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DE19753468A1 - PN junction with increased breakdown voltage - Google Patents

PN junction with increased breakdown voltage

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Publication number
DE19753468A1
DE19753468A1 DE19753468A DE19753468A DE19753468A1 DE 19753468 A1 DE19753468 A1 DE 19753468A1 DE 19753468 A DE19753468 A DE 19753468A DE 19753468 A DE19753468 A DE 19753468A DE 19753468 A1 DE19753468 A1 DE 19753468A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
region
semiconductor
type
semiconductor region
conductivity
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Withdrawn
Application number
DE19753468A
Other languages
German (de)
Inventor
Tim Dipl Phys Dr Gutheit
Matthias Dr Ing Stecher
Werner Ing Grad Schwetlick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE19753468A priority Critical patent/DE19753468A1/en
Priority to PCT/DE1998/003498 priority patent/WO1999028974A1/en
Publication of DE19753468A1 publication Critical patent/DE19753468A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/102Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H10D62/103Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
    • H10D62/105Constructional 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] 
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/266Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation using masks

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Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, insbesondere einen PN-Übergang mit erhöhter Durchbruchspannung, sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Halbleitergebiets, das einen gewünschten Leitfähigkeitstyp und eine gewünschte mittlere Dotierstoffkonzentration aufweist.The invention relates to a semiconductor component, in particular a PN junction with increased breakdown voltage, as well as a Method for producing a semiconductor region, the one desired conductivity type and a desired average Has dopant concentration.

PN-Übergänge, also das Zusammentreffen eines P-leitenden Halbleitergebiets mit einem N-leitenden Halbleitergebiets, spielen bei fast allen aktiven Bauelemente der Elektronik ei­ ne wichtige Rolle. Viele Parameter der aktiven Bauelemente werden direkt durch die Eigenschaften der in ihnen enthalten­ den PN-Übergänge bestimmt. Beispielsweise ergibt sich die Durchbruchspannung eines N-Kanal DMOS-Leistungstransistors im wesentlichen aus der Durchbruchspannung des zwischen dem P- leitenden Kanalgebiet ("P-Body") und dem N-leitenden Drainge­ biet angeordneten PN-Übergangs.PN transitions, i.e. the meeting of a P-manager Semiconductor region with an N-conducting semiconductor region, play with almost all active electronic components ne important role. Many parameters of the active components are contained directly by the properties of them the PN transitions. For example, the Breakdown voltage of an N-channel DMOS power transistor in the essentially from the breakdown voltage of the between the P- conducting channel area ("P-Body") and the N-conducting drain offers arranged PN transition.

Das Ziel vieler Entwicklungen ist es daher, die Eigenschaften eines PN-Übergangs so einzustellen, daß sich die gewünschten Parameter der aktiven Bauelemente ergeben. Insbesondere war und ist es das Ziel vieler Entwicklungen die Durchbruchspan­ nung eines PN-Übergangs zu erhöhen.The goal of many developments is therefore the properties a PN transition so that the desired Result parameters of the active components. Was in particular and it is the goal of many developments that breakthrough chip increase of a PN transition.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen PN- Übergang nach dem Stand der Technik. In einem N-leitenden Halbleitergebiet 1 wird durch eine P+-Dotierung ein P- leitendes Halbleitergebiet 2 erzeugt. Dazu dient eine Maske 3, beispielsweise eine Lackmaske, die über dem Halbleiterge­ biet 2 eine Öffnung 4 aufweist. An der Grenzfläche 5 zwischen den beiden Halbleitergebieten entsteht ein PN-Übergang 7, der eine um diese Grenzfläche 5 angeordnete Raumladungszone 6 und ein elektrisches Feld E aufweist. Fig. 1 shows a schematic representation of a PN transition according to the prior art. A P-type semiconductor region 2 is generated in an N-type semiconductor region 1 by P + doping. For this purpose, a mask 3 , for example a paint mask, which has an opening 4 above the semiconductor region 2 is used . At the interface 5 between the two semiconductor regions, a PN junction 7 is formed , which has a space charge zone 6 arranged around this interface 5 and an electric field E.

Wird nun der PN-Übergang 7 in Sperrichtung betrieben, d. h. wird an das N-leitende Gebiet 1 eine positive Spannung ange­ legt, so vergrößert sich die Raumladungszone 6 und das Feld E wird verstärkt. Übersteigt dabei die Feldstärke einen kriti­ schen Wert, so können in der Raumladungszone 6 durch Stoßio­ nisation Ladungsträger erzeugt werden, was schließlich zu ei­ nem sogenannten "Lawinendurchbruch" führt. Die Spannung, bei der die Feldstärke den kritischen Wert übersteigt, heißt dem­ entsprechend Durchbruchspannung.If the PN junction 7 is now operated in the reverse direction, ie a positive voltage is applied to the N-conducting region 1 , the space charge zone 6 increases and the field E is strengthened. If the field strength exceeds a critical value, charge carriers can be generated in the space charge zone 6 by shock ionization, which ultimately leads to a so-called "avalanche breakthrough". The voltage at which the field strength exceeds the critical value is called the breakdown voltage.

Zur Erhöhung der Durchbruchspannung sind nach dem Stand der Technik sogenannte "Feldringe" ("Floating Field Rings") vor­ gesehen (Fig. 2). Dabei handelt sich weitere P+-dotierte Halbleitergebiete, die in der Nähe eines PN-Übergangs ange­ ordnet sind. Wenn der PN-Übergang 7 in Sperrichtung betrieben wird, vergrößern das zusätzliche Halbleitergebiet 8 die Raum­ ladungszone 6, wodurch sich die Feldstärke innerhalb der Raumladungszone 6 verringert. Dementsprechend kann nun eine größere Spannung an den PN-Übergang 7 angelegt werden, bevor es zu einem Lawinendurchbruch kommt. Zur Erzeugung des weite­ ren P+-dotierten Halbleitergebiets 8 ist üblicherweise in der Maske 3, welche der Erzeugung des Halbleitergebiets 2 dient, eine zusätzliche Öffnung 9 vorgesehen.To increase the breakdown voltage, so-called "field rings"("floating field rings") are seen in the prior art ( FIG. 2). These are further P + -doped semiconductor regions, which are arranged in the vicinity of a PN junction. If the PN junction 7 is operated in the reverse direction, the additional semiconductor region 8 increases the space charge zone 6 , as a result of which the field strength within the space charge zone 6 is reduced. Accordingly, a larger voltage can now be applied to the PN junction 7 before an avalanche breakdown occurs. To generate the further P + -doped semiconductor region 8 , an additional opening 9 is usually provided in the mask 3 , which serves to produce the semiconductor region 2 .

