DE1207502B

DE1207502B - Flaechenhaftes Halbleiterbauelement mit mindestens einem sperrenden pn-UEbergang und Verfahren zum Herstellen

Info

Publication number: DE1207502B
Application number: DEC26846A
Authority: DE
Inventors: Kurt Hubner
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1961-05-18
Filing date: 1962-04-26
Publication date: 1965-12-23
Also published as: GB1012123A; GB1012124A; FR1319897A; US3152928A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIl

Deutsche KL: 21g-11/02

Nummer: 1207 502

Aktenzeichen: C 26846 VIII c/21 g

Anmeldetag: 26. April 1962

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die Erfindung betrifft ein flächenhaftes Halbleiterbauelement mit mindestens einem sperrenden pn-übergang und Verfahren zum Herstellen des Halbleiterbauelements. Von der Erfindung ist insbesondere ein großflächiges Halbleiterbauelement betroffen, das zur Verwendung für kurzzeitige Schaltoperationen geeignet ist und kleine Kapazitäten aufweist.

Es ist ein Schaltelement zur Speicherung von Informationen mit einer ferroelektrischen Schicht auf der Oberfläche eines Halbleiterkörpers bekannt, der zwei benachbarte Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufweist, von denen eine Zone am Rande höher dotiert ist als im mittleren Teil.

Es ist ferner ein Flächentransistor bekannt, dessen Basiszone Rippenteile mit niedrigem Widerstand und plattenförmige Teile mit höherem Widerstand aufweist. Die Rippenteile dienen dabei zur Verringerung des Basiswiderstands.

Es ist ferner ein flächenhaftes Halbleiterbauelement mit mindestens einem von zwei benachbarten Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildeten sperrenden pn-übergang bekannt, dessen eine Zone einen hochdotierten mittleren und einen niedrigdotierten äußeren Flächenbereich aufweist. Die Konzentrationsverhältnisse der Dotierungen am pn-übergang sind so gewählt, daß ein elektrischer Durchbruch im hochdotierten mittleren Flächenbereich bei einer niedrigeren Sperrspannung auftritt als im niedrigdotierten äußeren Flächenbereich.

Es sind allgemein Halbleiterbauelemente mit drei pn-Übergängen bekannt, die von vier benachbarten Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet werden. Derartige Halbleiterbauelemente werden als spannungsempfindliche Anordnungen verwendet. Wenn die angelegte Spannung über einen Zündwert steigt, geht die Anordnung von einem Zustand verhältnismäßig hohen Widerstands in einen Zustand verhältnismäßig niedrigen Widerstands über und verharrt in dem Zustand niedrigen Widerstands, bis der durch die Anordnung fließende Strom unter den Haltewert sinkt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist im wesentlichen folgende: Wenn die an die Anordnung angelegte Spannung wächst, erreicht das an dem mittleren pn-übergang bestehende elektrische Feld einen Wert, bei dem ein Lawinendurchbruch beginnt. Dieser Mechanismus wird durch thermische Ladungsträger ausgelöst, die in der durch das elektrische Feld an dem pn-übergang gebildeten Raumladungszone entstehen.

Die Trägervervielfachung und der daraus resul-

Flächenhaftes Halbleiterbauelement mit
mindestens einem sperrenden pn-übergang und
Verfahren zum Herstellen

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

Stuttgart, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Kurt Hubner, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. Mai 1961 (110 991) -

tierende Strom verursachen die Injektion von Minoritätsladungsträgern von den benachbarten

as äußeren oder »Emitterc-Übergängen. Dadurch werden die beiden mittleren Schichten, von denen jede als Basisschicht einer dreischichten Anordnung angesehen werden kann, mit Minoritätsladungsträgern überflutet. Diese Minoritätsladungsträgerinjektion läßt den Stromübertragungwert α m der Basisschicht bis zur Sättigung ansteigen, so daß der eingeschaltete Zustand entsteht. Der mittlere pn-übergang schaltet dabei in Flußrichtung bzw. Einschaltstellung um.

Die Spannung an der Anordnung wird dann von ihrem Höchstwert, welcher durch die Lawinenspannung des mittleren Übergangs bestimmt ist, auf einen wesentlich niedrigeren Wert reduziert. Dieser wird bestimmt durch den Spannungsabfall an den in Flußrichtung gepolten äußeren Übergängen zuzüg-Hch dem Spannungsabfall an den Kontaktwiderständen und den Zuleitungen.

Die Anordnung verbleibt in diesem Zustand niedrigen Widerstands bis der Strom unter einen Haltewert sinkt. Der Haltewert ist erreicht, wenn die Summe aller α-Werte unter Eins absinkt. An diesem Punkt schaltet die Anordnung wieder zurück in öiren Zustand hohen Widerstands.

Die Charakteristiken der Schaltspannung und des Haltestroms der Anordnung hängen von der Verunreinigungskonzentration und der Dicke der einzelnen Schichten ab. Im allgemeinen kann die Schaltspannung erhöht werden, wenn die nicht kompen-

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sierte Ladungsdichte an dem mittleren pn-übergang Durch die örtlichen Durchbruchstellen wird nicht

reduziert wird. nur die Abbruchspannung herabgesetzt, sondern

Wenn Anordnungen des beschriebenen Typs zur auch die Schaltzeit erhöht. Weiterhin kann das oben-

Verwendung für verhältnismäßig große Ströme und erwähnte Ausbreiten der Minoritätsladungsträger

Leistungen bestimmt sind, werden sie mit großen 5 nicht wirksam werden, wenn durch die örtlichen

Querschnittsflächen hergestellt. Bei derartigen An- extrem hohen Ströme die Anordnung bereits durch-

ordnungen wird oft festgestellt, daß die tatsächliche gebrannt ist.

Abbruchspannung wesentlich niedriger liegt als die Nach der vorliegenden Erfindung sollen die beberechnete Abbruchspannung. Es ist anzunehmen, schriebenen Nachteile vermieden werden. Sie gibt daß der Grund dafür in den örtlichen Inhomogeni- io eine großflächige Halbleiter-Schaltanordnung an, täten innerhalb der Fläche des in Sperrichtung bei welcher die Abbruch- bzw. Schaltspannung gepolten mittleren bzw. Schaltübergangs zu suchen innerhalb enger Grenzen gesteuert werden kann,
ist. Durch die Inhomogenitäten entstehen kleine ort- Eine derartige Anordnung ist zum schnellen liehe Flächen oder Zonen mit einer niedrigeren Schalten geeignet und weist verhältnismäßig geringe Durchbruchsspannung, als sie der sonstige Übergang 15 Kapazitäten auf, wodurch unter anderem bei Veraufweist. Wendung in Fernmeldeschaltungen das Neben-

Diese örtlichen Inhomogenitäten können durch sprechen herabgesetzt wird.

statistisch verteilte Änderungen der Konzentration Die beschriebenen Nachteile eines flächenhaften der Donator- und Akzeptorverunreinigungen, die Halbleiterbauelements mit mindestens einem sperwahllos über den pn-übergang verteilt sind, ent- 20 renden pn-übergang werden erfindungsgemäß dastehen. Sie können auch durch Kristallfehler, durch ' durch behoben, daß in mindestens einer der beiden Metallscheidungen, z. B. aus Eisen, Kupfer oder Zonen unmittelbar am pn-übergang mehrere im Mangan, durch Oxyde oder Siliziumoxydabschei- Verhältnis zur Gesamtfläche des pn-Übergangs düngen innerhalb der Anordnung entstehen. Ferner kleine Gebiete über die pn-Übergangsfläche gleichkönnen ungleichmäßige Dotierung während des 25 mäßig verteilt angeordnet sind, die eine höhere Kon-Diffusionsprozesses, Oberflächeneinflüsse oder ein zentration an Störstellen aufweisen als die übrigen Zusammenwirken der beschriebenen Ursachen die Gebiete, so daß die Durchbruchsspannung ernie-Inhomogenitäten hervorrufen. drigt ist, und daß die Summe der kleinen Gebiete

