Halbleiterbauelement mit isoliertem Gate mit sanftem Schaltverhalten und Verfahren zu dessen Herstellung

    公开(公告)号:DE102015118524B4

    公开(公告)日:2022-01-27

    申请号:DE102015118524

    申请日:2015-10-29

    Abstract: Halbleiterbauelement, das aufweist:mehrere Bauelementzellen (101, 102, 10n), die jeweils ein Bodygebiet (12), ein Sourcegebiet (11), eine zu dem Bodygebiet (12) benachbarte und von dem Bodygebiet (12) durch ein Gatedielektrikum (53) dielektrisch isolierte Gateelektrode (23) und ein Sourcevia (41), das elektrisch an das Sourcegebiet (11) angeschlossen ist, aufweisen;eine elektrisch leitende Gateschicht (21), die die Gateelektroden (23) der mehreren Bauelementzellen (101, 102, 10n) aufweist oder elektrisch an die Gateelektroden (23) der mehreren Bauelementzellen (101, 102, 10n) angeschlossen ist und die elektrisch an einen Gateleiter (30) angeschlossen ist; undeine oberhalb der Gateschicht (21) angeordnete Sourceelektrode (40), die durch eine Dielektrikumsschicht (54) dielektrisch gegenüber der Gateschicht (21) isoliert ist, wobei die Sourcevias (41) der mehreren Bauelementzellen (101, 102, 10n) an die Sourceelektrode (40) angeschlossen sind oder einen Teil der Sourceelektrode (40) bilden,wobei die Sourcevias (41) in Gräben angeordnet sind, die sich durch die Gateschicht (21) bis an die Sourcegebiete (11) erstrecken und in denen die Sourcevias (41) dielektrisch gegenüber der Gateschicht (21) isoliert sind, undwobei die Gateschicht (21) ein Basismaterial und wenigstens eines der folgenden aufweist:ein Gebiet (22) mit erhöhtem Widerstand, das zusätzlich zu den Gräben in der Gateschicht (21) vorhanden ist, an das Basismaterial angrenzt und einen höheren spezifischen Widerstand aufweist als das Basismaterial, oder ein Gebiet (24) mit verringertem Widerstand, das einen niedrigeren spezifischen Widerstand aufweist als das Basismaterial,wobei das wenigstens eine von dem Gebiet (22) mit dem erhöhten Widerstand und dem Gebiet (24) mit dem verringerten Widerstand derart beabstandet zu dem Gateleiter (30) angeordnet ist, dass zwischen dem wenigstens einen von dem Gebiet (22) mit dem erhöhten Widerstand und dem Gebiet (24) mit dem verringerten Widerstand und dem Gateleiter (30) die Sourcevias (41) angeordnet sind.

    Leistungshalbleiterbauelement und Verfahren zur Verarbeitung eines Leistungshalbleiterbauelements

    公开(公告)号:DE102019103899A1

    公开(公告)日:2020-08-20

    申请号:DE102019103899

    申请日:2019-02-15

    Abstract: Ein Leistungshalbleiterbauelement (1) umfasst einen Halbleiterkörper (10) und weist ein aktives Gebiet (16) und ein Randabschlussgebiet (17) auf, wobei der Halbleiterkörper (10) innerhalb des aktiven Gebiets (16) ein Driftgebiet von einem ersten Leitfähigkeitstyp umfasst, und wobei das Randabschlussgebiet (17) Folgendes umfasst: ein Schutzgebiet (107) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, wobei das Schutzgebiet (107) an einer Vorderseite (10-1) des Halbleiterkörpers (10) in dem Halbleiterkörper (10) enthalten ist und das aktive Gebiet (16) umgibt; und eine Feldplattengrabenstruktur (172), die sich von der Vorderseite (10-1) vertikal in den Halbleiterkörper (10) erstreckt und zumindest teilweise mit einem leitenden Material (173) gefüllt ist, wobei das leitende Material (173) mit dem Schutzgebiet (107) elektrisch verbunden ist und außerhalb des Schutzgebiets (107) durch eine Feldplattenisolationsstruktur (1725) von dem Halbleiterkörper (10) isoliert ist, wobei sich ein erster Teil (1721) der Feldplattengrabenstruktur (172) zumindest teilweise in das Schutzgebiet (107) erstreckt und zumindest teilweise unter einer Metallschicht (174), die an der Vorderseite (10-1) angeordnet ist, angeordnet ist; und sich ein zweiter Teil (1722) der Feldplattengrabenstruktur (172) außerhalb des Schutzgebiets (107) erstreckt und den aktiven Bereich (16) vollständig umgibt, wobei sich die Metallschicht (174) nicht über dem zweiten Teil (1722) der Feldplattengrabenstruktur (172) erstreckt.

