するｎドープされた帯域８が埋込まれる。陰極エミッ
タは陰極側表面４にまで達する陰極エミッタ帯域８内に
ある凹部により形成される短絡部を備えている。そこで
陰極エミッタ帯域８と陰極ベース帯域２は陰極電極１２
により接触化される。
成するｎドープされた帯域８が埋込まれる。陰極エミッ
タは陰極側表面４にまで達する陰極エミッタ帯域８内に
ある凹部により形成される短絡部を備えている。そこで
陰極エミッタ帯域８と陰極ベース帯域２は陰極電極１２
により接触化される。
【００１１】陽極側エミッタ帯域３は縁部範囲７内に燐
の拡散注入により形成される付加的に強く燐ドープされ
た帯域１０を備えている。それに対して中心部範囲６内
の帯域３は燐を含んでいない。このことは冒頭に記載し
たように陰極側エミッタ帯域８の拡散注入の際に半導体
基体の陽極側表面５の中心部範囲６を遮蔽する簡単な方
法で達成される。縁部範囲７は陽極側を遮蔽せず、従っ
てそこには燐を拡散注入することができる。１つの帯域
１０の代わりに幾つかのこのように燐でドープされた帯
域を形成することも可能である。
の拡散注入により形成される付加的に強く燐ドープされ
た帯域１０を備えている。それに対して中心部範囲６内
の帯域３は燐を含んでいない。このことは冒頭に記載し
たように陰極側エミッタ帯域８の拡散注入の際に半導体
基体の陽極側表面５の中心部範囲６を遮蔽する簡単な方
法で達成される。縁部範囲７は陽極側を遮蔽せず、従っ
てそこには燐を拡散注入することができる。１つの帯域
１０の代わりに幾つかのこのように燐でドープされた帯
域を形成することも可能である。
【００１２】ｐ+エミッタ３のドーピング濃度が十分な
ゲッタリング作用のために１０19ｃｍ-3以上の燐の縁部
範囲濃度を有する帯域１０の燐ドーピング濃度を下回っ
ているため、この場合にはこの帯域１０にも帯域１０に
より形成されるエミッタの効率を下げるために短絡部を
備えることが望ましい。これは帯域１０を遮断する適当
なマスクにより達成され、従って帯域１０は陽極電極１
１によって陽極側エミッタ帯域３に対して短絡可能であ
る。陽極電極１１を例えば銀含有ペーストを介しての焼
結により固定することができる。しかし陽極電極１１を
１つ或は複数の金属層の蒸着により形成しても十分であ
る。後者の場合及びシリコンウェハに対してその直径が
範囲６を越えない（例えばモリブデンからなる）支持体
を使用する場合にも範囲７の陽極側の金属化部、従って
また陽極側接触化部を省略することができる。
ゲッタリング作用のために１０19ｃｍ-3以上の燐の縁部
範囲濃度を有する帯域１０の燐ドーピング濃度を下回っ
ているため、この場合にはこの帯域１０にも帯域１０に
より形成されるエミッタの効率を下げるために短絡部を
備えることが望ましい。これは帯域１０を遮断する適当
なマスクにより達成され、従って帯域１０は陽極電極１
１によって陽極側エミッタ帯域３に対して短絡可能であ
る。陽極電極１１を例えば銀含有ペーストを介しての焼
結により固定することができる。しかし陽極電極１１を
１つ或は複数の金属層の蒸着により形成しても十分であ
る。後者の場合及びシリコンウェハに対してその直径が
範囲６を越えない（例えばモリブデンからなる）支持体
を使用する場合にも範囲７の陽極側の金属化部、従って
また陽極側接触化部を省略することができる。
【００１３】帯域１０内に拡散注入された燐は半導体基
体の縁部範囲７内の不純物を陽極側からゲッタリングす
る役目をする。縁部範囲７の陰極側からはゲッタリング
は起こらない。他方中心部範囲６内の陽極側ゲッタリン
グを欠くことは、既に記載したように阻止電流及び阻止
電圧のようなサイリスタの幾つかの特性が主として縁部
範囲により決定され、更に中心部範囲内の陰極側ゲッタ
リングは陰極エミッタ８内に含まれる燐により行われる
ため重要ではない。
体の縁部範囲７内の不純物を陽極側からゲッタリングす
る役目をする。縁部範囲７の陰極側からはゲッタリング
は起こらない。他方中心部範囲６内の陽極側ゲッタリン
グを欠くことは、既に記載したように阻止電流及び阻止
電圧のようなサイリスタの幾つかの特性が主として縁部
範囲により決定され、更に中心部範囲内の陰極側ゲッタ
リングは陰極エミッタ８内に含まれる燐により行われる
ため重要ではない。
【００１４】燐を含む陽極側帯域１０を陰極エミッタ８
と同時に形成すると有利である。従って帯域１０は陰極
側エミッタ帯域８と類似した厚さとなり、明らかに陽極
帯域３よりも深さが僅かである。このことは層１と３と
の間にあるｐｎ接合１６の十分な阻止能力を補償するた
めに必要である。それというのも阻止電圧の印加の際に
広がる空乏帯域が帯域１０に対して十分な間隔を有して
いなければならないからである。
と同時に形成すると有利である。従って帯域１０は陰極
側エミッタ帯域８と類似した厚さとなり、明らかに陽極
帯域３よりも深さが僅かである。このことは層１と３と
の間にあるｐｎ接合１６の十分な阻止能力を補償するた
めに必要である。それというのも阻止電圧の印加の際に
広がる空乏帯域が帯域１０に対して十分な間隔を有して
いなければならないからである。
【００１５】本発明はサイリスタの半導体基体に基づき
記載したものであるが、しかしダイオードにも使用する
ことができる。
記載したものであるが、しかしダイオードにも使用する
ことができる。
【図１】本発明による半導体基体の断面図。
１ 内部帯域 ２ 陰極側ベース帯域 ３ 陽極側エミッタ帯域 ４ 陰極表面 ５ 陽極側表面 ６ 中心部範囲 ７ 縁部範囲 ８ 陰極側エミッタ帯域 １０ 燐ドープされた帯域 １１ 陽極電極 １２ 陰極電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/861 Ｈ０１Ｌ 29/74 Ｂ 29/91 Ｄ
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基体の陰極側表面とそれに平行な
陽極側表面との間にある中心部範囲、陽極側表面及び少
なくともこの陽極側表面に対して９０°以下の角度で傾
斜している面により境界づけられている縁部範囲、中心
部範囲及び縁部範囲内で陽極側表面に接しているｐドー
プされた陽極帯域とを備えた半導体基体を有する半導体
デバイスにおいて、陽極帯域（３）は中心部範囲（６）
内では燐を含まず、縁部範囲（７）内の陽極帯域（３）
内に少なくとも燐をドープされた帯域（１０）が埋込ま
