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DE102004013405B4 - Leistungshalbleiterbauelement mit optimiertem Randbereich - Google Patents

Leistungshalbleiterbauelement mit optimiertem Randbereich Download PDF

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DE102004013405B4
DE102004013405B4 DE102004013405A DE102004013405A DE102004013405B4 DE 102004013405 B4 DE102004013405 B4 DE 102004013405B4 DE 102004013405 A DE102004013405 A DE 102004013405A DE 102004013405 A DE102004013405 A DE 102004013405A DE 102004013405 B4 DE102004013405 B4 DE 102004013405B4
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semiconductor
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doped
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Reiner Dr. Barthelmess
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Abstract

Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist:
– einen Halbleiterkörper (100) mit einer ersten und zweiten Seite (101, 102) und einem Rand (103), sowie einer Innenzone (110) und einem in lateraler Richtung zwischen der Innenzone (110) und dem Rand (103) angeordneten Randzone (120),
– eine im Bereich der ersten Seite (101) in der Innenzone (110) angeordnete, sich in lateraler Richtung bis an die Randzone erstreckende erste Halbleiterzone (11; 211; 311) eines ersten Leitungstyps und eine sich an diese erste Halbleiterzone (11; 211; 311) anschließende zweite Halbleiterzone (21) eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps, wobei
– die erste Halbleiterzone (11; 211; 311) in einem Übergangsbereich (12) zwischen der Innenzone (110) und der Randzone (120) eine schwächer dotierte Halbleiterzone (12) des ersten Leitungstyps aufweist, die sich ausgehend von der ersten Seite (101) in vertikaler Richtung weiter in den Halbleiterkörper (100) hinein erstreckt als die höher dotierten Bereiche der ersten Halbleiterzone...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper mit einer ersten und zweiten Seite und einem Rand, sowie einer Innenzone und einem in lateraler Richtung zwischen der Innenzone und dem Rand angeordneten Randzone, bei dem im Bereich der ersten Seite in der Innenzone eine sich in lateraler Richtung bis an die Randzone erstreckende erste Halbleiterzone eines ersten Leitungstyps und eine sich an diese erste Halbleiterzone anschließende zweite Halbleiterzone eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps vorgesehen ist.
  • Ein solches Bauelement mit einem im Bereich einer der Seiten angeordneten pn-Übergang ist hinlänglich bekannt und beispielsweise in Baliga: ”Power Semiconductor Devices”, PWS Publishing, 1995, Seiten 82–105 beschrieben.
  • Die Spannungs- und Strombelastbarkeit eines Leistungshalbleiterbauelements ist maßgeblich bestimmt durch die Eigenschaften des Bauelements im Randbereich. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit im statischen Sperrfall, also bei Anliegen einer Sperrspannung an dem pn-Übergang, sind verschiedenste Randabschlusskonzepte, beispielsweise Feldplatten-Feldring-Anordnungen oder eine Abschrägung des Bauelements im Randbereich, bekannt, die in Baliga, a. a. O, beschrieben sind. Diese Randabschlusskonzepte dienen dazu, im statischen Sperrfall die Feldstärkebelastung des Bauelements im Randbereich zu reduzieren, um dadurch die statische Spannungsbelastbarkeit zu erhöhen.
  • Neben statischen Effekten sind bei der Gestaltung des Bauelements im Randbereich auch dynamische Effekte zu beachten. Bei einem schnellen Sperren des zunächst in Flussrichtung gepol ten pn-Übergangs kann es zu einem Lawinendurchbruch im Randbereich kommen, wie nachfolgend kurz erläutert ist. Bei in Flussrichtung gepoltem pn-Übergang fließen auch Ladungsträger in der Randzone des Bauelements, die von dort bei Anlegen einer Sperrspannung, bzw. bei Abschalten des Bauelements, abgeführt werden müssen. Bei schnellen Abschaltvorgängen können dabei im Randbereich sehr hohe Stromdichten entstehen, die wiederum zur Erzeugung neuer Ladungsträger führen können. Es kommt dann zu einem Lawinendurchbruch im Randbereich, der be reits bei Sperrspannungen auftreten kann, die weit unterhalb der maximalen statischen Sperrspannung liegen können.