In einem fertigen Bauelement besitzt das zusätzliche P+- dotierten Halbleitergebiet 8 keine eigenen Anschlüsse, so daß es nur mit dem N-leitenden Halbleitergebiet 1 in Kontakt steht. Daher können sich in dem Halbleitergebiet 8 Ladungen ansammeln, die aufgrund des PN-Übergangs zwischen dem Halb­ leitergebiet 1 und dem Halbleitergebiet 8 nicht abfließen können. Dies führt schließlich dazu, daß das elektrische Po­ tential dieses Halbleitergebiets 8 nicht festgelegt werden kann.In a finished component, the additional P + -doped semiconductor region 8 does not have its own connections, so that it is only in contact with the N-conducting semiconductor region 1 . Therefore, charges can accumulate in the semiconductor region 8 , which cannot flow away due to the PN junction between the semiconductor region 1 and the semiconductor region 8 . This ultimately leads to the fact that the electrical potential of this semiconductor region 8 cannot be determined.

Die Tatsache, daß das elektrische Potential des Halbleiterge­ biets 8 nicht festgelegt ist, hat jedoch negative Auswirkun­ gen auf die elektrischen Parameter des Bauelements, in das der PN-Übergang 7 einmal integriert ist.The fact that the electrical potential of the semiconductor region 8 is not fixed, however, has negative effects on the electrical parameters of the component in which the PN junction 7 is integrated once.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Durch­ bruchspannung eines PN-Übergangs so zu erhöhen, daß negative Auswirkungen auf andere Parameter weitgehend vermieden wer­ den.The invention is therefore based on the object Increase the break voltage of a PN junction so that negative Effects on other parameters largely avoided the.

Diese Aufgabe wird von dem Halbleiterbauelement nach Patent­ anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung erge­ ben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.This task is performed by the semiconductor device according to the patent Claim 1 solved. Further advantageous embodiments, Embodiments and aspects of the present invention ben from the subclaims, the description and the enclosed drawings.

Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterbauelement mit einem P- leitenden Gebiet und einem N-leitenden Gebiet, welche mitein­ ander entlang einer Grenzfläche in Kontakt stehen, so daß ein PN-Übergang mit einer um diese Grenzfläche angeordneten Raum­ ladungszone ausgebildet ist, bereitgestellt. Das erfindungs­ gemäße Halbleiterbauelement ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem P-leitenden Gebiet und/oder in dem N-leitenden Gebiet zumindest ein weiteres Gebiet vorgesehen ist, welches den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das umgebende Gebiet und eine geringere Leitfähigkeit als das umgebende Gebiet besitzt oder intrinsisch ist und welches von der Grenzfläche zwischen dem P-leitenden Gebiet und dem N-leitenden Gebiet so beabstandet angeordnet ist, daß, wenn der PN-Übergang in Sperrichtung be­ trieben wird, die Raumladungszone um die Grenzfläche das wei­ tere Gebiet erreicht bevor die Durchbruchspannung des PN- Übergangs erreicht ist.According to the invention, a semiconductor component with a P- conductive area and an N-type area, which coexist are in contact along an interface so that a PN junction with a space arranged around this interface charge zone is formed, provided. The invention According semiconductor device is characterized in that in the P-type region and / or in the N-type region at least one further area is provided, which the same conductivity type as the surrounding area and one has lower conductivity than the surrounding area or is intrinsic and which of the interface between the P-type region and the N-type region so spaced  is arranged that when the PN transition in the reverse direction be is driven, the space charge zone around the interface the white area before the breakdown voltage of the PN Transition is reached.

Im Gegensatz zu den Feldringen nach dem Stand der Technik be­ sitzt das erfindungsgemäße weitere Gebiet den gleichen Leit­ fähigkeitstyp wie das umgebende Gebiet. Es werden somit keine zusätzlichen PN-Übergänge erzeugt, die zu ungewollten La­ dungsansammlungen führen können. Durch die Tatsache, daß das erfindungsgemäße weitere Gebiet eine geringere Leitfähigkeit als umgebende Gebiet aufweist, ist das weitere Gebiet jedoch in der Lage, ähnlich wie die Feldringe nach dem Stand der Technik, die Raumladungszone um den PN-Übergang zu vergrö­ ßern, wenn der PN-Übergang in Sperrichtung betrieben wird. Durch die Vergrößerung der Raumladungszone verringert sich das elektrische Feld innerhalb der Raumladungszone. Dement­ sprechend kann nun eine größere Spannung an den PN-Übergang angelegt werden, bevor es zu einem Lawinendurchbruch kommt.In contrast to the field rings according to the prior art the further area according to the invention sits in the same direction skill type like the surrounding area. So there will be none additional PN transitions that lead to unwanted La lead collections. The fact that further area according to the invention has a lower conductivity as the surrounding area, however, is the wider area able, similar to the field rings according to the state of the art Technology to enlarge the space charge zone around the PN junction Change if the PN junction is operated in the reverse direction. By enlarging the space charge zone decreases the electric field within the space charge zone. Dement speaking, a greater voltage can now be applied to the PN junction be created before an avalanche breakthrough occurs.

Bevorzugt ist das weitere Gebiet benachbart zu den Stellen der Grenzfläche zwischen dem P-leitenden Gebiet und dem N- leitenden Gebiet angeordnet, an denen die Grenzfläche die größte Krümmung aufweist. An den Stellen, an denen die Grenz­ fläche die größte Krümmung aufweist, erreicht das elektrische Feld in der Raumladungszone die für einen Lawinendurchbruch kritischen Feldstärke am schnellsten. Daher ist es vorteil­ haft, wenn die Raumladungszone gerade in der Umgebung dieser Stellen durch die erfindungsgemäßen weiteren Gebiete vergrö­ ßert wird, so daß das elektrische Feld innerhalb der Raumla­ dungszone reduziert wird. The further area is preferably adjacent to the locations the interface between the P-type region and the N- conductive area, where the interface the has the greatest curvature. At the points where the border surface has the greatest curvature, the electrical reaches Field in the space charge zone for an avalanche breakdown critical field strength fastest. Therefore it is an advantage if the space charge zone is just in the vicinity of this Digits through the further areas according to the invention ßert, so that the electric field within the Raumla zone is reduced.  

Das erfindungsgemäße weitere Gebiet ist beabstandet von der Grenzfläche zwischem P-leitenden Gebiet und dem N-leitenden Gebiet angeordnet, d. h. das weitere Gebiet berührt die Grenz­ fläche nicht. Bevorzugt ist das weitere Gebiet außerhalb der Raumladungszone angeordnet, wenn keine äußere Spannung an den PN-Übergang angelegt ist. Eine derartige Anordnung des weite­ ren Gebiets hat den Vorteil, daß eine Erhöhung des elektri­ schen Widerstands des PN-Übergangs, wenn der PN-Übergang in Vorwärtsrichtung betrieben wird, weitgehend vermieden wird.The further area according to the invention is spaced from Interface between the P-type region and the N-type Area arranged, d. H. the wider area touches the border do not area. The further area is preferably outside the Space charge zone arranged when no external voltage on the PN transition is created. Such an arrangement of the wide Ren area has the advantage that an increase in the electrical resistance of the PN junction when the PN junction is in Forward direction is operated, is largely avoided.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Halbleiterbauelements ist die Leitfähigkeit des weiteren Gebiets um mindestens eine Größenordnung, bevorzugt minde­ stens zwei Größenordnungen, kleiner als die Leitfähigkeit des umgebenden Gebiets.According to an advantageous embodiment of the invention ß semiconductor component is the conductivity further Area by at least one order of magnitude, preferably at least at least two orders of magnitude, smaller than the conductivity of the surrounding area.

Sind das P-leitenden Gebiet und das N-leitenden Gebiet unter­ schiedlich stark dotiert, so ist es bevorzugt, wenn das wei­ tere Gebiet in dem schwächer dotierten Gebiet angeordnet ist.The P-type area and the N-type area are below doped differently, it is preferred if the white tere area is arranged in the weakly doped area.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das weitere Gebiet benach­ bart zur Oberfläche des umgebenden Gebiets angeordnet ist.It is further preferred if the further area is adjacent is arranged to the surface of the surrounding area.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Halbleiterbauelements ist das weitere Gebiet unterhalb einer Isolationsschicht angeordnet. Weiterhin ist bevorzugt, wenn über der Isolationsschicht eine leitende Schicht ange­ ordnet ist, deren Abstand zur Oberfläche des das weitere Ge­ biet umgebenden Gebiets mit zunehmenden Abstand von dem PN- Übergang größer wird. Durch Ladungen in der leitenden Schicht über der Isolationschicht kann ebenfalls die Ausdehnung der Raumladungszone beeinflußt werden. So können geeignet gewähl­ te Ladungen in der leitenden Schicht und das erfindungsgemäße weitere Gebiet sich gegenseitig in ihrer Wirkung verstärken und die Durchbruchspannung des PN-Übergangs erhöhen.According to an advantageous embodiment of the invention ß semiconductor component is the further area below arranged an insulation layer. It is further preferred if a conductive layer is attached over the insulation layer is arranged, whose distance to the surface of the further Ge surrounding area with increasing distance from the PN Transition gets bigger. Due to charges in the conductive layer The expansion of the Space charge zone are affected. So you can choose suitable te charges in the conductive layer and the invention  other areas reinforce each other in their effect and increase the breakdown voltage of the PN junction.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn das weitere Gebiet den PN-Übergang ringförmig umgibt.In addition, it is preferred if the wider area is the PN transition surrounds in a ring.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Halbleitergebiets, das ei­ nen gewünschten Leitfähigkeitstyp und eine gewünschte mittle­ re Dotierstoffkonzentration aufweist, bereitgestellt.According to another aspect of the present invention a method for producing a semiconductor region, the ei a desired conductivity type and a desired average re dopant concentration provided.

Ein einfaches Verfahren zur Erzeugung eines Halbleitergebiets mit einem gewünschten Leitfähigkeitstyp, wurde bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Dort wurde das P-leitende Halbleitergebiet 2 mittels der Maske 3 und einer P+-Dotierung erzeugt. Sollen nun mehrere unterschiedliche Gebiete, die un­ terschiedliche Dotierungen und unterschiedliche Leitfähig­ keitstypen aufweisen sollen, erzeugt werden, so ist, gemäß diesem Verfahren, für jedes Gebiet eine eigene Maske und eine eigene Dotierung, beispielsweise eine eigene Ionenimplantati­ on, notwendig. Insbesondere die Erzeugung des weiteren Ge­ biets bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement würde somit eine eigene Maskentechnik und eigene Dotierung erfor­ dern. Ein nach einem herkömmlichen Verfahren erzeugtes erfin­ dungsgemäßes Halbleiterbauelement ist daher deutlich teuerer als ein PN-Übergang nach dem Stand der Technik.A simple method for producing a semiconductor region with a desired conductivity type has already been described in connection with FIG. 1. There, the P-type semiconductor region 2 was generated by means of the mask 3 and a P + doping. If several different areas, which are to have different dopings and different conductivity types, are now to be generated, then according to this method, a separate mask and doping, for example a separate ion implantation, is necessary for each area. In particular, the generation of the further area in the semiconductor component according to the invention would thus require its own mask technology and doping. A semiconductor device according to the invention produced by a conventional method is therefore significantly more expensive than a PN junction according to the prior art.

Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung ei­ nes Halbleitergebiets, das einen gewünschten Leitfähig­ keitstyp und eine gewünschte mittlere Dotierstoffkonzentrati­ on aufweist, bereitzustellen. It is therefore another object of the present invention a simple and inexpensive method for generating egg nes semiconductor region that has a desired conductivity type and a desired average dopant concentration one has to provide.  

Diese Aufgabe wird von dem Verfahren nach Patentanspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltun­ gen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.This object is achieved by the method according to claim 10 solved. Further advantageous embodiments, Ausgestaltun conditions and aspects of the present invention result from the dependent claims, the description and the enclosed Drawings.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Halb­ leitergebiets, das einen gewünschten Leitfähigkeitstyp und eine gewünschte effektive Dotierstoffkonzentration aufweist, bei einer vorgegebenen Dotierstofflußdichte und Dotierungs­ zeit bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Schritte:
According to the invention, a method for producing a semiconductor region, which has a desired conductivity type and a desired effective dopant concentration, is provided at a predetermined dopant flux density and doping time. The method according to the invention comprises the steps:

  • a) ein Halbleitergebiet wird bereitgestellt, welches eine Ausgangsdotierung mit Dotierstoffen eines ersten Leitfähig­ keitstyps und eine Ausgangsleitfähigkeit aufweist.a) a semiconductor region is provided which a Initial doping with dopants of a first conductive type and has an output conductivity.
  • b) über dem Halbleitergebiet wird eine Maske bereitgestellt, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, so daß ein Teil der Oberfläche des Halbleitergebiets abgedeckt und eine Teil der Oberfläche des Halbleitergebiets nicht abgedeckt ist,b) a mask is provided over the semiconductor region, which has a plurality of openings so that part of the Surface of the semiconductor region covered and part of the Surface of the semiconductor region is not covered,
  • c) ein Dotierstoff eines zweiten, entgegengesetzten Leitfä­ higkeitstyp wird mit der vorgegebenen Dotierstofflußdichte und in der vorgegebenen Dotierungszeit in das Halbleiterge­ biet eingebracht,c) a dopant of a second, opposite guide Ability type with the given dopant flux density and in the predetermined doping time in the semiconductor Ge introduced,

wobei das Verhältnis der abgedeckten Oberfläche zu der nicht abgedeckten Oberfläche des Halbleitergebiets so gewählt ist, daß die gewünschte effektive Dotierstoffkonzentration erzeugt wird und ein Halbleitergebiet mit einer gegenüber der Aus­ gangsleitfähigkeit reduzierten Leitfähigkeit entsteht. where the ratio of the covered surface to that is not covered surface of the semiconductor region is selected so that produces the desired effective dopant concentration and a semiconductor region with one opposite the out reduced conductivity arises.  

