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DE2922334C2 - - Google Patents

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Publication number
DE2922334C2
DE2922334C2 DE2922334A DE2922334A DE2922334C2 DE 2922334 C2 DE2922334 C2 DE 2922334C2 DE 2922334 A DE2922334 A DE 2922334A DE 2922334 A DE2922334 A DE 2922334A DE 2922334 C2 DE2922334 C2 DE 2922334C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
region
junction
semiconductor component
area
extension region
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.)
Expired
Application number
DE2922334A
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English (en)
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DE2922334A1 (de
Inventor
Victor Albert Keith Clifton Park N.Y. Us Temple
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2922334A1 publication Critical patent/DE2922334A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2922334C2 publication Critical patent/DE2922334C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
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    • H—ELECTRICITY
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Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

Die Erfindung geht aus von einem wenigstens einem pn- Übergang enthaltenen Halbleiterbauelement entsprechend dem Oberbegriff eines der Ansprüche 1 bis 4.
Dort, wo pn-Übergänge in die Oberfläche des Halbleiter­ bauelementes einmünden, entstehen hohe Feldstärken, wenn durch die außen angelegte Spannung der pn-Übergang in Sperrichtung vorgespannt ist. Überschreitet die Sperrspannung einen vorbestimmten Wert, so übersteigen die lokal auftretenden Feldstärkekräfte die zulässigen Grenzwerte, und es kommt zu einem Lawinendurchbruch des pn-Übergangs an dieser Stelle. Der Lawinendurchbruch hat überlicherweise eine Zerstörung des pn-Übergangs zur Folge.
Auch im Inneren eines pn-Übergangs können Lawinendurchbrüche auftreten, die jedoch in aller Regel nicht zu einer Zerstörung des pn-Übergangs führen. Aus der FR-PS 14 63 247 ist es deswegen bei Halbleiterbauelementen der eingangs genannten Art bekannt, durch entsprechende Dotierung hohe Feldstärken am Ende der Sperrschichten zu vermeiden. Zu diesem Zweck enthält das bekannte planare Halbleiterbauelement einen ersten, zwei zueinander parallele Oberflächen aufweisenden Bereich, der schwach dotiert und von einer bestimmten Leitfähigkeitsart ist. In diesen schwach dotierten ersten Bereich ragt ein stark dotierter zweiter Bereich mit der entgegengesetzten Leitfähigkeitsart. Dieser zweite Bereich ist von einem Sperrschichtverländerungsbereich umgeben, der dieselbe Leitfähigkeitsart aufweist wie der zweite Bereich, gegenüber diesem jedoch schwächer dotiert ist.
Es wird hierdurch im wesentlichen erreicht, daß der Sperrschichtverlängerungsbereich einen höheren elektrischen Widerstand aufweist, wodurch große Feldstärken am Ende des pn-Übergangs vermieden werden sollen.
Eine andere Maßnahme, um die Gefahr von Oberflächenüberschlägen an einem Halbleiterbauelement zu vermindern, ist in der DE-AS 14 39 954 beschrieben. Das Substrat ist hierbei stark dotiert und weist einen geringen elektrischen Widerstand auf. Der in das Substrat topfartig eingebettete Bereich, der eine andere Leitfähigkeitsart aufweist, ist schwach dotiert, ebenso wie ein sich konzentrisch um den eingebetteten Bereich herum erstreckender Sperrschichtverlängerungsbereich. Die Dicke des Sperrschichtverlängerungsbereiches ist kleiner als die Dicke des Bereiches der Ladungsträgerverarmung, so daß die Grenze der Verarmungsschicht noch vor dem Ende des Sperrschichtverlängerungsbereiches in die Oberfläche des Halbleiterbauelementes einmündet. Hierdurch wird eine Veränderung des tatsächlichen Verlaufes der Ladungsträgerverarmungsschicht erzwungen, in dem Sinne, daß die Ränder der Verarmungsschicht in dem zweiten Bereich in Richtung auf die Mitte des Halbleiterbauelementes zu gebogen sind.
Durch diese Art der Ausbildung des Sperrschichtverlängerungsbereiches als schwach dotierten Bereich über einen stark dotierten p-leitenden Bereich entsteht eine starke Krümmung der Grenze der Ladungsträgerverarmungsschicht und deshalb im Inneren des Halbleiterbauelementes eine höhere Feldstärke, die die maximale Lawinendurchbruchsspannung herabsetzt.
Zur Erhöhung der Lawinendurchbruchsspannung wurde deswegen bereits versucht, im Randbereich des pn-Überganges eine bestimmte Ladungsträgerkonzentration im Verarmungszustand zu erzielen, und zwar indem dort Teile des stark dotierten Bereiches gezielt weggeätzt werden. Ein solches Halbleiterbauelement ist in dem Aufsatz "The Theory and Application of a Simple Etch Contour for Near Ideal Breakdown Voltage in Plane and Planar p-n Junctions", IEEE Transactions on Electrican Devices, Vol. ED-23, Nr. 8, Seiten 950 bis 955 (1976) beschrieben. Das planare Halbleiterbauelement besteht aus einem wenig dotierten Substrat, in das ein stark dotierter Bereich hineinragt, der den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist. Dieser zweite Bereich ist an seinem Rand unter Ausbildung eines Sperrschichtverlängerungsbereiches in gezielter Weise von der außen liegenden Oberseite dünn geätzt, um dort eine bestimmte Ladungsträgerkonzentration zu erzwingen und so eine erhöhte Durchbruchsspannung erzeugen zu können.
Bei diesem bekannten Halbleiterbauelement muß allerdings die Ätztiefe sehr genau eingehalten werden, weil sonst zwar Außenüberschläge vermieden werden, gleichzeitig jedoch die innere Spannungsfestigkeit sich deutlich vermindern würde.
Da sich Ätztiefen nur außerordentlich schwer kontrollieren lassen, sind auf diese Weise keine besonders gut reproduzierbaren Ergebnisse zu erreichen, was letztlich zu einer Verminderung der zulässigen Grenzspannung führt.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein wenigstens einen pn-Übergang enthaltendes Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Lawinendurchbruchsspannung dem Wert der idealen Durchbruchsspannung des Bauelementes nahekommt, und bei dem die Spitzenwerte der elektrischen Oberflächen- und Innenfelder niedrig sind, während das Bauelement selbst einfach und genau reproduzierbar herstellbar ist.
Einander nebengeordnete Lösungen dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß durch die Patentansprüche 1 bis 4 gekennzeichnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement kann der Sperrschichtverlängerungsbereich durch Ionenimplantation oder durch epitaxiales Wachstum erzeugt werden. Beides sind Verfahren, die eine sehr hohe Herstellungsgenauigkeit möglich machen.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement Lage und Ladung des Sperrschichtverlängerungsbereichs in der in den Ansprüchen 1 bis 4 genannten Weise bestimmt ist, ergeben sich niedrige Spitzenwerte der elektrischen Innen- und Oberflächenfelder und eine hohe Durchbruchsspannung des Bauelementes. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Halbleiterbauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, wobei ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich anstoßend an den pn-Übergang angeordnet ist,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges mit einem Sperrschicht-Verlängerungsbereich, der in dem ersten Bereich, einen Teil des zweiten Bereiches überlappend, angeordnet ist,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vollständig innerhalb des ersten Bereiches angeordnet ist,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich an der oberen Oberfläche und an den pn-Übergang anstoßend angeordnet ist,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vorgesehen ist, der mit der oberen Oberfläche des ersten Bereiches und des zweiten Bereiches in Berührung steht und sich von dem ersten Bereich aus den zweiten Bereich überlappend erstreckt,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vollständig in dem ersten Bereich und mit der oberen Oberfläche in Berührung stehend angeordnet ist,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vorgesehen ist, der einen Teil der oberen Oberfläche des ersten Bereiches überdeckt und an den Übergang oder Sperrschichtabschluß anstößt,
Fig. 8 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vorgesehen ist, der einen Teil der oberen Oberfläche des ersten Bereiches und des zweiten Bereiches überdeckt,
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich derart angeordnet ist, daß er einen Teil der oberen Oberfläche des ersten Bereiches überdeckt,
Fig. 10 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teils eines ebenen Halbleiterbauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teils eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vorgesehen ist, der in dem ersten Bereich unterhalb der freiliegenden Oberfläche und an den pn-Übergang anstoßend angeordnet ist,
Fig. 10a das Halbleiterbauelement nach Fig. 10, in dem Zustand vor der Ausbildung der offenen Zone, in einer entsprechenden Darstellung,
Fig. 11 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich unterhalb der freiliegenden Oberfläche derart angeordnet ist, daß er einen Teil des zweiten Bereiches überlappt,
Fig. 12 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich unterhalb der freiliegenden Oberfläche des ersten Bereiches derart angeordnet ist, daß er einen Teil des zweiten Bereiches überlappt,
Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn- Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vollständig innerhalb des ersten Bereiches unterhalb der offenen Zone angeordnet ist,
Fig. 14 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn- Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich innerhalb des ersten Bereiches unterhalb der freiliegenden Oberfläche in Berührung mit dieser stehend derart angeordnet ist, daß er den pn-Übergang anstößt,
Fig. 15 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung unter Veranschaulichung eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich in Berührung mit der freiliegenden Oberfläche stehend derart angeordnet ist, daß er einen Teil des zweiten Bereiches überlappt,