  • In der DE 198 04 580 C2 ist eine in einem Halbleiterkörper integrierte Leistungsdiode beschrieben, bei der ein pn-Übergang zwischen einem im Bereich einer Vorderseite des Halbleiterkörpers angeordneten p-Emitter und einer n-Basis gebildet ist. An die n-Basis schließt sich im Bereich der Rückseite des Halbleiterkörpers ein n-Emitter an, der stärker als die n-Basis dotiert ist. Dieser n-Emitter ist in lateraler Richtung des Bauelements auf eine Innenzone des Bauelements beschränkt und erstreckt sich in lateraler Richtung des Bauelements weniger weit in Richtung der Randzone als der p-Emitter, ist also im Vergleich zum p-Emitter gegenüber der Randzone ”zurückgezogen”. Hierdurch wird eine Injektion von Ladungsträgern in die Randzone des Bauelements reduziert und dadurch die Robustheit des Bauelements bei schnellen Abschaltvorgängen erhöht. Außerdem kann bei diesem Bauelement die Dotierungskonzentration des im Bereich der Vorderseite angeordneten p-Emitters in Richtung der Randzone abnehmen.
  • Die DE 38 32 750 A1 und DE 38 32 732 A1 beschreiben jeweils Halbleiterbauelemente mit einer in einer Innenzone eines Halbleiterkörpers angeordneten Halbleiterzone und mit Feldringen, die in einer Randzone des Halbleiterkörpers angeordnet sind. Die Feldringe reichen in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers tiefer in den Halbleiterkörper hinein als die Halbleiterzone im Innenbereich, wobei sich einer der Feldringe unmittelbar an die Halbleiterzone im Innenbereich anschließt.
  • Die EP 0 768 714 A1 beschreibt ein Halbleiterbauelement mit einer in einem Innenbereich eines Halbleiterkörpers angeordneten Halbleiterzone und mit einem sich an diese Halbleiterzone anschließenden, im Randbereich des Halbleiterkörpers angeordneten tiefreichenden Randring (deep edge ring).
  • Das Zurückziehen des n-Emitters bei dem zuvor erläuterten Bauelement reduziert allerdings dessen Stossstrombelastbarkeit, da der fließende Strom auf eine kleinere Fläche des n-Emitters verteilt ist.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leistungshalbleiterbauelement zur Verfügung zu stellen, das eine hohe Robustheit bei schnellen Schaltvorgängen, eine hohe statische Spannungsfestigkeit und darüber hinaus eine hohe Strombelastbarkeit aufweist.
  • Dieses Ziel wird durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das Halbleiterbauelement umfasst einen Halbleiterkörper mit einer ersten und zweiten Seite und einem Rand, sowie einer Innenzone und einer in lateraler Richtung zwischen der Innenzone und dem Rand angeordneten Randzone. Im Bereich der ersten Seite ist in der Innenzone eine erste Halbleiterzone eines ersten Leitungstyps vorhanden, die sich in lateraler Richtung bis an die Randzone erstreckt und die mit einer sich an diese erste Halbleiterzone anschließenden zweiten Halbleiterzone eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps einen pn-Übergang bildet. Erfindungsgemäß weist die erste Halbleiterzone in einem Übergangsbereich zwischen der Innenzone und der Randzone eine schwächer dotierte Halbleiterzone des ersten Leitungstyps auf, die sich ausgehend von der Vorderseite in vertikaler Richtung weiter in den Halbleiterkörper hinein erstreckt als die höher dotierten Bereiche dieser ersten Halbleiterzone.
  • Diese schwächer dotierte Übergangszone, die sich tiefer als die übrigen Bereiche der ersten Halbleiterzone in den Halbleiterkörper hinein erstreckt bewirkt eine erheblich reduzierte Injektion von Ladungsträgern des ersten Leitungstyps in die Randzone des Bauelements. Es kann somit eine sich an die zweite Halbleiterzone im Bereich der Rückseite anschließende dritte Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps vorgesehen werden, die in lateraler Richtung des Bauelements eine größere Fläche aufweisen kann, als eine entsprechende Halbleiterzone bei einem herkömmlichen Bauelement, um die Stossstrombelastbarkeit des Bauelements gegenüber einem herkömmlichen Bauelement zu erhöhen, ohne jedoch die dynamische Robustheit des Bauelements zu reduzieren.