Diese Unregelmäßigkeiten beeinträchtigen ernst- etwa 1% oder weniger der Gesamtfläche des

Hch die Ausführung von Halbleiteranordnungen, 30 pn-Übergangs beträgt.

welche im Lawinengebiet arbeiten. Außer Vier- Der größte Teil des pn-Übergangs des Halbleiterschichtdioden sind davon Lawinentransistoren, bauelemente nach der Erfindung ist für hohe Schaltbei der Lawinenspannung arbeitende Regler oder spannungen ausgelegt. Er weist kleine örtliche Zenerdioden betroffen. Zonen oder Zündzapfen auf, die niedrigere AbWenn ein solcher örtlicher Fleck in dem Lawinen- 35 bruchspannungen besitzen und somit die Abbruchübergang vorhanden ist, bei dem die Abbruchspan- spannung der Anordnung bestimmen. Dadurch wird nung merklich niedriger liegt, so wird dieser Fleck die Wahrscheinlichkeit verringert, daß örtliche Inanfangs den größten Teil des Stroms führen und homogenitäten in dem Teil mit hoher Abbruchspandiesen Strom auch weiterhin führen, bis der durch nung die Eigenschaften beeinflussen,
den Serienwiderstand verursachte Spannungsabfall 40 Im folgenden werden die Eigenschaften und Vorhoch genug wird, um auch andere Teile des Über- teile der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher gangs in den Lawinenbereich zu bringen. Derartige erläutert.

Effekte können sehr starke örtliche Stromdichten Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer Anordnung nach

bedingen und ein Durchbrennen der Anordnung be- der Erfindung entlang der Linie 1-1 in der Fig. 2;

wirken. 45 Fig. 2 stellt den Grundriß einer Anordnung nach

Es wurde festgestellt, daß bei langsamem Errei- der Erfindung dar;

chen der Schaltspannung die Anordnung bei dem F i g. 3 A bis 3 F veranschaulichen die Verfahrens-Punkt der niedrigsten Abbruchspannung einschaltet schritte zum Herstellen einer Anordnung nach der und die berechnete Lawinenspannung niemals er- Fig. 1;

reicht wird. In diesem Fall mag eine einheitliche 50 Fig. 4A bis 4H zeigen Verfahrensschritte zum Einschaltung schließlich erreicht werden durch die Herstellen einer anderen Anordnung nach der Ernachträgliche Ausbreitung der Minoritätsladungs- findung;
träger infolge Diffusion. Fig. 5A bis 51 zeigen Verfahrensschritte zum

Gewöhnlich wird die Anordnung mittels eines Herstellen einer weiteren Anordnung mit den Merkschnell einsetzenden Schaltimpulses eingeschaltet. 55 malen der Erfindung.

In diesem Fall ist es möglich, die niedrige Lawinen- In den F i g. 1 und 2 ist ein Vierschicht-Halbleiterspannung zu überspringen und die gesamte Über- schalter dargestellt. Er weist vier aufeinanderfolgangsfläche bis zur Lawinen- oder Schaltspannung gende Zonen oder Schichten abwechselnden Ertragszu bringen, bevor der örtliche Fleck wirksam werden typs 11,12,13 und 14 auf, durch die die äußeren kann. Jedoch kann die vorgesehene Abbruchspan- 60 bzw. Emitterübergänge 16 und 17 sowie der mittnung auch damit niemals erreicht werden. Die zahl- lere oder Kollektorübergang 18 gebildet werden. In losen verschiedenen örtlichen Flecken verursachen der dargestellten Anordnung liegt eine n⁺-, p~-, n~- eine Abbruchspannung, welche wesentlich niedriger und p+-Schichtfolge vor. Bei dem mittleren Uberliegt als die berechnete Spannung. gang sind örtliche Gebiete 21 vorgesehen, welche

Wie bereits oben erwähnt wurde, muß sich der 65 eine höhere Konzentration von unkompensierten

örtliche Durchbruch erst ausbreiten. Dies erfordert Ladungsträgern an mindestens einer Seite innerhalb

eine bestimmte Zeit und verringert die Schaltge- der Raumladungszone aufweisen als die übrige

schwindigkeit. Raumladungszone. Diese örtlichen Gebiete bestim-

men die Abbruch- bzw. Schaltspannung der An- schaltet, bei einer Anordnung nach der Erfindung

Ordnung. größer.

