Leistungshalbleitertransistor mit einer vollständig verarmten Kanalregion

    公开(公告)号:DE102015017270B3

    公开(公告)日:2022-12-15

    申请号:DE102015017270

    申请日:2015-10-22

    Abstract: Leistungshalbleitertransistor (1), der einen mit einem ersten Lastanschluss (11) gekoppelten Halbleiterkörper (10) umfasst, wobei der Transistor (1) zudem Folgendes aufweist:- eine Halbleiter-Drift-Region (100), die im Halbleiterkörper (10) umfasst ist und Dotierstoffe eines ersten Leitfähigkeitstyps aufweist;- einen ersten Graben (13-1), der sich entlang einer vertikalen Richtung (Z) in den Halbleiterkörper (10) erstreckt, wobei der erste Graben (13-1) eine erste Steuerelektrode (131-1) aufweist, die durch einen ersten Isolator (132-1) vom Halbleiterkörper (10) elektrisch isoliert ist, wobei der erste Graben (13-1) durch zwei erste Grabenseitenwände (133-1) seitlich begrenzt und durch einen ersten Grabenboden (134-1) vertikal begrenzt ist;- eine erste Source-Region (101-1), die zu einer der ersten Grabenseitenwände (133-1) seitlich angrenzend angeordnet und mit dem ersten Lastanschluss (11) elektrisch verbunden ist;- eine erste Halbleiterkanalregion (102-1), die im Halbleiterkörper (10) umfasst und zu derselben ersten Grabenseitenwand (133-1) wie die erste Source-Region (101-1) seitlich angrenzend angeordnet ist, wobei die erste Halbleiterkanalregion (102-1) Dotierstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist und die erste Source-Region (101-1) von der Drift-Region (100) isoliert; und- eine Führungszone (103) mit Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps, die- mit dem ersten Lastanschluss (11) elektrisch verbunden ist und sich von diesem ausgehend tiefer als der erste Grabenboden (134-1) in den Halbleiterkörper (10) erstreckt,- von der ersten Halbleiterkanalregion (102-1) getrennt und zu der anderen der zwei ersten Grabenseitenwände (133-1) und/oder zu einer von zweiten Grabenseitenwände (133-2) eines zweiten Grabens (13-2) angrenzend angeordnet ist,- sich in einem tiefer als der erste Grabenboden (134-1) angeordneten Plateauabschnitt (1033) seitlich zur ersten Halbleiterkanalregion (102-1) erstreckt; und die- wenigstens eine Öffnung (1033a, 1033b, 1033c) aufweist, die in erster seitlicher Richtung (X) mit der ersten Halbleiterkanalregion (102-1) überlappt.

    Leistungshalbleitervorrichtung mit vollständig verarmten Kanalregionen und Verfahren zum Betreiben einer Leistungshalbleitervorrichtung

    公开(公告)号:DE102016112019B4

    公开(公告)日:2020-03-12

    申请号:DE102016112019

    申请日:2016-06-30

    Abstract: Eine Leistungshalbleitervorrichtung (1), umfassend:- einen Halbleiterkörper (10), der an eine erste Lastanschlussstruktur (11) und an eine zweite Lastanschlussstruktur (12) gekoppelt ist und ausgebildet ist, einen Laststrom (15) zu führen;- eine erste Zelle (141) und eine zweite Zelle (142), die jeweils ausgebildet sind, den Laststrom (15) zu steuern, und die jeweils auf der einen Seite elektrisch mit der ersten Lastanschlussstruktur (11) verbunden sind und auf der anderen Seite elektrisch mit einer Driftregion (100) des Halbleiterkörpers (10) verbunden sind, wobei die Driftregion (100) Dotanden eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst;- eine erste Mesa (101), die in der ersten Zelle (141) enthalten ist, wobei die erste Mesa (101) enthält: eine erste Anschlussregion (1011), die Dotanden des ersten Leitfähigkeitstyps hat und elektrisch mit der ersten Lastanschlussstruktur (11) verbunden ist, und eine erste Kanalregion (1012), die an die Driftregion (100) gekoppelt ist;- eine zweite Mesa (102), die in der zweiten Zelle (142) enthalten ist, wobei die zweite Mesa (102) enthält: eine zweite Anschlussregion (1021), die Dotanden eines zweiten Leitfähigkeitstyps hat und elektrisch mit der ersten Lastanschlussstruktur (11) verbunden ist, und eine zweite Kanalregion (1022), die an die Driftregion (100) gekoppelt ist;- wobei jede der ersten Mesa (101) und der zweiten Mesa (102) durch eine erste Isolationsstruktur (133) in einer Richtung (X) senkrecht zu einer Richtung (Z) des Laststroms (15) innerhalb der jeweiligen Mesa (101,102) räumlich begrenzt ist und in dieser Richtung (X) eine totale Ausdehnung (DX13; DX23) von weniger als 100 nm aufweist; wobei die Leistungshalbleitervorrichtung (1) ferner eine dritte Zelle (143) umfasst, die auf der einen Seite elektrisch mit der zweiten Lastanschlussstruktur (12) verbunden ist und auf der anderen Seite elektrisch mit der Driftregion (100) verbunden ist; wobei die dritte Zelle (143) eine dritte Mesa (105) enthält, die Folgendes umfasst: eine dritte Anschlussregion (1051), die Dotanden des ersten Leitfähigkeitstyps hat und elektrisch mit der zweiten Lastanschlussstruktur (12) verbunden ist; eine dritte Kanalregion (1052), die an die Driftregion (100) gekoppelt ist; und eine dritte Steuerelektrode (135), die durch eine zweite Isolationsstruktur (134) von der dritten Mesa (105) isoliert ist.