  • Das erfindungsgemäße Konzept, nämlich das Vorsehen einer schwächer dotierten und sich tiefer in den Halbleiterkörper hinein erstreckenden Übergangszone in der ersten Halbleiterzone, die im Bereich einer der Seiten des Halbleiterkörpers angeordnet ist, ist auf beliebige Leistungsbauelemente mit einem pn-Übergang anwendbar. Bei einer Leistungsdiode bildet die erste Halbleiterzone beispielsweise deren p-Emitter, und die zweite Halbleiterzone deren n-Basis an die sich ein n-Emitter anschließt. Bei einem IGBT bildet die erste Halbleiterzone beispielsweise dessen p-Basis und die zweite Halbleiterzone dessen n-Basis bzw. dessen Driftzone, wobei in der p-Basis dessen n-Emitter angeordnet ist und wobei eine Gate-Elektrode vorhanden ist, die einen leitenden Kanal in der p-Basis zwischen dem n-Emitter und der n-Basis bzw. der Driftzone steuert. Bei einem Thyristor bildet die erste Halbleiterzone ebenfalls dessen p-Basis, in der dessen n-Emitter angeordnet ist. Die zweite Halbleiterzone bildet bei einem Thyristor dessen n-Basis.
  • Zur Erzielung einer ausreichenden statischen Spannungsfestigkeit umfasst das Bauelement vorzugsweise einen planaren Randabschluss. Hierzu ist in der Randzone beispielsweise wenigstens eine Feldzone bzw. ein Feldring des ersten Leitungstyps in die zweite Halbleiterzone eingebracht und eine Passivierungsschicht auf die Vorderseite oberhalb der Randzone aufgebracht. Die Feldzone umschließt die erste Halbleiterzone vorzugsweise im Bereich einer der Seiten des Halbleiterkörpers ringförmig. Die Passivierungsschicht ist vorzugsweise als amorphe wasserstoffhaltige Kohlenstoffschicht (aC:H-Schicht) ausgebildet. Es können allerdings auch Feldplatten in Kombination mit Feldringen oder ohne solche Feldringe als Randabschluss des Bauelements vorgesehen werden.
  • Die Dotierungskonzentration der Dotierstoffatome des ersten Leitungstyps in der Übergangszone beträgt zwischen 1014 cm–3 und 1016 cm–3. Die in diese Übergangszone eingebrachte Dosis an Dotierstoffatomen des ersten Leitungstyps beträgt zwischen 1012 cm–2 und 1013 cm–2.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt ausschnittsweise eine als Leistungsdiode ausgebildetes Halbleiterbauelement in Seitenansicht im Querschnitt.
  • 2 zeigt ausschnittsweise ein als Leistungs-IGBT ausgebildetes Halbleiterbauelement in Seitenansicht im Querschnitt.
  • 3 zeigt ausschnittsweise ein als Leistungsthyristor ausgebildetes Halbleiterbauelement in Seitenansicht im Querschnitt.
  • 1 zeigt ausschnittsweise ein als Leistungsdiode ausgebildetes Halbleiterbauelement in Seitenansicht im Querschnitt. Das Bauelement umfasst einen Halbleiterkörper 100 mit einer ersten und zweiten Seite 101, 102 und einem Rand 103, wobei die erste Seite 101 in dem Beispiel die Vorderseite und die zweite Seite 102 die Rückseite bildet. Der Halbleiterkörper 100 untergliedert sich in eine Innenzone 110 und eine zwischen der Innenzone 110 und dem Rand 103 angeordnete Randzone 120, wobei die Innenzone 110 den aktiven Bauelementbereich bildet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Innenzone 110 flächenmäßig üblicherweise wesentlich größer als die Randzone 120 ist, und dass die Randzone 120 bei Draufsicht auf das Bauelement die Innenzone 110 in radialer Richtung vollständig umgibt. Da der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung im Übergangsbereich zwischen der Innenzone 110 und der Randzone 120 liegt, ist in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der Randbereich 120 und ein kleiner Ausschnitt des Innenbereichs 110 dargestellt.
