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Diode mit planarem Randabschluss

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020544D
Original Publication Date: 2003-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Dec-25
Document File: 3 page(s) / 45K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Fuer die Funktion von Dioden ist es von Vorteil, schwach dotierte Anodengebiete zu verwenden, was zu einem guenstigeren Verhaeltnis von Durchlassverlusten und Speicherladung bzw. Rueckstrom fuehrt. Fuer diese relativ schwach dotierten p-Emitter-Gebiete ist einRandabschluss noetig, der moeglichst einfach und kostenguenstig herzustellen sein sollte. Bekanntermassen stellen Feldplattenraender, wie sie in EP 0 341 453 B1 beschrieben sind, eine gute Loesung dar. Allerdings werden mit dieser Art des Randabschlusses nur etwa 80% der idealen Durchbruchsspannung erreicht und die Herstellung ist recht aufwaendig. Zudem muss das Design fuer jede Spannungsklasse neu berechnet werden. Daher wird hiermit vorgeschlagen eine so genannte VLD-Struktur (Variation of lateral Doping) zu verwenden, die aus einer Kombination eines p-dotierten Gebietes mit einem n-dotierten Gebiet besteht. Das p-dotierte Gebiet dient in Fall einer Diode al p-Emitter, im Fall eines IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) als p-Body und im Fall eines Thyristors als p-Basis. Gleichzeitig dient das n-dotierte Gebiet als Channelstopper. Erfindungsgemaess wird das p-dotierte Gebiet wie ueblich relativ schwach dotiert und der Channelstopper mit einem schnell diffundierenden Dotierstoff erzeugt. Der Abstand der so erzeugten p-Wanne und des Channlstoppers ist dabei so zu waehlen, dass die beiden Diffusionsfronten ineinander verlaufen und sich so im Randbereich der beiden Gebiete teilweise kompensieren. Somit laesst sich auf einfache Weise ein gradueller Uebergang von p- zu n-dotiertem Gebiet erzeugen. Als Dotierstoffe bieten sich als p-dotierende Stofe Bor oder Aluminium und als n-dotierende Stoffe Selen oder Schwefel an.

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Diode mit planarem Randabschluss

Idea: Dr. Hans-Joachim Schulze, DE-Muenchen; Dr. Anton Mauder, DE-Muenchen

Fuer die Funktion von Dioden ist es von Vorteil, schwach dotierte Anodengebiete zu verwenden, was zu einem guenstigeren Verhaeltnis von Durchlassverlusten und Speicherladung bzw. Rueckstrom fuehrt. Fuer diese relativ schwach dotierten p-Emitter-Gebiete ist einRandabschluss noetig, der moeglichst einfach und kostenguenstig herzustellen sein sollte.

Bekanntermassen stellen Feldplattenraender, wie sie in EP 0 341 453 B1 beschrieben sind, eine gute Loesung dar. Allerdings werden mit dieser Art des Randabschlusses nur etwa 80% der idealen Durchbruchsspannung erreicht und die Herstellung ist recht aufwaendig. Zudem muss das Design fuer jede Spannungsklasse neu berechnet werden.

Daher wird hiermit vorgeschlagen eine so genannte VLD-Struktur (Variation of lateral Doping) zu verwenden, die aus einer Kombination eines p-dotierten Gebietes mit einem n-dotierten Gebiet besteht. Das p-dotierte Gebiet dient in Fall einer Diode al p-Emitter, im Fall eines IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) als p-Body und im Fall eines Thyristors als p-Basis. Gleichzeitig dient das n- dotierte Gebiet als Channelstopper. Erfindungsgemaess wird das p-dotierte Gebiet wie ueblich relativ schwach dotiert und der Channelstopper mit einem schnell diffundierenden Dotierstoff erzeugt. Der Abstand der so erzeugten p-Wanne und des Channlstoppers ist dabei so zu waehlen, dass die beiden Diffusionsfronten ineinander verlaufen und sich so im Randbereich der beiden Gebiete teilweise kompensieren. Somit laesst sich auf einfache Weise ein gradueller Uebergang von p- zu n-dotiertem Gebiet erzeugen. Als Dotierstoffe bieten sich als p-dotierende Stofe Bor oder Aluminium und als n- dotierende Stoffe Selen oder Schwefel an.

Gerade bei der Erzeugung von n-dotierten Gebieten mittels der Kombination einer Selen- Ionenimplantation mit nachfolgendem Eintreibschritt bei etwa 800°C - 1000°C ergeben sich Dotierungsprofile , die an der Oberflaeche eine relativ starke Dotierung aufweisen, aber in den entfernter...