Die Gebiete können z.B. durch Einfügen relativ In den Fig. 3A bis 3F sind einzelne Schritte schmaler Zonen als Halbleitermaterial mit höherer zum Herstellen einer Anordnung nach der F i g. 1 Verunreinigungskonzentration als das umgebende 5 dargestellt. Ein in der Fig. 3A dargestelltes HaIb-Material an dem Übergang gebildet werden. Das leiterplättchen mit n⁺-Dotierung wird maskiert p⁺-Gebiet 21 in der p--Schicht 12 kann z. B. eine und einem Diffusionsprozeß ausgesetzt, durch wel-Flächenausdehnung von 2,5 · 10~⁵ cm² besitzen. chen Akzeptorverunreinigungen eingebracht und eine Die Dicke kann 0,1 cm betragen. Bei einer solchen p--Schicht gemäß der Fig. 3B gebildet wird. Bemessung nehmen die Gebiete 0,25% oder weniger io Außerdem wird während des Diffusionsprozesses der gesamten Fläche der Anordnung ein. Verfahren eine Oxydschicht 31 auf der Oberfläche ausgebildet, zum Erzeugen derartiger eingeschobener Gebiete Es ist auch möglich, die p--Schicht durch epitakwerden weiter unten beschrieben. tisches Aufwachsen herzustellen mit nachfolgendem Im mittleren pn-übergang der Anordnung sind Erzeugen der Oxydschicht 31. Diese Schicht wird somit Zonen 22 mit relativ hoher Lawinenspannung 15 mittels eines säurefesten Überzugs, z. B. mittels eines und Zonen 23 mit relativ geringer Lawinenspannung fotoempfindlichen Lackes, wiederum maskiert. Anvorhanden. Die Zonen 23 in dem mittleren pn-Über- schließend wird die Anordnung einem geeineten gang, die in großer Zahl über die gesamte Fläche Ätzmittel ausgesetzt, um die frei liegenden Oxydverteilt sind, bestimmen die Abbruchspannung. teile zu entfernen, so daß eine Zahl von Öffnungen Wenn bei diesen Zonen der Durchbruch einsetzt, _ao 32, wie sie in der F i g. 3 C dargestellt sind, entstehen, wird sich der Durchbruch über die gesamte Anord- Durch einen weiteren Diffusionsvorgang, bei dem nung ausbreiten, wodurch die Bewältigung relativ eine stärkere Konzentration von Akzeptorverunreigroßer Ströme möglich ist. nigungen angewendet wird, werden die p⁺-Gebiete Für einen Schalter für 50 Volt kann z. B. der an den Öffnungen 32 gemäß der F i g. 3 C gebildet, mittlere pn-übergang bei den Stellen 22 so herge- _ag Dann wird gereinigt, so daß eine Anordnung, wie stellt werden, daß dort eine Abbruch- bzw. Lawi- sie in der Fig. 3D dargestellt ist, entsteht. Anschlienenspannung von 1000 Volt oder mehr vorliegt, ßend wird durch einen epitaktischen Aufwachsprowährend die Stellen 23 so eingerichtet werden kön- zeß eine n~-Schicht erzeugt, wodurch der Kollektornen, daß sie nur eine Abbruchspannung von 50 Volt Übergang 18 gemäß der F i g. 3 E entsteht. Schließaufweisen. 30 lieh werden durch einen weiteren Diffusions- oder Wenn man die gesamte Fläche aller dieser Gebiete epitaktischen Aufwachsprozeß eine p⁺-Schicht und höherer Störstellenkonzentrationen wesentlich kleiner der Übergang 16 (Fig. 3F) erzeugt, macht als die gesamte Querschnittsfläche der An- Die so entstandene Anordnung entspricht der in Ordnung und wenn man für die umgebenden Gebiete der F i g. 1 dargestellten Anordnung. Sie wirkt als eine verhältnismäßig hohe Lawinenspannung vor- ₃₅ Schalter bei einer Spannung, die durch die unkomsieht, kann man erreichen, daß die Streuung der pensierten Ladungen bei dem Übergang 18 in der Durchbruchsspannung von Zone zu Zone bei den Zone 23 bestimmt wird. Der so gebildete pn-Uber-Zonen23 wesentlich geringer ist als bei den durch gang ist ein scharfer oder Stufenübergang. Man Instabilitäten entstandenen Flecken bei einer sonst kann jedoch auch einen flachen pn-übergang hergleichmäßigen Struktur gleicher Gesamtfläche und ₄₀ stellen, wenn der in der Fig. 3E dargestellte Vergleicher Durchbruchsspannung. Dies kann durch fahrensschritt durch eine Diffusion und nicht durch statische Untersuchungen nachgewiesen werden. epitaktisches Aufwachsen erzeugt wird. Die Anord-Es ist daher möglich, die Durchbruchspannung nung arbeitet dann in der gleichen oben angegebealler Gebiete höherer Störstellenkonzentration gleich- nen Weise.