  • Das als Diode ausgebildete Halbleiterbauelement umfasst eine erste Halbleiterzone 11, die im Bereich der ersten Seite 101 in der Innenzone 110 angeordnet ist und die mit einer sich an die erste Halbleiterzone 11 anschließenden, komplementär do tierten zweiten Halbleiterzone 21 einen pn-Übergang bildet. Die erste Halbleiterzone 11 ist in dem Ausführungsbeispiel p-dotiert und bildet den p-Emitter bzw. die Anodenzone der Diode. Die zweite Halbleiterzone 21 bildet die n-Basis der Leistungsdiode und erstreckt sich in lateraler Richtung des Bauelements bis an den Rand 103. die Dotierung dieser zweiten Halbleiterzone 21 ergibt sich beispielsweise aus einer Grunddotierung des Halbleiterkörpers 100.
  • An die zweite Halbleiterzone 21 schließt sich im Bereich der zweiten Seite 102 des Halbleiterkörpers 100 eine stark n-dotierte dritte Halbleiterzone 22 an, die den n-Emitter oder die Kathodenzone der Leistungsdiode bildet. Dieser n-Emitter 22 ist durch eine Kathodenelektrode 62 kontaktiert, die in dem Beispiel ganzflächig auf die zweite Seite 102 des Halbleiterkörpers 100 aufgebracht ist. Der p-Emitter 11 ist in entsprechender Weise durch eine Anodenelektrode 61 kontaktiert, die auf die erste Seite 101 des Halbleiterkörpers 100 aufgebracht ist. Bei Anlegen einer den pn-Übergang zwischen dem p-Emitter 11 und der n-Basis 21 in Durchlassrichtung polenden Spannung werden p-Ladungsträger, also Löcher, in die n-Basis 21 injiziert und fließen zum rückseitigen n-Emitter 22. Um eine Injektion von p-Ladungsträgern in die Randzone 120 zu reduzieren, ist bei dem Halbleiterbauelement erfindungsgemäß eine Übergangszone 12 in der p-Basis 11 zwischen der Innenzone 110 und der Randzone 120 vorgesehen, die schwach p-dotiert ist und die sich in vertikaler Richtung ausgehend von der Vorderseite 101 weiter in den Halbleiterkörper 100 hineinerstreckt, als die stärker p-dotierten Bereiche der p-Basis 11. Die Abmessungen der schwächer dotierten Übergangszone 12 in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 betragen etwa das 1,1-fache bis 1,5-fache der Abmessungen der stärker p-dotierten Bereiche der p-Basis 11.
  • Die gestrichelte Linie in 1 veranschaulicht den Verlauf der stark p-dotierten Bereiche der p-Basis 11 an der Grenze zu der Übergangszone 12. Der stark n-dotierte n-Emitter 22 erstreckt sich in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers 100 vorzugsweise in etwa genauso weiter Richtung des Randes 103 wie die p-Basis 11. Ein stärkeres Zurückziehen des n-Emitters 22 in lateraler Richtung ist bei dem erfindungsgemäßen Bauelement, bei dem die schwächer dotierte, sich tiefer in den Halbleiterkörper 100 hineinerstreckende Übergangszone 12 die Injektion von Ladungsträgern in den Randbereich 120 reduziert, anders als bei herkömmlichen derartigen Bauelementen nicht erforderlich.
  • Vorzugsweise ist zwischen dem n-Emitter 22 und dem Rand 103 eine n-dotierte Halbleiterzone 23 vorhanden, die schwächer als der n-Emitter 22, jedoch stärker als die n-Basis 21 dotiert ist.
