DE10038177A1 - Mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterschaltelement mit zwei Steuerelektroden - Google Patents
Mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterschaltelement mit zwei SteuerelektrodenInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mittels Feldeffekt steuerbare Halbleiteranordnung, die einen Halbleiterkörper (100) mit einer dotierten ersten und zweiten Anschlusszone (20, 22, 24, 30), an die Anschlusselektroden (90, 92) zum Anlegen von Versorgungspotentialen angeschlossen sind, aufweist. Eine erste Steuerelektrode (40, 42, 44; 48, 49) ist gegenüber dem Halbleiterkörper (100; 200) isoliert und an ein erstes Ansteuerpotential anschließbar. Benachbart zu der ersten Elektrode (40, 42, 44; 48, 49) ist eine zweite Steuerelektrode (60, 62, 64; 66, 68; 67, 69; 61, 63) angeordnet, die isoliert in dem Halbleiterkörper (100) angeordnet ist und die an ein zweites Ansteuerpotential anschließbar ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mittels Feldeffekt
steuerbares Halbleiterbauelement, insbesondere einen Feldef
fekttransistor (FET).
Der grundsätzliche Aufbau herkömmlicher Feldeffektransistoren
ist beispielsweise in Stengl/Tihanyi: "Leistungs-MOSFET Pra
xis", Pflaum Verlag, München, 1992 auf den Seiten 29 bis 33
beschrieben. Danach weisen herkömmliche FET eine erste An
schlusselektrode (Source-Elektrode) die an eine erste An
schlusszone (Source-Zone) eines Halbleiterkörpers angeschlos
sen ist, und eine zweite Anschlusselektrode (Drain-
Elektrode), die an eine zweite Anschlusszone des Halbleiter
körpers angeschlossen ist, auf. Zur Steuerung eines leitenden
Kanals zwischen der ersten und zweiten Anschlusselektrode,
bzw. der ersten und zweiten Anschlusszone, in dem Halbleiter
körper ist eine Steuerelektrode (Gate-Elektrode) vorgesehen,
die gegenüber dem Halbleiterkörper isoliert ist und die an
ein Ansteuerpotential anschließbar ist. Die Steuerelektrode
kann dabei auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers ange
ordnet sein oder sich bei sogenannten Graben-FET in den Halb
leiterkörper hinein erstrecken.
Bei sogenannten selbstsperrenden FET ist eine Kanalzone, die
komplementär zu der Source- und Drain-Zone dotiert ist, zwi
schen diesen beiden Zonen angeordnet. Die Gate-Elektrode ist
dabei benachbart zu der Kanalzone angeordnet und dient dazu
bei Anlegen eines Ansteuerpotentials einen leitenden Kanal in
der Kanalzone zu erzeugen, um bei Anlegen einer Spannung zwi
schen der Drain- und Source-Elektrode einen Stromfluss in dem
Halbleiterkörper zu ermöglichen.
Bei selbstleitenden FET ist üblicherweise keine komplementär
dotierte Kanalzone vorhanden. Aufgabe der Gate-Elektrode ist
es bei diesen FET einen normalerweise leitenden Kanal zwischen
Drain- und Source-Elektrode durch Anlegen eines Ansteu
erpotentials an die Gate-Elektrode abzuschnüren, um einen
Stromfluss zwischen der Source- und Drain-Elektrode bei einer
zwischen diesen Elektroden anliegenden Versorgungsspannung zu
unterbinden.
Für viele Anwendungen ist es angestrebt, dass der FET einen
geringen Einschaltwiderstand und eine hohe Spannungsfestig
keit, bzw. eine hohe Durchbruchspannung, aufweist. Der Ein
schaltwiderstand ist definiert als Quotient aus der Spannung
zwischen Drain- und Source-Elektrode und dem zwischen diesen
Elektroden fließenden Drain-Strom. Die Durchbruchspannung ist
die Drain-Source-Spannung bei der ein selbstsperrender FET in
den Durchbruch geht, wenn das Gate nicht angesteuert ist.
Die Durchbruchspannung kann durch eine dickere Isolations
schicht zwischen der Gate-Elektrode und dem Halbleiterkörper
erhöht werden. Diese Maßnahme geht allerdings zu Lasten des
Einschaltwiderstandes und vergrößert den Wert einer parasitä
ren Kapazität zwischen der Gate-Elektrode und der Drain-
Elektrode. Die Vergrößerung dieser Kapazität erhöht die
Schaltverluste des FET bei hohen Schaltfrequenzen.
Zur Erhöhung der Durchbruchspannung ist es auch bekannt, die
Drain-Zone aus einer stärker dotierten ersten Zone benachbart
zu der Drain-Elektrode und einer schwächer dotierten zweiten
Zone, die sich zwischen der ersten Zone und der Kanalzone er
streckt, auszubilden. Die Spannungsfestigkeit wird dabei maß
geblich durch die Dotierungskonzentration und die Abmessung
der zweiten Zone in Richtung des Stromflusses bestimmt. Al
lerdings nimmt der Einschaltwiderstand mit abnehmender Dotie
rung der zweiten Zone und mit zunehmender Abmessung der zwei
ten Zone zu.
Aus dem Aufsatz "Dummy Gated Radio Frequency VDMOSFET with
High Breakdown Voltage and Low Feedback Capacitance" von Shu
ming Xu et al., IEEE ISPSD 2000, Seiten 385 bis 388, ist es
bekannt, bei einem VDMOSFET neben einer Gate-Elektrode eine
weitere Elektorde oberhalb einer Oberfläche eines Halbleiter
körpers anzuordnen. Diese Vorgehen ist platzaufwändig und im
Hinblick darauf, dass auf der Oberfläche des Halbleiterkör
pers nur begrenzt Platz zur Verfügung steht, nachteilig.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein mittels Feldeffekt
steuerbares Halbleiterbauelement zur Verfügung zu stellen,
bei dem eine hohe Durchbruchspannung bei einem geringen Ein
schaltwiderstand, bzw. bei geringen Schaltverlusten, erzielt
werden kann und das zudem platzsparend realisiert werden
kann.
Dieses Ziel wird durch eine Halbleiteranordnung gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach weist die Halbleiteranordnung, einen Halbleiterkörper
mit einer dotierten ersten Anschlusszone, an die eine erste
Anschlusselektrode angeschlossen ist, und mit einer zweiten
Anschlusszone, an die eine zweite Anschlusselektrode ange
schlossen ist, auf. Die Halbleiteranordnung weist weiterhin
eine erste Steuerelektrode auf, die durch eine erste Isolati
onsschicht gegenüber dem Halbleiterkörpers isoliert ist und
die an ein erstes Ansteuerpotential anschließbar ist. Die
erste Steuerelektrode dient zur Steuerung eines leitenden Ka
nals zwischen der ersten und zweiten Anschlussklemme und ist
vorzugsweise benachbart zu der ersten Ansachlusszone ausge
bildet.
Zudem weist das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement eine
benachbart zu der ersten Elektrode angeordnete zweite Steuer
elektrode auf, die durch eine zweite Isolationsschicht iso
liert in dem dem Halbleiterkörper angeordnet ist und die an
ein zweites Ansteuerpotential anschließbar ist.
Die zweite Elektrode, die vorzugsweise vollständig in der
zweiten Anschlusszone ausgebildet ist, dient dazu, die erste
Steuerelektrode bei einer zwischen den Anschlusselektroden,
bzw. den Anschlusszonen, anliegenden Versorgungsspannung "ab
zuschirmen", d. h. sie verringert eine an der ersten Isolati
onsschicht der ersten Steuerelektrode wirkende Feldstärke.
Dadurch kann bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement
die ersten Isolationsschicht gegenüber herkömmlichen derarti
gen Halbleiterbauelementen bei gleicher Spannungsfestigkeit
verringert werden. Hierdurch verringert sich zum einen der
Einschaltwiderstand und zum anderen reduzieren sich die Werte
parasitärer Kapazitäten zwischen der ersten Steuerelektrode
und der zweiten Anschlusszone (Gate-Drain-Elektrode), was zu
geringeren Schaltverlusten führt. Da bei dem erfindungsgemä
ßen Bauelement die Spannung zwischen erster und zweiter An
schlusselektrode größtenteils im Bereich der zweiten Steuer
elektrode abfällt, kann die Dotierung der zweiten Anschluss
zone gegenüber herkömmlichen FET erhöht werden ohne die Iso
lationsschicht der ersten Steuerelektrode mit einer höheren
Feldstärke zu belasten. Dies führt zu einer weiteren Verrin
gerung des Einschaltwiderstandes.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Dicke der ersten Isolationsschicht geringer als die
Dicke der zweiten Isolationsschicht ist. Wie erwähnt, werden
durch die Dicke der ersten Isolationsschicht die Schaltver
luste des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements beein
flusst, wobei für eine Minimierung dieser Schaltverluste die
erste Isolationsschicht möglichst dünn ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind die erste Anschlusszone und die zweite
Steuerelektrode an ein gemeinsames Potential angeschlossen.
Bei dieser Ausführungsform muss nur ein gemeinsames Potential
für die zweite Steuerelektrode und die erste Anschlusszone
zur Verfügung gestellt werden, wodurch der Verdrahtungsauf
wand in dem Halbleiterbauelement reduziert ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass
die zweite Anschlusszone eine an die zweite Anschlusselektro
de anschließende erste Zone und eine an die erste Zone an
schließende zweite Zone aufweist, wobei die zweite Zone vor
zugsweise niedriger als die erste Zone dotiert ist. Zur Her
stellung eines IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) sind
die erste Zone und die zweite Zone komplementär dotiert, wäh
rend sie zur Herstellung eines Feldeffekttransistors vom sel
ben Leitungstyp sind.
Die vorliegende Erfindung, insbesondere das Vorsehen einer
zweiten Steuerelektrode benachbart zu der ersten Steuerelekt
rode, ist sowohl für selbstsperrende Feldeffekttransistoren
als auch für selbstleitenden Feldeffekttransistoren einsetz
bar.
Bei selbstsperrenden Feldeffekttransistoren ist eine Kanalzo
ne vorgesehen, die komplementär zu der ersten und zweiten An
schlusszone dotiert ist und welche zwischen der ersten An
schlusszone und der zweiten Anschlusszone beziehungsweise der
zweiten Zone der zweiten Anschlusszone, ausgebildet ist. Die
erste Steuerelektrode erstreckt sich dabei benachbart zu der
Kanalzone von der ersten Anschlusszone bis in die zweite An
schlusszone, um bei Anlegen eines Ansteuerpotentials an die
erste Steuerelektrode einen leitenden Kanal in der Kanalzone
hervorzurufen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass
die erste Steuerelektrode und die zweite Steuerelektrode in
vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers übereinander ange
ordnet sind. Diese Anordnung kommt insbesondere bei Halblei
terbauelementen in vertikaler Bauweise zur Anwendung, bei de
nen die erste Anschlusselektrode an einer Vorderseite des
Halbleiterkörpers und bei denen die zweite Anschlusselektrode
auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers angeordnet ist, wobei
sich der stromführende Pfad in vertikaler Richtung durch
den Halbleiterkörper erstreckt.
Vorzugsweise sind die erste und zweite Steuerelektrode ge
trennt durch eine Isolationsschicht in einem gemeinsamen Gra
ben angeordnet, welcher sich in vertikaler Richtung in den
Halbleiterkörper erstreckt. Diese Anordnung ermöglicht eine
unaufwändige Herstellung der zweiten Steuerelektrode im Rah
men bekannter Prozesse zur Herstellung von feldeffektgesteu
erten Halbleiterbauelementen.
Auch bei Halbleiterbauelementen in vertikaler Bauweise be
steht jedoch die Möglichkeit, die erste und die zweite Steu
erelektrode in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers ne
beneinander anzuordnen. Dabei können die erste und zweite E
lektrode auch in einem gemeinsamen Graben nebeneinander ange
ordnet werden, wobei die beiden Elektroden durch eine Isola
tionsschicht getrennt sind und wobei die zweite Elektrode in
vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers vorzugsweise länger
als die erste Elektrode ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in
einem Übergangsbereich des Halbleiterkörpers zwischen der
ersten und zweiten Steuerelektrode eine dotierte Zone ausge
bildet ist, die komplementär zu dem umgebenden Halbleiterbe
reich dotiert ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein
Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiter
bauelements.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh
rungsbeispielen in Figuren näher beschrieben
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung ge
mäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in
seitlicher Ansicht im Querschnitt.
Fig. 2 zeigt eine Halbleiteranordnung gemäß Fig. 1 in
Draufsicht auf die in Fig. 1 eingezeichnete
Schnittebene A-A'.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung ge
mäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in
seitlicher Schnittdarstellung.
Fig. 4 zeigt eine selbstleitende erfindungsgemäße Halblei
teranordnung in seitlicher Darstellung im Quer
schnitt.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Halbleiteranordnung in seitlicher
Schnittdarstellung.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung,
bei welcher eine erste und eine zweite Steuerelekt
rode in einem gemeinsamen Graben nebeneinander an
geordnet sind.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung mit
nebeneinander angeordneten ersten und zweiten Steu
erelektroden.
Fig. 8 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild der
erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Bereiche mit gleicher
Bedeutung. Die vorliegende Erfindung ist in den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen anhand eines n-leitenden Feldeffekt
transistors (FET) veranschaulicht. Die Ausführungen gelten
selbstverständlich auch für p-leitende Halbleiterbauelemente,
wobei dann n-leitende Zonen durch p-leitende Zonen ersetzt
werden müssen, und umgekehrt. Die Source-Zone eines FET bildet
eine erste Anschlusszone, die Drain-Zone eines FET bildet
eine zweite Anschlusszone und die Gate-Elektrode bildet eine
erste Steuerelektrode.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement gemäß
einer ersten Ausführungsform in seitlicher Darstellung im
Querschnitt. In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Halblei
teranordnung gemäß Fig. 1 entlang der dort eingezeichneten
Schnittebene A-A' dargestellt.
Die erfindungsgemäße Halbleiteranordnung weist einen Halblei
terkörper 100 auf, in dem eine erste Anschlusszone (Source-
Zone) 20, 22, 24 und eine zweite Anschlusszone (Drain-Zone)
30 ausgebildet sind, wobei die erste Anschlusszone 20, 22, 24
an eine erste Anschlusselektrode (Source-Elektode) 90, S an
geschlossen ist und wobei die zweite Anschlusszone 30 an eine
zweite Anschlusselektrode (Drain-Elektrode) 92, D angeschlos
sen ist. Bei dem Halbleiterbauelement gemäß Fig. 1 ist die
erste Anschlusselektrode 90 auf einer Vorderseite 102 des
Halbleiterkörpers 100 aufgebracht, die zweite Anschlusselekt
rode 92 ist auf einer der Vorderseite gegenüberliegenden
Rückseite 104 des Halbleiterkörpers 100 aufgebracht.
Die Source- und Drain-Zone 20, 22, 24, 30 sind in dem Ausfüh
rungsbeispiel vom selben Leitungstyp und n-dotiert, wobei die
Drain-Zone 30 eine n-dotierte erste Zone 301, die sich an die
Drain-Elektrode 92 anschließt, und eine n-dotierte zweite Zo
ne 302, die sich an der der Drain-Elektrode 92 abgewandten
Seite der ersten Zone 301 anschließt, aufweist. Die erste Zo
ne 301 ist dabei stärker dotiert als die zweite Zone 302.
Zwischen der Source-Zone 20, 22, 24 und der zweiten Zone 302
der Drain-Zone 30 ist in dem Ausführungsbeispiel eine p-
leitende Kanalzone 80 ausgebildet. Die erste Anschlusszone
20, 22, 24, die Kanalzone 80 und die zweite Anschlusszone 30
sind in dem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung des
Halbleiterkörpers übereinander angeordnet.
In dem Halbleiterkörper gemäß Fig. 1 sind mehrere Source-
Zonen 20, 22, 24 vorgesehen, wobei sich in dem Halbleiterkör
per 100 von jeder der Source-Zonen 20; 22; 24 eine erste
Steuerelektrode (Gate-Elektrode) 40; 42; 44 durch die Kanal
zone 80 bis in die zweite Zone der Drain-Zone 30 erstreckt.
Die Source-Zonen 20, 22, 24 sind an eine gemeinsame Source-
Elektrode 90 angeschlossen. Die erste Steuerelektrode 40, 42,
44 besteht vorzugsweise aus einem Metall oder aus Polysilizi
um und ist gegenüber dem Halbleiterkörper 100 durch eine ers
te Isolationsschicht 50, 52, 54 isoliert. Die ersten Steuer
elektroden 40, 42, 44 sind an ein gemeinsames Ansteuerpoten
tial anschließbar, bzw. angeschlossen.
Erfindungsgemäß ist neben der ersten Steuerelektrode 40, 42,
44 wenigstens eine zweite Steuerelektrode 60, 62, 64 vorgese
hen, wobei jeder ersten Steuerelektrode (Gate-Elektrode) 20,
22, 24 eine zweite Steuerelektrode 60, 62, 64 zugeordnet ist.
Die zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 sind in dem Ausfüh
rungsbeispiel gemäß Fig. 1 vollständig in der zweiten Zone
302 der Drain-Zone 30 ausgebildet, wobei jede der zweiten
Steuerelektroden 60, 62, 64 von einer zweiten Isolations
schicht 70, 72, 74 umgeben und benachbart zu der jeweiligen
Gate-Elektrode 20, 22, 24 angeordnet ist. Jeweils eine Gate-
Elektrode 40, 42, 44 und eine zweite Steuerelektrode 60, 62,
64 sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in vertikaler
Richtung des Halbleiterkörpers 100 übereinanderliegend in ei
nem gemeinsamen Graben 110, 112, 114 angeordnet, der sich in
vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 ausgehend von
der Vorderseite 102 bis in die Drain-Zone 30 erstreckt. Die
in einem gemeinsamen Graben 110, 112, 114 angeordneten ersten
und zweiten Steuerelektroden 40, 60; 42, 62; 44, 64 sind
durch ihre jeweiligen Isolationsschichten 50, 70; 52, 72; 54,
74 voneinander getrennt.
Die zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 sind an ein gemeinsa
mes zweites Ansteuerpotential angeschlossen, wobei das zweite
Ansteuerpotential vorzugsweise ein an der Source-Elektrode 92
anliegendes erstes Ansteuerpotential ist, so dass die zweiten
Steuerelektroden 60, 62, 64 und die Source-Elektrode 90 auf
einem gemeinsamen Potential liegen.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die zweiten Steuerelektroden 60, 62,
64 vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Zum Anlegen an ein
gemeinsames zweites Ansteuerpotential ist eine gemeinsame
Platte 651 vorgesehen, welche die zweiten Steuerelektroden
60, 62, 64 miteinander verbindet und welche mittels einer
Isolationsschicht 751 gegenüber dem Halbleiterkörper 100 iso
liert ist. Die ersten Steuerelektroden 40, 42, 44 können, wie
hier nicht näher dargestellt ist, in entsprechender Weise wie
die zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 plattenförmig ausge
bildet sein und über eine gemeinsame Platte an das gemeinsame
erste Ansteuerpotential angeschlossen werden. Dabei ist zu
beachten, dass keine leitende Verbindung zwischen den ersten
und zweiten Steuerelektroden 40, 42, 44, 60, 62, 64 herge
stellt wird.
Jede der ersten und zweiten Steuerelektroden 40, 42, 44, 50,
52, 54 und jede der Source-Zonen 20, 22, 24 sind Teil einer
Zelle des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements, wobei es
angestrebt ist, in dem Halbleiterkörper 100 möglichst viele
gleichartig aufgebaute Zellen zu realisieren, um möglichst
große Ströme schalten zu können. Dadurch, dass alle Zellen an
dieselben Versorgungspotentiale und Ansteuerpotentiale ange
schlossen sind, werden alle Zellen in derselben Weise ange
steuert.
Fig. 8 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild der in den
Fig. 1 und 2 dargestellten Halbleiteranordnung.
Das Ersatzschaltbild ergibt sich als Reihenschaltung eines
selbstsperrenden ersten Feldeffekttransistors T1 und eines
selbstleitenden zweiten Feldeffekttransistors T2, wobei diese
Reihenschaltung zum besseren Verständnis der Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung in Fig. 8 zwischen
einem Versorgungspotential V1 und einem Bezugspotential GND
verschaltet ist. Der erste Transistor T1 weist eine erste Ga
te-Elektrode G1 auf, welche durch die Gate-Elektrode 40, 42,
44 gemäß Fig. 1 realisiert ist. Die Source-Elektrode S1 des
ersten Transistors T1 ist durch die Source-Elektrode 90 in
Fig. 1 realisiert. Eine Drain-Elektrode D2 des zweiten Tran
sistors T2 ist durch die Drain-Elektrode 92 und eine Gate-
Elektrode G2 des zweiten Transistors T2 ist durch die zweite
Steuerelektrode 60, 62, 64 in Fig. 1 realisiert. Eine Source-
Zone S2 des zweiten Transistors T2 und eine Drain-Zone D1 des
ersten Transistors T1 ist durch einen Bereich der zweiten Zo
ne 302 realisiert, welcher benachbart zu der Kanalzone 80 an
geordnet ist.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Halbleiterbauele
ments wird nachfolgend anhand von Fig. 1 und anhand des e
lektrischen Ersatzschaltbilds gemäß Fig. 8 beschrieben. Wird
an die erste Steuerelektrode G, 40, 42, 44 ein positives An
steuerpotential angelegt, so bildet sich in der Kanalzone 80
entlang der ersten Steuerelektrode 40, 42, 44 ein leitender
Kanal aus, welcher bei Anlegen einer Versorgungsspannung zwi
schen der ersten Anschlussklemme 90, S und der zweiten An
schlussklemme 92, D einen Stromfluss zwischen der Source- und
Drain-Elektrode 90, 92 beziehungsweise der Source- und Drain-
Zone 20, 22, 24, 30 ermöglicht. Die zweite Elektrode 60, 62,
64, die vollständig in der n-leitenden zweiten Anschlusszone
30 angeordnet ist, und die an die Source-Elektrode 90 ange
schlossen ist, behindert den Stromfluss nicht. Wird das An
steuerpotential an der Gate-Elektrode G, 40, 42, 44 auf Null
beziehungsweise auf Bezugspotential GND gesetzt, wird der
leitende Kanal in der Kanalzone 80 abgeschnürt und der Strom
fluss zwischen der Source- und Drain-Zone 20, 22, 24, 30 un
terbrochen. Dadurch steigt das Potential an der Drain-
Elektrode D1 des ersten Transistors T1 und der Source-
Elektrode S2 des zweiten Transistors T2 an. Der zweite Tran
sistor T2 beginnt zu sperren, d. h. entlang der zweiten Steu
erelektroden 60, 62, 64 bildet sich eine Raumladungszone aus,
welche den n-leitenden Kanal, der zwischen den nebeneinander
liegenden zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 gebildet ist,
abschnürt. Ein Großteil der zwischen der Source- und Drain-
Elektrode S, 90, D, 92 anliegenden Spannung fällt in dem
Halbleiterkörper 100 dabei im Bereich der zweiten Steuer
elektroden 60, 62, 64 ab, wodurch die Feldstärke an den ers
ten Isolationsschichten 50, 52, 54 der ersten Steuerelektro
den (Gate-Elektroden) 40, 42, 44 klein gehalten werden kann.
Die zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 "schirmen" die Gate-
Elektroden 40, 42, 44, die den Schaltzustand des FET steuern,
damit vor hohen Feldstärken ab. Die ersten Isolationsschich
ten 50, 52, 54 können wegen der geringen Belastung daher sehr
dünn ausgeführt werden, während die zweiten Isolationsschich
ten 70, 72, 74 der zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 dicker
als die ersten Isolationsschichten 50, 52, 54 sind, da sie
höheren Feldstärken standhalten müssen.
Schaltverluste, die bei hohen Schaltfrequenzen durch parasi
täre Kapazitäten bedingt sind, werden maßgeblich durch die
Dicke der ersten Isolationsschichten 50, 52, 54 um die ange
steuerten Gate-Elektroden 40, 42, 44 bestimmt. Diese Schalt
verluste sind bei dem Halbleiterbauelement gemäß der Erfin
dung gegenüber herkömmlichen Feldeffekttransistoren erheblich
reduziert, da bei dem Bauelement nach der Erfindung die Iso
lationsschichten 50, 52, 54 wesentlich dünner ausgeführt sein
können.
Darüber hinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Bauelement die
zweite Zone 302 der zweiten Anschlusszone 30 höher dotiert
sein als bei herkömmlichen Feldeffekttransistoren, wodurch
der Einschaltwiderstand verringert werden kann. Bei herkömm
lichen Feldeffekttransistoren ohne zweite Steuerelektrode ist
die zweite Zone der zweiten Anschlusszone niedrig dotiert, um
über der zweiten Zone einen möglichst hohen Spannungsabfall
zu erreichen und dadurch die Isolationsschicht der Gate-
Elektrode vor zu hohen Feldstärken zu schützen. Bei dem er
findungsgemäßen Halbleiterbauelement sorgt die zweite Steuerelektrode
60, 62, 64 für einen hohen Spannungsabfall im Be
reich der Drain-Zone, so dass die zweite Zone 302 höher do
tiert sein kann.
Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement tritt nach außen
wie ein Feldeffekttransistor in Erscheinung, d. h. es ist eine
erste Anschlussklemme 90, S vorhanden, welche der Source-
Elektrode entspricht, es ist eine zweite Anschlussklemme 92,
D vorhanden, welche der Drain-Elektrode entspricht und es ist
eine erste Steuerklemme G vorhanden, welche der Gate-
Elektrode entspricht. Auch das Schaltverhalten des erfin
dungsgemäßen Halbleiterbauelements entspricht dem eines Feld
effekttransistors, insbesondere eines MOS-FET, wobei das
Halbleiterbauelement nach der Erfindung einen niedrigeren
Einschaltwiderstand und geringere Schaltverluste als herkömm
liche MOS-FET aufweist.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Halbleiterbauelements in seitlicher Schnittdar
stellung, dessen Aufbau im wesentlichen dem des Halbleiter
bauelements gemäß Fig. 1 entspricht. Während bei dem Bauele
ment gemäß Fig. 1 die erste Steuerelektrode 40, 42, 44 nur
knapp bis in die zweite Anschlusszone 30 reicht, erstreckt
sich die erste Anschlusselektrode 40 (auf Bezugszeichen für
die übrigen Zellen ist aus Gründen der Übersichtlichkeit ver
zichtet) bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weit in die
zweite Anschlusszone 30. Die zweite Anschlusszone 30 besteht
bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 aus einer stark do
tierten ersten Zone 301, welche sich an die zweite Anschluss
elektrode 92 anschließt. Benachbart zu der ersten Zone ist
eine n-dotierte Zone 303 ausgebildet, welche vorzugsweise als
Epitaxie-Schicht ausgebildet ist und an welche sich in verti
kaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 eine weitere n-
dotierte Zone 304 anschließt, welche die Bereiche zwischen
den in lateraler Richtung nebeneinander liegenden ersten
Steuerelektroden 40 und den in lateraler Richtung nebeneinan
der liegenden zweiten Steuerelektroden 60 ausfüllt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halb
leiterbauelements ist in seitlicher Schnittdarstellung in
Fig. 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind zweite Elekt
roden 66, 68 in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers
beabstandet zu den ersten Elektroden 40, 42 angeordnet und
besitzen in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers eine
größere Ausdehnung als die ersten Steuerelektroden 40, 42.
Vorzugsweise sind Bereiche der zweiten Anschlusszone 30, wel
che sich zwischen den ersten Steuerelektroden 40, 42 und den
zweiten Steuerelektroden 66, 68 erstrecken, p-dotiert, wie in
Fig. 4 durch die gestrichelt eingezeichneten Bereiche 310,
312 angedeutet ist. Die zweiten Steuerelektroden 66, 68 sind
vollständig von Isolationsschichten 76, 78 umgeben, welche
vorzugsweise dicker als die Isolationsschichten 50, 52 der
ersten Steuerelektroden sind. Durch die laterale Ausdehnung
der zweiten Steuerelektroden 66, 68 können die Abstände zwi
schen den zweiten Steuerelektroden 66, 68 und damit die Ab
messungen des leitenden Kanals zwischen den ersten und zwei
ten Anschlusselektroden 90, 92 beeinflusst werden. Dabei
gilt, dass die Feldstärke, die letztlich auf die dünnere Iso
lationsschicht 50, 52 der ersten Steuerelektroden 40, 42
wirkt, um so geringer ist, je geringer die Abstände der zwei
ten Steuerelektroden 66, 68 sind. Die zweiten Steuerelektro
den 66, 68 wirken nach Art eines Feldplattengitters an dem
der Spannungsabfall um so größer ist, je feiner das Gitter
ist, d. h. je näher die einzelnen Elektroden 66, 68 beieinan
der liegen. Die zweite Anschlusszone 30 kann auch bei dieser
Ausführungsform aus einer ersten Zone 301 und einer zweiten
Zone 303, 304 bestehen, die wiederum eine Eptaxie-Schicht 303
aufweisen kann.
Bei einer in Fig. 4 nicht näher dargestellten Ausführungsform
besteht auch die Möglichkeit, dass die zweiten Elektroden bis
in die stark dotierte erste Zone 301 der zweiten Anschlusszo
ne 30 reichen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemä
ßen Halbleiterbauelements, bei welchem erste Steuerelektroden
48, 49 und zweite Steuerelektroden 67, 69 nebeneinander in
jeweils einem gemeinsamen Graben 110, 112, 114 des Halbleiter
körpers 100 angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten
Steuerelektroden 48, 68; 49, 69 jeweils durch eine Isolati
onsschicht 77, 79 voneinander und gegenüber dem Halbleiter
körper 100 getrennt sind. Die zweite Steuerelektrode 67, 69
erstreckt sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 in
vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 weiter in die
zweite Anschlusszone 30 hinein als die erste Anschlusselekt
rode 48, 49, welche nur knapp bis in die zweite Anschlusszone
30, umgeben von der Isolationsschicht 77, hineinreicht. Die
Dicke der Isolationsschicht, die die ersten Steuerelektroden
48, 49 von dem Halbleiterkörper trennt, ist dabei dünner als
die Dicke der Isolationsschicht, die die zweite Elektrode 67,
69 von dem Halbleiterkörper 100 trennt.
Die ersten Steuerelektroden 48, 49 und die zweiten Steuer
elektroden 67, 69 können plattenförmig ausgebildet sein, wo
bei jeweils zwei erste Steuerelektroden 48 jeweils eine zwei
te Steuerelektrode 67 flankieren. Die ersten Steuerelektroden
können 48 die zweite Steuerelektrode 67 im oberen Bereich
auch vollständig umschließen. Die ersten Steuerelektroden 48,
49 sind an gemeinsames erste Ansteuerpotential anschließbar,
bzw. angeschlossen, und die zweiten Steuerelektroden 67, 69
sind an ein gemeinsames Ansteuerpotential anschließbar, bzw.
angeschlossen.
Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen stets
eine komplementär zu der ersten und zweiten Anschlusszone 20,
22, 24, 30 dotierte Kanalzone 80 zwischen der ersten An
schlusszone 20, 22, 24 und der zweiten Anschlusszone 30 aus
gebildet ist, zeigt Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines er
findungsgemäßen Halbleiterbauelements, bei welchem die erste
Anschlusszone 30 unmittelbar bis an die zweite Anschlusszone
20, 24 heranreicht. Die zweite Anschlusszone 30 besteht dabei
aus einer n-dotierten ersten Zone 301, die benachbart zu der
zweiten Anschlusselektrode 92 ausgebildet ist und aus einer
n-dotierten zweiten Zone 306, die zwischen der ersten Zone
301 und der zweiten Anschlusszone 20, 24 angeordnet ist. Die
in Fig. 6 dargestellte Halbleiteranordnung ist selbstleitend,
d. h. bei Anlagen einer Versorgungsspannung zwischen der ers
ten Anschlussklemme 90, S und der zweiten Anschlussklemme 92,
D fließt ein Strom in vertikaler Richtung durch den Halblei
terkörper 100, wenn die erste Steuerelektrode 40, 42 auf ei
nem Bezugspotential liegt. Wird an die erste Steuerelektrode
40, 42, G ein Ansteuerpotential angelegt, welches zu einer
negativen Spannung zwischen der Gate-Elektrode G und der
Source-Elektrode 90, S führt, so wird der leitende Kanal zwi
schen den ersten Steuerelektroden 40, 42 abgeschnürt, wodurch
das Potential in der zweiten Zone 306 im unteren Bereich der
ersten Steuerelektroden 40, 42, ansteigt. In der Folge werden
auch die leitenden Kanäle zwischen den Steuerelektroden 60,
62, die auf einem festen Ansteuerpotential, vorzugsweise dem
Potential der ersten Anschlusselektrode 90, liegen, abge
schnürt und die Halbleiteranordnung sperrt. Wie auch bei den
vorher beschriebenen Ausführungsformen ist die Isolations
schicht 70, 72 der zweiten Steuerelektroden 60, 62 dicker als
die Isolationsschicht um die ersten Steuerelektroden 40, 42.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemä
ßen Halbleiterbauelements, bei welcher eine erste Steuer
elektrode 40, 42 und eine zweite Steuerelektrode 61, 63 in
lateraler Richtung des Halbleiterkörpers nebeneinander ange
ordnet sind, wobei die ersten Steuerelektroden 40, 42 von
ersten Isolationsschichten 50, 52 und wobei die zweiten Steu
erelektroden 61, 63 jeweils von zweiten Isolationsschichten
71, 73 umgeben sind. Die ersten Steuerelektroden 40, 42 sind
dabei benachbart zu ersten Anschlusszonen 20, 22 angeordnet,
welche an eine erste Anschlusselektrode 90, S angeschlossen
sind, die auf einer Vorderseite des Halbleiterkörpers 100 an
geordnet ist. Eine zweite Anschlusselektrode 92, D ist auf
einer Rückseite des Halbleiterkörpers 100 angeordnet. Die
zweite Anschlusselektrode 92, D dient zum Kontaktieren einer
zweiten Anschlusszone 30, die in dem Ausführungsbeispiel ge
mäß Fig. 7 eine p-dotierte erste Zone 307 im Anschluss an die
zweite Anschlusselektrode 92, D und eine n-dotierte zweite
Zone 302 im Anschluss an die erste Zone 307 aufweist. Zwi
schen der zweiten Anschlusszone 30, bzw. der zweiten Zone
302, und der ersten Anschlusszone 20, 22 ist eine p-leitende
Kanalzone 80 ausgebildet, entlang derer sich die ersten Steu
erelektroden 40, 42 ausgehend von der Vorderseite des Halb
leiterkörpers 100 bis in die erste Anschlusszone 30 erstre
cken. Zwischen den ersten und zweiten Steuerelektroden 40,
42, 61, 63 sind oberhalb der Drain-Zone 30 und unterhalb der
Source-Elektrode 90 weitere p-dotierte Zonen 85, 86, 87 aus
gebildet, die gegenüber der Source-Elektrode 90 durch Isola
tionsschichten 185, 186, 187, 188 isoliert sind.
Das Halbleiterbauelement gemäß Fig. 7 funktioniert bedingt
durch die komplementär dotierten ersten und zweiten Zonen
302, 307 der zweiten Anschlusszone, bzw. der Drain-Zone, nach
Art eines IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Auch bei
dieser Ausführungsform schirmen die zweiten Streuerelektroden
61, 63 die ersten Steuerelektroden ab und verhindern große
Feldstärken an den ersten Isolationsschichten 50, 52. Die p-
dotierten Zonen 85, 86, 87, 88 zwischen den ersten und zwei
ten Steuerelektroden 40, 42, 61, 63, die nicht mit der Sour
ce-Elektrode 90 in Verbindung stehen, befinden sich auf dem
Potential des oberen Teils der zweiten Zone 302, welches sich
mit dem Potential an der Drain-Elektrode 92 ändert. Die Flä
chen, an denen die Steuerelektroden 40, 42 und die p-
dotierten Zonen überlappen (Gate-Drain-Überlapp) tragen zur
Gate-Drain-Kapazität bei. Die Elektroden 61, 63 schirmen die
die ersten Steuerelektroden 40, 42 gegen das Drainpotential
ab, so dass ein Verschiebungsstrom, der durch eine Änderung
des Drainpotentials hervorgerufen wird, zum Teil von den
zweiten Steuerelektroden 61, 63 übernommen wird.
Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements,
das anhand der Fig. 1 erläutert werden soll.
In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Halbleiterkörper
100 bereitgestellt, der eine erste Anschlusszone 20, 22, 24
eines ersten Leitungstyps n, eine zweite Anschlusszone 30 des
ersten Leitungstyps n und eine zwischen der ersten und zwei
ten Anschlusszone 20, 22, 24, 30 angeordnete Kanalzone 80 ei
nes zweiten Leitungstyps p aufweist. In einem nächsten Ver
fahrensschritt wird ausgehend von einer Vorderseite 102 des
Halbleiterkörpers 100 wenigstens ein Graben 110, 112, 114 in
dem Halbleiterkörper 100 erzeugt, wobei sich der Graben 110,
112, 114 durch die erste Anschlusszone 20, 22, 24 und durch
die Kanalzone 80 bis in die zweite Anschlusszone 30 er
streckt.
Danach wird eine Isolationsschicht, welche die späteren ers
ten und zweiten Isolationsschichten 50, 52, 54, 70, 72, 74
bildet, auf Seitenflächen der Gräben 110, 112, 114 aufge
bracht. Anschließend wird zur Bildung der zweiten Steuer
elektroden 60, 62, 64 eine erste Schicht eines Elektrodenma
terials in die Gräben 110, 112, 114 eingebracht, welche die
Gräben teilweise auffüllt. Die erste Schicht reicht in der
Höhe vorzugsweise nicht bis in die Kanalzone 80, wodurch die
zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 vollständig in der zwei
ten Anschlusszone 30 ausgebildet sind.