    Grabentransistorbauelement
    4.
    发明专利

    公开(公告)号:DE102015104504B4

    公开(公告)日:2018-11-15

    申请号:DE102015104504

    申请日:2015-03-25

    Abstract: Transistorbauelement, das aufweist:ein Halbleiter-Mesagebiet zwischen einem ersten Graben (3) und einem zweiten (4) Graben in einem Halbleiterkörper (100), wobei das Halbleiter-Mesagebiet eine erste Oberfläche (101) aufweist;in dem Halbleiter-Mesagebiet, ein Bodygebiet (20) von einem ersten Leitfähigkeitstyp und ein Sourcegebiet (12) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp;ein Driftgebiet (11) vom zweiten Leitfähigkeitstyp in dem Halbleiterkörper (100);eine in dem ersten Graben (3) benachbart zu dem Bodygebiet (20) angeordnete und durch ein Gatedielektrikum (32) von dem Bodygebiet (20) isolierte Gateelektrode (31);eine Kontaktelektrode (51), die sich von der Oberfläche (101) des Halbleiter-Mesagebiets durch das Sourcegebiet (12) in das Bodygebiet (20) hinein erstreckt;ein Kontaktgebiet (24) vom ersten Leitfähigkeitstyp in dem Bodygebiet (20), wobei das Kontaktgebiet eine höhere Dotierungskonzentration aufweist als jene Gebiete des Bodygebiets, die an das Kontaktgebiet angrenzen,wobei das Bodygebiet (20) das Sourcegebiet (12) von dem Driftgebiet (11) trennt und sich benachbart zum Sourcegebiet (12) zu der Oberfläche (101) des Halbleiter-Mesagebiets erstreckt,wobei das Bodygebiet (20) ein Oberflächengebiet (23) aufweist, das an die Oberfläche (101) des Halbleiter-Mesagebiets und den ersten Graben (3) angrenzt, undwobei das Oberflächengebiet (23) eine höhere Dotierungskonzentration aufweist als ein Abschnitt des Bodygebiets (20), der das Sourcegebiet (12) von dem Driftgebiet (11) trennt.

    HALBLEITERBAUELEMENT MIT ISOLIERTEM GATE MIT SANFTEM SCHALTVERHALTEN UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

    公开(公告)号:DE102015017417B3

    公开(公告)日:2022-06-30

    申请号:DE102015017417

    申请日:2015-10-29

    Abstract: Halbleiterbauelement, das aufweist:mehrere Bauelementzellen (101, 102, 10n), die jeweils ein Bodygebiet (12), ein Sourcegebiet (11), eine zu dem Bodygebiet (12) benachbarte und von dem Bodygebiet (12) durch ein Gatedielektrikum (53) dielektrisch isolierte Gateelektrode (23) und ein Sourcevia (41), das elektrisch an das Sourcegebiet (11) angeschlossen ist, aufweisen;eine elektrisch leitende Gateschicht (21), die die Gateelektroden (23) der mehreren Bauelementzellen (101, 102, 10n) aufweist oder elektrisch an die Gateelektroden (23) der mehreren Bauelementzellen (101, 102, 10n) angeschlossen ist und die elektrisch an einen Gateleiter (30) angeschlossen ist; undeine oberhalb der Gateschicht (21) angeordnete Sourceelektrode (40), die durch eine Dielektrikumsschicht (54) dielektrisch gegenüber der Gateschicht (21) isoliert ist, wobei die Sourcevias (41) der mehreren Bauelementzellen (101, 102, 10n) an die Sourceelektrode (40) angeschlossen sind oder einen Teil der Sourceelektrode (40) bilden,wobei die Sourcevias (41) in Gräben angeordnet sind, die sich durch die Gateschicht (21) bis an die Sourcegebiete (11) erstrecken und in denen die Sourcevias (41) dielektrisch gegenüber der Gateschicht (21) isoliert sind, undwobei die Gateschicht (21) ein Basismaterial und wenigstens eines der folgenden aufweist:ein Gebiet (22) mit erhöhtem Widerstand, das zusätzlich zu den Gräben in der Gateschicht (21) vorhanden ist, an das Basismaterial angrenzt und einen höheren spezifischen Widerstand aufweist als das Basismaterial, oder ein Gebiet (24) mit verringertem Widerstand, das einen niedrigeren spezifischen Widerstand aufweist als das Basismaterial,wobei das wenigstens eine von dem Gebiet (22) mit dem erhöhten Widerstand und dem Gebiet (24) mit dem verringerten Widerstand derart beabstandet zu dem Gateleiter (30) angeordnet ist, dass zwischen dem wenigstens einen von dem Gebiet (22) mit dem erhöhten Widerstand und dem Gebiet (24) mit dem verringerten Widerstand und dem Gateleiter (30) zumindest einige der Sourcevias (41) angeordnet sind.

    Halbleitervorrichtung, die erste und zweite Kontaktschichten enthält, und Herstellungsverfahren

    公开(公告)号:DE102019101326A1

    公开(公告)日:2019-07-25

    申请号:DE102019101326

    申请日:2019-01-18

    Abstract: Eine Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. Das Verfahren umfasst ein Vorsehen eines Halbleiterkörpers (100) mit einem ersten Halbleitergebiet (104) eines ersten Leitfähigkeitstyps und einem zweiten Halbleitergebiet (106) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, das zwischen dem ersten Halbleitergebiet (104) und einer ersten Oberfläche (108) des Halbleiterkörpers angeordnet ist. Ferner umfasst das Verfahren ein Ausbilden einer ersten Kontaktschicht (118) über der ersten Oberfläche (108) des Halbleiterkörpers (100). Die erste Kontaktschicht (118) bildet einen direkten elektrischen Kontakt zu dem zweiten Halbleitergebiet (106). Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbilden eines Kontaktgrabens (114), der sich in den Halbleiterkörper (100) erstreckt, indem zumindest ein Bereich des zweiten Halbleitergebiets (106) entfernt wird. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Ausbilden einer zweiten Kontaktschicht (120) in dem Kontaktgraben (114), wobei die zweite Kontaktschicht (120) mit dem Halbleiterkörper (100) an einer Bodenseite des Kontaktgrabens (114) direkt elektrisch verbunden ist.

    RÜCKWÄRTS LEITENDER IGBT UND HERSTELLUNGSVERFAHREN DAFÜR

    公开(公告)号:DE102014110681B4

    公开(公告)日:2019-06-06

    申请号:DE102014110681

    申请日:2014-07-29

    Abstract: Rückwärts leitender IGBT (100), der Folgendes aufweist:einen Halbleiterkörper (40), der eine erste Oberfläche (15), eine zweite Oberfläche (16), die der ersten Oberfläche (15) entgegengesetzt ist, ein n-dotiertes Driftgebiet (1), das zwischen der ersten Oberfläche (15) und der zweiten Oberfläche (16) angeordnet ist, ein erstes p-dotiertes Kollektorgebiet (6), das an der zweiten Oberfläche (16) angeordnet ist, ein zweites p-dotiertes Kollektorgebiet (9), das an der zweiten Oberfläche (16) angeordnet ist, und ein n-dotiertes Rückseitenemittergebiet (5) aufweist, das sich in ohmschem Kontakt mit dem Driftgebiet (1) befindet und an der zweiten Oberfläche (16) angeordnet ist;eine erste Elektrode (10), die auf der ersten Oberfläche (15) angeordnet ist;eine zweite Elektrode (11), die auf der zweiten Oberfläche (16) angeordnet ist und in ohmschem Kontakt mit dem ersten Kollektorgebiet (6), dem zweiten Kollektorgebiet (9) und dem Rückseitenemittergebiet (5) steht;eine erste IGBT-Zelle (110), die ein erstes Bodygebiet (2) aufweist, das in dem Halbleiterkörper (40) angeordnet ist und einen ersten pn-Übergang (91) mit dem Driftgebiet (1) bildet, wobei eine Anzahl von p-Dotierstoffen pro Fläche in der ersten IGBT-Zelle (110) zwischen dem ersten pn-Übergang (91) und der ersten Oberfläche (15) einen ersten Wert aufweist;eine erste Diodenzelle (120), die ein erstes Anodengebiet (2a) aufweist, das in dem Halbleiterkörper (40) angeordnet ist und einen zweiten pn-Übergang (91a, 91A) mit dem Driftgebiet (1) bildet, wobei eine Anzahl von p-Dotierstoffen pro Fläche in der ersten Diodenzelle (120) zwischen dem zweiten pn-Übergang und der ersten Oberfläche einen zweiten Wert aufweist, der niedriger ist als der erste Wert;eine zweite IGBT-Zelle (210), die ein zweites Bodygebiet (2') aufweist, das in dem Halbleiterkörper (40) angeordnet ist und einen dritten pn-Übergang (92) mit dem Driftgebiet (1) bildet, wobei eine Anzahl von p-Dotierstoffen pro Fläche in der zweiten IGBT-Zelle (210) zwischen dem dritten pn-Übergang (91a) und der ersten Oberfläche einen dritten Wert aufweist, der höher ist als der zweite Wert; undeine zweite Diodenzelle (220), die ein zweites Anodengebiet (2b) aufweist, das in dem Halbleiterkörper (40) angeordnet ist und einen vierten pn-Übergang (92b, 92B) mit dem Driftgebiet (1) bildet, wobei eine Anzahl von p-Dotierstoffen pro Fläche in der zweiten Diodenzelle (220) zwischen dem vierten pn-Übergang (92b) und der ersten Oberfläche (15) einen vierten Wert aufweist, der höher ist als der zweite Wert,wobei das erste Kollektorgebiet (6) in einer Projektion auf die erste Oberfläche (15) mit der ersten IGBT-Zelle (110) und / oder der ersten Diodenzelle (120) überlappt, das Rückseitenemittergebiet (5) mit der ersten IGBT-Zelle (110) und / oder der ersten Diodenzelle (120) überlappt, und das zweite Kollektorgebiet (9) mit der zweiten IGBT-Zelle (210) und der zweiten Diodenzelle (220) überlappt.

    Bipolar-Transistor mit isolierter Gate-Elektrode

    公开(公告)号:DE102015107103A1

    公开(公告)日:2015-11-19

    申请号:DE102015107103

    申请日:2015-05-06

    Abstract: Ein Halbleiterbauelement wird nachstehend beschrieben. Gemäß einem Beispiel der Erfindung umfasst das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper, der eine obere und eine untere Oberfläche aufweist. Eine Bodyregion, welche mit Dotierstoffen eines zweiten Dotierstofftyps dotiert ist, ist an der oberen Oberfläche des Halbleiterkörpers angeordnet. Eine Driftregion ist unter der Bodyregion angeordnet und dotiert mit Dotierstoffen eines ersten Dotierstofftyps, der zu dem zweiten Dotierstofftyp komplementär ist. Es wird daher ein pn-Übergang zwischen der Bodyregion und der Driftregion gebildet. Eine Feldstoppregion ist unter der Driftregion angeordnet und grenzt an die Driftregion an. Die Feldstoppregion ist mit Dotierstoffen des gleichen Dotierstofftyps dotiert wie die Driftregion. Die Dotierstoffkonzentration in der Feldstoppregion ist jedoch höher als die Dotierstoff-konzentration in der Driftregion. Zumindest ein Paar Halbleiterschichten, zusammengesetzt aus einer ersten und einer zweiten Halbleiterschicht, ist in der Driftregion angeordnet. Die erste Halbleiterschicht erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der oberen Oberfläche des Halbleiterkörpers und ist mit Dotierstoffen des ersten Dotierstofftyps dotiert, jedoch mit einer höheren Dotierstoffkonzentration als die Driftregion. Die zweite Halbleiterschicht ist benachbart zu der ersten Halbleiterschicht oder an diese angrenzend angeordnet und mit Dotierstoffen des zweiten Dotierstofftyps dotiert. Des Weiteren ist die zweite Halbleiter-schicht mit Öffnungen derart strukturiert, dass ein vertikaler Strompfad durch die Driftregion ohne zwischenliegenden pn-Übergang bereitgestellt wird.

    HINAUSRAGENDES GEBIET ENTHALTENDE HALBLEITERVORRICHTUNG

    公开(公告)号:DE102021115946A1

    公开(公告)日:2022-12-22

    申请号:DE102021115946

    申请日:2021-06-21

    Abstract: Die Halbleitervorrichtung enthält ein Driftgebiet (102) eines ersten Leitfähigkeitstyps, das zwischen einer ersten Oberfläche (104) und einer zweiten Oberfläche (106) eines Halbleiterkörpers (108) angeordnet ist, und enthält ferner ein erstes Gebiet (110) des ersten Leitfähigkeitstyps an der zweiten Oberfläche (106). Die Halbleitervorrichtung (100) enthält überdies ein zweites Gebiet (112) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, das dem ersten Gebiet (110) benachbart an der zweiten Oberfläche (106) angeordnet ist. Das zweite Gebiet (112) umfasst ein erstes Teilgebiet (1121) und ein zweites Teilgebiet (1122). Das zweite Teilgebiet (1122) ist zwischen dem ersten Teilgebiet (1121) und der zweiten Oberfläche (106) angeordnet. Die Halbleitervorrichtung (100) enthält ferner eine erste Elektrode (114) auf der zweiten Oberfläche (106). Die erste Elektrode (114) ist dem ersten Gebiet (110) und dem zweiten Teilgebiet (1122) direkt benachbart angeordnet und mittels des ersten Gebiets (110) mit dem Driftgebiet (102) elektrisch verbunden. Das erste Teilgebiet (1121) ragt entlang einer ersten lateralen Richtung (x1) über eine Grenzfläche (115) oder ein Trenngebiet (124) zwischen dem zweiten Teilgebiet (1122) und dem ersten Gebiet (110) hinaus. Ein Teil des ersten Gebiets (110) ist durch das erste Teilgebiet (1121) und die erste Elektrode (114) entlang einer vertikalen Richtung (y) begrenzt.

    RÜCKWÄRTS LEITENDER IGBT
    10.
    发明专利

    公开(公告)号:DE102014110681A1

    公开(公告)日:2016-02-04

    申请号:DE102014110681

    申请日:2014-07-29

    Abstract: Es werden ein rückwärts leitender IGBT und ein Herstellungsverfahren dafür bereitgestellt. Der rückwärts leitende IGBT weist einen Halbleiterkörper (40) auf, der eine erste Oberfläche (15), eine zweite Oberfläche (16), die der ersten Oberfläche (16) entgegengesetzt ist, und ein Driftgebiet (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps aufweist, das zwischen der ersten Oberfläche (15) und der zweiten Oberfläche (16) angeordnet ist. Eine erste Elektrode (10) ist auf der ersten Oberfläche (15) angeordnet. Eine zweite Elektrode (11) ist auf der zweiten Oberfläche (16) angeordnet. Der Halbleiterkörper (40) weist ferner erste Kollektorgebiete (6) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der zweiten Oberfläche (16) und in ohmschem Kontakt mit der zweiten Elektrode (11) angeordnet sind, und Rückseitenemittergebiete (5) des ersten Leitfähigkeitstyps auf, die auf der zweiten Oberfläche (16) und in ohmschem Kontakt mit der zweiten Elektrode (11) angeordnet sind. In einer horizontalen Richtung im Wesentlichen parallel zur ersten Oberfläche (16) definieren die ersten Kollektorgebiete (5) und die Rückseitenemittergebiete (6) einen RC-IGBT-Bereich (151). Der Halbleiterkörper (40) weist ferner ein zweites Kollektorgebiet (9) des zweiten Leitfähigkeitstyps auf, das an der zweiten Oberfläche (16) und in ohmschem Kontakt mit der zweiten Elektrode (11) angeordnet ist. Das zweite Kollektorgebiet (9) definiert in der horizontalen Richtung einen Pilot-IGBT-Bereich (152). Der RC-IGBT-Bereich (151) weist erste Halbleitergebiete (2, 2a, 2A, 4) des zweiten Leitfähigkeitstyps auf, die in ohmschem Kontakt mit der ersten Elektrode (10) stehen und zwischen dem Driftgebiet (1) und der ersten Elektrode (10) angeordnet sind. Der Pilot-IGBT-Bereich (152) weist zweite Halbleitergebiete (2', 2b, 2B, 4') des zweiten Leitfähigkeitstyps auf, die in ohmschem Kontakt mit der ersten Elektrode (10) stehen und zwischen dem Driftgebiet (1) und der ersten Elektrode (10) angeordnet sind. Eine Anzahl von Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps pro horizontaler Fläche der ersten Halbleitergebiete (2, 2a, 2A, 4) ist größer als eine Anzahl von Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps pro horizontaler Fläche der zweiten Halbleitergebiete (2’, 2b, 2B, 4’).

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