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache, daß bei der Herstellung einer integrierten Schaltung mehrfach Dotie­ rung des Halbleitersubstrats vorgenommen werden müssen, um unterschiedliche Bauelemente mit den gewünschten Eigenschaf­ ten erzeugen zu können. Aus Kostengründen bleibt die Anzahl der unterschiedlichen Dotierung jedoch eng begrenzt.The inventive method takes advantage of the fact that the manufacture of an integrated circuit multiple dotie tion of the semiconductor substrate must be made to different components with the desired properties to be able to generate. The number remains for cost reasons however, the different doping is narrowly limited.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt nun eine bereits vorge­ gebene Dotierung mit einer vorgegebenen Dotierstofflußdichte und Dotierungszeit, die beispielsweise zur Erzeugung einer P­ bzw. N-Wanne an einer anderen Stelle dient, zur Erzeugung ei­ nes zusätzlichen Halbleitergebiets. Somit können mit nur ei­ ner Dotierung zwei (oder mehr) unterschiedliche Halbleiterge­ biete mit einer unterschiedlichen Dotierung erzeugt werden. Auf diese Weise kann das weitere Gebiet des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements einfach und kostensparend ohne zusätz­ liche Dotierung hergestellt werden.The inventive method now uses a pre given doping with a predetermined dopant flux density and doping time, which is required, for example, to generate a P or N-tub is used at another location to generate egg nes additional semiconductor region. So with just one egg ner doping two (or more) different semiconductor gene offer with a different doping. In this way, the wider field of the invention Semiconductor component simple and cost-saving without additional be made doping.

Bevorzugt sind die Abstände der Öffnungen in der Maske so ge­ wählt, daß ein zusammenhängendes Halbleitergebiet entsteht, wobei die Differenz zwischen Dotierstoffkonzentrationmaximum und dem Dotierstoffkonzentrationminimum innerhalb des Halb­ leitergebiets kleiner als 3 Größenordnungen ist.The distances between the openings in the mask are preferred chooses to create a coherent semiconductor region, where the difference between dopant concentration maximum and the minimum dopant concentration within the half area is less than 3 orders of magnitude.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Abstände benachbarter Öffnungen in der Maske jeweils kleiner als die Diffusionslän­ ge des Dotierstoffs in dem Halbleitergebiet gewählt sind.It is further preferred if the distances are more adjacent Openings in the mask are each smaller than the diffusion length ge of the dopant are selected in the semiconductor region.

Bevorzugt sind die Öffnungen in der Maske in einem schach­ brettartige Muster angeordnet.The openings in the mask are preferably in a chess board-like patterns arranged.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Dotierstoff durch eine Diffusion aus der Gasphase oder aus einer Dotierschicht oder durch eine Ionenimplantation mit anschließender Dotierstoff­ aktivierung in das Halbleitergebiet eingebracht wird.It is further preferred if the dopant is replaced by a Diffusion from the gas phase or from a doping layer or  through an ion implantation with subsequent dopant activation is introduced into the semiconductor region.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeich­ nung näher dargestellt. Es zeigen:The invention is based on the figures of the drawing shown in more detail. Show it:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen von PN-Übergängen nach dem Stand der Technik, Fig. 1 and 2 are schematic representations of PN junctions, according to the prior art

Fig. 3a und 3b eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements, 3a and 3b are a schematic representation. OF INVENTION a to the invention the semiconductor device,

Fig. 4 und 5 eine schematische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Verfahrens, und FIGS. 4 and 5 is a schematic representation of a method according to the Invention, and

Fig. 6 eine schematische Aufsicht auf die Fig. 5 verwendete Maske. Fig. 6 is a schematic plan view of the mask used in Fig. 5.

Fig. 3a zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Halblei­ terbauelements in einer DMOS-Transistoranordnung. Über einem P-leitenden Halbleitermaterial 10 beliebiger Orientierung ist ein N-leitendes Halbleitergebiet 13 beispielsweise epitak­ tisch angeordnet. Das Halbleitergebiet 13 wird durch eine N- leitende Zone 12 hoher Leitfähigkeit ("buried layer") niede­ rohmig kontaktiert. Die niederohmige Zone 12 ist mit der Oberfläche der Anordnung durch ein N-leitendes Tiefdiffusi­ onsgebiet 27 hoher Leitfähigkeit verbunden, welches mit dem Drainanschluß 23 der DMOS-Transistoranordnung in Kontakt steht. Fig. 3a shows an application of the semiconducting terbauelements invention in a DMOS transistor arrangement. An N-type semiconductor region 13 is arranged, for example, epitaxially over a P-type semiconductor material 10 of any orientation. The semiconductor region 13 is contacted by an N-conductive zone 12 of high conductivity (“buried layer”) with a low tube shape. The low-resistance zone 12 is connected to the surface of the arrangement by an N-type deep diffusion region 27 of high conductivity, which is in contact with the drain terminal 23 of the DMOS transistor arrangement.

Weiterhin ist in dem N-leitenden Halbleitergebiet 13 ein P- leitendes Halbleitergebiet 14 angeordnet. An der Grenzfläche 15 der beiden Halbleitergebiete ergibt sich somit ein PN- Übergang 17, welcher eine Raumladungszone 16 aufweist. Das P- leitende Halbleitergebiet 14 wird außerdem von dem N- leitenden Halbleitergebiet 22 kontaktiert, welches mit dem Sourceanschluß 24 der DMOS-Transistoranordnung in Kontakt steht.Furthermore, a P-type semiconductor region 14 is arranged in the N-type semiconductor region 13 . A PN junction 17 , which has a space charge zone 16 , thus results at the interface 15 of the two semiconductor regions. The P-type semiconductor region 14 is also contacted by the N-type semiconductor region 22 , which is in contact with the source terminal 24 of the DMOS transistor arrangement.

Zwischen dem Sourceanschluß 24 und dem Drainanschluß 23 der DMOS-Transistoranordnung ist eine Isolation 26, beispielswei­ se eine Locos-Isolation angeordnet. Weiterhin ist an der Oberfläche der Anordnung eine isolierende Oxid-Schicht 28 ("Gate-Oxid") und über der Oxid-Schicht 28 eine leitende Schicht 29 ("Gate") angeordnet.Between the source terminal 24 and the drain terminal 23 of the DMOS transistor arrangement, an insulation 26 , for example a Locos isolation, is arranged. Furthermore, an insulating oxide layer 28 (“gate oxide”) is arranged on the surface of the arrangement and a conductive layer 29 (“gate”) is arranged above the oxide layer 28 .