Auf der ersten Schicht aus Elektrodenmaterial wird in den
Gräben dann eine weitere Isolationsschicht aufgebracht, wobei
diese weitere Isolationsschicht und die schon an den Seiten
wänden im Bereich der zweiten Elektroden aufgebrachte Isola
tionsschicht die zweiten Isolationsschichten 70, 72, 74 der
zweiten Steuerelektroden 60, 62, 64 bilden.
In einem nächsten Schritt wird zur Bildung der ersten Steuer
elektroden eine weitere Schicht aus Elektrodenmaterial in den
Gräben 110, 112, 114 abgeschieden, welche die Gräben 11, 112,
114 vorzugsweise nahezu vollständig auffüllt.
Um die erste Isolationsschicht 50, 52, 54 dünner als die
zweite Isolationsschicht 70, 72, 74 auszubilden, ist bei ei
ner Ausführungsform des Herstellungsverfahrens vorgesehen,
dass die an den Seitenwänden der Gräben 110, 112, 114 aufge
brachte, nach dem Herstellen der zweiten Elektroden 60, 62,
64 freiliegende Isolationsschicht dünner gemacht wird. Die
Isolationsschicht besteht vorzugsweise aus einem Halbleiter
oxid, das Verringern der Dicke der Oxidschicht erfolgt vor
zugsweise durch sogenanntes "oxyde polishing". Außerdem be
steht die Möglichkeit, die erste Isolationsschicht nach dem
Herstellen der zweiten Elektroden 60, 62, 64 bis auf die Höhe
der zweiten Elektroden 60, 62, 64, beispielsweise durch Ät
zen, zu entfernen und dann eine weitere dünnere Isolations
schicht an den Seitenwänden der Gräben aufzubringen.
Nach dem Herstellen der ersten Elektroden 40, 42, 44 wird ei
ne weitere Isolationsschicht auf den ersten Elektroden 40,
42, 44 aufgebracht, die dazu dient, die ersten Elektroden 40,
42, 44 gegenüber der ersten Anschlusselektrode 90 zu isolie
ren, die in einem nächsten Verfahrensschritt auf die Vorder
seite 102 des Halbleiterkörpers 100 aufgebracht wird. Ausser
dem wird eine zweite Anschlusselektrode auf eine Rückseite
des Halbleiterkörpers aufgebracht, um zu der Anordnung gemäß
Fig. 1 zu gelangen.
Alternativ können die zweiten Anschlusszonen 20, 22, 24 auch
erst nach der Herstellung der Gräben 110, 112, 114 durch Do
tieren der Oberfläche des Halbleiterkörpers hergestellt wer
den, nachdem die Elektroden 40, 42, 44, 60, 62, 64 in den
Gräben 110, 112, 114 hergestellt sind.
Um die ersten und zweiten Elektroden 40, 42, 44, 60, 62, 64
zum Anlegen der Ansteuerpotentiale kontaktieren zu können,
sind Anschlüsse vorzusehen, die an einer der Oberflächen des
Halbleiterkörpers 100 zugänglich sind. Sowohl für die ersten
als auch für die zweiten Elektroden 40, 42, 44, 60, 62, 64
besteht hierzu die Möglichkeit, ausgehend von der Vorderflä
che 102 des Halbleiterkörpers Kontaktlöcher bis zu den jewei
ligen Elektroden einzubringen, welche die Elektroden 40, 42,
44; 60, 62, 64 an einer Stelle treffen und in welchen iso
liert gegenüber dem umgebenden Material Anschlüsse herge
stellt werden können. Es besteht auch die Möglichkeit, bei
der Herstellung der ersten Elektroden Aussparungen oberhalb
der tiefer liegenden zweiten Elektroden 60, 62, 64 zu lassen,
in welchen dann Anschlüsse hergestellt werden können.
Die Elektroden können auch derart ausgebildet sein, dass sie
an Rändern des Zellenfeldes an der Oberfläche frei liegen, um
kontaktiert zu werden.
Die Anschlüsse sowohl für die ersten als auch für die zweiten
Elektroden können, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, als
gemeinsame Platte ausgebildet sein, wobei eine Platte alle
ersten Elektroden kontaktiert und wobei eine weitere Platte
alle zweiten Elektroden kontaktiert und wobei beide Platten
in vertikaler Richtung bis an die Vorderseite des Halbleiter
körpers reichen und jeweils von einer Isolationsschicht 75
umgeben sind.
100
Halbleiterkörper
102
Vorderseite des Halbleiterkörpers
104
Rückseite des Halbleiterkörpers
110
,
112
,
114
Graben
20
,
22
,
24
erste Anschlusszone
30
zweite Anschlusszone
301
erste Zone der zweiten Anschlusszone
302
zweite Zone der zweiten Anschlusszone
303
,
304
,
306
zweite Zone der zweiten Anschlusszone
310
,
312
p-dotierte Zonen
40
,
42
,
44
erste Steuerelektrode
48
,
49
erste Steuerelektrode
50
,
52
,
54
erste Isolationsschicht
60
,
62
,
64
zweite Steuerelektrode
61
,
63
zweite Steuerelektrode
65
zweite Steuerelektrode
651
gemeinsame Platte der zweiten Elektroden
66
,
68
zweite Steuerelektrode
67
,
69
zweite Steuerelektrode
70
,
72
,
74
zweite Isolationsschicht
71
,
73
Isolationsschicht
751
Isolationsschicht
76
,
78
Isolationsschicht
77
,
79
Isolationsschicht
80
Kanalzone
90
erste Anschlusselektrode
92
zweite Anschlusselektrode
D, D1, D2 Drain-Anschluss
G, G1, G2 Gate-Anschluss
GND Bezugspotential
n n-dotierte Zone
p p-dotierte Zone
S, S1, S2 Source-Anschluss
T1 erster Transistor
T2 zweiter Transistor
V1 Versorgungspotential
D, D1, D2 Drain-Anschluss
G, G1, G2 Gate-Anschluss
GND Bezugspotential
n n-dotierte Zone
p p-dotierte Zone
S, S1, S2 Source-Anschluss
T1 erster Transistor
T2 zweiter Transistor
V1 Versorgungspotential
Claims (19)
1. Mittels Feldeffekt steuerbare Halbleiteranordnung, die
folgende Merkmale aufweist:
- - einen Halbleiterkörper (100) mit einer dotierten ersten An schlusszone (20, 22, 24) und einer dotierten zweiten An schlusszone (30);
- - eine an die erste Anschlusszone (20, 22, 24) angeschlossene erste Anschlusselektrode (90) zum Anlegen eines ersten Ver sorgungspotentials und eine an die zweite Anschlusszone (30; 32, 34) angeschlossene zweite Anschlusselektrode (92) zum An legen eines zweiten Versorgungspotentials;
- - eine erste Steuerelektrode (40, 42, 44; 48, 49) die durch eine erste Isolationsschicht (50, 52, 54; 77, 79) gegenüber dem Halbleiterkörper (100; 200) isoliert ist und die an ein erstes Ansteuerpotential anschließbar ist;
- - eine benachbart zu der ersten Elektrode (40, 42, 44; 48, 49) angeordnete zweite Steuerelektrode (60, 62, 64; 66, 68; 67, 69; 61, 63), die durch eine zweite Isolationsschicht (70, 72, 74; 76, 78; 77, 79; 71, 73; 75) isoliert in dem Halblei terkörper (100) angeordnet ist und die an ein zweites Ansteu erpotential anschließbar ist.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, bei der die Dicke der
ersten Isolationsschicht (50, 52, 54) geringer als die Dicke
der zweiten Isolationsschicht (70, 72, 74; 76, 78) ist.
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die
erste Anschlusszone (20, 22, 24) und die zweite Steuerelekt
rode (92) an ein gemeinsames Potential angeschlossen sind.
4. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die zweite Anschlusszone (30) eine an die zweite
Anschlusselektrode (92) anschließende erste Zone (301; 307)
und eine an die erste Zone (301; 307) anschließende zweite
Zone (302; 303, 304) aufweist.
5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 4, bei der die erste Zo
ne (301) und die zweite Zone (302; 303, 304) von einem ersten
Leitungstyp (n) sind.
6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 4, bei der die erste Zo
ne (307) von einem zweiten Leitungstyp (p) ist und bei der
die zweite Zone (302) vom ersten Leitungstyp (n) ist.
7. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die erste Zone (301) stärker als die zweite Zone
dotiert (302; 302, 304) ist.
8. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die erste Anschlusszone (20, 22, 24) vom ersten
Leitungstyp (n) ist und bei der eine Kanalzone (80) vom zwei
ten Leitungstyp (p) zwischen der ersten Anschlusszone (20,
22, 24; 28) und der zweiten Anschlusszone (30) ausgebildet
ist und wobei sich die isolierte erste Steuerelektrode (40,
42, 44) benachbart zu der Kanalzone (80; 82) von der ersten
Anschlusszone (20, 22, 24) bis an die zweite Anschlusszone
(30) erstreckt.
9. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die zweite Steuerelektrode (60, 62, 64; 66, 68)
in der zweiten Anschlusszone (30), vorzugsweise der zweiten
Zone (302; 303, 304) der zweiten Anschlusszone (30) angeord
net ist.
10. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die erste Steuerelektrode (50, 52, 54) und die
zweite Steuerelektrode (60, 62, 64; 66, 68) in vertikaler
Richtung des Halbleiterkörpers (100) übereinander angeordnet
sind.
11. Halbleiteranordnung nach Anspruch 10, bei der die erste
Steuerelektrode (40, 42, 44; 48, 49) und die zweite Steuer
elektrode (60, 62, 64; 67, 69) getrennt durch eine Isolati
onsschicht (50, 52, 54, 70, 72, 74; 77, 79) in einem gemein
samen Graben angeordnet sind.
12. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die erste Steuerelektrode (40, 42; 48, 49) und
die zweite Steuerelektrode (61, 63; 67, 69) in lateraler
Richtung des Halbleiterkörpers (100) nebeneinander angeordnet
sind.
13. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die erste und zweite Steuerelektrode (48, 49,
67, 69) nebeneinander in einem gemeinsamen Graben angeordnet
sind, wobei die zweite Elektrode (67, 69) in vertikaler Rich
tung des Halbleiterkörpers (100) länger als die erste Elekt
rode (48, 49) ist.
14. Halbleiteranordnung nach Anspruch 13, bei der die erste
Elektrode (48, 49) die zweite Elektrode (67, 69) wenigstens
teilweise umgibt.
15. Halbleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der in einem Übergangsbereich des Halbleiterkörpers
(100) zwischen der ersten und zweiten Steuerelektrode (40,
42; 66, 68) eine Zone (310, 312) des zweiten Leitungstyps (p)
ausgebildet ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, die
folgende Merkmale aufweist:
- - Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (100), der eine erste Anschlusszone (20, 22, 24) eines ersten Leitungstyps (n), eine zweite Anschlusszone (30) des ersten Leitungstyps (n) und eine zwischen der ersten und zweiten Anschlusszone (20, 22, 24, 30) angeordnete Kanalzone (80) eines zweiten Leitungstyps (p) aufweist;
- - Herstellen wenigstens eines Grabens (110, 112, 114) in dem Halbleiterkörper (100), der sich ausgehend von einer Vorder seite des Halbleiterkörpers (100) durch die erste Anschluss zone (20, 22, 24) und die Kanalzone (80) bis in die zweite Anschlusszone (30) erstreckt;
- - Abscheiden einer Isolationsschicht an Seitenwänden des we nigstens einen Grabens;
- - Einbringen eines ersten Elektrodenmaterials zur Bildung ei ner zweiten Elektrode (60, 62, 64) in den Graben (110, 112, 114), welches den Graben teilweise auffüllt;
- - Aufbringen einer Isolationsschicht auf dem ersten Elektro denmaterial in dem Graben;
- - Einbringen eines zweiten Elektrodenmaterials in den Graben.
17. Verfahren nach Anspruch 16 wobei die Isolationsschicht an
Seitenwänden des Grabens (110, 112, 114) nach dem Einbringen
des ersten Elektrodenmaterials aber vor dem Einbringen des
zweiten Elektrodenmaterials dünner gemacht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Isolationsschicht
an den Seitenswänden des Grabens (110, 112, 114) nach dem
Einbringen des ersten Elektodenmaterials zurückgeätzt wird,
wobei danach eine dünnere Isolationsschicht an den Seitenwän
den des Grabens (110, 112, 114) aufgebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die erste An
schlusszone (20, 22, 24), die Kanalzone (80) und die zweite
Anschlusszone (30) in dem Halbleiterkörper (100) schichtartig
übereinander angeordnet sind.
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