れていることを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項２】 燐をドープされた帯域（１０）が陽極帯
域（３）よりも深さが僅かであることを特徴とする請求
項１記載の半導体デバイス。 - 【請求項３】 燐をドープされた帯域（１０）が陽極帯
域（３）と短絡されていることを特徴とする請求項１又
は２記載の半導体デバイス。 - 【請求項４】 半導体デバイスがほぼ対称的に阻止する
サイリスタであり、その陰極側のエミッタ（８）が中心
部範囲（６）内にあることを特徴とする請求項１ないし
３の１つに記載の半導体デバイス。 - 【請求項５】 陰極エミッタ帯域（８）が陰極側ベース
帯域（２）に対して短絡されていることを特徴とする請
求項４記載の半導体デバイス。 - 【請求項６】 半導体デバイスがダイオードであること
を特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の半導体デ
バイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4410461.8 | 1994-03-25 | ||
| DE4410461A DE4410461C1 (de) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Halbleiterbauelement mit anodenseitiger Getterung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273313A true JPH07273313A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=6513886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7087597A Withdrawn JPH07273313A (ja) | 1994-03-25 | 1995-03-20 | 陽極側ゲッタリングを有する半導体デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07273313A (ja) |
| DE (1) | DE4410461C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104321879A (zh) * | 2011-11-30 | 2015-01-28 | 英飞凌科技有限两合公司 | 具有优化的边缘终止的半导体元器件 |
| CN111834451A (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-27 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种逆阻型门极换流晶闸管及其制造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10250609B4 (de) * | 2002-10-30 | 2005-12-29 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Thyristorbauelement mit verbessertem Sperrverhalten in Rückwärtsrichtung |
| DE10330571B8 (de) * | 2003-07-07 | 2007-03-08 | Infineon Technologies Ag | Vertikale Leistungshalbleiterbauelemente mit Injektionsdämpfungsmittel im Rand bereich und Herstellungsverfahren dafür |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2164644C3 (de) * | 1971-12-24 | 1979-09-27 | Semikron Gesellschaft Fuer Gleichrichterbau Und Elektronik Mbh, 8500 Nuernberg | Steuerbarer Halbleitergleichrichter |
| DE3939324A1 (de) * | 1989-11-28 | 1991-05-29 | Eupec Gmbh & Co Kg | Leistungs-halbleiterbauelement mit emitterkurzschluessen |
-
1994
- 1994-03-25 DE DE4410461A patent/DE4410461C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-20 JP JP7087597A patent/JPH07273313A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104321879A (zh) * | 2011-11-30 | 2015-01-28 | 英飞凌科技有限两合公司 | 具有优化的边缘终止的半导体元器件 |
| CN104321879B (zh) * | 2011-11-30 | 2019-03-01 | 英飞凌科技有限两合公司 | 具有优化的边缘终止的半导体元器件 |
| CN111834451A (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-27 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种逆阻型门极换流晶闸管及其制造方法 |
| CN111834451B (zh) * | 2019-04-23 | 2023-04-07 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种逆阻型门极换流晶闸管及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4410461C1 (de) | 1995-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |