CZ20028A3 - Polovodičová součástka - Google Patents
Polovodičová součástka Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20028A3 CZ20028A3 CZ20028A CZ20028A CZ20028A3 CZ 20028 A3 CZ20028 A3 CZ 20028A3 CZ 20028 A CZ20028 A CZ 20028A CZ 20028 A CZ20028 A CZ 20028A CZ 20028 A3 CZ20028 A3 CZ 20028A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- region
- hub carrier
- carrier
- islands
- hub
- Prior art date
Links
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
- H10D62/105—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H10D62/109—Reduced surface field [RESURF] PN junction structures
- H10D62/111—Multiple RESURF structures, e.g. double RESURF or 3D-RESURF structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
- H10D10/40—Vertical BJTs
-
- 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
- H10D62/01—Manufacture or treatment
- H10D62/051—Forming charge compensation regions, e.g. superjunctions
-
- 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
- H10D62/105—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H10D62/106—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] having supplementary regions doped oppositely to or in rectifying contact with regions of the semiconductor bodies, e.g. guard rings with PN or Schottky junctions
-
- 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
- H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
- H10D62/137—Collector regions of BJTs
-
- 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
- H10D62/50—Physical imperfections
- H10D62/53—Physical imperfections the imperfections being within the semiconductor body
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
Polovodičová součástka
Oblast techniky
Vynález se týká polovodičové součástky se dvěma pn-přechody, strukturovanými v jedné destičce, které od sebe oddělují tři elektricky kontaktovatelné oblasti rozdílné dotace nosiče náboje (bipolární tranzistor), přičemž rozložení nosičů náboje v jedné z vnějších oblastí nosiče náboje (kolektorová oblast) je stupňovité, přičemž uvnitř slaběji dotované dílčí oblasti nosiče náboje stupňovité vnější oblasti nosiče náboje jsou strukturovány ostrůvky nosiče náboje, jejichž dotace je opačná k dotací dílčí oblasti nosiče náboje.
Dosavadní stav techniky
Polovodičové součástky tohoto druhu jsou známé. Typicky sestávají z vysoce dotované oblasti emitoru, ze středně vysoko dotované báze a ze stupňovitě dotované oblasti kolektoru. Takovým průběhem dotace se dosáhne vysoké schopnosti uzavírání přechodu báze-kolektor. Stupňovitou (nesymetrickou) dotací oblasti kolektoru se současně umožní relativně vysoká dotace báze, takže prostřednictvím takových polovodičových součástek se dosáhne relativně vysokých proudových zesílení.
Nevýhodou u takových polovodičových součástek však je, že slabě dotovaná oblast kolektoru, navazující na oblast báze, se, v případě propuštění, zaplaví nosičem náboje. Tím dojde k přechodnému rozšíření bázové oblasti, které vede k oslabení proudového zesílení při rostoucích proudech emitoru nebo rostoucích napětích báze emitoru. Toto efektivní rozšíření oblasti báze velmi
silně přibývá v oblasti takzvaného kvazinasycení, takže, na základě s tím spojeným redukovaným difuzním gradientem a zvýšenou rekombinací, dochází k redukci proudového zesílení.
Z DE u 196 04 043 je známa polovodičová součástka, řiditelná efektem pole, u které se dosahuje uzavírací schopnosti uspořádáním spárovaných n-oblastí respektive p-oblastí podél cesty proudu tím, že při zvýšení napětí na kolektoru se spárované n-oblasti respektive poblasti navzájem odstraní.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol splňuje polovodičová součástka se dvěma pnpřechody, strukturovanými v jedné destičce, které od sebe oddělují tři elektricky kontaktovatelné oblasti rozdílné dotace nosiče náboje (bipolární tranzistor), přičemž rozložení nosičů náboje v jedné z vnějších oblastí nosiče náboje (kolektorová oblast) je stupňovité, přičemž uvnitř slaběji dotované dílčí oblasti nosiče náboje stupňovité vnější oblasti nosiče náboje jsou strukturovány ostrůvky nosiče náboje, jejichž dotace je opačná k dotaci dílčí oblasti nosiče náboje, podle vynálezu, jehož podstatou je, že dávka nosiče náboje ostrůvků nosiče náboje je zvolena tak, aby tato odpovídala dávce nosiče náboje oblasti prostorového náboje, dílčí oblasti nosiče náboje, ležící bezprostředně okolo ostrůvků nosiče náboje, přičemž ostrůvky nosiče náboje jsou uvnitř střední oblasti nosiče náboje (báze).
Tato polovodičová součástka nabízí tu výhodu, že i když oblast kolektoru má stupňovité rozdělení nosiče náboje, je možné relativně vysoké proudové zesílení. Tím, že uvnitř slaběji dotované dílčí oblasti nosiče náboje vnější oblasti nosiče náboje (kolektorová oblast) jsou strukturovány ostrůvky nosiče náboje, jejichž dotace je opačná k dotaci oblasti nosiče náboje (kolektorové oblasti), je s • 9
9 9 · 9
9 9 9 9 9 · • · 9 ··· · 9 9
9999 99 99 9999 99 9999 výhodou možné realizovat zvýšení dotace dílčí oblasti nosiče náboje, takže provozní stav tak zvaného kvazinasycení lze posunout do oblasti vyšší hustoty proudu emitoru. Pomocí ostrůvků nosiče náboje se tak kompenzuje snaha o efektivní rozšíření bázové oblasti zaplavením nosiči náboje ve slaběji dotované kolektorové oblasti. Působením této kompenzace lze výše dotovat slaběji dotovanou dílčí oblast nosiče náboje oblasti kolektoru, než u známých polovodičových součástek.
Jako další výhoda ostrůvků nosiče náboje, integrovaných do slaběji dotované dílčí oblasti nosiče náboje, vyplývá z dočasného odstínění a redukce vznikajícího prostorového náboje uvnitř oblasti s ostrůvky nosiče náboje. Toto nastává generací nosičů náboje při prvním zapnutí polovodičové součástky. Při každém dalším zapnutí polovodičové součástky odtékají generované náboje z ostrůvků nosiče náboje, takže dochází k tlumení spínacího chování polovodičové součástky. Tím lze dosáhnout takzvaného soft-chování při sepnutí polovodičové součástky.
Ve výhodném provedení vynálezu mají ostrůvky nosiče náboje pevně definovanou koncentraci nosičů náboje, přičemž se volí zejména taková koncentrace nosičů náboje, aby tato svou dávkou odpovídala dotaci veškerého kolem ostrůvků nosiče náboje ležícího prostorového náboje dílčí oblasti nosiče náboje. Tím se dosáhne, že výsledný náboj ostrůvků nosiče náboje a tyto obklopující prostorové oblasti se blíží nule, takže intenzita pole přechodu báze-kolektor při dále vzrůstajícím uzavíracím napětí relevantně nestoupá. Tím lze dosáhnout vysokých uzavíracích napětí polovodičové součástky, i přes vysokou dotaci dílčí oblasti nosiče náboje, která je podle vynálezu možná.
* 4 ·
• · 4··· · ·
4444
4*
4· 9949
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je koncentrace nosičů náboje ostrůvků nosiče náboje proměnlivá. Tím se výhodně dosáhne toho, že při přiblížení hrany zóny prostorového náboje zaplavením dílčí oblasti nosiče náboje při vysokých proudech emitoru - mohou ostrůvky nosiče náboje odevzdat svůj náboj a tak ve svém bezprostředním okolí umožnit efektivní redukci účinného prostorového náboje.
Zvláště výhodné je, když ostrůvky nosiče náboje jsou v kontaktu s bázovou oblastí polovodičové součástky. Tak mohou náboje z bázové oblasti odtékat do ostrůvků nosiče náboje, takže polovodičová součástka přejde do průtočného provozu. Tak lze způsob spínání polovodičové součástky učinit vedle geometrické závislosti - odpovídajíce grafické úpravě jednotlivých oblastí nosiče náboje - závislým na napětí a dávce náboje, takže lze s výhodou využívat tlumení při spínání.
Výhodná provedení vynálezu vyplývají z ostatních význaků, uvedených ve vedlejších nárocích.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž znázorňují :
obr. 1 až 7 obr. 8 až 11 různé varianty provedení polovodičové součástky podle vynálezu, různé varianty provedení ostrůvků nosiče náboje, obr. 12 srovnání proudového zesílení polovodičové součástky podle vynálezu se stavem techniky, < · • 0
0 0 000 000 0000 00 00 0000 00 0000 obr. 13 až 16 obr. 17 až 22 obr. 23 až 25 způsob výroby polovodičové součástky podle vynálezu v prvním příkladu provedení, způsob výroby polovodičové součástky podle vynálezu v druhém příkladu provedení a způsob výroby polovodičové součástky podle vynálezu ve třetím příkladu provedení.
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 znázorňuje planární bipolární tranzistor 10. Bipolární tranzistor 10 obsahuje tři rozdílně dotované oblasti nosiče náboje 12, 14 a 16, Oblast 12 nosiče náboje je vysoce dotovaná oblast emitoru, oblast nosiče náboje je středně dotovaná oblast báze a oblast £6 nosiče náboje je oblast kolektoru. Oblast £6 nosiče náboje je rozdělena do dílčích oblastí nosiče náboje £8 a 20, přičemž dílčí oblast 20 nosiče náboje je níže dotovaná než dílčí oblast 18 nosiče náboje oblasti kolektoru. Oblast 12 nosiče náboje je elektricky kontaktovatelná prostřednictvím pokovení 22 (kontakt emitoru), oblast 14 nosiče náboje prostřednictvím pokovení 24 (kontakt báze) a oblast £6 nosiče náboje prostřednictvím pokovení 26 (kontakt kolektoru). Uspořádáním oblastí nosiče náboje 12. 14 a 16 dochází k vytvoření dvou pn-přechodů 28 respektive 30. Konstrukce a způsoby působení takových planárních bipolárních tranzistorů 10 jsou všeobecně známé, takže v rámci výše uvedeného popisu není potřeba se jimi blíže zabývat.
U bipolárního tranzistoru 10 se může například jednat o pnp-typ nebo o npn-typ, V dalších provedeních se vychází z toho, že se jedná • · φ · * ·
Φ· · · ο npn-typ, to znamená, že emitorová oblast 12 je n-dotovaná, bázová oblast 14 je p-dotovaná a kolektorová oblast 16 je n-dotovaná.
V dílčí oblasti 20 nosiče náboje kolektorové oblasti 16 jsou integrovány ostrůvky 34 nosiče náboje. Ostrůvky 34 nosiče náboje mají opačnou dotaci ke kolektorové oblasti 16. jsou tedy podle našeho zvoleného příkladu p-dotované. Integrace ostrůvků 34 nosiče náboje vede k vytvoření np-přechodů 36 mezi dílčí oblastí 20 nosiče náboje a ostrůvky 34 nosiče náboje.
Prostřednictvím ostrůvků 34 nosiče náboje, uspořádaných v dílčí oblasti 20 nosiče náboje, lze oproti známým bipolárním tranzistorům, které nemají ostrůvky 34 nosiče náboje, dotaci dílčí oblasti 20 nosiče náboje volit výše, takže rozdíl dotace mezi dílčí oblastí 18 nosiče náboje a dílčí oblastí 20 nosiče náboje kolektorové oblasti 16 je redukován. Na obr. la je znázorněn průběh intenzity elektrického pole přes konstrukci vrstvy bipolárního tranzistoru 10 u závěrně polovaného přechodu kolektor-báze. Je zřejmé, že ve srovnání pn-přechodu 30, mezi bázovou oblastí 14 a kolektorovou oblastí 16, vedou np-přechody 36 - podle uspořádání ostrůvků 34. nosiče náboje - ke špičkám u intenzity elektrického pole.
Pro účinnost ostrůvků 34 nosiče náboje, integrovaných v dílčí oblasti 20 nosiče náboje, je rozhodující jejich dávka nosiče náboje. Aby se dosáhlo dobrého účinku, měla by dávka nosiče náboje celé oblasti prostorového náboje, ležící bezprostředně okolo ostrůvků 34. nosiče náboje dílčí oblasti 20 nosiče náboje, odpovídat dávce nosiče náboje ostrůvků 34 nosiče náboje. Tím by se čistý prostorový náboj, ležící v této oblasti, téměř vynuloval. To vede k tomu, že elektrická intenzita pole na pn-přechodu 30 při dále stoupajícím uzavíracím napětí už významně neroste a přes relativně vysokou dotaci dílčí oblasti 20. nosiče náboje se dosáhne vysokého uzavíracího napětí.
*·* · · · · · · «··· ·· ·· »··· ·· ···
Dojde-li při použití bipolárního tranzistoru 10 do prostorové blízkosti ostrůvků 34 nosiče náboje takzvaná hrana zóny prostorového náboje, mohou tyto svůj náboj odevzdat a tak mohou v okolí ostrůvků 34 nosiče náboje redukovat efektivně účinnější prostorový náboj. To vede k tomu, že si ostrůvky 34 nosiče náboje při opětovném spínacím průběhu svůj náboj zpočátku ponechají, poněvadž v přímém okolí nejsou žádné pohyblivé nosiče náboje, které by mohly sloužit ke zpětnému odvedení náboje. Za určitých podmínek mohou náboje odtékat z bázové oblasti 14, takže bipolární tranzistor 10 pak přejde do propustného provozu. Tím se v bipolárním tranzistoru 10 realizuje spínací proces závislý na geometrii, napětí a dávce, který lze využít pro spínací utlumení. Tento spínací proces se jednak vyznačuje geometrickou strukturou bipolárního tranzistoru 10 a jednak cíleným naladěním bázové oblasti 14. Cíleným naladěním bázové oblasti 14 lze v oblastech bez náboje okolo ostrůvků 34 nosiče náboje iniciovat proces dobíjení. Takže nejprve může uvnitř kolektoru zůstat zbytkový náboj, utlumující spínací proces, který lze zrušit cíleným bázovým impulzem.
Na následujících obrázcích jsou znázorněny různé varianty provedení bipolárního tranzistoru 10. přičemž stejné díly jako na obr. 1 jsou vždy opatřeny stejnými vztahovými značkami a nejsou opět vysvětlovány. Potud jde o existující rozdíly.
Na obr. 2 je znázorněn bipolární tranzistor 10, u něhož jsou do dílčí oblasti 20 nosiče náboje k ostrůvkům 34 nosiče náboje dodatečně integrovány další ostrůvky 34' nosiče náboje. Tyto mají dotaci odchylnou od ostrůvků 34 nosiče náboje, to znamená, ostrůvky 34' nosiče náboje mají stejný typ dotace jako kolektorová oblast 16.
• 9 9 · 9 9 · 9 9 99 9
R 9999* 999 ·
999999 9999 9 ♦ 99 9·· 999
9999 99 9· 9999 99 9999
Podle příkladu provedení znázorněného na obr. 3 sestává dílčí oblast 20 nosiče náboje kolektorové oblasti 16 z jednotlivých vrstev 38, 40 a 42, které mohou mít rozdílnou koncentraci dotace. Ostrůvky 34 nosiče náboje jsou zde integrovány do střední vrstvy 40, zatímco vrstvy 38 a 42 nemají žádné ostrůvky 34 nosiče náboje.
U varianty provedení znázorněné na obr. 4 jsou ostrůvky 34 nosiče náboje spojeny s bázovou oblastí 14. To se dosáhne tím, že bázová oblast 14 tvoří hřebenovitou strukturu 44, která se rozprostírá takřka prstovitě do dílčí oblasti 20 nosiče náboje. Tyto prstovité struktury 44 kontaktují ostrůvky 34' nosiče náboje. Mají tudíž dotaci, odpovídající bázové oblasti 14, tedy opačnou dotaci k dílčí oblasti 2.0 nosiče náboje kolektorové oblasti 16.
Vytvořením prstovitých struktur 44 lze opustit separátní vytváření ostrůvků 34 nosiče náboje, poněvadž bázová oblast 14 je stejného typu dotace jako ostrůvky 34 nosiče náboje (opačná dotace ke kolektorové oblasti 16).
Podle příkladu provedení znázorněného na obr. 5 jsou do dílčí oblasti 20 nosiče náboje integrovány můstky 46. které kontaktují ostrůvky 34 nosiče náboje. Tyto jsou přes můstky 46 svázány s bázovou oblastí 14. Bázová oblast 14, můstky 46 a ostrůvky 34 nosiče náboje mají stejný typ dotace, v příkladu p-typ.
Podle příkladu provedení znázorněného na obr. 6 jsou do dílčí oblasti 20 nosiče náboje integrovány jímací struktury 48, které jsou vytvořeny například ve tvaru misky, přičemž otvor ukazuje ve směru bázové oblasti 14. Takovými jímacími strukturami 48 se dosáhne, že nosiče náboje, nutné pro kompenzaci, nejsou trvale deponovány do implantovaných ostrůvků 34, 34' nosiče · náboje, nýbrž jsou poskytnuty jen přechodně, v případě potřeby, prostřednictvím ·· ·Α ·· ·» »» ·»
AAA » A A · AAAA • A · A A A AA A
AAAAA A AAAA A
AAA AAA AAA
AAA AA A* AAAA ·· AAAA jímacích struktur 48. Jímacími strukturami 48 se nosiče náboje umisťují v nosičích náboje generovaných v dílčí oblasti 20 nosiče náboje, takže výsledný prostorový náboj je stejně redukován. Při opětném sepnutí bipolárního tranzistoru 10 vyplyne ta výhoda, že nosiče náboje umístěné jímacími strukturami 48 mohou rychle odtéct. Tak lze realizovat zejména velmi rychle spínané bipolární tranzistory 10.
Obr. 7 znázorňuje obměněnou formu provedení podle příkladu provedení z obr. 6. Zde jsou jímací struktury 48 uspořádány podobně, jako již byly uspořádány ostrůvky 34 nosiče náboje podle příkladu provedení na obr. 3, ve vrstvě 40 dílčí oblasti 20 nosiče náboje.
Obr. 8 až 11 znázorňují schematické pohledy na dílčí oblast 20 nosiče náboje s integrovanými ostrůvky 34 nosiče náboje respektive jímacími strukturami 48. Podle příkladu provedení na obr. 8 mohou být tyto například čtvercové, pravoúhlé nebo podobné. Obr. 9 znázorňuje variantu provedení, ve které jsou ostrůvky 34 nosiče náboje respektive jímací struktury 48 vytvořeny ve tvaru pruhů. Podle příkladů provedení na obr. 10 a 11 jsou ostrůvky 34 nosiče náboje respektive jímací struktury 48 vytvořeny tak, že tyto jsou integrovány takřka souvisle, zatímco hranaté nebo kulaté nebo podobně vytvořené prostupy tvoří dílčí oblast 20 nosiče náboje.
Obr. 12 objasňuje efekt bipolárních tranzistorů 10. způsobený ostrůvky 34 nosiče náboje nebo jímacími strukturami 48 podle vynálezu. Je zde znázorněna závislost proudového zesílení V na napětí báze-emitor UBE. Charakteristika označená A představuje průběh proudového zesílení pro bipolární tranzistory podle stavu techniky, zatímco charakteristika označená B představuje průběh proudového zesílení V_ pro bipolární tranzistory 10 podle vynálezu. Je zřejmé, že proudové zesílení V při stoupajícím napětí báze-emitor • 9 ·
9*99
9
9 99
9
9999
UBE a tím při rostoucích proudech emitoru klesá po plošší charakteristice.
Dále jsou schematicky objasněny jednotlivé postupové kroky při výrobě bipolárního tranzistoru 10, znázorněného na předcházejících obrázcích. Obr. 13 až 16 nejprve znázorňují postupové kroky při výrobě bipolárních tranzistorů 10, znázorněných na obrázcích 1 až 3.
Nejdříve se připraví destička 50. n+-dotovaná, která má, pro vytvoření pozdějších dílčích oblastí 18. 20 nosiče náboje, označené rozvržení dotace. Ve směru povrchu výstupní destičky, zde znázorněn nahoře, se dotace snižuje. V dalším postupovém kroku výroby, objasněném na obr. 14, se opatří maska 52. která má otvory 54 masky, podle polohy pozdějších ostrůvků 34 nosiče náboje. Poté se provede implantace p-dotovaných iontů 56. Tyto se, například v elektrickém poli, urychlí na výstupní destičku 50 a vnikají v oblasti otvorů £4 masky do substrátu. Taková implantace iontů je známa.
Dále se, jak znázorňuje obr. 15, na výstupní destičku 50, která obsahuje prostřednictvím iontů implantované pozdější ostrůvky 34 nosiče náboje, nechá narůst n-dotovaná monokrystalická vrstva. To se například provede chemickým způsobem prašného spadu (epitaxie), při němž se na povrchu současně a na různých místech navrství atomy a vytvoří se centra krystalizace pro další růst vrstvy. Během tohoto odlučování n-dotované monokrystalické vrstvy 58. difundují pozdější ostrůvky 34 nosiče náboje do narostlého n-dotovaného křemíku.
Aby se dosáhlo pozdějších ostrůvků 34 nosiče náboje ve více vrstvách, jak například ukazují obr. 1 a obr. 2, může být implantace p-dotovaných iontů, a nárůst n-monokrystalických vrstev provedena ve střídavých postupových krocích.
• · · · · * · * · · ·
Π · φ · ♦ · ··· · • ••«fcfc · · · · · • fcfc ··· · · fc • •fcfc fcfc fcfc fcfc·· fcfc ····
Pro optimální působení ostrůvků 34 nosiče náboje podle vynálezu je vzdálenost ostrůvků 34 nosiče náboje mezi sebou sladěna s dotací dílčí oblasti 20 nosiče náboje a s počtem ostrůvků 34 nosiče náboje tak, aby se dotace dílčí oblasti 20 nosiče náboje při požadovaném uzavíracím napětí přerušila co nejvýše.
Nakonec, jak znázorňuje obr. 16, se bipolární tranzistor 10 dokončí známými postupovými kroky. To se týká strukturování bázové oblasti 14. emitorové oblasti 12 jakož i pokovení 22, 24 a 26.
Pomocí obr. 17 až 22 se objasňuje způsob výroby, vedoucí k bipolárnímu tranzistoru 10, znázorněnému na obr. 5. Nejprve se výstupní destička 50, analogicky s výše uvedeným způsobem výroby, opatří maskou 52, jejímiž otvory 54 masky se může provést implantace p-dotovaných iontů 56. Přitom dochází k zakládání pozdějších ostrůvků 34 nosiče náboje. Tyto se v dalším, na obr. 19 znázorněném, postupovém kroku překryjí nejprve tenkou, epitaxiálně narostlou, monokrystalickou, n-dotovanou vrstvou 58. Pak se, jak objasňuje obr. 20, opatří další maskování 60, které má v oblasti ostrůvků 34 nosiče náboje, jež mají být později napojeny na bázovou oblast 14, otvory 62 masky. Následně se provede implantace pdotovaných iontů 56, která vede, jak ukazuje obr. 21, k vytvoření pozdějších p-dotovaných můstků 46. Množství p-dotovaných iontů, implantovaných do pozdějších můstků 46, se volí tak, aby můstky 46 mohly být případě uzavření bipolárního tranzistoru 10 kompletně vyprázdněny tak, aby lokální průrazy bipolárního tranzistoru 10 byly vyloučeny. Podle žádaného uzavíracího napětí bipolárního tranzistoru 10 narostou můstky 46 do odpovídající výšky, přičemž postupové kroky podle obr. 20 a 21 lze alternativně opakovat.
• 9 9 • Μ» ·
9 • 9 99
Nakonec se, jak ukazuje obr. 22, prostřednictvím známých způsobů vyrobí emitorová oblast 12, bázová oblast 14. jakož i pokovení 22. 24 a 26.
Dále jsou, pomocí obr. 23 až 25, vysvětleny postupové kroky, prostřednictvím kterých lze dosáhnout bipolárních tranzistorů 10, znázorněných na obr. 6 respektive 7. Nejprve se výstupní destička 50, s n-dotací a s již vysvětleným označeným dotačním oslabením, opatří maskováním 64, skrz jehož otvory 66 masky je výstupní destička 50 podrobena implantacím 68 kyslíku. Maska 64 je oxidovou maskou, která je resistentní proti nadbytku 68 kyslíku. Tak lze, známým způsobem, pod povrchem výstupní destičky 50, ve slabě dotovaných, p-vodivých nebo n-vodivých substrátech, vyrobit překryté, nevodivé vrstvy z oxidu křemičitého S1O2. Podle maskování 64, tu dochází tím k vytváření dielektrických jímacích struktur 48. Vytvořením oblastí 70 okraje otvorů 66 masky, lze v průběhu implementace kyslíku vysoko vytažené oblasti strukturovat pro dosažení miskovité konstrukce jímacích struktur 48. Podle vytvoření okraje 70, tam dochází ke zředěním oxidové masky 64, která působí jako takzvaný sypaný a brzdicí oxid a zajistí vytvoření miskovité struktury jímacích struktur 48..
Následně, jak ukazuje obr. 24, se nechá epitaxiálně narůst monokrystalická, n-dotovaná vrstva, takže jímací struktury 48 jsou překryty. Pro uspořádání více řad jímacích struktur 48, jak například ukazuje obr. 6, lze alternativně opakovat kroky podle obr. 23 a obr.
24.
Následně se prostřednictvím známých procesních kroků dá struktura emitorové oblasti 12, bázové oblasti 14. jakož i pokovením 22. 24 a 26.
Claims (11)
1. Polovodičová součástka se dvěma pn-přechody, strukturovanými v jedné destičce, které od sebe oddělují tři elektricky kontaktovatelné oblasti rozdílné dotace nosiče náboje (bipolární tranzistor), přičemž rozložení nosičů náboje v jedné z vnějších oblastí nosiče náboje (kolektorová oblast) je stupňovité, přičemž uvnitř slaběji dotované dílčí oblasti (20) nosiče náboje stupňovité vnější oblasti (16) nosiče náboje jsou strukturovány ostrůvky (34) nosiče náboje, jejichž dotace je opačná k dotaci dílčí oblasti (20) nosiče náboje, vyznačující se tím, že dávka nosiče náboje ostrůvků (34) nosiče náboje je zvolena tak, aby tato odpovídala dávce nosiče náboje oblasti prostorového náboje, dílčí oblasti (20) nosiče náboje, ležící bezprostředně okolo ostrůvků (34) nosiče náboje, přičemž ostrůvky (34) nosiče náboje jsou uvnitř střední oblasti nosiče náboje (báze).
2. Polovodičová součástka podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ostrůvkům (34) nosiče náboje jsou přiřazeny další ostrůvky (34') nosiče náboje, které mají stejný typ dotace jako oblast (16) nosiče náboje.
3. Polovodičová součástka podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ostrůvky (34) nosiče náboje jsou uspořádány v alespoň jedné vrstvě (38, 40, 42) dílčí oblasti (20) nosiče náboje.
4. Polovodičová součástka podle nároku 3, vyznačující se tím, že vrstvy (38, 40, 42) mají rozdílnou koncentraci nosičů náboje.
« · • φ • Φφφ φ • · φ · · · «φφφφ· φ φφφ φφφ φφφφ φφ φφ φφφφ φ φ φ φ φφφ φφ φφφφ
5. Polovodičová součástka podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ostrůvky (34) nosiče náboje jsou napojeny na oblast (14) nosiče náboje stejné dotace nosiče náboje.
6. Polovodičová součástka podle nároku 5, vyznačující se tím, že z oblasti (14) nosiče náboje plynou do dílčí oblasti (20) nosiče náboje hřebenovité struktury (44), které kontaktují ostrůvky (34) nosiče náboje.
7. Polovodičová součástka podle nároku 5, vyznačující se tím, že do dílčí oblasti (20) nosiče náboje jsou integrovány můstky (46), které kontaktují jednak ostrůvky (34) nosiče náboje a jednak oblast (14) nosiče náboje.
8. Polovodičová součástka podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ostrůvky (34) nosiče náboje jsou přechodně vyrobitelné.
9. Polovodičová součástka podle nároku 8, vyznačující se tím, že do dílčí oblasti (20) nosiče náboje jsou integrovány jímací struktury (48) pro přechodné deponování nosičů náboje.
10. Polovodičová součástka podle nároku 9, vyznačující se tím, že jímací struktury (48) jsou dielektrické, miskovité struktury, jejichž otvory ukazují ve směru oblasti (14) nosiče náboje.
