166762. lajstromszámú szabadalom • Félvezető eszköz nagyfeszültségű stabil átmenetekkel
5 166762 6 tói, amely a 45 élfelületet az átmenet és felület 55 áthatásánál metszi. A 45 élfelületen az átmenet és a felület 55 áthatását is lefedő szigetelő 56 réteg van elhelyezve. A szigetelő 56 réteg például szilíciumdioxidbői vagy szilíciumnitridből állhat. A szigetelő 56 rétegen az 54 átmenet mindkét oldalán elhelyezkedő két zónával villamos kapcsolatban álló elosztott 58 ellenállás réteg helyezkedik el, amely az átmenet és a felület áthatását teljesen átlapolja. Amint a 3. ábrán látható, az 58 ellenállásréteg P+, illetőleg N+ típusú két 48, illetőleg 50 réteggel 60, illetőleg 62 elektródák útján villamos kapcsolatban van. A 60, illetőleg 62 elektródák a 48, illetőleg 50 zónával érintkeznek. Az elosztott 58 ellenállás rétegben alkalmazott anyaggal kapcsolatban nincsenek különleges megszorítások. Célszerű azonban, ha a réteg négyzetes ellenállása 102 és 10 9 ohm/négyzet közé esik. Megfelelnek az olyan anyagok, amelyek gyengén szenynyezett polikristályos félvezetők, amilyen a szilícium, ellenállás (rezisztív) ötvözetek, rezisztív fémoxidok, amilyen a nikkeloxid, ónoxid vagy antimontrioxid, valamint rezisztív hőálló fémoxidok, amilyenek a titán, króm, wolfram és molibdén nem-sztöchiornetrikus oxidjai. Célszerűbb azonban, ha polikristályos szilíciumréteget alkalmazunk, minthogy ez a félvezető eszköz szempontjából megfelel és könynyen előállítható. Az 5. ábrán a szórt tereket szabályozó elosztott ellenállással ellátott 70 planárdiódát tüntettük föl. A 70 planárdiódának félvezető 72 teste van, amelyet egy-egy fölső, illetőleg alsó 74, illetőleg 76 fe- • lület határol. A 72 testben három félvezető zónát különböztetünk meg: a P+ típusú 78 zónát, az N+ típusú 80 zónát és az N— típusú 82 zónát. Ezek lényegében megfelelnek a 3. ábra szerinti példakénti kiviteli alak 48, 50 illetőleg 52 zónájának, de azzal az eltéréssel, hogy a P+ típusú 78 zóna és az N— típusú 82 zóna a fölső 74 felületig ér. A PH- típusú 78 zónát és az N— típusú 82 zónát nagyfeszültségű PN típusú 84 átmenet választja el egymástól, amely a fölső 74 felületet az átmenet és a felület 85 áthatásánál metszi. A fölső 74 felületen szigetelő 86 burkolat van, amelyben 88 és 90 nyílások vannak. E nyílások mindegyike átér a 86 burkolaton és a P+ típusú zóna, illetőleg az N— típusú 82 zóna egy-egy részét szabaddá teszi. A szigetelő 86 burkolatnak azon a részén, amely átfedi az átmenet és a felület 85 áthatását, elosztott 92 ellenállásréteg helyezkedik el és a 88, illetőleg 90 nyílásokon át a két P+ típusú és N— típusú 78, illetőleg 82 zónával érintkezik. Ez az elosztott 92 ellenállásréteg megfelel a 3. és 4. ábra szerinti példakénti kiviteli alak elosztott 58 ellenállásrétegének. Az 5. ábrán feltüntetett félvezető 70 eszköz elosztott 92 ellenállásrétege a rajzon föl nem tüntetett módon átfedi az alkatrész teljes 85 áthatását. A 70 diódát számozás nélküli ohmos érintkezők egészítik ki, amelyek a megfelelő felületeken a P+ típusú 78 zónával és az N+ típusú 80 zónával az érintkezést biztosítják. A fentiekben leírt és a 3. és 5. ábrán föltüntetett félvezető eszközöket a félvezető gyártásban jól ismert technológiával állíthatjuk elő, amely nem része a találmánynak. Példaként azonban megemlíthetjük. hogy az 5. ábrán látható 70 planárdiódát a következőképpen állíthatjuk elő: kiindulási anyagként N-f típusú, szilíciumból készült lemezt („wafer") alkalmazunk. A lemezen epitaxiálisan nagy ellenállású, N— típusú szilíciumréteget helyezünk el, például szilánnak hidrogénes redukálásával. Az epitaxiális rétegező lépés után az N— típusú réteg fölső felületén vékony szilíciumdioxid borítást növesztünk. Ezt a borítást fotolitografikus műveletekkel úgy kezeljük, hogy az N— típusú réteg fölső felületének egy részét szabaddá tesszük (exponáljuk). Ezután az N— típusú rétegbe P típusú szennyeződéseket diffundáltatunk. Diffúzió után a felületre vékony üvegréteget viszünk. Az üvegréteget a 88 és 90 nyílások szabaddá tétele végett kezeljük, a teljes felületre pedig ismert technológiával polikristályos szilíciumréteget viszünk. A polikristályos réteget ezután úgy kezeljük, hogy az elosztott 92 rétegellenállás létrejöjjön. 2. példa A találmány szerinti félvezető eszköz második példakénti kiviteli alakja a 6. ábrán látható. Az eszköz az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetén 100 planárdióda, amelynek félvezető 102 teste, fölső 104 felülete és alsó 106 felülete van, továbbá az alsó 106 felület szomszédságában N+ típusú 110 zónája van, fölső 104 felülete pedig P+ típusú 108 zónával és N— típusú 112 zónával határos. A P+ típusú 108 zónát és az N—- típusú 112 zónát PN típusú nagyfeszültségű 114 átmenet választja el egymástól, amely a fölső 104 felületet az átmenet és felület 115 áthaladásánál éri el. Az átmenet és felület 115 áthatását szigetelő 116 burkolat borítja, amely a 115 áthatás két oldalán a P+ típusú 108 zónát és az N— típusú 112 zónát is átfedi. Az N —típusú 112 zónával a fölső 104 felületen első vezető 118 réteg áll villamos érintkezésben, amely a szigetelő 116 burkolatot is átfedi. Célszerű, ha ez az első vezető 118 réteg röviddel az átmenet és a felület 115 áthatása előtt végződik, amint ez a 6. ábra szerinti példakénti kiviteli alak esetén látható. A szigetelő 116 burkolaton és az első vezető 118 rétegen második szigetelő 120 burkolat helyezkedik el. A P+ típusú 108 zónával a fölső 104 felületen második vezető 122 réteg áll villamos érintkezésben, amely átterjed a második szigetelő 120 burkolatra is, az első vezető .118 rétegtől viszont közzel van elválasztva. Láthatjuk, hogy a két vezető 118 és 122 réteg átlapolódása szomszédos a nagy ellenállású N— típusú 112 zóna 124 hivatkozási számmal jelölt részével és teljesen körülveszi az átmenet és a felület 115 áthatását. Az első és második vezető 118 és 122 réteggel kapcsolatban alkalmazott „vezető réteg" meghatározás nincs fémes rétegekre korlátozva, jóllehet ezek a célnak megfelelnek. így akár az egyik, akár mind a két 118 és 122 réteg vezetőképessége a némileg ellenállás jellegtől egészen a nagyon jó vezetőképességig terjedhet. Célszerű, ha a vezető 118 és 122 rétegek négyzetes ellenállása körülbelül 103 ohm/négyzet, vagy ennél kisebb. A vezető rétegek 10 1.5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