An der Oberfläche des N-leitenden Halbleitergebiets 13 ist in dem Halbleitergebiet 13 ein weiteres Gebiet 18 vorgesehen, das ebenfalls N-leitend ausgebildet ist jedoch eine um drei Größenordnungen geringere Leitfähigkeit als Halbleitergebiet 13 besitzt. Das weitere Gebiet 18 ist benachbart zu den Stel­ len 30 der Grenzfläche zwischen dem P-leitenden Gebiet 14 und dem N-leitenden Gebiet 13 angeordnet, an denen die Grenzflä­ che 15 die größte Krümmung aufweist. Weiterhin ist das weite­ re Gebiet 18 unterhalb des bzw. benachbart zu dem Übergang der Oxid-Schicht 28 zu der Isolation 26 angeordnet.On the surface of the N-type semiconductor region 13 , a further region 18 is provided in the semiconductor region 13 , which is also N-type but has a conductivity that is three orders of magnitude lower than that of the semiconductor region 13 . The further region 18 is arranged adjacent to the positions 30 of the interface between the P-type region 14 and the N-type region 13 , at which the interface 15 has the greatest curvature. Furthermore, the wide re region 18 is arranged below or adjacent to the transition from the oxide layer 28 to the insulation 26 .

Fig. 3a zeigt das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement in einem Zustand, in welchen an das erfindungsgemäße Halbleiter­ bauelement keine äußeren Spannungen angelegt sind. Man er­ kennt, daß das weitere Halbleitergebiet 18 so von dem PN- Übergang 17 beabstandet ist, daß es in diesem Zustand außer­ halb der Raumladungszone 16 angeordnet ist. Fig. 3a shows the semiconductor device according to the invention in a state in which no external voltages are applied to the semiconductor device according to the invention. It is known that the further semiconductor region 18 is so spaced from the PN junction 17 that it is arranged outside of the space charge zone 16 in this state.

Fig. 3b zeigt das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement in einem Zustand, in welchen eine positive Spannung an den Drainanschluß 23 angelegt sind. Dies hat zur Folge, daß der PN-Übergang 17 in Sperrichtung betrieben wird. Man erkennt, daß das weitere Halbleitergebiet 18 so von dem PN-Übergang 17 beabstandet ist, daß es in diesem Zustand innerhalb der ver­ größerten Raumladungszone 16 angeordnet ist. Dementsprechend ist das weitere Gebiet 18 von der Grenzfläche 15 zwischen dem P-leitenden Gebiet 14 und dem N-leitenden Gebiet 13 so beab­ standet angeordnet, daß die Raumladungszone 16 das weitere Gebiet 18 erreicht bevor die Durchbruchspannung des PN- Übergangs 1 erreicht ist. FIG. 3b shows semiconductor device according to the invention in a state in which a positive voltage to the drain terminal 23 are applied. This has the consequence that the PN junction 17 is operated in the reverse direction. It can be seen that the further semiconductor region 18 is so spaced from the PN junction 17 that it is arranged in this state within the enlarged space charge zone 16 ver. Accordingly, the further region 18 is arranged so spaced from the interface 15 between the P-type region 14 and the N-type region 13 that the space charge zone 16 reaches the further region 18 before the breakdown voltage of the PN junction 1 is reached.

Durch die Tatsache, daß das erfindungsgemäße weitere Gebiet 18 eine geringere Leitfähigkeit als umgebende Gebiet 13 auf­ weist, ist das weitere Gebiet 18 in der Lage, ähnlich wie die Feldringe nach dem Stand der Technik, die Raumladungszone 16 um den PN-Übergang 17 zu vergrößern, wenn der PN-Übergang 17 in Sperrichtung betrieben wird. Durch die Vergrößerung der Raumladungszone 16 verringert sich das elektrische Feld in­ nerhalb der Raumladungszone 16. Dementsprechend kann nun eine größere Spannung an den PN-Übergang 17 angelegt werden, bevor es zu einem Lawinendurchbruch kommt.Due to the fact that the further region 18 according to the invention has a lower conductivity than the surrounding region 13 , the further region 18 is able, like the field rings according to the prior art, to enlarge the space charge zone 16 by the PN junction 17 when the PN junction 17 is operated in the reverse direction. By increasing the space charge region 16, the electric field is reduced in the space charge zone nerhalb sixteenth Accordingly, a larger voltage can now be applied to the PN junction 17 before an avalanche breakdown occurs.

Weiterhin kann durch das erfindungsgemäße weitere Gebiet 18 der Ort, an dem der Lawinendurchbruch einsetzt, tiefer in das Halbleitergebiet 13 verlegt werden. Bei einem herkömmlichen DMOS-Transistor setzt der Lawinendurchbruch häufig in der Nä­ he der Oberfläche unterhalb der Oxid-Schicht 28 ein. In der Regel führt ein Lawinendurchbruch nicht zur Zerstörung des DMOS-Transistors. Durch die beim Lawinendurchbruch erzeugten schnellen Elektronen kann es jedoch zu einer Schädigung der Oxid-Schicht 28 kommen. Dies hat zur Folge, daß sich die elektrischen Parameter des DMOS-Transistors verändern, was sich wiederum negativ auf die integrierte Schaltung auswirkt, deren Bestandteil der DMOS-Transistor ist. Insbesondere an dem Übergangsbereich von Isolation 26 zu der Oxid-Schicht 28 kann es leicht zu einer Schädigung der Oxid-Schicht 28 kom­ men, da in diesem Bereich die Oxid-Schicht 28 aufgrund des sogenannten "White-Ribbon-Effekts" etwas dünner ausgebildet ist.Furthermore, by means of the further region 18 according to the invention, the location at which the avalanche breakdown occurs can be moved deeper into the semiconductor region 13 . In a conventional DMOS transistor, the avalanche breakdown often begins near the surface below the oxide layer 28 . As a rule, an avalanche breakdown does not destroy the DMOS transistor. However, the fast electrons generated during the avalanche breakdown can damage the oxide layer 28 . This has the consequence that the electrical parameters of the DMOS transistor change, which in turn has a negative effect on the integrated circuit, of which the DMOS transistor is a component. , Especially at the transition area of insulation 26 to the oxide layer 28 can easily men kom in damage to the oxide layer 28 there is formed slightly thinner in this region, the oxide layer 28 due to the so-called "white ribbon" effect .

Durch das weitere Halbleitergebiet 18 wird der Ort, an dem der Lawinendurchbruch einsetzt, tiefer in das Halbleiterge­ biet 13 verlegt. Der Lawinendurchbruch setzt nun unterhalb des P-leitenden Halbleitergebiets 14 zwischen dem P-leitenden Halbleitergebiet 14 und der N-leitenden Zone 12 hoher Leitfä­ higkeit ("buried layer") ein. Auf diese Weise können Schädi­ gungen der Oxid-Schicht 28 deutlich vermindert werden. Dem­ entsprechend bleiben auch nach einem Lawinendurchbruch die elektrischen Parameter des DMOS-Transistors praktisch unver­ ändert.Through the further semiconductor region 18 , the location at which the avalanche breakdown begins is moved deeper into the semiconductor region 13 . The avalanche breakdown now begins below the P-type semiconductor region 14 between the P-type semiconductor region 14 and the N-type zone 12 of high conductivity ("buried layer"). In this way, damage to the oxide layer 28 can be significantly reduced. Accordingly, the electrical parameters of the DMOS transistor remain practically unchanged even after an avalanche breakdown.

Im folgenden wird ein neues und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung des weiteren Halbleitergebiets 18 beschrieben. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine schematische Darstellung ei­ nes erfindungsgemäßen Verfahrens.A new and cost-effective method for producing the further semiconductor region 18 is described below. FIGS. 4 and 5 show a schematic representation of egg nes inventive method.

Über einem P-leitenden Halbleitermaterial 10 beliebiger Ori­ entierung ist ein N-leitendes Halbleitergebiet 13 epitaktisch angeordnet. Dieses N-leitende Halbleitergebiet 13 weist eine Ausgangsdotierung und Ausgangsleitfähigkeit auf. Zwischen dem Halbleitergebiet 13 und dem P-leitenden Halbleitermaterial 10 ist eine N-leitende Zone 12 hoher Leitfähigkeit ("buried lay­ er") vorgesehen. Über der N-leitende Zone 12 hoher Leitfähig­ keit (auf der linken Seite der Fig. 4) wird im folgenden ein erfindungsgemäßes Bauelement, hier ein DMOS-Transistor, her­ gestellt. Auf der rechten Seite der Fig. 4 werden CMOS- Transistoren hergestellt, die der Steuerung des DMOS- Transistors dienen. Zur Herstellung der CMOS-Transistoren ist es notwendig eine sogenannte "P-Wanne" in das Halbleiterge­ biet 13 zu implantieren. Aufgrund der gewünschten Eigenschaf­ ten der CMOS-Transistoren besitzt diese P-Wannen- Implantation eine vorgegebene Dotierstofflußdichte und Dotierungszeit. Durch das im folgenden beschriebene, erfindungsgemäße Verfah­ ren wird diese P-Wannen-Implantation dazu verwendet, die wei­ teren Halbleitergebiete 18 im Bereich des späteren DMOS- Transistors zu erzeugen.An N-type semiconductor region 13 is arranged epitaxially above a P-type semiconductor material 10 of any orientation. This N-type semiconductor region 13 has an output doping and an output conductivity. An N-type zone 12 of high conductivity ("buried lay er") is provided between the semiconductor region 13 and the P-type semiconductor material 10 . Above the N-conductive zone 12 high conductivity (on the left side of FIG. 4), a device according to the invention, here a DMOS transistor, is provided below. On the right side of FIG. 4, CMOS transistors are produced which are used to control the DMOS transistor. To manufacture the CMOS transistors, it is necessary to implant a so-called "P-well" in the semiconductor region 13 . Due to the desired properties of the CMOS transistors, this P-well implant has a predetermined dopant flux density and doping time. By the process according to the invention described below, this P-well implantation is used to generate the further semiconductor regions 18 in the region of the later DMOS transistor.

Dazu wird auf die in Fig. 4 gezeigte Struktur eine Lackmaske 31 aufgebracht. Die Lackmaske 31 besitzt die Öffnungen 32 und 33. Die Öffnung 32 dient der Erzeugung der P-Wanne während die Öffnungen 33 der Erzeugung des weiteren Halbleitergebiets 18 dienen. Die Öffnungen 33 in der Lackmaske 31 sind so ange­ ordnet, daß ein Teil der Oberfläche des späteren Halbleiter­ gebiets 18 abgedeckt und eine Teil der Oberfläche des späte­ ren Halbleitergebiets 18 nicht abgedeckt ist. Dadurch wird die Menge an Dotierstoff, die in das spätere Halbleiterge­ biets 18 eingebracht wird, gegenüber der Menge an Dotier­ stoff, die in die spätere P-Wanne eingebracht wird, verrin­ gert. Das Verhältnis der abgedeckten Oberfläche zu der nicht abgedeckten Oberfläche des späteren Halbleitergebiets so ge­ wählt ist, daß die gewünschte effektive Dotierstoffkonzentra­ tion und damit die gewünschte reduzierte Leitfähigkeit er­ zeugt wird.For this purpose, a resist mask 31 is applied to the structure shown in FIG. 4. The paint mask 31 has the openings 32 and 33 . The opening 32 serves to generate the P-well, while the openings 33 serve to generate the further semiconductor region 18 . The openings 33 in the resist mask 31 are arranged so that part of the surface of the future semiconductor region 18 is covered and part of the surface of the late semiconductor region 18 is not covered. As a result, the amount of dopant that is introduced into the later semiconductor region 18 is reduced compared to the amount of dopant that is introduced into the later P-well. The ratio of the covered surface to the uncovered surface of the later semiconductor region is selected so that the desired effective dopant concentration and thus the desired reduced conductivity is generated.

Durch die Öffnungen 32 und 33 wird nun der Dotierstoff in das Halbleitergebiet 13 implantiert. Es folgt eine Wärmebehand­ lung, durch die der Dotierstoff ausdiffundiert und somit ak­ tiviert wird. Die Wärmebehandlung kann sofort nach der Do­ tierstoffimplantation oder erst später im Rahmen weiterer Prozeßschritte, beispielsweise der Erzeugung des Tiefdiffusi­ onsgebiets 27 (Fig. 3a und 3b), durchgeführt werden.The dopant is now implanted into the semiconductor region 13 through the openings 32 and 33 . A heat treatment follows, through which the dopant diffuses out and is thus activated. The heat treatment can be carried out immediately after the animal implantation or only later in the course of further process steps, for example the generation of the deep diffusion region 27 (FIGS . 3a and 3b).

Die Dotierstofflußdichte und Dotierungszeit der Dotierstof­ fimplantation ist so gewählt, daß im Bereich der P-Wanne 36 der eingebrachte Dotierstoff die bereits vorhandene Dotierung des N-leitenden Halbleitergebiets 13 überwiegt. Dementspre­ chend entsteht ein P-leitende Wanne 36 mit einer für die CMOS-Transistoren passenden Leitfähigkeit. Auf der Seite des DMOS-Transistors ist Verhältnis der abgedeckten Oberfläche zu der nicht abgedeckten Oberfläche des Halbleitergebiets 18 so gewählt ist, daß eingebracht Dotierstoffmenge nicht ausreicht die bereits vorhandene Dotierung des N-leitenden Halbleiter­ gebiets 13 zu überwiegen. Somit ist das weitere Halbleiterge­ biet 18 weiterhin N-leitend, es besitzt jedoch gegenüber dem umgebenden N-leitenden Halbleitergebiet 13 eine geringere Leitfähigkeit. Als Grenzfall kann die eingebracht Dotier­ stoffmenge gerade so gewählt sein, daß die eingebracht Do­ tierstoffmenge und die bereits vorhandene Dotierung sich ge­ rade aufheben, so daß ein Halbleitergebiet 18 mit einer in­ trinsischen Leitfähigkeit entsteht.The dopant flux density and doping time of the dopant implantation are selected so that in the area of the P-well 36 the dopant introduced outweighs the existing doping of the N-type semiconductor region 13 . Accordingly, a P-type well 36 is formed with a conductivity suitable for the CMOS transistors. On the side of the DMOS transistor, the ratio of the covered surface to the uncovered surface of the semiconductor region 18 is selected such that the amount of dopant introduced is insufficient to outweigh the existing doping of the N-type semiconductor region 13 . Thus, the further semiconductor region 18 is still N-type, but it has a lower conductivity than the surrounding N-type semiconductor region 13 . As a borderline case, the amount of dopant introduced can be chosen such that the amount of dopant introduced and the doping already present cancel each other out, so that a semiconductor region 18 with an intrinsic conductivity arises.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist der Abstand der Öffnungen 33 kleiner als Diffusionslänge des in das Halbleitergebiet 13 eingebrachten Dotierstoffs. Somit entsteht ein zusammenhän­ gendes Halbleitergebiet 18 mit einer nicht vollständig homo­ genen Dotierstoffverteilung. Die Schwankungen in der Dotier­ stoffkonzentration sind jedoch in der Praxis vernachlässig­ bar. As seen from Fig. 5, the spacing of the apertures 33 is smaller than the diffusion length of the introduced into the semiconductor region 13 dopant. This creates a coherent semiconductor region 18 with a not completely homogeneous dopant distribution. In practice, however, the fluctuations in the dopant concentration are negligible.

Im folgenden werden nun das Tiefdiffusionsgebiet 27, das P- leitendes Halbleitergebiet 14, das N-leitenden Halbleiterge­ biet 22, die Isolation 26, die Oxid-Schicht 28 ("Gate-Oxid") sowie die leitende Schicht 29 ("Gate") erzeugt, so daß die in den Fig. 3a und 3b gezeigte Struktur entsteht.In the following, the deep diffusion region 27 , the P-type semiconductor region 14 , the N-type semiconductor region 22 , the insulation 26 , the oxide layer 28 (“gate oxide”) and the conductive layer 29 (“gate”) are produced so that the structure shown in Figs. 3a and 3b is formed.

Fig. 6 zeigt eine schematische Aufsicht auf die in Fig. 5 verwendete Maske. Die in Fig. 6 gezeigte Maske 31 besitzt ei­ ne Öffnung 32, die zur Erzeugung der P-Wanne 36 dient. Dar­ über hinaus besitzt die Maske 31 Öffnungen 33, die zur Erzeu­ gung des weiteren Halbleitergebiets 18 dienen. Die Öffnungen 33 sind schachbrettartig angeordnet, wobei der Abstand zweier benachbarter Öffnungen jeweils kleiner als Diffusionslänge des eingebrachten Dotierstoffs ist. FIG. 6 shows a schematic top view of the mask used in FIG. 5. The mask 31 shown in FIG. 6 has an opening 32 which serves to produce the P-tub 36 . In addition, the mask 31 has openings 33 , which serve to generate the further semiconductor region 18 . The openings 33 are arranged like a checkerboard, the distance between two adjacent openings being smaller than the diffusion length of the introduced dopant.

Claims (14)

1. Halbleiterbauelement mit einem P-leitenden Gebiet (14) und einem N-leitenden Gebiet (13), welche miteinander entlang ei­ ner Grenzfläche (15) in Kontakt stehen, so daß ein PN- Übergang (17) mit einer um diese Grenzfläche (15) angeordne­ ten Raumladungszone (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem P-leitenden Gebiet (14) und/oder in dem N-leitenden Gebiet (13) zumindest ein weiteres Gebiet (18) vorgesehen ist, welches den gleichen Leitfähigkeitstyp wie das umgebende Gebiet und eine geringere Leitfähigkeit als das umgebende Ge­ biet besitzt oder intrinsisch ist und welches von der Grenz­ fläche (15) zwischen dem P-leitenden Gebiet (14) und dem N- leitenden Gebiet (13) so beabstandet angeordnet ist, daß, wenn der PN-Übergang (17) in Sperrichtung betrieben wird, die Raumladungszone (16) um die Grenzfläche (15) das weitere Ge­ biet (18) erreicht bevor die Durchbruchspannung des PN- Übergangs (17) erreicht ist.1. Semiconductor component with a P-type region ( 14 ) and an N-type region ( 13 ), which are in contact with one another along an interface ( 15 ), so that a PN junction ( 17 ) with one around this interface ( 15 ) angeordne th space charge zone ( 16 ) is formed, characterized in that in the P-type region ( 14 ) and / or in the N-type region ( 13 ) at least one further region ( 18 ) is provided which has the same conductivity type as the surrounding area and has a lower conductivity than the surrounding area or is intrinsic and which is so spaced from the interface ( 15 ) between the P-type region ( 14 ) and the N-type region ( 13 ) that when the PN junction ( 17 ) is operated in the reverse direction, the space charge zone ( 16 ) around the interface ( 15 ) reaches the further region ( 18 ) before the breakdown voltage of the PN junction ( 17 ) is reached. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gebiet (18) benachbart zu den Stellen der Grenz­ fläche (15) zwischen dem P-leitenden Gebiet (14) und dem N- leitenden Gebiet (13) angeordnet ist, an denen die Grenzflä­ che (15) die größte Krümmung aufweist.2. Semiconductor component according to claim 1, characterized in that the further region ( 18 ) adjacent to the locations of the interface ( 15 ) between the P-type region ( 14 ) and the N-type region ( 13 ) is arranged, at which the boundary surface ( 15 ) has the greatest curvature. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gebiet (18) außerhalb der Raumladungszone (16) angeordnet ist, wenn keine äußere Spannung an-den PN-Übergang (17) angelegt ist. 3. Semiconductor component according to claim 1 or 2, characterized in that the further region ( 18 ) outside the space charge zone ( 16 ) is arranged when no external voltage is applied to the PN junction ( 17 ). 4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit des weiteren Gebiets (18) um mindestens ei­ ne Größenordnung, bevorzugt mindestens zwei Größenordnungen, kleiner ist als die Leitfähigkeit des umgebenden Gebiets.4. Semiconductor component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conductivity of the further region ( 18 ) is at least ei ne order of magnitude, preferably at least two orders of magnitude, smaller than the conductivity of the surrounding area. 5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das P-leitenden Gebiet (14) und das N-leitenden Gebiet (13) unterschiedlich stark dotiert sind und daß das weitere Gebiet (18) in dem schwächer dotierten Gebiet angeordnet ist.5. Semiconductor component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the P-type region ( 14 ) and the N-type region ( 13 ) are doped to different extents and that the further region ( 18 ) is arranged in the weakly doped region is. 6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gebiet (18) benachbart zur Oberfläche des umge­ benden Gebiets angeordnet ist.6. Semiconductor component according to one of claims 1 to 5, characterized in that the further region ( 18 ) is arranged adjacent to the surface of the surrounding area. 7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gebiet (18) unterhalb einer Isolationsschicht (26, 28) angeordnet ist.7. Semiconductor component according to one of claims 1 to 6, characterized in that the further region ( 18 ) is arranged below an insulation layer ( 26 , 28 ). 8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über der Isolationsschicht (26, 28) eine leitende Schicht (29) angeordnet ist, deren Abstand zur Oberfläche des das weitere Gebiet umgebenden Gebiets (18) mit zunehmenden Ab­ stand von dem PN-Übergang (17) größer wird.8. A semiconductor device according to claim 7, characterized in that a conductive layer ( 29 ) is arranged above the insulation layer ( 26 , 28 ), the distance from the surface of the region ( 18 ) surrounding the further region was from the PN junction with increasing Ab ( 17 ) gets bigger. 9. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gebiet (18) den PN-Übergang (17) ringförmig um­ gibt. 9. Semiconductor component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the further region ( 18 ) gives the PN junction ( 17 ) in a ring shape. 10. Verfahren zur Erzeugung eines Halbleitergebiets, das ei­ nen gewünschten Leitfähigkeitstyp und eine gewünschte effek­ tive Dotierstoffkonzentration aufweist, bei einer vorgegebe­ nen Dotierstofflußdichte und Dotierungszeit, wobei das Ver­ fahren die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) ein Halbleitergebiet wird bereitgestellt, welches eine Ausgangsdotierung mit Dotierstoffen eines ersten Leitfähig­ keitstyps und eine Ausgangsleitfähigkeit aufweist.
  • b) über dem Halbleitergebiet wird eine Maske bereitgestellt, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, so daß ein Teil der Oberfläche des Halbleitergebiets abgedeckt und eine Teil der Oberfläche des Halbleitergebiets nicht abgedeckt ist,
  • c) ein Dotierstoff eines zweiten, entgegengesetzten Leitfä­ higkeitstyp wird mit der vorgegebenen Dotierstofflußdichte und in der vorgegebenen Dotierungszeit in das Halbleiterge­ biet eingebracht,
wobei das Verhältnis der abgedeckten Oberfläche zu der nicht abgedeckten Oberfläche des Halbleitergebiets so gewählt ist, daß die gewünschte effektive Dotierstoffkonzentration erzeugt wird und ein Halbleitergebiet mit einer gegenüber der Aus­ gangsleitfähigkeit reduzierten Leitfähigkeit entsteht.
10. A method of producing a semiconductor region having a desired conductivity type and a desired effective dopant concentration at a predetermined dopant flux density and doping time, the method comprising the following steps:
  • a) a semiconductor region is provided which has an initial doping with dopants of a first conductivity type and an initial conductivity.
  • b) a mask is provided above the semiconductor region, which has a multiplicity of openings, so that part of the surface of the semiconductor region is covered and part of the surface of the semiconductor region is not covered,
  • c) a dopant of a second, opposite conductivity type is introduced into the semiconductor region with the predetermined dopant flux density and in the predetermined doping time,
wherein the ratio of the covered surface to the uncovered surface of the semiconductor region is selected so that the desired effective dopant concentration is generated and a semiconductor region with a reduced conductivity compared to the output conductivity is formed.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Öffnungen in der Maske so gewählt sind, daß ein zusammenhängendes Halbleitergebiet entsteht, wobei die Differenz zwischen Dotierstoffkonzentrationmaximum und dem Dotierstoffkonzentrationminimum innerhalb des Halbleiterge­ biets kleiner als 3 Größenordnungen ist.11. The method according to claim 10, characterized in that the distances between the openings in the mask are chosen so that a coherent semiconductor region arises, the Difference between dopant concentration maximum and the Minimum dopant concentration within the semiconductor area is less than 3 orders of magnitude. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände benachbarter Öffnungen in der Maske jeweils kleiner als die Diffusionslänge des Dotierstoffs in dem Halb­ leitergebiet gewählt sind.12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that  the distances between adjacent openings in the mask less than the diffusion length of the dopant in the half leader area are selected. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der Maske in einem schachbrettartige Muster angeordnet sind.13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the openings in the mask in a checkerboard pattern are arranged. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dotierstoff durch eine Diffusion aus der Gasphase oder aus einer Dotierschicht oder durch eine Ionenimplantation mit anschließender Dotierstoffaktivierung in das Halbleitergebiet eingebracht wird.14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the dopant by diffusion from the gas phase or from a doping layer or by ion implantation subsequent dopant activation in the semiconductor region is introduced.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672738A (en) * 1984-09-28 1987-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for the manufacture of a pn junction with high breakdown voltage

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56110264A (en) * 1980-02-04 1981-09-01 Oki Electric Ind Co Ltd High withstand voltage mos transistor
JPS58164263A (en) * 1982-03-25 1983-09-29 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS60165758A (en) * 1984-02-08 1985-08-28 Nec Corp Manufacturing method of semiconductor device
US4648174A (en) * 1985-02-05 1987-03-10 General Electric Company Method of making high breakdown voltage semiconductor device
JPH02122568A (en) * 1988-09-15 1990-05-10 Advanced Micro Devices Inc A metal oxide semiconductor device having relatively heavily doped junctions located on either side of the gate.
DE4336054A1 (en) * 1993-10-22 1995-04-27 Bosch Gmbh Robert Monolithically integrated p-channel high-voltage component
JP3863194B2 (en) * 1994-04-18 2006-12-27 ローム株式会社 Manufacturing method of semiconductor devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672738A (en) * 1984-09-28 1987-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for the manufacture of a pn junction with high breakdown voltage

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