    Leistungshalbleitervorrichtung mit vollständig verarmten Kanalregionen und Verfahren zum Betreiben einer Leistungshalbleitervorrichtung

    公开(公告)号:DE102016112017B4

    公开(公告)日:2020-03-12

    申请号:DE102016112017

    申请日:2016-06-30

    Abstract: Eine Leistungshalbleitervorrichtung (1), umfassend:- einen Halbleiterkörper (10), der an eine erste Lastanschlussstruktur (11) und an eine zweite Lastanschlussstruktur (12) gekoppelt ist und ausgebildet ist, einen Laststrom (15) zu führen;- eine erste Zelle (141) und eine zweite Zelle (142), die jeweils ausgebildet sind, den Laststrom (15) zu steuern, und die jeweils auf der einen Seite elektrisch mit der ersten Lastanschlussstruktur (11) verbunden sind und auf der anderen Seite elektrisch mit einer Driftregion (100) des Halbleiterkörpers (10) verbunden sind, wobei die Driftregion (100) Dotanden eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst;- eine erste Mesa (101), die in der ersten Zelle (141) enthalten ist, wobei die erste Mesa (101) enthält: eine erste Anschlussregion (1011), die Dotanden des ersten Leitfähigkeitstyps hat und elektrisch mit der ersten Lastanschlussstruktur (11) verbunden ist, und eine erste Kanalregion (1012), die an die Driftregion (100) gekoppelt ist;- eine zweite Mesa (102), die in der zweiten Zelle (142) enthalten ist, wobei die zweite Mesa (102) enthält: eine zweite Anschlussregion (1021), die Dotanden eines zweiten Leitfähigkeitstyps hat und elektrisch mit der ersten Lastanschlussstruktur (11) verbunden ist, und eine zweite Kanalregion (1022), die an die Driftregion (100) gekoppelt ist;- wobei jede der ersten Mesa (101) und der zweiten Mesa (102) durch eine Isolationsstruktur (133) in einer Richtung (X) senkrecht zu einer Richtung (Z) des Laststroms (15) innerhalb der jeweiligen Mesa (101,102) räumlich begrenzt ist und in dieser Richtung (X) eine totale Ausdehnung (DX13; DX23) von weniger als 100 nm aufweist; wobei:- die erste Zelle (141) ausgebildet ist, innerhalb der ersten Kanalregion (1012) einen Inversionskanal zu induzieren und wobei die zweite Zelle (142) ausgebildet ist, innerhalb der zweiten Kanalregion (1022) einen Akkumulationskanal zu induzieren, wobei die Abschaltspannung des Akkumulationskanals größer als die Abschaltspannung des Inversionskanals ist.

    HALBLEITERBAUELEMENT MIT RANDABSCHLUSSBEREICH

    公开(公告)号:DE102018102279A1

    公开(公告)日:2019-08-01

    申请号:DE102018102279

    申请日:2018-02-01

    Abstract: Ein Halbleiterbauelement (100) umfasst einen Halbleiterkörper (101) mit einer ersten Oberfläche (102), einer der ersten Oberfläche (102) gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (104) und einer den Halbleiterkörper (101) umgebenden Seitenfläche (106). Das Halbleiterbauelement (100) weist zudem einen aktiven Bereich (AB) auf, der ein erstes Halbleitergebiet (108) von einem ersten Leitfähigkeitstyp umfasst, das über die erste Oberfläche (102) elektrisch kontaktiert ist, sowie ein zweites Halbleitergebiet (110) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, das über die zweite Oberfläche (104) elektrisch kontaktiert ist. Das Halbleiterbauelement (100) umfasst ferner einen Randabschlussbereich (RB), der in einer lateralen Richtung (x) zwischen dem ersten Halbleitergebiet (108) des aktiven Bereichs (AB) und der Seitenfläche (106) angeordnet ist und eine erste Randabschlussstruktur (112) und eine zweite Randabschlussstruktur (114) aufweist, wobei die zweite Randabschlussstruktur (114) in der lateralen Richtung (x) zwischen der ersten Randabschlussstruktur (112) und der Seitenfläche (106) angeordnet ist und von der ersten Oberfläche (102) aus in einer vertikalen Richtung (z) tiefer in den Halbleiterkörper (101) reicht als die erste Randabschlussstruktur (112).

    Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit ersten und zweiten Feldstoppzonenbereichen

    公开(公告)号:DE102017128247A1

    公开(公告)日:2019-05-29

    申请号:DE102017128247

    申请日:2017-11-29

    Abstract: Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung in einem Halbleiterkörper umfasst ein Ausbilden eines ersten Feldstoppzonenbereichs eines ersten Leitfähigkeitstyps auf einem Halbleitersubstrat. Eine Driftzone des ersten Leitfähigkeitstyps wird auf dem ersten Feldstoppzonenbereich ausgebildet. Eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Driftzone wird kleiner als 80 % einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration des ersten Feldstoppzonenbereichs festgelegt. Der Halbleiterkörper wird an einer ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers bearbeitet. Der Halbleiterkörper wird abgedünnt, indem Material des Halbleitersubstrats von einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers entfernt wird. Ein zweiter Feldstoppzonenbereich des ersten Leitfähigkeitstyps wird gebildet, indem Protonen bei einer oder mehreren Energien durch die zweite Oberfläche in den Halbleiterkörper implantiert werden. Eine tiefste Spitze am Ende einer Reichweite der Protonen wird in dem ersten Feldstoppzonenbereich in einer vertikalen Distanz zu einem Übergang zwischen der Driftzone und dem ersten Feldstoppzonenbereich in einem Bereich von 3 µm bis 60 µm festgelegt. Der Halbleiterkörper wird mittels thermischer Bearbeitung ausgeheilt.

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