  • Das Bauelement in 1 weist einen planaren Randabschluss auf, die Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100 ist im Randbereich 120 also nicht abgeschrägt. In der Randzone 120 sind in der n-Basis 21 p-dotierte Feldzonen bzw. Feldringe 31, 32 vorhanden, die beabstandet zueinander und beabstandet zu der Übergangszone 12 angeordnet sind. Zwischen den Feldzonen bzw. Feldringen 31, 32 und dem Rand ist darüber hinaus eine stark n-dotierte Feldstoppzone 41 vorhanden. Die Vorderseite 101 ist im Bereich der Randzone 120 mit einer Passivierungsschicht 51 passiviert, die vorzugsweise als amorphe wasserstoffhaltige Kohlenstoffschicht realisiert ist. Diese Passivierungsschicht 51 reicht in lateraler Richtung wenigstens bis an die Feldstoppschicht 41 und kann sich vollständig bis zum Rand 103 erstrecken. In der anderen Richtung erstreckt sich die Passivierungsschicht 51 vorzugsweise bis über den stark dotierten Abschnitt des p-Emitters 11. Die Anodenmetallisierung 61 reicht in lateraler Richtung vorzugsweise nicht bis an die schwach p-dotierte Übergangszone 12 heran, um einen statischen oder dynamischen Durchgriff der Raumladungszone bis zu dieser Metallisierung bei Anlegen einer Sperrspannung an den pn-Übergang zu verhindern.
  • 2 zeigt in Seitenansicht im Querschnitt ausschnittsweise ein als IGBT ausgebildetes erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement. Bei diesem Bauelement ist in dem Halbleiterkörper 100 in der Innenzone 110 im Bereich der Vorderseite 101 eine stark p-dotierte erste Halbleiterzone 211 vorhanden, die bei dem IGBT dessen p-Basis oder Body-Zone bildet. In dieser p-Basis sind stark n-dotierte Halbleiterzonen 213 ausgebildet sind, die die n-Emitterzonen des Bauelements bilden. Zur Steuerung eines n-leitenden Kanals in der p-Basis 211 zwischen den n-Emitterzonen 213 und Abschnitten der zweiten Halbleiterzone 21, die zwischen Abschnitten der p-Basis 211 bis an die Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers reichen, ist eine als Steuerelektrode dienende Gate-Elektrode 271 vorhanden, die in dem Beispiel oberhalb der Vorderseite 101 ausgebildet und durch eine Isolationsschicht 272 gegenüber dem Halbleiterkörper 100 isoliert ist. Die n-Emitterzonen 213 und die p-Basiszone 211 sind gemeinsam durch eine oberhalb der Vorderseite 100 angeordnete Anschlusselektrode 261 kontaktiert, die die Emitterelektrode des Bauelements bildet.
  • Die p-Basiszone 211 weist im Übergangsbereich zwischen der Innzone 110 und der Randzone 120 eine schwächer p-dotierte Übergangszone 12 auf, die sich in vertikaler Richtung weiter in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt, als die übrigen stärker p-dotierten Bereiche der p-Basis 211.
  • Im Bereich der Rückseite 102 ist eine stark p-dotierte Kollektorzone 222 vorhanden, die durch die rückseitige Anschlusselektrode 62 kontaktiert ist, die bei dem IGBT gemäß 2 dessen Kollektorelektrode bildet. Die Kollektorzone 222 erstreckt sich vorzugsweise in lateraler Richtung in etwa genauso weit in Richtung des Randes 103 wie die stark p-dotierten Abschnitte der p-Basis 211.
  • Die Halbleiterzone 222 kann anstelle der p-Dotierung auch eine n-Dotierung aufweisen, um anstelle eines IGBT einen MOSFET, in dem Beispiel einen n-Kanal-MOSFET, zu erhalten. Diese Halbleiterzone bildet dann die Drain-Zone des MOSFET, während die Halbleiterzone 21 dessen Driftzone, die Halbleiterzone 311 dessen Body-Zone und die Halbleiterzone 313 dessen Source-Zone bildet.
  • Das bislang anhand einer Leistungsdiode und eines Leistungs-IGBT erläuterte Konzept, bei einem Leistungsbauelement den p-Emitter 11 bzw. die p-Basis 211 in einem Übergangsbereich zwischen der Innenzone 110 und der Randzone 120 mit einem schwächer dotierten Halbleiterbereich 12 zu versehen, der in vertikaler Richtung weiter in den Halbleiterkörper 100 als die stärker dotierten Bereiche hinein reicht, ist bezugnehmend auf 3 auch auf Thyristorbauelemente anwendbar.
