[发明专利]具有优化的边缘终止的半导体元器件

说明书

本发明涉及一种半导体元器件，包括：具有第一侧面(22)、第二侧面(23)和边缘(24)的半导体主体(21)，具有第一导电类型的基本掺杂的内部区(27)，安置在第一侧面(22)和内部区(27)之间的第一半导体区(28、61)，且其为具有比内部区(27)的掺杂浓度更高的掺杂浓度的第一导电类型，安置在第二侧面(23)和内部区(27)之间的第二半导体区(29)，并且其为与具有比内部区(27)的掺杂浓度更高的掺杂浓度的第一导电类型互补的第二导电类型，至少一个第一边缘斜面，其至少沿着第二半导体区(29)和内部区(27)的边缘(24)以第一角度(30)向从第二半导体区(29)至内部区(27)的过渡的扩展面延伸，其中，第一半导体区(28、61)和内部区(27)之间设置有至少一个埋入式半导体区(41、51、81)，其具有比内部区(27)的掺杂浓度更高的掺杂浓度的第二导电类型，并且基本上平行于第一半导体区(28、61)延伸。

技术领域

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种半导体元器件，具体地，一种盘状单元二极管。

背景技术

本身已知的是，半导体元器件的(具体地，功率半导体元器件的)边缘设计对于元器件的可实现的阻塞电压强度具有相当大的影响。通常，半导体元器件的边缘结构可以分成两大组：其中借助于一边缘斜面将一角度设置在该半导体主体上的边缘结构，一p-n过渡以该角度与半导体表面相交；以及具有一平面半导体表面的边缘结构，称为平面边缘结构。此类边缘结构例如从卢茨约瑟夫；半导体元器件；柏林：施普林格出版社第一版；2006年；80至85页(LUTZ,Josef；Halbleiter-Leistungsbauelemente；1st ed.,Berlin:Springer-Verlag；2006；pages80to85)已知。

既可以机械地(例如通过研磨或抛光)又可以化学地(通过有目的蚀刻)在半导体元器件的边缘区域中生产边缘斜面。通常关于从掺杂成更高程度的半导体区向掺杂成较小程度的半导体区的过渡来定义边缘斜面的角度，其中，在半导体主体的直径在从掺杂成更高程度的该半导体区向掺杂成较小程度的该半导体区的方向减小的情况下为正角，并且否则为负角。

在典型的半导体元器件中，具体地在盘状单元二极管中，正角通常被设置成边缘终止。此角度会造成空间电荷区变宽，从而使得在给定的现在常见的半导体主体的内部区的基本掺杂量下，该空间电荷区与已经处于施加的相对较低的阻塞电压的n型重掺杂发射极邻接。这会导致在n型轻掺杂区和n型重掺杂区之间的过渡的正角区域中存在过多的场强。具体当在具有高陡度交换(commutation)的断开过程中，在此位置存在高密度的自由电子并局部地划分场曲线时，这些场峰是关键性的。这会导致半导体元器件的失效。正斜面的角度范围通常在约25°至约50°之间。

具体地，在包括具有正角的边缘斜面的半导体元器件中，处于该边缘的侧面的阳极表面与处于该边缘的侧面的阴极表面相比更大，从而使得在导通状态下在该阴极的侧面上的半导体元器件的边缘处可能出现增大的电流密度。由于存储电荷与电流密度成比例，动态雪崩将优选地发生在边缘的区域。

迄今为止，所提供的对策为：在该半导体元器件的n型重掺杂发射极的外部或边缘区域中，除了正边缘斜面之外，将具有更浅的角(具体地，较浅的负角)的第二边缘斜面蚀刻成该半导体主体。这通常是通过旋转蚀刻完成的。然而，其不利之处在于：此方法会造成很难再现的边缘轮廓，并从造成元器件与元器件之间的电性质的波动。具体地，处于上述位置具有局部弱点(具体地，过多的场强)的元器件可能会分散地出现。

US4220963A披露了一种根据权利要求1的前序部分所述的半导体元器件。从JP60066477A已知沿着半导体元器件的边缘的第二边缘斜面。

发明内容

以此为背景，本发明已经为自己设置了提供半导体元器件的目的，其中，具体地避免了在半导体元器件的断开过程中边缘区域中出现的过多的场强峰。此外，这些半导体元器件应当更简单且更精确地再现和具有低水平的电性质波动，具体地，在半导体元器件的断开或耗尽阶段。