Fig. 16 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung unter Veranschaulichung eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich mit der freiliegenden Oberfläche in Berührung stehend derart angeordnet ist, daß er einen Teil des zweiten Bereiches überlappt,
Fig. 17 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem der Sperrschicht- Verlängerungsbereich vollständig innerhalb des ersten Bereiches unterhalb der offenen Zone derart angeordnet ist, daß er mit der freiliegenden Oberfläche in Berührung steht,
Fig. 18 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einem offenen Bereich sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich in der offenen Zone derart angeordnet ist, daß er einen Teil der freiliegenden Oberfläche des ersten Bereiches überdeckt und an den Übergang- oder Sperrschichtabschluß anstößt,
Fig. 19 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Übergangs, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich derart angeordnet ist, daß er einen Teil der freiliegenden Oberfläche des ersten und des zweiten Bereiches überdeckt,
Fig. 20 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, in Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich derart angeordnet ist, daß er einen Teil der freiliegenden Oberfläche des ersten Bereiches überdeckt,
Fig. 21 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines ebenen Bauelementes mit einer offenen Zone, welche sich teilweise durch den zweiten Bereich hindurch erstreckt sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich unterhalb der offenen Zone angeordnet ist,
Fig. 22 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines ebenen Bauelementes ähnlich jenem nach Fig. 21 sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem der Sperrschicht-Verlängerungsbereich jedoch in dem ersten und dem zweiten Bereich unterhalb der offenen Zone angeordnet ist,
Fig. 23 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung, im Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines ebenen Bauelementes ähnlich jenem nach Fig. 21 sowie eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem der Sperrschicht-Verlängerungsbereich jedoch derart angeordnet ist, daß er einen Teil der freiliegenden Oberfläche der offenen Zone überdeckt,
Fig. 24 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung mit einer abgeschrägten Berandungsfläche, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich innerhalb des ersten Bereiches und unterhalb der abgeschrägten Fläche derart angeordnet ist, daß er an den pn-Übergang anstößt,
Fig. 25 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich unterhalb der abgeschrägten Fläche in dem ersten Bereich derart angeordnet ist, daß er in den zweiten Bereich übergreift,
Fig. 26 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich innerhalb des ersten Bereiches unterhalb der abgeschrägten Fläche angeordnet ist,
Fig. 27 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich derart angeordnet ist, daß er in Berührung mit der abgeschrägten Fläche steht und an den pn-Übergang anstößt,
Fig. 28 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich unterhalb der abgeschrägten Fläche in dem ersten Bereich derart angeordnet ist, daß er den zweiten Bereich überlappt,
Fig. 29 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich unterhalb der abgeschrägten Fläche angeordnet ist,
Fig. 30 eine andere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jener nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich derart angeordnet ist, daß er einen Teil der abgeschrägten Fläche des ersten Bereiches abdeckt und an den Übergang- oder Sperrschichtabschluß anstößt,
Fig. 31 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich derart angeordnet ist, daß er einen Teil der abgeschrägten Fläche des ersten Bereiches und einen Teil der abgeschrägten Fläche des zweiten Bereiches überdeckt und
Fig. 32 eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung ähnlich jenem nach Fig. 24, im Schnitt und in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung eines Teiles eines pn-Überganges, bei dem ein Sperrschicht- Verlängerungsbereich derart angeordnet ist, daß er einen Teil der abgeschrägten Fläche des ersten Bereiches abdeckt.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Halbleiterbauelementes 10, welches zumindest einen pn-Übergang mit hoher Durchbruchsspannung enthält. Das Halbleiterbauelement 10 weist einen ersten Bereich 12 aus halbleitendem Material auf, das über eine vorbestimmte Leitfähigkeitsart verfügt. Der Bereich 12 ist der leicht dotierte Bereich des Halbleiterbauelementes 10 und weist eine obere und eine untere Fläche 12 a bzw. 12 b sowie Seitenflächen auf. Ein stark dotierter zweiter Halbleiterbereich 14 von dem Bereich 12 entgegengesetzter Leitfähigkeitsart liegt innerhalb des Bereiches 12, wobei er sich von einem Teil der oberen Flächen 12 a aus bis zu einer Tiefe erstreckt, die kleiner ist als die Länge der Seitenflächen. Das Halbleiterbauelement 10 ist damit ein planares Halbleiterbauelement. Der Bereich 14 verfügt über eine obere Fläche 14 a und eine untere Fläche 14 b, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Zwischen dem Bereich 12 und dem Bereich 14 liegt in pn-Übergang 16. Das Halbleiterbauelement 10 weist außerdem einen von der Schnittlinie des pn-Übergangs (Sperrschicht) 16 mit der oberen Oberfläche 12 a und der unteren Oberfläche 14 a gebildeten Sperrschicht-Abschluß 18 auf. An der unteren Oberfläche 12 b und an der oberen Oberfläche 14 a sind jeweils ein elektrischer Kontakt 20 bzw. 22 befestigt, die eine Einrichtung zum Anschluß des Halbleiterbauelementes 10 an eine äußere elektrische Schaltung bilden.
Ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich 24, dessen seitliche Erstreckung größer ist als seine Dicke, und der aus einem Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie der Bereich 14 besteht, ist in dem Halbleiterbauelement 10 an einer in unmittelbarer Nähe des Sperrschichtabschlusses 18 liegenden Stelle vorgesehen, und zwar typischerweise oberhalb der Ebene der unteren Oberfläche 14 b und unterhalb der Ebene der oberen Oberfläche 14 a des zweiten Bereiches 14. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 24 stößt an den pn-Übergang 16 an. Außerdem ist der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 24 näherungsweise parallel zu der Hauptebene des pn-Überganges 16 ausgerichtet (die Hauptebene des pn-Übergangs 16 entspricht der unteren Oberfläche 14 b des Bereiches 14). Bei allen Ausführungsformen der Erfindung, die im nachfolgenden erläutert werden, ist der Sperrschicht-Verlängerungsbereich näherungsweise parallel zu der Ebene des pn- Überganges 16 ausgerichtet. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 24 des Halbleiterbauelementes 10 kann alternativ sich auch unterhalb der von der Oberfläche 14 b gebildeten Ebene erstrecken, vorausgesetzt, daß der Abstand zwischen dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 24 und der unteren Oberfläche 12 b ausreichend groß ist, so daß keine "Durchlöcherung" erfolgt.
Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 24 wirkt in dem Sinne, daß er die Spitzenwerte der elektrischen Innen- und Oberflächenfelder herabsetzt und die Lawinen- Durchbruchsspannung des pn-Übergangs des Halbleiterbauelementes 10 bis nahe an den Idealwert heran vergrößert. Zur Erläuterung sei ein idealer pn-Übergang als ein Übergang definiert, der zwischen zwei parallelen, in Berührung miteinander stehenden Schichten aus Halbleitermaterial auftritt, wenn sich die Länge der Schichten ins Unendliche erstreckt. In einem solchen Idealfalle müssen keine Oberflächeneffekte berücksichtigt werden. V id ist als die Lawinen- Durchbruchsspannung dieses idealen Überganges definiert. Die Durchbruchsspannung eines pn-Übergangs bei praktisch physikalisch realisierbaren Halbleiterbauelementen ist im allgemeinen wesentlich niedriger als V id .
Wenn der ideale pn-Übergang in Sperrichtung vorgespannt wird, bildet sich um den Übergang herum eine Verarmungszone. Q id ist als die ideale Ladung pro Flächeneinheit in der Verarmungszone dieses idealen Überganges definiert, wenn V id an dem Übergang anliegt. W id ist definiert als die Breite des Verarmungsbereiches der gering dotierten Seite des Überganges unter den oben beschriebenen Idealbedingungen. W JER ist definiert als die Länge des im ersten Bereich liegenden Teils des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches, d. h. als der Weg entlang seiner seitlichen Längserstreckung parallel zu der Hauptebene des Überganges 16.
Wenn bei einem praktisch ausgeführten Halbleiterbauelement, welches zumindest einen pn-Übergang enthält, der Sperrschicht-Verlängerungsbereich, wie der Bereich 24, vorgesehen wird, nähert sich die Lawinen- Durchbruchsspannung des Überganges V id . Es wurde festgestellt, daß durch eine sorgfältige Einjustierung von Q JER , der im verarmten Zustand in dem Sperrschicht- Verlängerungsbereich gemessenen Ladungskonzentration pro Flächeneinheit, wie auch der im ersten Bereich liegenden seitlichen Erstreckung W JER des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches sich nicht nur ein Halbleiterbauelement mit einem pn-Übergang schaffen läßt, dessen Durchbruchsspannung V id , d. h. dem Idealfall angenähert ist, sondern daß durch richtige Wahl von Q JER die Spitzenwerte der elektrischen Innen- und Oberflächenfelder des Bauelementes auf Optimalwerte herabgesetzt werden können.
Kleinere Werte von Q JER ergeben, wie erwünscht, höhere pn-Übergangs-Durchbruchsspannungen und niedrigere Spitzenwerte der elektrischen Oberflächenfelder. Andererseits führen niedrigere Werte von Q JER aber zu höheren Spitzenwerten des elektrischen Innenfeldes in dem Übergangsbereich. Es werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn Q JER = 0,6 bis 0,9 Q id gilt, wenngleich auch Werte von nach unten zu bis 0,2 Q id und nach oben zu bis 1,5 Q id noch wesentliche Verbesserungen der Eigenschaften der Bauelemente ergeben. Bei innerhalb dieses bevorzugten Bereiches liegenden Q JER -Werten nähert sich die Durchbruchsspannung des Überganges an V id an, während andererseits die elektrischen Oberflächen- und Innenfelder, verglichen mit einem pn-Übergang ohne einen Sperrschicht-Verlängerungsbereich, herabgesetzt werden.
Die Länge des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches ist ein anderer wichtiger Parameter, der jeweils richtig gewählt werden muß, um eine möglichst wirksame Herabsetzung der Spitzenwerte des Oberflächenfeldes und eine hohe Zunahme der Durchbruchsspannung des Bauelementes zu erzielen. Es wurde festgestellt, daß W JER etwa gleich oder größer als ½ W id sein muß. Werte von W JER , die kleiner sind als ½ W id , ergeben noch ein funktionsfähiges Bauelement, wenngleich dessen Funktionsweise mit kleiner werdenden W JER zunehmend beeinträchtigt wird, was bedeutet, daß die sich bei dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich ergebende Durchbruchsspannung des pn-Überganges nicht so groß ist, wie sie für höhere Werte von W JER wäre. W JER kann größer sein als ½ W id , doch ergeben Werte, die oberhalb von zwei W id liegen, keine wesentliche Verbesserung der Betriebseigenschaften des Bauelementes gegenüber den Eigenschaften, wie sie mit kleineren Werten von W JER erzielt werden. W JER -Werte oberhalb von zwei W id führen zu Bauelementen mit unnötig großen Oberflächen, die aber einwandfrei funktionieren. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich kann auch den Bereich 14 überlappen, wie dies in der ein Halbleiterbauelement 30 darstellenden Fig. 2 gezeigt ist. Das Halbleiterbauelement 30 ist in seiner Wirkungsweise und seinem Aufbau in jeder Hinsicht ähnlich dem Halbleiterbauelement 10 nach Fig. 1, mit der Ausnahme der Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 34. Lediglich der Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 34, der innerhalb des ersten Bereiches 12 liegt, ist im Sinne der Erzielung einer hohen pn-Übergang-Durchbruchsspannung und verringerter Spitzenwerte der elektrischen Innen- und Oberflächenfelder wirksam. Demgemäß muß der innerhalb des ersten Bereiches 12 des Halbleiterbauelementes 30 liegende Teil von W JER eine größere Länge als etwa ½ W id aufweisen.
Es ist auch eine andere Ausführungsform der Erfindung möglich, bei der der Sperrschicht-Verlängerungsbereich den zweiten Bereich weder überlappt noch an diesem anstößt. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 als Halbleiterbauelement 40 dargestellt, welches einen pn-Übergang 16 und einen Sperrschicht- Verlängerungsbereich 44 aufweist. Das Halbleiterbauelement 40 ist in seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 10 nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied der Lage des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 44. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 44 ist innerhalb des Bereiches 12 "elektrisch schwimmend" angeordnet. Unter "elektrisch schwimmend" ist dabei verstanden, daß er zwar innerhalb des Bauelementes untergebracht, aber mit keinem der elektrischen Kontakte (d. h. der Elektroden) des Bauelementes verbunden ist. Im einzelnen liegt der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 44 oberhalb der von der unteren Oberfläche 14 b und unterhalb der von der oberen Oberfläche 14 a jeweils gebildeten Ebene. Bei dieser Ausführungsform überlappt der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 44 somit weder den Bereich 14, noch stößt er an diesen an; um jedoch eine wirkungsvolle Funktionsweise zu ergeben, muß der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 44 in einem Abstand von ¼ W id oder weniger von dem Sperrschicht- oder Übergangsabschluß 18 stehen. Dieses Erfordernis gilt für alle die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Wie in dem Fall der beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele muß auch bei dieser Ausführungsform und den noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich vorhanden sein, dessen Länge W JER näherungsweise gleich oder größer als ½ W id ist. Bei den Ausführungsformen, bei denen der Sperrschicht-Verlängerungsbereich den Bereich 14 überlappt, muß der innerhalb des Bereiches 12 liegende Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches eine Länge aufweisen, die näherungsweise gleich oder größer als ½ W id ist.
Fig. 4 zeigt einen Teil eines einen pn-Übergang 16 enthaltenden Halbleiterbauelementes 50, das einen Sperrschicht- Verlängerungsbereich 54 aufweist. Das Halbleiterbauelement 50 ist in seinem Aufbau und seiner Funktion, bis auf auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 54, ähnlich dem Halbleiterbauelement 10 nach Fig. 1. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 54 liegt in dem Bereich 12, wo er einen Teil der oberen Oberfläche 12 a berührt und an den Übergang- oder Sperrschichtabschluß 18 anstößt.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes mit wenigstens einem pn-Übergang 16 in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 60 dargestellt, das in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise völlig dem Bauelement 50 nach Fig. 4 gleicht, ausgenommen jedoch die Anordnung des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 64. Der Sperrschicht- Verlängerungsbreich 64 liegt innerhalb des Bereiches 12 und berührt die obere Oberfläche 12 a. Außerdem übergreift er einen Teil des Bereiches 14, wobei er mit dem übergreifenden Teil in Berührung mit der oberen Oberfläche 14 a steht.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 6 in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 70 veranschaulicht, das hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Wirkungsweise völlig dem Halbleiterbauelement 50 nach Fig. 4 gleicht mit der Ausnahme jedoch, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 74 "schwimmend" innerhalb des Bereiches 12 und in Berührung mit der oberen Oberfläche 12 a angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 74 von dem Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 18 getrennt. Um jedoch eine ordnungsgemäße Wirksamkeit des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 74 zu gewährleisten, muß der Abstand zwischen dem Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 18 und dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 74 kleiner als etwa ¼ W id sein.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des Halbleiterelementes mit wenigstens einem pn-Übergang, und zwar in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 80, das in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise völlig nach dem Halbleiterbauelement 10 nach Fig. 1 gleicht, ausgenommen jedoch die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 84. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 84 muß nämlich nicht innerhalb der Bereiche 12 und 14 liegen. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich kann vielmehr auch derart angeordnet sein, daß er die obere Oberfläche 12 a oder einen Teil von dieser überdeckt und außerdem einen Teil der oberen Oberfläche 14 a überlappt. Im einzelnen zeigt die Ausführungsform nach Fig. 7 ein Halbleiterbauelement 80, dessen Sperrschicht- Verlängerungsbereich 84 derart angeordnet ist, daß er einen Teil der oberen Oberfläche 12 a überdeckt und an den Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 18 anstößt.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 8 als Teil eines Halbleiterbauelementes 90 mit wenigstens einem pn-Übergang und einem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 84 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 90 ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 80 nach Fig. 7, ausgenommen jedoch die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 94. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 94 ist derart angeordnet, daß er die obere Oberfläche 12 a oder einen Teil von dieser überdeckt und dabei den Bereich 14 teilweise überlappt.
Eine andere mögliche Ausführungsform ist in Fig. 9 in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 100 dargestellt, welches wenigstens einen pn-Übergang 16 enthält, während ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich 104 "schwimmend" auf der Oberfläche 12 a vorgesehen ist. Das Halbleiterbauelement 100 ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise völlig ähnlich dem Halbleiterbauelement 80 nach Fig. 7, ausgenommen jedoch die Lage des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 104. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 104 ist derart angeordnet, daß er einen Teil der oberen Oberfläche 12 a abdeckt und um einen bestimmten Abstand von dem Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 18 entfernt ist. Für eine ordnungsgemäße Funktion des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 104 ist wichtig, daß dieser Abstand kleiner als ca. ¼ W id ist.
Die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche 24, 34, 44, 54, 64 und 74 in den Fig. 1 bis 6 können durch Ionen- Implantation und nachfolgende Aktivierung, an die sich eine Diffusion anschließen kann, erzeugt werden.
Die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche 84, 94 unbd 104 der Fig. 7 bis 9 können durch epitaxiales Wachstum hergestellt werden.
Eine andere grundsätzliche Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes, das eine offene Zone aufweist, in der Halbleitermaterial entfernt wurde, ist in Fig. 10 veranschaulicht. Im einzelnen zeigt die Fig. 10 ein Halbleiterbauelement 110 mit einem Bereich 112 aus Halbleitermaterial einer vorbestimmten Leitfähigkeitsart, der eine obere Oberfläche 112 a und eine untere Oberfläche 112 b aufweist. Auf den Bereich 112 ist ein Bereich 114 eines Halbleitermateriales aufgesetzt, dessen Leitfähigkeitsart jener des Halbleitermaterials des Bereiches 112 entgegengesetzt ist. Der Bereich 114 weist eine obere Oberfläche 114 a und eine untere Oberfläche 114 b auf. Die untere Oberfläche 114 b verläuft längs der oberen Oberfläche 112 a, an die sie angrenzt. Der Bereich 114 ist im Vergleich zu dem Bereich 112 stark dotiert. Die Bereiche 112, 114 umfassen eine offene Zone 120, in der Halbleitermaterial entfernt worden ist. Fig. 10a veranschaulicht das Halbleiterbauelement 110 in dem Zustand, bevor es mit einer offenen Zone 120 versehen wurde. Die offene Zone 120 erstreckt sich von einem Teil der oberen Oberfläche 114 a aus durch den Bereich 114 nach unten in einen Teil des Bereiches 112 hinein, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Die Gestalt der offenen Zone 120 ist nicht kritisch. Die Gestalt kann derart wie in Fig. 10 sein, wobei die offene Zone dann in der Nähe des Übergangs- oder Sperrschichtabschlusses 123 eine gekrümmte Umrißgestalt aufweist. Andererseits könnte der Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 123 auch unter einem beliebigen Winkel auf die offene Zone 120 stoßen. Die Grenze der offenen Zone 120 mit dem Halbleiterbauelement 110 bildet einen Teil einer freiliegenden Oberfläche 122. Der Teil der oberen Oberfläche 114 a, der nicht von der offenen Zone 120 eingenommen ist, enthält den restlichen Teil der freiliegenden Oberfläche 122. Die gestrichelten Linien in der offenen Zone 120 zeigen die Lage von Teilen der Oberflächen der Bereiche 112, 114, wie sie vor der beschriebenen Entfernung der jeweiligen Teile zur Bildung der offenen Zone 120 verliefen. Das Halbleiterbauelement 110 weist außerdem einen pn-Übergang 116 auf, der zwischen den Bereichen 112, 114 liegt. Die obere Oberfläche 114 a und die untere Oberfläche 112 b sind jeweils mit elektrischen Kontakten 118, 119 versehen, um den Anschluß des Halbleiterbauelementes an eine äußere Schaltung zu erleichtern. An der Schnittlinie des Überganges 116 mit dem an die offene Zone 120 angrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche 122 ist ein Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 23 ausgebildet.