11. Polovodičová součástka podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ostrůvky (34) nosiče náboje a/nebo jímací struktury (48) jsou vytvořeny, z pohledu příčně ke směru toku proudu, čtvercově, pravoúhle, kruhově, ve tvaru pásu, ve tvaru mřížky nebo podobně.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19930783A DE19930783A1 (de) | 1999-07-03 | 1999-07-03 | Halbleiterbauelement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20028A3 true CZ20028A3 (cs) | 2002-05-15 |
Family
ID=7913592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20028A CZ20028A3 (cs) | 1999-07-03 | 2000-06-14 | Polovodičová součástka |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1198839A1 (cs) |
| JP (1) | JP2003504850A (cs) |
| CZ (1) | CZ20028A3 (cs) |
| DE (1) | DE19930783A1 (cs) |
| HU (1) | HUP0201793A2 (cs) |
| WO (1) | WO2001003193A1 (cs) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10145723A1 (de) * | 2001-09-17 | 2003-04-10 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterstruktur |
| US9236458B2 (en) * | 2013-07-11 | 2016-01-12 | Infineon Technologies Ag | Bipolar transistor and a method for manufacturing a bipolar transistor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5320194B2 (cs) * | 1972-04-20 | 1978-06-24 | ||
| GB2237930A (en) * | 1989-11-01 | 1991-05-15 | Philips Electronic Associated | A semiconductor device and method of manufacturing a semiconductor device |
| CN1019720B (zh) * | 1991-03-19 | 1992-12-30 | 电子科技大学 | 半导体功率器件 |
| JP2989113B2 (ja) * | 1995-02-20 | 1999-12-13 | ローム株式会社 | 半導体装置およびその製法 |
| DE19604043C2 (de) * | 1996-02-05 | 2001-11-29 | Siemens Ag | Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement |
| US6011298A (en) * | 1996-12-31 | 2000-01-04 | Stmicroelectronics, Inc. | High voltage termination with buried field-shaping region |
-
1999
- 1999-07-03 DE DE19930783A patent/DE19930783A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-06-14 JP JP2001508504A patent/JP2003504850A/ja active Pending
- 2000-06-14 HU HU0201793A patent/HUP0201793A2/hu unknown
- 2000-06-14 EP EP00947800A patent/EP1198839A1/de not_active Withdrawn
- 2000-06-14 CZ CZ20028A patent/CZ20028A3/cs unknown
- 2000-06-14 WO PCT/DE2000/001954 patent/WO2001003193A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19930783A1 (de) | 2001-01-04 |
| WO2001003193A1 (de) | 2001-01-11 |
| EP1198839A1 (de) | 2002-04-24 |
| HUP0201793A2 (en) | 2002-10-28 |
| JP2003504850A (ja) | 2003-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12262553B2 (en) | Field stop IGBT with grown injection region | |
| US5629552A (en) | Stable high voltage semiconductor device structure | |
| KR100886883B1 (ko) | 순방향 및 역방향 차단 장치 및 그 제조 방법 | |
| TWI520327B (zh) | 用於製備陽極短路的場欄絕緣閘雙極電晶體之方法 | |
| US4151540A (en) | High beta, high frequency transistor structure | |
| CN212365972U (zh) | 融合pn肖特基二极管 | |
| US5541122A (en) | Method of fabricating an insulated-gate bipolar transistor | |
| JP3765950B2 (ja) | 半導体モジュール用の高電圧耐性を有する縁部構造体 | |
| KR100221800B1 (ko) | 반도체장치 및 그 제조방법 | |
| EP0080044B1 (en) | Semiconductor device having rapid removal of majority carriers from an active base region thereof at device turn-off and method of fabricating this device | |
| CN107591454B (zh) | 半导体器件和用于形成半导体器件的方法 | |
| US10453914B2 (en) | Low substrate leakage Zener diode with modulated buried junction | |
| US5554880A (en) | Uniform current density and high current gain bipolar transistor | |
| JP2004221370A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH07226514A (ja) | 高導電率絶縁ゲートバイポーラトランジスタ集積構造 | |
| CZ20028A3 (cs) | Polovodičová součástka | |
| US6103584A (en) | Uniform current density and high current gain bipolar transistor | |
| JP3083831B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| EP3813126A2 (en) | A bipolar junction transistor, and a method of forming an emitter for a bipolar junction transistor | |
| US6093955A (en) | Power semiconductor device | |
| JPH10335630A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2001508946A (ja) | SiCを使用したショットキー・ダイオードとその製造方法 | |
| US11637192B2 (en) | Metal oxide semiconductor-controlled thyristor device having uniform turn-off characteristic and method of manufacturing the same | |
| JPS63314866A (ja) | バイボ−ラ・トランジスタ | |
| JP2003519903A (ja) | Dmosトランジスタの極性保護回路 |