  • 3 zeigt ein als Thyristor ausgebildetes Halbleiterbauelement bei dem im Bereich der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100 in der Innenzone 110 eine stark p-dotierte Halbleiterzone 311 vorhanden ist, die die p-Basis des Thyristors bildet. Die Dotierung dieser Halbleiterzone 311 ist üblicherweise geringer als die Dotierung der Body-Zonen 211 bei einem des IGBT/MOSFET. Gleiches gilt für die Feldzonen 31, 32.
  • In der p-Basis 311 sind stark n-dotierte Halbleiterzonen 313 vorhanden, die n-Emitterzonen des Thyristors bilden und die durch eine auf die Vorderseite 101 aufgebrachte Emitterelektrode 361 kontaktiert sind. Die p-Basis 311 reicht abschnittsweise vorzugsweise bis an Emitterelektrode 361, um abschnittsweise Kurzschlüsse zwischen der p-Basis 311 und der Kathodenmetallisierung 361 vorzusehen. An die die p-Basis bildende erste Halbleiterzone 311 schließt sich die zweite Halbleiterzone 21 an, die die n-Basis des Thyristors bildet, und die mit der p-Basis 311 einen pn-Übergang bildet. In einem Übergangsbereich zwischen der Innenzone 110 und der Randzone 120 weist die p-Basis 311 eine schwächer p-dotierte Übergangszone 12 auf, die sich in vertikaler Richtung weiter in den Halbleiterkörper 100 hineinerstreckt, als die stärker dotierten Bereiche der p-Basis 311.
  • Im Bereich der Rückseite 102 ist eine stark p-dotierte Halbleiterzone 322 vorhanden, die den p-Emitter des Thyristorbauelements bildet. Dieser p-Emitter 322 erstreckt sich in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers 100 in etwa genauso weit in Richtung des Randes 103 wie die stark dotierten Zonen der p-Basis 311. Zwischen dieser p-Emitter-Zone 322 und dem Rand kann optional eine schwächer p-dotierte Zone 323 vorgesehen werden, um eine Rückwärtssperrfähigkeit des Bauelements zu gewährleisten. Um hohe Oberflächenfeldstärken am Rand zu vermeiden, kann der Rand 103 in diesem Fall unter einem positiven Winkel abgeschrägt werden.
  • Zum Zünden des Thyristorbauelements ist beispielsweise eine an die p-Basis 211 angeschlossene Gate-Elektrode 381 in der Innenzone 110 des Bauelements vorhanden, wie dies in 3 dargestellt ist. Selbstverständlich können auch beliebige weitere Zündstrukturen, beispielsweise BOD-Strukturen (BOD = Break Over Diode), vorgesehen werden.
    • 11
    erste Halbleiterzone, p-Emitter
    12
    Übergangszone
    22
    n-Emitter
    23
    n-dotierte Halbleiterzone
    41
    Kanalstoppzone
    51
    Passivierungsschicht
    61
    Anschlusselektrode, Anodenelektrode
    62
    Anschlusselektrode, Kathodenelektrode
    31, 32
    Feldzonen
    100
    Halbleiterkörper
    101
    erste Seite, Vorderseite
    102
    zweite Seite, Rückseite
    103
    Rand
    110
    Innenzone
    120
    Randzone
    211
    erste Halbleiterzone, p-Basis
    213
    n-Emitterzone
    222
    p-Emitter, Kollektor
    261
    Emitterelektrode
    271
    Gate-Elektrode
    272
    Isolationsschicht
    311
    erste Halbleiterzone, p-Basis
    313
    n-Emitter
    322
    p-Emitter
    323
    schwach p-dotierte Halbleiterzone
    361
    Anschlusselektrode
    381
    Gate-Elektrode

Claims (13)

  1. Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist: – einen Halbleiterkörper (100) mit einer ersten und zweiten Seite (101, 102) und einem Rand (103), sowie einer Innenzone (110) und einem in lateraler Richtung zwischen der Innenzone (110) und dem Rand (103) angeordneten Randzone (120), – eine im Bereich der ersten Seite (101) in der Innenzone (110) angeordnete, sich in lateraler Richtung bis an die Randzone erstreckende erste Halbleiterzone (11; 211; 311) eines ersten Leitungstyps und eine sich an diese erste Halbleiterzone (11; 211; 311) anschließende zweite Halbleiterzone (21) eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps, wobei – die erste Halbleiterzone (11; 211; 311) in einem Übergangsbereich (12) zwischen der Innenzone (110) und der Randzone (120) eine schwächer dotierte Halbleiterzone (12) des ersten Leitungstyps aufweist, die sich ausgehend von der ersten Seite (101) in vertikaler Richtung weiter in den Halbleiterkörper (100) hinein erstreckt als die höher dotierten Bereiche der ersten Halbleiterzone (11; 211; 311), – eine Dotierungskonzentration der Dotierstoffatome des ersten Leitungstyps in dem Übergangsbereich (12) zwischen 1014 cm–3 und 1016 cm–3 beträgt, und – ein Randabschluss in der Randzone (120) vorhanden ist, der Feldringe (31, 32) des ersten Leistungstyps und/oder Feldplatten aufweist.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem sich die zweite Halbleiterzone (21) in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers bis an den Rand (103) erstreckt und bei dem in der Randzone (120) wenigstens eine Feldzone (31, 32) des ersten Leitungstyps im Bereich der Vorderseite (101) in die zweite Halbleiterzone (21) eingebracht ist.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, bei dem eine Passivierungsschicht (51) auf die erste Seite (101) oberhalb der Randzone (120) aufgebracht ist.
  4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, bei dem die Passivierungsschicht eine amorphe wasserstoffhaltige Kohlenstoffschicht ist.
  5. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, das als Leistungsdiode ausgebildet ist und bei dem sich an die zweite Halbleiterzone (21) im Bereich der Rückseite (102) eine stärker als die zweite Halbleiterzone (21) dotierte dritte Halbleiterzone (22) anschließt.
  6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, bei dem die dritte Halbleiterzone (22) in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers (100) vor dem Rand (103) endet.
  7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, bei dem zwischen der dritten Halbleiterzone und dem Rand (103) eine schwächer als die dritte Halbleiterzone (22) dotierte vierte Halbleiterzone (23) des zweiten Leitungstyps angeordnet ist.
  8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das als Transistorbauelement ausgebildet ist und das folgende weitere Merkmale aufweist: – eine in der ersten Halbleiterzone (211) angeordnete Anschlusszone (213) des zweiten Leitungstyps, – eine isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper (100) angeordnete und sich benachbart zu der ersten Halbleiterzone (211) von der Anschlusszone (213) zu der zweiten Halbleiterzone (21) erstreckende Anschlusselektrode (271), – eine die erste Halbleiterzone (211) und die erste Anschlusszone (213) kontaktierende erste Anschlusselektrode (261).
  9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, bei dem sich an die zweite Halbleiterzone (21) im Bereich der Rückseite (102) eine stärker als die zweite Halbleiterzone (21) dotierte zweite Anschlusszone (222) anschließt, die vom ersten oder zweiten Leitungstyp ist.
  10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, bei dem die zweite Anschlusszone (222) in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers (100) vor dem Rand (103) endet.
  11. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das als Thyristorbauelement ausgebildet ist und folgende weitere Merkmale aufweist: – eine in der ersten Halbleiterzone (311) angeordnete erste Anschlusszone (313) des zweiten Leitungstyps, – eine sich an die zweite Halbleiterzone (21) im Bereich der Rückseite (102) anschließende, stärker als die zweite Halbleiterzone (21) dotierte zweite Anschlusszone (322) vom ersten Leitungstyp, – eine die erste Halbleiterzone (311) und die erste Anschlusszone (313) kontaktierende erste Anschlusselektrode (361).
  12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 11, bei der die zweite Anschlusszone (322) in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers (100) vor dem Rand (103) endet.
  13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, bei der eine schwächer als die zweite Anschlusszone (322) dotierte Halb leiterzone (323) des ersten Leitungstyps zwischen der zweiten Anschlusszone (322) und dem Rand angeordnet ist.
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