Das Halbleiterbauelement 110 ist mit einem Sperrschicht- Verlängerungsbereich 124 aus einem Halbleitermaterial versehen, dessen Leitfähigkeitsart die gleiche ist wie jene des Materials des Bereiches 114. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 124 liegt in dem Bereich 112 unterhalb des Teiles der freiliegenden Oberfläche 122, welche an eine offene Zone 120 angrenzt; er ist etwa parallel zu diesem Teil der freiliegenden Oberfläche 122 ausgerichtet und folgt dessen Umrißgestalt. Wie aus Fig. 10 zu entnehmen, ist der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 124 außerdem im wesentlichen parallel zu der Ebene des Überganges 116 orientiert, wobei ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 124 an den Übergang, d. h. die Sperrschicht 116 anstößt (die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche weiterer, dem Halbleiterbauelement 110 ähnlicher Ausführungsformen sind entsprechend im wesentlichen parallel zu der Ebene des pn-Überganges orientiert).
Um eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten, muß ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 124 in einem Abstand von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 123 liegen, der kleiner ist als etwa ¼ W id . Außerdem muß die Länge W JER des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 124 - gemessen ab einem rechten Winkel zu dem Sperrschichtabschluß 123 in Richtung der offenen Zone 120 hin in einer zu dem pn-Übergang 116 parallelen Ebene - gleich oder größer als ½ W id sein. Die beiden bezüglich dieses Abstands angeführten Forderungen gelten auch für weitere, dem Halbleiterbauelement 110 ähnliche Ausführungsformen, die im nachfolgenden beschrieben werden.
Eine andere Ausführungsform des Halbleiterbauelementes mit wenigstens einem pn-Übergang ist in Gestalt des Halbleiterbauelementes 130 in Fig. 11 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 130 ist in seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 110 der Fig. 1, mit der Ausnahme der Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 134. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 134 liegt innerhalb der Bereiche 112, 114 und ist im wesentlichen parallel zu dem Teil der freiliegenden Oberfläche 122 ausgerichtet, welcher an die offene Zone 120 angrenzt. Das Halbleiterbauelement 130 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauelement 110 darin, daß bei dem Halbleiterbauelement 110 der gesamte Sperrschicht-Verlängerungsbereich 124 in dem Bereich 112 liegt; bei dem Halbleiterbauelement 130 hingegen liegt lediglich ein wesentlicher Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 134 in dem Bereich 112, während ein anderer Teil in den Bereich 114 hinübergreift. Wie bei allen anderen Ausführungsformen, bei denen der Sperrschicht- Verlängerungsbereich sich in den Bereich 114 hinein erstreckt, trägt dieser überlappende Teil des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches im allgemeinen nicht zu einer Verbesserung der Betriebseigenschaften bei. Derartige Ausführungsformen können aber einfacher hergestellt werden, wobei der überlappende Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 139 die Betriebseigenschaften des Halbleitersbauelementes nicht wesentlich beeinträchtigt.
Eine weitere Ausführungsform des wenigstens einen pn- Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes ist in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 140 in Fig. 12 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 140 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 144 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 110 nach Fig. 10. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 144 liegt in den Bereichen 112, 114 unter einem Teil der freiliegenden Oberfläche 122; er ist im wesentlichen parallel dazu ausgerichtet. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 144 des Halbleiterbauelementes 140 unterscheidet sich von dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 124 des Halbleiterbauelementes 110 darin, daß der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 144 nicht nur in dem Bereich 112 liegt, sondern daß er auch, wie dargestellt, weiter in den Bereich 114 hineinragt als dies bei dem Sperrschicht- Verlängerungsbereich 134 der Fall ist (Fig. 11).
Fig. 13 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterbauelementes in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 150. Das Halbleiterbauelement ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 154 in seinem Aufbau und in seiner Betriebsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 110 der Fig. 10. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 154 liegt in dem Bereich 112 unterhalb des an den Bereich 112 angrenzenden Teiles der freiliegenden Oberfläche 122; er ist näherungsweise parallel dazu ausgerichtet. Das Halbleiterbauelement 150 der Fig. 13 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauelement 110 darin, daß der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 154 von dem Übergang 116 durch einen gewissen Abstand getrennt ist. Wie oben erörtert, muß ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches in einem Abstand von ¼ W id oder weniger von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 123 liegen.
Fig. 14 veranschaulicht eine andere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 160. Das Halbleiterbauelement 160 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 164 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 110 nach Fig. 10. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 164 liegt in dem Bereich 112 und steht in Berührung mit dem an den Bereich 112 angrenzenden Teil der freiliegenden Oberrfläche 122. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 164 ist näherungsweise parallel zu diesem Teil der freiliegenden Oberfläche 122 ausgerichtet. Außerdem stößt der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 164 an den Übergang- oder Sperrschichtabschluß 123 an.
Eine weitere Ausführungsform des wenigstens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterbauelementes ist als Halbleiterbauelement 170 in Fig. 15 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 170 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 174 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 160, das im vorstehenden beschrieben wurde. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 174 liegt in den Bereichen 112, 114, wobei er in Berührung mit einem an die offene Zone 120 angrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche 122 steht und etwa parallel dazu ausgerichtet ist. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 174 unterscheidet sich von dem Sperrschicht- Verlängerungsbereich 164 dadurch, daß der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 174 in den Bereich 114 übergreift.
Fig. 16 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 180. Das Halbleiterbauelement 180 ist bis auf Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 184 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem anhand von Fig. 14 beschriebenen Halbleiterbauelement 160. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 184 liegt innerhalb der Bereiche 112, 114, wobei er in Berührung mit einem Teil der freiliegenden Oberfläche 122 steht und etwa parallel dazu ausgerichtet ist. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 184 unterscheidet sich von dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 164 darin, daß er sich von dem Bereich 112 aus überlappend in den Bereich 114 erstreckt und dabei in Berührung mit einem Teil der eine offene Zone 120 begrenzenden freiliegenden Oberfläche 122 steht und außerdem den von der oberen Oberfläche 114 gebildeten Teil der freiliegenden Oberfläche 122 berührt.
Eine andere Ausführungsform des wenigstens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterbauelementes ist als Halbleiterbauelement 190 in Fig. 17 veranschaulicht. Das Halbleiterbauelement 190 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 194 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 160 nach Fig. 14. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 194 liegt in dem Bereich 112 unterhalb der offenen Zone 120; er steht in Berührung mit einem an den Bereich 112 angrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche 122 und ist etwa parallel dazu ausgerichtet. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 194 unterscheidet sich von dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 164 der Fig. 14 darin, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 194 von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 123 getrennt ist.
Eine weitere Ausführungsform ist in Gestalt eines wenigstens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterbauelementes 200 in Fig. 18 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 200 ist bis auf die Lage des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 204 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 110 nach Fig. 10. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 204 ist derart angeordnet, daß er einen an den Bereich 112 angrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche 122 überdeckt und etwa parallel zu der Ebene des pn-Überganges 116 ausgerichtet ist. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 204 stößt an den Übergang- oder Sperrschichtabsschluß 123 an. Wie aus Fig. 18 zu entnehmen, berührt der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 204 den Bereich 114 in der Nähe des Übergang- oder Sperrschichtabschlusses 123.
Eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes ist in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 210 in Fig. 19 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 210 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 214 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 200 nach Fig. 18. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 214 ist derart angeordnet, daß er einen Teil der freiliegenden Oberfläche 122 oberhalb der Bereiche 122, 114 überdeckt. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 214 unterscheidet sich von dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 204 darin, daß er sich weiter im Sinn der Überdeckung des den Bereich 114 und die offene Zone 120 begrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche 122 erstreckt. Darüber hinaus kann der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 214 auch einen Teil der oberen Oberfläche 114 a überdecken.
Fig. 20 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterbauelementes in Gestalt des Halbleiterbauelementes 220. Das Halbleiterbauelement 220 weist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 214 einen ähnlichen Aufbau und eine ähnliche Funktionsweise wie das Halbleiterbauelement 210 der Fig. 19 auf. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 224 ist derart angeordnet, daß er einen Teil der an den Bereich 112 angrenzenden freiliegenden Oberfläche 122 abdeckt. Der Bereich 224 ist im wesentlichen parallel zu diesem Teil ausgerichtet und im übrigen etwa parallel zu dem pn-Übergang 116 orientiert. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 224 ist von dem Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 123 getrennt. Dazu ist nochmal darauf hinzuweisen, daß bei einer solchen Ausführungsform, wie sie hier vorliegt, bei der der Sperrschicht-Verlängerungsbereich von dem Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 123 getrennt ist, ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereich in keinem größeren Abstand als ¼ W id von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 123 sich befinden darf.
Die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche 124, 134, 144, 154, 164, 174, 184 und 194 in den Fig. 10 bis 17 können durch Ionenimplantation und nachfolgende Aktivierung erzeugt werden, woran sich dann eine Diffusion anschließen kann. Die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche 204, 214, 224 in den Fig. 18 bis 20 können durch epitaxiales Wachstum erzeugt werden, vorausgesetzt natürlich, daß bei dem Bauelement in seiner endgültigen Gestalt in dem oben genannten Wertebereich Q JER liegt.
Eine andere grundsätzliche Ausführungsform des wenigstens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterbauelementes ist in Fig. 21 dargestellt, welche einen Teil eines Halbleiterbauelementes 230 veranschaulicht. Das Halbleiterbauelement 230 enthält einen Bereich 232 aus einem Halbleitermaterial einer vorbestimmten Leitfähigkeitsart, der mit einer oberen und unteren Oberfläche 232 a bzw. 232 b versehen ist. Ein Bereich 234 aus einem Halbleitermaterial der entgegengesetzten Leitfähigkeitsart, wie sie in dem Bereich 232 vorhanden ist und der eine obere und eine untere Oberfläche 234 a bzw. 234 b aufweist, ist auf den Bereich 232 aufgesetzt. Die untere Oberfläche 234 b verläuft gemeinsam mit der oberen Oberfläche 232 a, an der sie anliegt. Der Bereich 234 ist im Vergleich zu dem Bereich 232 stark dotiert. Der Bereich 234 umfaßt außerdem eine offene Zone 238, in der das Halbleitermaterial entfernt worden ist. Die gestrichelten Linien zeigen die Oberfläche des Halbleiterbauelementes vor der Ausbildung der offenen Zone 238. Die offene Zone 238 erstreckt sich von einem Teil der oberen Oberfläche 234 a aus nach unten so tief in den Bereich 234, daß der unterhalb der offenen Zone 238 verbleibenden Teil des Bereiches 234 einen dünnen Bereich 240 bildet, der im verarmten Zustand lediglich eine vernachlässigbare wirksame elektrische Ladung enthält. Die Grenze der offenen Zone 238 zu dem Halbleiterbauelement 230 bildet einen Teil einer freiliegenden Oberfläche 247. Der Rest der freiliegenden Oberfläche 247 ist durch die obere Oberfläche 234 a gebildet. Das Halbleiterbauelement 230 enthält wenigstens einen pn-Übergang, wie etwa den zwischen den Bereichen 232, 234 vorhandenen pn-Übergang 236. Ein Quasi- Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 ist derart definiert, daß er in dem Übergang 236 der Ort ist, welcher in unmittelbarer Nähe zu der Stelle liegt, bei der der Bereich 234 sich verengt, um die offene Zone 238 und den schmalen Bereich 240 zu bilden. Auf die untere Oberfläche 232 b und die obere Oberfläche 234 a sind elektrische Kontakte 246, 248 aufgesetzt, die den Anschluß des Halbleiterbauelementes 230 an eine äußere Schaltung erleichtern.
In den Bereichen 232, 234 ist ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich aus Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie der Bereich 234 angeordnet, wobei dieser Sperrschicht-Verlängerungsbereich eine größere seitliche Erstreckung als Dicke aufweist. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich kann an sich im einzelnen an vielen verschiedenen Stellen in dem ganzen Halbleiterbauelement angeordnet sein und dennoch die Aufgabe lösen, nämlich die Durchbruchsspannung eines pn-Überganges in dem Halbleiterbauelement zu vergrößern und gleichzeitig niedrige Spitzenwerte der elektrischen Oberflächen- und Innenfelder zu erzielen. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich soll an sich etwa parallel zu dem Umriß der freiliegenden Oberfläche oder eines Teiles derselben ausgerichtet und diesem folgend ausgebildet sein. Auch soll der Sperrschicht- Verlängerungsbereich allgemein parallel zu der Ebene des pn-Überganges sein. Dies gilt für alle Ausführungsformen, die im einzelnen noch besprochen werden und die ähnlich dem Halbleiterbauelement 230 sind. Es ist zu betonen, daß ein Teil des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches in der Nähe des Quasi-Übergang- oder Sperrschichtabschlusses 242 liegen muß (der Ausdruck "in der Nähe" ist dabei derart definiert, daß er einen Abstand definiert, der nicht größer ist als ¼ W id ). Ein beträchlicher Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereichs liegt unterhalb der Zone 238. Dies gilt wiederum für die Ausführungsformen ähnlich dem Halbleiterbauelement 230, die im einzelnen noch erläutert werden.
Eine bestimmte ausgewählte Lage für den Sperrschicht- Verlängerungsbereich 244 ergibt die Ausführungsform des Halbleiterbauelementes 230 nach Fig. 21. Im einzelnen ist der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 244 des Halbleiterbauelementes 230 in dem Bereich 232 unterhalb der offenen Zone 238 angeordnet und etwa parallel zu dem pn-Übergang 236 ausgerichtet. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 244 ist von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 getrennt. Wenngleich diese beiden Bereiche auch getrennt sind, so muß doch ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 244 "in der Nähe" von dem Quasi-Übergang- oder Sperrschicht- Verlängerungsbereich 244 liegen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Wenn sie auch nicht dargestellt sind, so sind doch noch weitere Ausführungsformen ähnlich jenen, wie sie in Fig. 21 in Gestalt des Halbleiterbauelementes 230 veranschaulicht sind, wegen der vielfältigen geometrischen Anordnungsmöglichkeiten des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches möglich. So kann z. B. ein Halbleiterbauelement, das in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 230 ist, einen Sperrschicht-Verlängerungsbereich aufweisen, der so wie der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 244 ist, aber in den Bereich 234 übergreift. Dieser überlappende oder übergreifende Teil des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches kann parallel zu dem Teil der freiliegenden Oberfläche ausgerichtet sein, welcher an die offene Zone 238 angrenzt; er kann sich außerdem in den Bereich 234 erstrecken und diesen überlappen, wobei er parallel zu dem Teil der freiliegenden Oberfläche 247 verläuft, der aus der oberen Oberfläche 234 a besteht. Eine weitere Ausführungsform ergibt einen Teil eines Halbleiterbauelementes ähnlich jenem, wie es als Halbleiterbauelement 230 in Fig. 21 dargestellt ist. Dieses Halbleiterbauelement enthält einen Sperrschicht-Verlängerungsbereich, der ähnlich dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 244 ist, mit der Ausnahme jedoch, daß ein Teil dieses Sperrschicht- Verlängerungsbereiches an den Quasi-Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 anstößt. Es können noch weitere Ausführungsformen angegeben werden, bei denen der Sperrschicht-Verlängerungsbereich an den Übergang 236 an verschiedenen Stellen anstößt, vorausgesetzt natürlich, daß diese Stellen jeweils "in der Nähe" von dem Quasi-Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 sich befinden.
Fig. 22 zeigt eine weitere Auführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt des Halbleiterbauelementes 250. Das Halbleiterbauelement 250 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereich 254 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 230 nach Fig. 21. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 254 ist in den Bereichen 232, 234 derart angeordnet, daß er einen Teil der einen dünnen Bereich 240 begrenzenden freiliegenden Oberfläche 247 berührt. der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 254 ist etwa parallel zu dem pn-Übergang 236 ausgerichtet. Außerdem ist der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 254 von dem Quasi-Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 getrennt. Auch hier sind wiederum weitere Auführungsformen dieses Halbleiterbauelementes 230 wegen der unterschiedlichen geometrischen Ausbildungen möglich, die der Sperrschicht-Verlängerungsbereich erhalten kann.
So ergibt sich z. B. ein Halbleiterbauelement ähnlich dem Halbleiterbauelement 250, wenn ein Sperrschicht-Verlängerungsbereich 254 an den Quasi-Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 anstoßend angeordnet ist. eine weitere Asuführungsform wird dadurch erzeugt, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in den Bereichen 233, 234 derart angeordnet ist, daß er den an die offene Zone 238 angrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche 247 berührt und etwa parallel zu dieser ausgerichtet ist. Eine weitere Ausführungsform ergibt sich, wenn der Sperrschicht-Verlängerungsbereich des gerade beschriebenen Halbleiterbauelementes außerdem in den Bereich 234 übergreift und derart angeordnet ist, daß er sich unterhalb eines Teiles der oberen Oberfläche 234 a erstreckt und diese berührt.
Eine andere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes ist in Gestalt des Halbleiterbauelementes 260 in Fig. 23 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 260 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 264 in seinem Aufbau und in seiner Funktionsweise ähnlich dem anhand von Fig. 21 beschriebenen Halbleiterbauelement 230. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 264 überdeckt einen Teil der an den schmalen Bereich 240 anschließenden freiliegenden Oberfläche 247. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 264 ist von dem Quasi-Übergang- oder Sperrschichtabschluß 242 getrennt. Auch hier sind wegen der vielen verschiedenen geometrischen Ausbildungen, die dem Sperrschicht- Verlängerungsbereich gegeben werden können, weitere Ausführungsformen des Halbleiterbauelement möglich. So kann z. B. der Sperrschicht-Verlängerungsbereich ähnlich dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich 244 angeordnet sein, mit dem Unterschied jedoch, daß ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches an den Teil der freiliegenden Oberfläche 247 unmittelbar oberhalb des Übergang- oder Sperrschichtabschlusses 242 angrenzt. Bei beiden vorhergehend erläuterten Ausführungsformen ist der Sperrschicht-Verlängerungsbereich etwa parallel zu der Ebene des pn-Überganges ausgerichtet. Tatsächlich ist bei allen Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 23 der Sperrschicht-Verlängerungsbereich im wesentlichen parallel zu der Ebene des pn- Überganges orientiert. Eine weitere Auführungsform ähnlich dem Halbleiterbauelement 260 ergibt sich, wenn der Sperrschicht-Verlängerungsbereich derart angeordnet wird, daß er einen Teil der freiliegenden Oberfläche 247 unterhalb der offenen Zone 238 überdeckt und außerdem einen Teil der oberen Oberfläche 234 a des Bereiches 234 abdeckt. Bei den im vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen, die ähnlich den Halbleiterbauelementen 230, 250 sind, kann der Sperrschicht- Verlängerungsbereich durch Ionenimplantation und nachfolgende Aktivierung geschaffen werden, worauf sich eine Diffusion anschließen kann. Bei Ausführungsformen ähnlich dem Halbleiterbauelement 260 kann der Sperrschicht-Verlängerungsbereich durch epitaxiales Wachstum hergestellt werden.
Eine weitere grundsätzliche Ausführungsform des wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes 270 in Fig. 24 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 270 enthält einen Bereich 272 aus einem Halbleitermaterial einer vorbestimmten Leitfähigkeitsart, der mit einer oberen und einer unteren Oberfläche 272 a bzw. 272 b ausgebildet ist. Ein Bereich 274 aus einem Halbleitermaterial der entgegensetzten Leitfähigkeitsart wie in dem Bereich 272, der eine obere und eine untere Oberfläche 274 a bzw. 274 b aufweist, ist auf den Bereich 272 aufgesetzt. Die untere Oberfläche 274 b erstreckt sich zusammen mit der oberen Oberfläche 272 a, an die sie angrenzt.
Der Bereich 274 ist im Vergleich zu dem Bereich 272 stark dotiert. Zwischen den Bereich 272, 274 ist ein pn-Übergang 276 vorhanden. Die Bereiche 272, 274 haben eine eine gemeinsame Berandung aufweisende Seitenfläche, von der ein Teil 280, wie in Fig. 24 dargestellt, abgeschrägt ist. Die abgeschrägte Fläche 280 bildet einen Teil der Außenfläche des Halbleiterbauelementes 270, die aus der gesamten Dicke des Bereiches 274 und einem Teil der Dicke des Bereiches 272 gebildet ist. Die abgeschrägte Fläche 280 ist derart ausgerichtet, daß sie mit der Ebene des pn-Überganges 276 einen kleinen spitzen Winkel einschließt. Bei fehlendem Sperrschicht-Verlängerungsbereich ergeben sich die besten Ergebnisse, wenn dieser spitze Winkel so klein wie möglich ist. Bei einem praktisch ausgeführten Halbleiterbauelement sind Winkel in dem Bereich von etwa 2° bis 12° brauchbar. An der Schnittlinie des Überganges 276 mit der abgeschrägten Fläche 280 ist ein Übergang- oder Sperrschichtabschluß 282 vorhanden. Um den Anschluß des Halbleiterbauelementes an eine äußere elektrische Schaltung zu erleichtern, sind elektrische Kontakte 284, 286 auf die untere Oberfläche 272 b und die obere Oberfläche 274 a aufgesetzt. Ähnlich wie bei den bereits erläuterten Auführungsformen enthält das Halbleiterbauelement 270 einen Sperrschicht- Verlängerungsbereich 288, der die Durchbruchsspannung eines in dem Halbleiterbauelement enthaltenen pn-Überganges 276 erhöht und außerdem zu niedrigen Spitzenwerten der elektrischen Oberflächen- und Innenfelder führt. Die Ausbildung des Halbleiterbauelementes 270 mit einer abgeschrägten Fläche 280 führt dazu, daß von den beiden Bereichen 272, 274 des Halbleiterbauelementes analoge Teilbereichs entfernt werden, wie es bei dem Halbleiterbauelement 110 nach Fig. 10 geschah, um die offene Zone 120 zu erzeugen. Die Stellen innerhalb des Halbleiterbauelementes, an denen der Sperrschicht-Verlängerungsbereich vorgesehen werden kann, um eine ordnungsgemäße Betriebsweise des Halbleiterbauelementes zu erzielen, sind ähnlich wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen.
Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich besteht aus einem Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie in dem Bereich 274. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich dieser grundsätzlichen Ausführungsform weist eine größere Länge als Dicke auf; seine Länge ist aber kleiner als die Länge der abgeschrägten Fläche 280. Allgemein gesagt, liegt der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in der Nähe der abgeschrägten Fläche 280; er ist etwa parallel zu dieser ausgerichtet. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich kann unterhalb der abgeschrägten Fläche 280 liegen und mit dieser in Berührung stehen; er kann aber auch einen Teil der abgeschrägten Fläche 280 überdecken. Ein beträchtlicher Teil des beschriebenen Sperrschicht-Verlängerungsbereiches muß in dem Bereich 272 liegen oder einen an den Bereich 272 anstoßenden Teil der abgeschrägten Fläche 280 überdecken. Im einzelnen sollte die Länge des Teiles des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches, der in dem Bereich 272 liegt oder diesen überdeckt, ½ W id oder größer sei, um die gewünschten Ergebnisse zu erz 09869 00070 552 001000280000000200012000285910975800040 0002002922334 00004 09750ielen.
Dadurch, daß das abgeschrägte Halbleiterbauelement 270 und ähnliche Ausführungsform mit einem Sperrschicht- Verlängerungsbereich versehen werden, ergeben sich niedrigere Spitzenwerte der elektrischen Innen- und Oberflächenfelder als sie bei einem solchen abgeschrägten Halbleiterbauelement auftreten würden, das lediglich mit einer abgeschrägten Fläche, aber ohne Sperrschicht- Verlängerungsbereich versehen wäre. In ähnlicher Weise ergibt sich im Vergleich zu einem abgeschrägten Halbleiterbauelement ohne Sperrschicht-Verlängerungsbereich eine höhere Durchbruchsspannung. Dadurch, daß das abgeschrägte Halbleiterbauelement mit einem Sperrschicht- Verlängerungsbereich versehen wird, läßt sich Bauelement- Oberfläche einsparen, weil der spitze Winkel, den die abgeschrägte Fläche 280 mit dem pn-Übergang 276 einschließt, größer sein kann als bei dem gleichen, ohne Sperrschicht-Verlängerungsbereich ausgeführten Halbleiterbauelement.
Wie aus Fig. 24 zu entnehmen, stößt ein Teil des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 288 an den pn-Übergang 276 an. Bei dieser Ausführungsform und auch bei allen Ausführungsformen die im nachfolgenden erläutert werden und die ähnlich dem Halbleiterbauelement 270 sind, muß ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches innerhalb eines Abstandes ¼ W id von dem Übergangs- oder Sperrschichtabschluß 282 liegen.
Eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes ist in Gestalt eines Halbleiterbauelementes 290 in Fig. 25 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 290 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 298 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 270 nach Fig. 24. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 298 ist innerhalb des Halbleiterbauelementes 290 entsprechend der vorstehenden allgemeinen Lagebeschreibung angeordnet, und zwar liegt er im einzelnen unterhalb der abgeschrägten Fläche 280 in dem Bereich 272. Ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 288 greift in den Bereich 274 hinein.
Fig. 26 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einem pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt des Halbleiterbauelementes 300. Das Halbleiterbauelement 300 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 308 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 270 nach Fig. 24. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 308 ist in dem Halbleiterbauelement 300 wiederum entsprechend der vorstehend gegebenen allgemeinen Lagebeschreibung angeordnet; er liegt in dem Bereich 272 unterhalb der abgeschrägten Fläche 280. Sperrschicht-Verlängerungsbereich 308 ist von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 282 getrennt.
Eine andere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes ist in Gestalt des Halbleiterbauelementes 310 in Fig. 27 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 310 ist bis auf die Lage des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 318 in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 270 nach Fig. 24. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 318 ist in dem Halbleiterbauelement 310 entsprechend der vorstehend gegebenen allgemeinen Lagebeschreibung angeordnet; er liegt in dem Bereich 272 unterhalb der abgeschrägten Fläche 280, mit der er in Berührung steht. Ein Teil des Sperrschicht- Verlängerungsbereichs stößt an den Übergang- oder Sperrschichtabschluß 282 an.
Fig. 28 veranschaulicht eine weitere Auführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt des Halbleiterbauelementes 320. Das Halbleiterbauelement 320 ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem anhand von Fig. 27 beschriebenen Halbleiterbauelement 310, ausgenommen jedoch die Lage des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 328, der sich weiter erstreckt und in den Bereich 274 übergreift. Der Sperrschicht- Verlängerungsbereich 328 ist innerhalb des Halbleiterbauelementes 320 entsprechend der im vorstehenden gegebenen allgemeinen Lagebeschreibung untergebracht. Im einzelnen liegt der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 328 derart in dem Bereich 272, daß ein Teil des Sperrschicht- Verlängerungsbereiches 328 in den Bereich 274 übergreift. Außerdem ist der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 328 unterhalb der abgeschrägten Fläche 280 angeordnet, mit der er in Berührung steht.
Eine andere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes ist in Gestalt des Halbleiterbauelementes 330 in Fig. 29 veranschaulicht. Das Halbleiterbauelement 330 ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 310 nach Fig. 27, mit dem Unterschied jedoch, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 338 getrennt von dem Übergang- oder Sperrschichtabschluß 282 angeordnet ist. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 338 ist innerhalb des Halbleiterbauelementes 330 entsprechend der obigen allgemeinen Lagebeschreibung angeordnet; er liegt im einzelnen innerhalb des Bereiches 272 unterhalb der abgeschrägten Fläche 280, mit der er in Berührung steht. Die Länge des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 338 kann kleiner sein als die des an den Bereich 272 angrenzenden Teiles der abgeschrägten Fläche 280, solange nur die Länge des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 338 größer als ½ W id ist.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 30 als Teil eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes 340 veranschaulicht. Das Halbleiterbauelement 340 ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem anhand der Fig. 24 beschriebenen Halbleiterbauelement 270 gestaltet, mit dem Unterschied jedoch daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 348 derart angeordnet ist, daß er einen Teil der abgeschrägten Fläche 280 überdeckt. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 348 ist auf dem Halbleiterbauelement 340l entsprechend der im vorstehenden gegebenen allgemeinen Lagebeschreibung angeordnet. Im einzelnen ist die Anordnung des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 348 derart getroffen, daß er einen an den Bereich 272 angrenzenden Teil der abgeschrägten Fläche 280 überdeckt und an den Übergang- oder Sperrschichtabschluß 282 anstößt.
Fig. 31 veranschaulicht eine andere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt des Halbleiterbauelementes 350. Das Halbleiterbauelement ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 340 nach Fig. 30, mit dem Unterschied jedoch, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 358 einen Teil der abgeschrägten Fläche 280 oberhalb des Bereiches 272 abdeckt und sich auf die abgeschrägte Fläche 280 des Bereiches 274 erstreckt.
In Fig. 32 ist eine weitere Ausführungsform eines wenigstens einen pn-Übergang enthaltenden Halbleiterbauelementes in Gestalt des Halbleiterbauelementes 360 dargestellt. Das Halbleiterbauelement 360 ist in einem Aufbau und seiner Funktionsweise ähnlich dem Halbleiterbauelement 340 nach Fig. 30, mit dem Unterschied jedoch, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 368 getrennt von dem Übergang oder Sperrschichtabschluß 282 angeordnet ist. Der Sperrschicht-Verlängerungsbereich 368 ist auf dem Halbleiterbauelement 360 entsprechend der im vorstehenden gegebenen allgemeinen Lagebeschreibung des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches angeordnet. Im einzelnen ist die Anordnung des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches 368 derart getroffen, daß er einen an den Bereich 272 anstoßenden Teil der abgeschrägten Fläche 280 überdeckt.