zeitig zu erreichen bzw. zu überschreiten und diese ₄₅ In den Fig. 4A bis 4H wird ein anderes Verdabei in Funktion zu setzen, z. B. durch einen Im- fahren zum Herstellen einer Anordnung mit Zonen pulsstoß, ohne daß dabei die Durchbruchspannung niedriger Spannung (Zündzapfen) nach der Erfinirgendeines durch die Inhomogenitäten gebildeten dung erläutert. In der Fig. 4A wird von einem Flecks in der umgebenden Zone höherer Spannung n⁺-leitenden Halbleiterplättchen ausgegangen. Das erreicht wird. Da die Gebiete höherer Störstellen- ₅₀ Plättchen wird einem Diffusionsprozeß ausgesetzt, konzentration in gleichmäßigem Abstand angeordnet um eine ρ--Schicht gemäß der Fig. 4 B zu erzeusind, ist nur eine begrenzte Ausbreitung des Stroms gen. Anschließend wird eine darüberliegende notwendig, um die gesamte Anordnung einzuschal- p+-Schicht erzeugt (Fig. 4C). Dies kann entweder ten. Die Gefahr, daß die Anordnung durch stark durch einen Diffusionsprozeß oder durch epitakanwachsende örtliche Ströme durchbrennt, wird da- ₅₅ tisches Aufwachsen geschehen. Dann wird die Andurch ebenfalls herabgesetzt. Weiterhin wird die Ordnung maskiert, um eine Mehrzahl von Öffnungen Wahrscheinlichkeit, daß die berechnete Durch- 36 zu erhalten, und anschließend einem Ätzprozeß bruchspannung erreicht wird, wesentlich erhöht. unterworfen. Dabei wird Material aus der p⁺-Schicht Weil die Gebiete höherer Störstellenkonzentration bis zur ρ--Schicht entfernt. Es entstehen somit eine einen geringen Abstand besitzen, ist die erforderliche _6o Anzahl von p+-leitenden Inseln auf der einen Ober-Ausbreitung der Minoritäten gering, so daß die fläche gemäß der Fig. 4E.

