公开(公告)号：DE102017128243A1

公开(公告)日：2019-05-29

申请号：DE102017128243

申请日：2017-11-29

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： SPULBER OANA ,  RÖSNER WOLFGANG ,  KÜNLE MATTHIAS ,  SANDOW CHRISTIAN ,  WEISS CHRISTOPH

IPC: H01L21/331 ,  H01L21/20 ,  H01L21/265 ,  H01L29/06 ,  H01L29/739

Abstract: Eine Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate in einem Halbleiterkörper. Ein erster Feldstoppzonenbereich eines ersten Leitfähigkeitstyps wird auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet. Ein zweiter Feldstoppzonenbereich des ersten Leitfähigkeitstyps wird auf dem ersten Feldstoppzonenbereich ausgebildet. Eine Driftzone des ersten Leitfähigkeitstyps wird auf dem zweiten Feldstoppzonenbereich gebildet. Eine Dotierungskonzentration in der Driftzone ist entlang einer vertikalen Ausdehnung von mehr als 30 % einer Dicke des Halbleiterkörpers bei Fertigstellung des Bipolartransistors mit isoliertem Gate geringer als 10cm.

公开(公告)号：DE102018106689A1

公开(公告)日：2019-09-26

申请号：DE102018106689

申请日：2018-03-21

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： MEISER ANDREAS ,  RUPP ROLAND ,  MAUDER ANTON ,  SPULBER OANA

IPC: H01L29/78 ,  H01L21/331 ,  H01L21/336 ,  H01L29/739

Abstract: Eine Halbleitervorrichtung enthält Graben-Gatestrukturen (150), die sich von einer ersten Oberfläche (101) in einen Siliziumcarbidbereich (100) erstrecken. Ein Abschirmgebiet (160) zwischen einer Driftzone (131) und den Graben-Gatestrukturen (150) entlang einer vertikalen Richtung, die zur ersten Oberfläche (101) orthogonal ist, bildet einen zusätzlichen pn-Übergang (pnx) mit der Driftzone (131). Kanalgebiete (120) und die Graben-Gatestrukturen (150) sind entlang einer ersten horizontalen Richtung (191) nacheinander angeordnet, wobei die Kanalgebiete (120) zwischen einem Sourcegebiet (110) und einem Stromausbreitungsgebiet (132) entlang einer zweiten horizontalen Richtung (192), die zur ersten horizontalen Richtung (191) orthogonal ist, angeordnet sind. Bereiche von Mesaabschnitten (180) zwischen benachbarten Graben-Gatestrukturen (150) verarmen vollständig bei einer Gatespannung VGS innerhalb absoluter maximaler Nennwerte der Halbleitervorrichtung (500).

公开(公告)号：DE102018106689B4

公开(公告)日：2020-10-15

申请号：DE102018106689

申请日：2018-03-21

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： MEISER ANDREAS ,  RUPP ROLAND ,  MAUDER ANTON ,  SPULBER OANA

IPC: H01L29/78 ,  H01L21/331 ,  H01L21/336 ,  H01L29/739

Abstract: Halbleitervorrichtung, umfassend:Graben-Gatestrukturen (150), die sich von einer ersten Oberfläche (101) in einen Siliziumcarbidbereich (100) erstrecken;ein Abschirmgebiet (160), das zwischen einer Driftzone (131) und den Graben-Gatestrukturen (150) entlang einer zur ersten Oberfläche (101) orthogonalen vertikalen Richtung ausgebildet ist, wobei das Abschirmgebiet (160) einen zusätzlichen pn-Übergang (pnx) mit der Driftzone (131) bildet; undKanalgebiete (120), wobei die Kanalgebiete (120) und die Graben-Gatestrukturen (150) entlang einer ersten horizontalen Richtung (191) nacheinander angeordnet sind und wobei entlang einer zweiten horizontalen Richtung (192), die zur ersten horizontalen Richtung (191) orthogonal ist, die Kanalgebiete (120) zwischen einem Sourcegebiet (110) und einem Stromausbreitungsgebiet (132) ausgebildet sind, undwobei die Kanalgebiete (120) dazu konfiguriert sind, Bereiche von Mesaabschnitten (180) zwischen benachbarten Graben-Gatestrukturen (150) bei einer Gatespannung VGS = 0 V vollständig zu verarmen.

公开(公告)号：DE102018106670A1

公开(公告)日：2019-09-26

申请号：DE102018106670

申请日：2018-03-21

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： MAUDER ANTON ,  SPULBER OANA ,  RUPP ROLAND

IPC: H01L29/78 ,  H01L29/739

Abstract: Eine Halbleitervorrichtung (500) enthält Graben-Gatestrukturen (150), die sich von einer Vorderseite in einen Siliziumcarbidbereich (100) erstrecken. Ein Sourcegebiet (110) ist in einem oberen Bereich eines Mesaabschnitts (180) des Siliziumcarbidbereichs (100) zwischen den Graben-Gatestrukturen (150) ausgebildet. Ein gate-gesteuertes Kanalgebiet (120) in dem Mesaabschnitt (180) grenzt an das Sourcegebiet (110). Das gate-gesteuerte Kanalgebiet (120) ist dafür konfiguriert, innerhalb absoluter maximaler Nennwerte der Halbleitervorrichtung (500) vollständig zu verarmen.

公开(公告)号：DE102016112721A1

公开(公告)日：2018-01-18

申请号：DE102016112721

申请日：2016-07-12

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： BABURSKE ROMAN ,  SPULBER OANA ,  SCHULZE HANS-JOACHIM ,  BINA MARKUS

IPC: H01L29/739 ,  H01L21/331 ,  H01L29/06 ,  H01L29/78

Abstract: Eine Leistungshalbleitervorrichtung (1) mit einem Halbleiterkörper (10), der dafür ausgelegt ist, einen Laststrom zwischen einem ersten Lastanschluss (11) und einem zweiten Lastanschluss (12) zu leiten, umfasst Folgendes: ein Source-Gebiet (101) mit Dotierungsstoffen eines ersten Leitfähigkeitstyps, das elektrisch mit dem ersten Lastanschluss (11) verbunden ist, ein Halbleiterkanalgebiet (102), das im Halbleiterkörper (10) implementiert ist und Dotierungsstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist und das Source-Gebiet (101) von einem restlichen Abschnitt des Halbleiterkörpers (10) trennt, und einen Graben (13) eines ersten Grabentyps, der sich entlang einer Verlaufsrichtung (Z) im Halbleiterkörper (10) erstreckt und angrenzend an das Halbleiterkanalgebiet (102) angeordnet ist, wobei der Graben (13) des ersten Grabentyps eine Steuerelektrode (131) aufweist, die durch einen Isolator (132) vom Halbleiterkörper (10) isoliert ist, wobei die Steuerelektrode (131) dafür ausgelegt ist, einen Weg des Laststroms im Halbleiterkanalgebiet (102) zu steuern. Der Halbleiterkörper (10) umfasst ferner Folgendes: ein Barrieregebiet (103) mit Dotierungsstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps und ein Driftvolumen mit wenigstens einem ersten Driftgebiet (104) mit Dotierungsstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei das Barrieregebiet (103) das erste Driftgebiet (104) mit dem Halbleiterkanalgebiet (102) koppelt.

公开(公告)号：DE102018106670B4

公开(公告)日：2025-02-06

申请号：DE102018106670

申请日：2018-03-21

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： MAUDER ANTON ,  SPULBER OANA ,  RUPP ROLAND

IPC: H10D30/60 ,  H10D12/00 ,  H10D62/832

Abstract: Halbleitervorrichtung, umfassend:Graben-Gatestrukturen (150), die sich von einer Vorderseite in einen Siliziumcarbidbereich (100) erstrecken;ein Sourcegebiet (110), das in einem oberen Bereich eines Mesaabschnitts (180) des Siliziumcarbidbereichs (100) zwischen den Graben-Gatestrukturen (150) ausgebildet ist; undein gate-gesteuertes Kanalgebiet (120) in dem Mesaabschnitt (180), wobei das gate-gesteuerte Kanalgebiet (120) an das Sourcegebiet (110) grenzt und dafür konfiguriert ist, innerhalb absoluter maximaler Nennwerte der Halbleitervorrichtung (500) vollständig zu verarmen, wobeii) das gate-gesteuerte Kanalgebiet (120) einen ersten Übergang (j1) mit dem Sourcegebiet (110) bildet und der erste Übergang (j1) ein n+/n-Übergang oder ein p+/p-Übergang ist; oderii) das gate-gesteuerte Kanalgebiet (120) einen ersten Übergang (j1) mit dem Sourcegebiet (110) bildet und der erste Übergang (j1) ein n+/i-Übergang oder ein p+/i-Übergang ist; oderiii) das gate-gesteuerte Kanalgebiet (120) einen ersten Übergang (j1) mit dem Sourcegebiet (110) bildet und der erste Übergang (j1) ein pn-Übergang ist, wobei eine obere Grenze einer Breite des Mesaabschnitts (180) durch eine Verarmungsbreite Wdepwie folgt festgelegt ist:Wdep=4εSiCε0kTln(NA/ni)e2NAwobei εSiCdie relative Permittivität des Siliziumcarbidbereichs (100), ε0die Vakuum-Permittivität, e die Elementarladung, nidie intrinsische Trägerdichte von SiC, NAdie Dotierkonzentration in dem gate-gesteuerten Kanalgebiet (120), und T die Temperatur sind.

公开(公告)号：DE102016112721B4

公开(公告)日：2022-02-03

申请号：DE102016112721

申请日：2016-07-12

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： BABURSKE ROMAN ,  SPULBER OANA ,  SCHULZE HANS-JOACHIM ,  BINA MARKUS

IPC: H01L29/739 ,  H01L21/331 ,  H01L29/06 ,  H01L29/78

Abstract: Leistungshalbleitervorrichtung (1) mit einem Halbleiterkörper (10), der dafür ausgelegt ist, einen Laststrom zwischen einem ersten Lastanschluss (11) und einem zweiten Lastanschluss (12) der Leistungshalbleitervorrichtung (1) zu leiten, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung (1) ferner Folgendes umfasst:- ein Source-Gebiet (101) mit Dotierungsstoffen eines ersten Leitfähigkeitstyps, das elektrisch mit dem ersten Lastanschluss (11) verbunden ist,- ein Halbleiterkanalgebiet (102), das im Halbleiterkörper (10) implementiert ist und Dotierungsstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist und das Source-Gebiet (101) von einem restlichen Abschnitt (103) des Halbleiterkörpers (10) trennt,- einen Graben (13) eines ersten Grabentyps, der sich entlang einer Verlaufsrichtung (Z) im Halbleiterkörper (10) erstreckt und angrenzend an das Halbleiterkanalgebiet (102) angeordnet ist, wobei der Graben (13) des ersten Grabentyps eine Steuerelektrode (131) aufweist, die durch einen Isolator (132) vom Halbleiterkörper (10) isoliert ist, wobei die Steuerelektrode (131) dafür ausgelegt ist, einen Weg des Laststroms im Halbleiterkanalgebiet (102) zu steuern,- ein Emittergebiet (108) mit Dotierungsstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps, welches elektrisch mit dem zweiten Lastanschluss (12) verbunden ist; wobei die Leistungshalbleitervorrichtung (1) eine bipolare Leistungshalbleitervorrichtung (1) ist, und wobei der Halbleiterkörper (10) ferner Folgendes umfasst:- ein Barrieregebiet (103) mit Dotierungsstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps;- ein Driftvolumen mit wenigstens einem ersten Driftgebiet (104) mit Dotierungsstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei das Barrieregebiet (103) das erste Driftgebiet (104) mit dem Halbleiterkanalgebiet (102) koppelt, und wobei das erste Driftgebiet (104) eine Dicke aufweist, die mindestens 5% der Dicke des Halbleiterkörpers (10) beträgt; und- ein Feldstoppgebiet (107) mit Dotierungsstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps, welches einerseits mit dem Driftvolumen gekoppelt und andererseits in Kontakt mit dem Emittergebiet (108) angeordnet ist; wobei:- ein Übergang zwischen dem ersten Driftgebiet (104) und einem verbleibenden Abschnitt des Halbleiterkörpers (10) entlang der Verlaufsrichtung (Z) unterhalb eines Bodens des Grabens (13) angeordnet ist; und- das Felstoppgebiet (107) für wenigstens 20% seiner Gesamterstreckung (DZ7) in der Verlaufsrichtung eine entlang der Verlaufsrichtung (Z) ansteigende Dotierstoffkonzentration aufweist.

公开(公告)号：DE102017128243B4

公开(公告)日：2021-09-23

申请号：DE102017128243

申请日：2017-11-29

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： SPULBER OANA ,  RÖSNER WOLFGANG ,  KÜNLE MATTHIAS ,  SANDOW CHRISTIAN ,  WEISS CHRISTOPH

IPC: H01L21/331 ,  H01L21/20 ,  H01L21/265 ,  H01L29/06 ,  H01L29/739

Abstract: Verfahren zum Herstellen eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate (1002) in einem Halbleiterkörper (100), wobei das Verfahren umfasst:Ausbilden eines ersten Feldstoppzonenbereichs (104) eines ersten Leitfähigkeitstyps auf einem Halbleitersubstrat;Ausbilden eines zweiten Feldstoppzonenbereichs (106) des ersten Leitfähigkeitstyps auf dem ersten Feldstoppzonenbereich (104); Ausbilden einer Driftzone (102) des ersten Leitfähigkeitstyps auf dem zweiten Feldstoppzonenbereich (106), wobei eine Dotierungskonzentration in der Driftzone (102) entlang einer vertikalen Ausdehnung von mehr als 30 % einer Dicke des Halbleiterkörpers (100) bei Fertigstellung des Bipolartransistors mit isoliertem Gate (1002) geringer als 1013cm-3ist; und wobeiein Festlegen der Dotierungskonzentration in dem zweiten Feldstoppzonenbereich (106) ein Festlegen eines konstanten Dotierungsprofils entlang einer vertikalen Ausdehnung des zweiten Feldstoppzonenbereichs (106) in einem Dickenbereich von 4 bis 55 µm umfasst.

公开(公告)号：DE102017128247A1

公开(公告)日：2019-05-29

申请号：DE102017128247

申请日：2017-11-29

Applicant: INFINEON TECHNOLOGIES AG

Inventor： SCHULZE HANS-JOACHIM ,  NIEDERNOSTHEIDE FRANZ-JOSEF ,  SPULBER OANA ,  VOSS STEPHAN

IPC: H01L21/329 ,  H01L21/265 ,  H01L21/304 ,  H01L21/322 ,  H01L21/324 ,  H01L21/331 ,  H01L21/336 ,  H01L29/06

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.