Die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche 288, 298, 308, 318, 328 und 338 der Fig. 24 bis 29 können durch Ionen- Implanation und nachfolgende Aktivierung geschaffen werden, woran sich eine Diffusion anschließen kann. Die Sperrschicht-Verlängerungsbereiche 348, 358 und 368 der Fig. 30 bis 32 können durch epitaxiales Wachstum erzeugt werden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß alle Figuren verschiedene Ausführungsformen von Teilen von Halbleiterbauelementen veranschaulichen, bevor auf deren Oberflächen die auf solchen Halbleiterbauelementen normalerweise verwendete Schutz-Passivierung aufgebracht worden ist.

Claims (47)

1. Wenigstens einen planaren pn-Übergang enthaltendes Halbleiterbauelement mit einem eine obere und eine untere Oberfläche vorbestimmter Länge sowie eine seitliche Oberfläche aufweisenden schwach dotierten ersten Bereich aus einem Halbleitermaterial einer bestimmten Leitfähigkeitsart, an den sich von einem Teil der oberen Oberfläche des ersten Bereiches nach unten ragend ein eine obere und eine untere Oberfläche aufweisender hochdotierter zweiter Bereich anschließt, der aus einem Halbleitermaterial entgegengesetzter Leitfähigkeitsart wie der erste Bereich besteht, so daß der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich verlaufende pn-Übergang an einer Schnittstelle in die obere Oberfläche des ersten und zweiten Bereiches mündet, mit einem aus einem Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie bei dem zweiten Bereich bestehenden Sperrschichtverlängerungsbereichs, dessen seitliche Erstreckung größer als seine Dicke und dessen Dicke kleiner als die Dicke des zweiten Bereiches ist und der nahe der Schnittstelle angeordnet sowie näherungsweise parallel zu der Hauptebene des pn-Übergangs orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Definition von Q JER als dem Betrag der Ladung pro Flächeneinheit im vollständig verarmten Zustand in dem Sperrschicht- Verlängerungsbereich (24, 34, 44, 54, 54, 74,. 84, 94, 104) und von Q id als der Ladung pro Flächeneinheit in dem Verarmungsbereich eines idealen, zwischen zwei parallelen sich ins Unendliche erstreckenden Schichten aus Halbleitermaterial verlaufenden pn-Übergangs (16) bei an diesen pn-Übergang (16) angelegter Lawinen- Durchbruchsspannung die Größe Q JER einen Wert aufweist, der in dem Bereich von 0,2 Q id bis 1,5 Q id liegt, und daß bei der Definition von W id als der Breite des Verarmungsbereichs auf der schwach dotierten Seite eines idealen pn-Übergangs bei daran angelegter Lawinen-Durchbruchsspannnung der Abstand des Sperrschicht-Verlängerungsbereichs (24) von der Schnittstelle (18) des pn-Übergangs (16) kleiner oder gleich 0,25 W id ist (Fig. 1 bis 9).
2. Wenigstens einen pn-Übergang enthaltendes Halbleiterbauelement mit einem eine obere und eine untere Oberfläche vorbestimmter Länge sowie eine seitliche Oberfläche aufweisenden schwach dotierten ersten Bereich aus einem Halbleitermaterial einer Oberfläche einen eine obere und eine untere Oberfläche aufweisenden hochdotierten zweiten Bereich aufweist, der aus einem Halbleitermaterial entgegengesetzter Leitfähigkeitsart wie der erste Bereich besteht, so daß der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich verlaufende pn-Übergang an einer Schnittstelle in die Oberfläche des Halbleiterbauelementes mündet, mit einem aus einem Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie bei dem zweiten Bereich bestehender Sperrschicht-Verlängerungsbereich, dessen seitliche Erstreckung größer als seine Dicke, und dessen Dicke kleiner als die Dicke des zweiten Bereiches ist und der nahe der Schnittstelle angeordnet sowie im wesentlichen parallel zu der Hauptebene des pn-Übergangs orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Bereich sich bis zur seitlichen Oberfläche des ersten Bereiches erstreckende Bereich (112, 114) jeweils eine offene Zone (120) aufweisen, in der das Halbleitermaterial entfernt ist und die sich von einem Teil der oberen Oberfläche des zweiten Bereiches (114) ausgehend nach unten bis in einen Teil des ersten Bereiches (112) und von der seitlichen Oberfläche des ersten und zweiten Bereichs (112, 114) ausgehend nach innen erstreckt, daß bei der Definition von Q JER als dem Betrag der Ladung pro Flächeneinheit im vollständig verarmten Zustand in dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich (124, 134, 144, 154, 164, 174, 184, 194, 204, 214, 224) und von Q id als der Ladung pro Flächeneinheit in dem Verarmungsbereich eines idealen, zwischen zwei parallelen sich ins Unendliche erstreckenden Schichten aus Halbleitermaterial verlaufenden pn-Übergangs (116) bei an diesen pn-Übergang (116) angelegter Lawinen Durchbruchsspannung die Größe Q JER einen Wert aufweist, der in dem Bereich von 0,2 Q id bis 1,5 Q id liegt, und daß bei der Definition von W id als der Breite des Verarmungsbereichs auf der schwach dotierten Seite eines idealen pn-Übergangs bei daran angelegter Lawinen-Durchbruchsspannung der Abstand des Sperrschicht-Verlängerungsbereichs von der Schnittstelle des pn-Übergangs (116) kleiner oder gleich 0,25 W id ist (Fig. 10 bis 20).
3. Wenigstens einen pn-Übergang enthaltendes Halbleiterbauelement mit einem eine obere und eine untere Oberfläche vorbestimmter Länge sowie eine seitliche Oberfläche aufweisenden schwach dotierten ersten Bereich aus einem Halbleitermaterial einer bestimmten Leitfähigkeitsart, der an seiner oberen Oberfläche einen eine obere und eine untere Oberfläche aufweisenden hochdotierten zweiten Bereich aufweist, der aus einem Halbleitermaterial entgegengesetzter Leitfähigkeitsart wie der erste Bereich besteht, so daß der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich verlaufende pn-Übergang an einer Schnittstelle in die Oberfläche des Halbleiterbauelementes mündet, und mit einem aus einem Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie bei dem zweiten Bereich bestehenden Sperrschicht-Verlängerungsbereich, dessen seitliche Erstreckung größer als seine Dicke und dessen Dicke kleiner als die maximale Dicke des zweiten Bereiches ist und der nahe der Schnittstelle angeordnet sowie näherungsweise parallel zu der Hauptebene des pn-Übergangs orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, sich bis zur seitlichen Oberfläche des ersten Bereichs (232) erstreckende Bereich (234) eine offene, sich bis zur seitlichen Oberfläche des ersten Bereichs (232) erstreckende Zone (238) enthält, in der das Halbleitermaterial entfernt ist und die sich von einem Teil der oberen Oberfläche (234 a) des zweiten Bereiches (234) aus bis zu einer solchen Tiefe erstreckt, daß durch den unterhalb der offenen Zone (238) verbleibenden Teil (240) des zweiten Bereiches ein so dünner Bereich gebildet ist, daß dieser im verarmten Zustand lediglich eine vernachlässigbare wirksame elektrische Ladung enthält, daß sich der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (244, 254, 264) parallel zu der freiligenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelementes ausgerichtet erstreckt und deren Kontur folgend ausgebildet ist, daß ein wesentlicher Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches unterhalb der offenen Zone (238) angeordnet ist, daß bei der Definition von Q JER als dem Betrag der Ladung pro Flächeneinheit im vollständig verarmten Zustand in dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich (233, 254, 264) und von Q id als der Ladung pro Flächeneinheit in dem Verarmungsbereich eines idealen, zwischen zwei parallelen sich ins Unendliche erstreckenden Schichten aus Halbleitermaterial verlaufenden pn-Übergangs (236) bei an diesen pn-Übergang (236) angelegter Lawinen- Durchbruchsspannung die Größe Q JER einen Wert aufweist, der in dem Bereich von 0,2 Q id bis 1,5 Q id liegt, und daß bei der Definition von W id als der Breite des Verarmungsbereichs auf der schwach dotierten Seite eines idealen pn-Übergangs bei daran angelegter Lawinen-Durchbruchsspannung der Abstand des Sperrschicht-Verlängerungsbereichs von der Schnittstelle des pn-Übergangs (236) kleiner oder gleich 0,25 W id ist (Fig. 21 bis 23).
4. Wenigstens einen pn-Übergang enthaltendes Halbleiterbauelement mit einem eine obere und eine untere Oberfläche vorbestimmter Länge sowie eine seitliche Oberfläche aufweisenden schwach dotierten ersten Bereich aus einem Halbleitermaterial einer bestimmten Leitfähigkeitsart, der an seiner oberen Oberfläche einen eine obere und eine untere der oberen Oberfläche des ersten Bereiches folgende Oberfläche aufweisenden hochdotierten zweiten Bereich aufweist, der aus einem Halbleitermaterial entgegengesetzter Leitfähigkeitsart wie der erste Bereich besteht, so daß der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich verlaufende pn-Übergang an einer Schnittstelle in die Oberfläche des Halbleiterbauelementes mündet, und mit einem aus einem Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitsart wie bei dem zweiten Bereich bestehenden Sperrschicht-Verlängerungsbereich, dessen seitliche Erstreckung größer als seine Dicke und dessen Dicke kleiner als die Dicke des zweiten Bereiches ist und der nahe der Schnittstelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bereiche (272, 274) eine gemeinsame Seitenrandfläche (280) aufweisen, von der ein Teil durch die gesamte Dicke des zweiten Bereiches (274) sowie durch einen Teil der Dicke des ersten Bereiches (272) durchgehend abgeschrägt ist und die mit der Hauptebene des pn-Überganges (276) einen spitzen Winkel einschließt, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (288, 298, 308, 318, 328, 338, 348, 358, 368), dessen Länge kleiner als die Länge der abgeschrägten Fläche (280) ist, in der Nähe der abgeschrägten Fläche (280) sowie näherungsweise parallel dazu liegend angeordnet ist, daß bei der Definition von Q JER als dem Betrag der Ladung pro Flächeneinheit im vollständig verarmten Zutand in dem Sperrschicht-Verlängerungsbereich (288, 298, 308, 318, 328, 338, 348, 358, 368) und von Q id als der Ladung pro Flächeneinheit in dem Verarmungsbereich eines idealen, zwischen zwei parallelen sich ins Unendliche erstreckenden Schichten aus Halbleitermaterial verlaufenden pn-Übergangs (276) bei an diesen pn-Übergang (276) angelegter Lawinen- Durchbruchsspannung die Größe Q JER einen Wert aufweist, der in dem Bereich von 0,2 Q id bis 1,5 Q id liegt, und daß bei der Definition von W id als der Breite des Verarmungsbereichs auf der schwach dotierten Seite eines idealen pn-Übergangs bei daran angelegter Lawinen-Durchbruchsspannung der Abstand des Sperrschicht-Verlängerungsbereichs von der Schnittstelle (282) des pn-Übergangs (276) kleiner oder gleich 0,25 W id ist (Fig. 24 bis 32).
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches (348, 358, 368) den an den ersten Bereich (272) angrenzenden Teil der abgeschrägten Fläche (280) überdecken angeordnet ist (Fig. 30 bis 32).
6. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Definition von W JER als der Länge des in dem ersten Bereich (12, 112, 272) liegenden Teiles des Sperrschicht-Verlängerungsbereiches die Größe W JER in dem Bereich von ½ W id bis 2 W id liegt.
7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (24) in dem ersten Bereich (12) oberhalb der Ebene der unteren Oberfläche (14 b) des zweiten Bereiches (14) und unterhalb der Ebene der oberen Oberfläche (14 a) des zweiten Bereiches (14) liegend angeordnet ist und an den pn-Übergang (16) anstößt.
8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (34) in dem ersten Bereich (12) oberhalb der Ebene der unteren Oberfläche (14 b) und unterhalb der Ebene der oberen Oberfläche 14 a) des zweiten Bereiches (14) liegend angeordnet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (34) einen Teil des zweiten Bereiches (14) überlappt (Fig. 2).
9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (44) im ersten Bereich (12) oberhalb der Ebene der unteren Oberfläche (14 a) sowie unterhalb der Ebene der oberen Oberfläche (14 a) des zweiten Bereiches (14) angeordnet ist (Fig. 3).
10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (54) in dem ersten Bereich (12) in der Ebene der oberen Oberfläche (14 a) des zweiten Bereiches (14) in Berührung mit einem Teil der oberen Oberfläche (12 a) des ersten Bereiches stehend angeordnet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (54) an die Schnittstelle (18) des pn-Übergangs anstößt (Fig. 4).
11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (64) in dem ersten Bereich (12) einen Teil des zweiten Bereiches (14) überlappend angeordnet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (64) in Berührung mit der oberen Oberfläche (12 a) des ersten Bereiches (12) und der oberen Oberfläche (14 a) des zweiten Bereiches (14) steht (Fig. 5).
12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (74) in dem ersten Bereich (12) angeordnet ist und mit dem in der Ebene der oberen Oberfläche (14 a) des zweiten Bereiches (14) liegenden Teil der oberen Oberfläche (12 a) des ersten Bereiches (12) in Berührung steht (Fig. 6).
13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (84, 94, 104) einen Teil der oberen Oberfläche (12 a) des ersten Bereiches (12) überdeckt (Fig. 7 bis 9).
14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (104) eine Teil der oberen Oberfläche (12 a) des ersten Bereiches (12) in dem Gebiet zwischen der Schnittstelle (18) des pn-Übergangs und der seitlichen Oberfläche des ersten Bereiches (12) überdeckt (Fig. 9).
15. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (84) an die Schnittstelle (18) des pn-Übergangs anstoßend angeordnet ist (Fig. 7).
16. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (94) einen Teil der oberen Oberfläche (14 a) des zweiten Bereiches (14) überdeckt (Fig. 8).
17. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (124) in dem ersten Bereich (112) unterhalb von dem an die offene Zone (120) angrenzenden Teil der freiliegenden Oberfläche (122) des Halbleiterbauelementes angeordnet und im wesentlichen parallel zu diesem ausgerichtet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (124) an den pn-Übergang (116) anstößt (Fig. 10).
18. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (134) in dem ersten und dem zweiten Bereich (112, 114) liegend angeordnet ist und näherungsweise parallel zu der an die offene Zone (120) angrenzenden freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements verläuft (Fig. 11).
19. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (144) in dem ersten und dem zweiten Bereich (112, 114) unterhalb der freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements liegend angeordnet ist und im wesentlichen parallel zu dieser verläuft (Fig. 12).
20. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (154) in dem ersten Bereich (112) unterhalb des an den ersten Bereich (112) angrenzenden Teiles der freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements angeordnet und im wesentlichen parallel dazu ausgerichtet ist (Fig. 13).
21. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (164, 194) in dem ersten Bereich (112) in Berührung mit dem an den ersten Bereich (112) angrenzenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbaulements stehend angeordnet und näherungsweise parallel zu diesem ausgerichtet ist (Fig. 14 und 17).
22. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (174) in dem ersten und dem zweiten Bereich (112, 114) in Berührung mit dem an die offene Zone (120) angrenzenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements stehend angeordnet und näherungsweise parallel zu diesem ausgerichtet ist (Fig. 15).
23. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (184) in dem ersten und dem zweiten Bereich (112, 114) in Berührung mit der freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements und im wesentlichen parallel zu dieser ausgerichtet angeordnet ist (Fig. 16).
24. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (204) einen Teil der an den ersten Bereich (112) angrenzenden freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements überdeckend angeordnet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (204) an die Schnittstelle (123) des pn-Übergangs anstößt (Fig. 18).
25. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (214) einen Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements oberhalb des ersten und des zweiten Bereiches (112, 114) überdeckt (Fig. 19).
26. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (224) einen Teil der an den ersten Bereich (112) angrenzenden freiliegenden oberen Oberfläche (122) des Halbleiterbauelements überdeckt (Fig. 20).
27. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten Bereich (232) unterhalb von dem in der offenen Zone (238) liegenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements angeordnet und näherungsweise parallel zu diesem ausgerichtet ist und daß ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereichs an die durch die offene Zone (238) verjüngte Stelle (242) des zweiten Bereichs (234) anstößt.
28. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (254) in dem erstens und dem zweiten Bereich (232, 234) liegend und näherungsweise parallel zu dem an die offene Zone (234) angrenzenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements ausgerichtet angeordnet ist (Fig. 22).
29. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten und dem zweiten Bereich (232, 234) unterhalb der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements angeordnet ist.
30. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (244) in dem ersten Bereich (232) unterhalb der offenen Zone (238) angeordnet ist (Fig. 21).
31. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten und in dem zweiten Bereich (232, 234) mit dem unter offenen Zone (238) liegenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche des Halbleiterbauelements (247) in Berührung stehend angeordnet und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich an die durch die offene Zone (238) verjüngte Stelle des zweiten Bereichs (234) anstößt.
32. Halbleiterbauelement nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (254) in Berührung mit dem an die offene Zone (238) angrenzenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements stehend angeordnet ist (Fig. 22).
33. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten und dem zweiten Bereich (232, 234) in Berührung mit einem Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements stehend angeordnet ist.
34. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich in dem ersten und dem zweiten Bereich (232, 234) in Berührung mit einem an den dünnen Bereich (240) angrenzenden Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements stehend angeordnet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich von der durch die offene Zone (238) verjüngten Stelle (242) des zweiten Bereichs (234) getrennt ist.
35. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich einen Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements oberhalb des dünnen Bereiches (240) überdeckt und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich an den Teil des zweiten Bereiches (234) anstößt, der unmittelbar oberhalb der durch die offene Zone (238) verjüngten Stelle (242) des zweiten Bereichs (234) liegt.
36. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich einen Teil der freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements unterhalb der offenen Zone sowie einen Teil der oberen Oberfläche (234 a) des zweiten Bereiches (234) überdeckend angeordnet ist.
37. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (264) einen Teil der an den dünnen Bereich (240) angrenzenden freiliegenden oberen Oberfläche (247) des Halbleiterbauelements überdeckt und daß er von der durch die offene Zone (238) verjüngten Stelle (242) des zweiten Bereichs (234) getrennt ist (Fig. 23).
38. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel in dem Bereich von 2° bis 12° liegt.
39. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (288) in dem ersten Bereich (272) unterhalb der abgeschrägten Fläche (280) angeordnet ist und an den pn-Übergang (276) anstößt (Fig. 24).
40. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (298) unterhalb der abgeschrägten Fläche (280) angeordnet ist und ein Teil des Sperrschicht-Verlängerungsbereich (298) den zweiten Bereich (274) überlappt (Fig. 25).
41. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (308) in dem ersten Bereich (272) unterhalb der abgeschrägten Fläche (280) angeordnet ist (Fig. 26).
42. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (318) in dem ersten Bereich (272) unterhalb der abgeschrägten Fläche (280) und in Berührung mit dieser stehend angeordnet ist und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (318) an die Schnittstelle (282) des pn-Übergangs anstößt (Fig. 27).
43. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (328) in dem ersten Bereich (272) angeordnet ist und mit einem Teil den zweiten Bereich (274) überlappt und daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (328) unterhalb der abgeschrägten Fläche (280) und in Berührung mit dieser stehend sich befindet (Fig. 28).
44. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (338) in dem ersten Bereich (272) und in Berührung mit der abgeschrägten Fläche (280) stehend angeordnet ist (Fig. 29).
45. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (358) einen Teil der an den ersten und den zweiten Bereich (272, 274) angrenzenden Zeil der abgeschrägten Fläche (280) überdeckend angeordnet ist (Fig. 31).
46. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich (348, 368) einen Teil der an den ersten Bereich (272) angrenzenden abgeschrägten Fläche (280) abdeckend angeordnet ist (Fig. 30 und 32).
47. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13, 14, 15, 16; 24, 25, 26; 35, 36, 37; 45, 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Verlängerungsbereich durch epitaxiales Wachstum hergestellt ist.
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