Schaltgeschwindigkeit erhöht wird. Im nächsten Schritt wird durch Diffusion eine

Eine gleichmäßige Funktion der Anordnung über n~-Schicht auf der oberen Oberfläche erzeugt, wo-

ihre gesamte Fläche wird am besten bei Impuls- durch ein pn-übergang von relativ hoher Spannung

betrieb, wie bereits oben erwähnt, erreicht, da alle _6s zwischen denn-und p-Schichten entsteht (Zone22a)

Zonen 23 gleichzeitig in Tätigkeit geraten. Jedoch und ein pn-übergang einer verhältnismäßig niedri-

ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Anordnung auch gen Spannung zwischen der p+-Schicht und der

bei langsam ansteigendem Strom gleichmäßig ein- benachbarten n~-Schicht (Zone 23 α). Diese letzteren

bestimmen die charakteristische Spannugn der Anordnung. Durch einen weiteren Diffusionsprozeß wird eine p+-Schicht erzeugt. Schließlich können noch Anschlüsse an den äußeren Schichten angebracht werden. Es entsteht dadurch wiederum eine Anordnung mit einer Zone hoher Durchbruchspannung, in der der Durchbruch durch die Zündzapfen bestimmt wird.

Ein zusätzlicher Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß die Kapazität wesentlich herabgesetzt ist, da nur eine kleine Zone niedriger Spannung mit hoher Kapazität im mittleren Übergang der Anordnung vorhanden ist. Der Teil hoher Spannung des mittleren Übergangs weist eine verhältnismäßig niedrige Kapazität auf wegen der geringen Ladungsdichte an dem Übergang. Dieser Teil nimmt jedoch einen großen Prozentsatz der gesam-Fläche ein und bestimmt daher vorwiegend die Kapazität. Die Anordnung kann unterteilt werden, so daß eine Mehrzahl von einzelnen Anordnungen ao entstehen, von denen jede eine Insel oder Durchbruchszone besitzt, die umgeben ist von einer Hochspanmmgs- oder Schutzzone (Fig. 4H). Anordnungen dieser Art sind verhältnismäßig unempfindlich gegenüber Oberflächeneinflüssen, da die Zone niedriger Spannung durch die umgebenden Schichten geschützt ist .Die Kapazität ist klein, da der größte Teil der Anordnung Zonen hoher Spannungen aufweist.

In der F i g. 5 ist ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit den Merkmalen der Erfindung dargestellt. In der Fig. 5A ist ein p--leitendes Halbleiterplättchen dargestellt. Auf dem Halbleiterplättchen wird eine dünne Schicht von p+-leitendem Bor abgeschieden. Das Plättchen mit der abgeschiedenen Schicht wird maskiert, z.B. durch Aufbringen von Wachsflecken 24 gemäß der Fig. 5C. Das Plättchen wird dann einem Ätzprozeß ausgesetzt, bei dem mit Ausnahme der Stellen, auf denen die Wachsflecken sitzen, die aufgebrachte Oberflächenschicht wieder entfernt wird. Nach Entfernen der Maske entsteht eine in der Fig. 5D dargestellte Anordnung p+-leitenden Flecken auf der Oberfläche. Eine anschließende Diffusion bei verhältnismäßig hoher Temperatur läßt das Bor in die p--leitende Zone eindiffundieren, wodurch p⁺- leitende Inseln gemäß der Fig. 5E gebildet werden. Anschließend wird die Anordnung einer n-Diffusion ausgesetzt, wodurch auf der oberen und unteren Oberfläche eine n~-leitende Schicht entsteht. Durch diese wird mit der darunterliegenden p~-leitenden Schicht ein pn-übergang hoher Spannung ausgebildet und mit den darunterliegenden p⁺-leitenden Inseln ein pn-übergang verhältnismäßig niedriger Spannung (Fig.5F). Das Plättchen wird dann maskiert und einer weiteren Diffusion ausgesetzt, durch die eine obere p+-leitende Schicht, wie sie in der Fig. 5G dargestellt ist, gebildet wird. Anschließend wird das Halbleiterplättchen gereinigt und gegebenenfalls in Stücke vorbestimmter Größe, wie sie in der Fig. 5H dargestellt sind, unterteilt Falls man Anordnungen mit einem einzelnen Zündzapfen, der von einer Zone hoher Spannung umgeben ist, erhalten will, wird die Anordnung weiter geteilt, so daß Teilanordnungen gemäß der Fig.51 entstehen.

Die Eigenschaften der Anordnung können sehr genau bestimmt werden, wenn man eine verhältnismäßig kleine Zone genau ausbildet, so daß die Möglichkeit, die gewünschten Spannungseigenschaften zu erhalten, verhältnismäßig groß ist. Für hohe Leistungen wird eine Anordnung mit mehreren Inseln verwendet. Eine derartige Anordnung hat dann eine Durchbruchspannung, welche durch die Zonen niedriger Spannungen und eine Kapazität, welche wesentlich durch die Zonen hoher Spannungen bestimmt ist. Eine Halbleiteranordnung mit geringer Leistung und geringer Kapazität kann durch Zerteilen erhalten werden, so daß nur ein einzelner Zündstift vorhanden ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Flächenhaftes Halbleiterbaulelement mit mindestens einem sperrenden pn-übergang, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der beiden Zonen unmittelbar am pn-übergang mehrere im Verhältnis zur Gesamtfläche des pn-Übergangs kleine Gebiete über die pn-Übergangsfläche gleichmäßig verteilt angeordnet sind, die eine höhere Konzentration an Störstellen aufweisen als die übrigen Gebiete, so daß die Durchbruchspannung erniedrigt ist, und daß die Summe der kleinen Gebiete etwa 1% oder weniger der Gesamtfläche des pn-Übergangs beträgt.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebiete höherer Störstellenkonzentration in das Innere der sie umgebenden Zone ragen.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenzeichnet, daß die Gebiete höherer Störstellenkonzentration als Inseln ausgebildet sind.

4. Halbleiterbaulement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Störstellenkonzentration der Gebiete und der sie umgebenden Zonen derartig gewählt sind, daß die Strom-Spannungs-Charakteristik des Halbleiterbauelements durch die Gebiete höherer Störstellenkonzentration bestimmt ist, und die diese umgebenden Zonen eine verhältnismäßig niedrige Kapazität aufweisen.

5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es vier Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufweist, die einen mittleren und zwei äußere pn-Übergänge bilden, und daß an mindestens einem dieser pn-Übergänge eine Mehrzahl von Gebieten mit höherer Konzentration an nicht kompensierten Ladungsträgern als in der sie umgebenden Zone vorhanden sind.

6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebiete höherer Störstellenkonzentration eine wesentlich niedrigere Sperrspannung aufweisen als die übrigen Zonen der Anordnung.

7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebiete höherer Störstellenkonzentration unmittelbar am mittleren pn-übergang liegen.

8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle mehrerer kleiner Gebiete nur ein kleines Gebiet verwendet ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen aufeinanderfolgenden Zonen abwechselnd entgegengesetzter Leitfähigkeit durch Diffusionsprozesse s oder durch epitaktisches Aufwachsen erzeugt werden und daß die kleinen Gebiete höherer Störstellenkonzentration in der Nähe eines der durch die Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit gebildeten pn-Ubergänge dadurch gebildet werden, daß im Anschluß an die Erzeugung einer Zone vor der Erzeugung der nächsten Zone die Oberfläche des Halbleiterkörpers in geeigneter Weise maskiert wird, so daß Öffnungen frei bleiben, und in diese Öffnungen Störstellenmaterial des gleichen Leitfähigkeitstyps wie die darunterliegende Zone, jedoch höherer Störstellenkonzentration als diese Zone

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eingebracht wird und daß anschließend die folgenden Zonen erzeugt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eines Halbleiterbauelements mit mehreren kleinen Gebieten höherer Störstellenkonzentration als die sie umgebende Zone mit niedriger Störstellenkonzentration derartig unterteilt wird, daß mehrere kleine Halbleiterbauelemente mit einem Gebiet höherer Störstellenkonzentration erhalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 090 330,
097 571;

französische Patentschrift Nr. 1263 548;
USA.-Patentschrift Nr. 2 791758.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen