DE10052007C1 - Halbleiterbauelement mit durchgehenden Kompensationszonen - Google Patents

Halbleiterbauelement mit durchgehenden Kompensationszonen

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A - einen Halbleiterkörper (10) eines ersten Leitungstyps (n), DOLLAR A - eine in dem Halbleiterkörper (10) angeordnete erste Anschlusszone (20) des ersten Leitungstyps (n) und eine die erste Anschlusszone (20) wenigstens teilweise umgebende Kanalzone (24) eines zweiten Leitungstyps (p), DOLLAR A - eine in dem Halbleiterkörper (10) beabstandet zu der ersten Anschlusszone (20) angeordnete zweite Anschlusszone (30) des ersten Leitungstyps (n), DOLLAR A - eine Vielzahl in dem Halbleiterkörper (10) angeordnete Kompensationszonen (50) des zweiten Leitungstyps (p), DOLLAR A wobei die Kompensationszonen (50) erfindungsgemäß in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers (10), ausgehend von einer ersten Oberfläche (101) bis zu einer zweiten Oberfläche (102), reichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiges Halbleiterbauelement ist beispielsweise aus der DE 198 28 191 C1 bekannt, in der ein Hochspannungstran­ sistor in lateraler Bauweise beschrieben ist. Der bekannte Transistor weist einen Halbleiterkörper auf, der durch ein Substrat mit darüberliegender Epitaxieschicht gebildet ist. Eine Source-Zone und eine Drain-Zone vom selben Leitungstyp wie die Epitaxieschicht sind in die Epitaxieschicht eingebet­ tet, wobei die Source-Zone von einer entgegengesetzt dotier­ ten Halbleiterzone umgeben ist. In einer Driftzone der Epita­ xieschicht zwischen der Drain- und Source-Zone sind Trenche ausgehend von einer Oberseite des Halbleiterkörpers einge­ bracht, wobei Seitenwände der Trenche mit Dotierstoff eines zu dem Halbleiterkörper komplementären Leitungstyp dotiert sind.
Der Halbleiterkörper kann bei derartigen Bauelementen ver­ gleichsweise hoch dotiert werden, um bei einem leitend ange­ steuerten Transistor einen geringen Einschaltwiderstand zu erreichen. Sperrt der Transistor, räumen sich die mit Dotier­ stoffen des einen Leitungstyps dotierten Bereiche der Drift­ strecke und die mit Dotierstoffen des komplementären Lei­ tungstyps dotierten Zonen um die Trenche gegenseitig aus, wo­ durch eine hohe Sperrspannung erreicht werden kann.
Das Substrat, auf welchem bei dem bekannten Transistor die Epitaxieschicht mit den Trenchen angeordnet ist, trägt zum Leitverhalten des Transistors nicht bei. Ein großer Teil des Volumens des Halbleiterkörpers bleibt dadurch ungenutzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement, insbesondere ein mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement, bereitzustellen, bei wel­ chem das zur Verfügung stehende Volumen des Halbleiterkörpers besser genutzt wird.
Dieses Ziel wird durch ein Halbleiterbauelement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement weist einen Halb­ leiterkörper eines ersten Leitungstyps auf, in dem eine erste Anschlusszone des ersten Leitungstyps und eine die erste An­ schlusszone wenigstens teilweise umgebende Kanalzone eines zweiten Leitungstyps ausgebildet sind. Beabstandet zu der ersten Anschlusszone ist weiterhin eine zweite Anschlusszone des ersten Leitungstyps in dem Halbleiterkörper ausgebildet. Bei Transistoren bildet die erste Anschlusszone die Source- Zone und die zweite Anschlusszone die Drain-Zone. Bei dem Halbleiterbauelement sind in dem Halbleiterkörper weiterhin eine Vielzahl von Kompensationszonen des zweiten Leitungstyps angeordnet, die erfindungsgemäß ausgehend von einer ersten Oberfläche bis zu einer zweiten Oberfläche des Halbleiterkör­ pers reichen.
Wird eine Sperrspannung zwischen der ersten und zweiten An­ schlusszone angelegt, so breitet sich in dem Halbleiterkörper ausgehend von einer der Anschlusszonen eine Raumladungszone aus, die mit steigender Sperrspannung nach und nach die Kom­ pensationszonen erfasst. Die Ladungsträger des zweiten Lei­ tungstyps der Kompensationszonen und die Ladungsträger des ersten Leitungstyps des Halbleiterkörpers kompensieren sich dadurch gegenseitig, wodurch in dem Halbleiterkörper die An­ zahl der freien Ladungsträger erheblich abnimmt, woraus eine hohe Durchbruchspannung resultiert.
Vorzugsweise sind die Dotierung der Kompensationszonen und die Dotierung des Halbleiterkörpers so aufeinander abge­ stimmt, dass insgesamt mehr Dotierstoffatome des zweiten Lei­ tungstyps in den Kompensationszonen als Dotierstoffatome des ersten Leitungstyps in dem Halbleiterkörper vorhanden sind. Die Ladungsträger des ersten Leitungstyps können in dem Halb­ leiterkörper dadurch vollständig ausgeräumt werden, während die Kompensationszonen niemals vollständig ausgeräumt werden.
Die gegenseitigen Abstände der Kompensationszonen und deren Dotierung sind so auf die Dotierung des Halbleiterkörpers ab­ gestimmt, dass bei Anlegen einer Sperrspannung zwischen den Anschlusszonen die Raumladungszone ausgehend von einer Kom­ pensationszone eine jeweils benachbarte Kompensationszone er­ reicht bevor die Durchbruchspannung zwischen der Kompensati­ onszone des zweiten Leitungstyps und des umgebenden Halblei­ terkörperbereichs des ersten Leitungstyps erreicht ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement reichen die Kompensationszonen von der ersten Oberfläche des Halbleiter­ körpers in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers bis zu der zweiten Oberfläche. Das gesamte Volumen des Halbleiter­ körpers zwischen der ersten und zweiten Anschlusszone dient damit als Driftstrecke, wodurch das Volumen des Halbleiterkörpers bei dem erfindungemäßen Halbleiterbauelement bestmög­ lich genutzt ist.
Diese in vertikaler Richtung durchgehenden Kompensationszonen können beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass während des Herstellungsprozesses des Halbleiterbauelements durchge­ hende Aussparungen, bzw. Poren, in dem Halbleiterkörper er­ zeugt werden, wobei die Seitenwände dieser Poren anschließend mit Dotierstoffatomen des zweiten Leitungstyps dotiert oder die Poren mittels eines Epitaxieverfahrens mit einem Halblei­ termaterial des zweiten Leitungstyps aufgefüllt werden. Die bei einer Dotierung der Seitenwände verbleibenden Poren kön­ nen mittels eines Metalls, eines Halbleitermaterials oder ei­ nes Isolationsmaterials aufgefüllt werden, sie können jedoch auch unverfüllt bleiben. Zur Herstellung der durchgängigen Poren in dem Halbleiterkörper eignet sich beispielsweise das aus der deutschen Patentschrift 198 20 756 C1 bekannte elekt­ rochemische Ätzverfahren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiter­ bauelements. Danach wird zunächst ein Halbleiterkörper eines ersten Leitungstyps bereitgestellt, in welchem - beispiels­ weise mittels eines elektrochemischen Ätzverfahrens - von ei­ ner ersten Oberfläche bis zu einer zweiten Oberfläche in ver­ tikaler Richtung durchgehende Poren erzeugt werden. Zur Her­ stellung von Kompensationszonen eines zweiten Leitungstyps werden die Seitenwände dieser Poren anschließend mit Dotier­ stoffatomen des zweiten Leitungstyps dotiert oder die Poren werden mittels eines Epitaxieverfahrens mit einem Halbleiter­ material des zweiten Leitungstyps aufgefüllt, wobei sich an das Auffüllen ein Diffusionsschritt anschließen kann. Sodann werden in bekannter Weise erste und zweite Anschlusszonen, das heißt bei Transistoren Source- und Drain-Zonen von der ersten Oberfläche in den Halbleiterkörper eingebracht und ei­ ne gegenüber dem Halbleiterkörper isolierte Steuerelektrode, das heißt bei Transistoren eine Gate-Elektrode, hergestellt. Außerdem werden die erste und zweite Oberfläche des Halblei­ terkörpers mit einer Isolationsschicht, beispielsweise einem Halbleiteroxid bedeckt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei­ spielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Halb­ leiterbauelement in einer in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene A-A';
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäße Halb­ leiterbauelement gemäß einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung;
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement mit zwei Steuerelektroden zur Verwendung als bidirektionaler Schalter;
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Halb­ leiterbauelement während verschiedener Stufen des Herstellungsverfahrens.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Bereiche mit gleicher Bedeutung.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements, welches als Transistor, insbesondere als Leistungstransistor, in vertikaler Bauweise ausgebildet ist. Das Halbleierbauelement weist einen n- dotierten Halbleiterkörper 10 auf, in welchen ausgehend von einer ersten Oberfläche 101 eine stark n-dotierte erste An­ schlusszone 20, als Source-Zone und eine stark n-dotierte zweite Anschlusszone 30, als Drain-Zone eingebettet sind. Die Source-Zone 20 und die Drain-Zone 30 sind dabei in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers 10 beabstandet zueinander an­ geordnet. Die Source-Zone 20 ist in dem Halbleiterkörper 10 von einer p-leitenden Kanalzone 24 umgeben. In dem Ausfüh­ rungsbeispiels gemäß Fig. 1 ist eine Steuerelektrode 40 als Gate-Elektrode auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiter­ körpers 10 vorgesehen, wobei die Gate-Elektrode mittels einer Isolationsschicht 66 gegenüber dem Halbleiterkörper 10 iso­ liert ist und sich in lateraler Richtung von der Source-Zone 20 über die Kanalzone 24 bis zu einer n-dotierten Zone des Halbleiterkörpers 10 erstreckt.
Die Source-Zone 20 ist mittels einer Source-Elektrode 22 auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers kontaktiert, wobei diese Source-Elektrode 22 in dem Ausführungsbeispiel die Source-Zone 20 und die sie umgebende Kanalzone 24 kurz­ schließt. Die Source-Elektrode 22 dient als Source-Anschluss S des Halbleiterbauelements. In entsprechender Weise ist die Drain-Zone 30 durch eine Drain-Elektrode 32 auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers kontaktiert, wobei die Drain-Elektrode 32 als Drain-Anschluss D des Halbleiterbau­ elements dient.
In der Driftzone, also dem Bereich des Halbleiterkörpers 10, der sich von der Kanalzone 24 bis zur Drain-Zone 30 er­ streckt, sind p-dotierte Kompensationszonen 50 vorgesehen, welche sich erfindungsgemäß in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 durchgängig von der ersten Oberfläche 101 bis zu einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 102 erstrecken. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind diese Kompensationszonen 50 um Poren 70 gebildet, die den Halbleiterkörper 10 in vertikaler Richtung durchdringen. Die­ se Poren 70 sind in den Figuren durch gestrichelte Linien veranschaulicht.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Halbleiterbauele­ mente gemäß Fig. 1 in einer Schnittebene A-A'. Die Source- und Drain-Zone 20, 30 sind bei diesem Ausführungsbeispiel als langgestreckte Bereiche in dem Halbleiterkörper 10 reali­ siert, zwischen denen sich eine Vielzahl säulenförmiger Kom­ pensationszonen 50 in vertikaler Richtung des Halbleiterkör­ pers 10 erstrecken. Fig. 2 veranschaulicht die räumliche La­ ge dieser Kompensationszonen 50, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichmäßig beanstandet sind. Die Kompen­ sationszonen 50 können allerdings auch unregelmäßig beabstan­ det in dem Halbleiterkörper 10 angeordnet sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement gemäß Fig. 1 ist weiterhin eine p-dotierte Schicht 52 unterhalb der ersten Oberfläche 101 vorgesehen, welche vorzugsweise bis an die p- dotierte Kanalzone 24 reicht.
Wird bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement ein posi­ tives Potential an die Gate-Elektrode 40 angelegt, so bildet sich ein leitender Kanal in der Kanalzone 24 zwischen der Source-Zone 20 und der Driftzone des Halbleiterkörpers 10 aus, wodurch es bei Anlegen einer Spannung zwischen der Sour­ ce- und der Drain-Elektrode 22, 32 zu einem Ladungsträger­ strom zwischen der Source-Zone 20 und der Drain-Zone 30 kommt. Die Driftstrecke in dem Halbleiterkörper 10 kann dabei vergleichsweise hoch n-dotiert sein, um den Einschaltwider­ stand der Driftstrecke bei angesteuerter Gate-Elektrode mög­ lichst gering zu halten.
Bei nicht angesteuerter Gate-Elektrode G und Anlagen einer Spannung zwischen den Source- und Drain-Elektroden 22, 32 bildet sich ausgehend von der p-dotierten Kanalzone 24 in dem Halbleiterkörper 10 eine Raumladungszone aus, welche mit zu­ nehmender Spannung in Richtung der Drain-Zone 30 fortschrei­ tet. Wenn die Raumladungszone eine Kompensationszone 50 er­ reicht, nimmt diese Kompensationszone 50 den Wert der Raumla­ dungszone an, den diese bei Erreichen der jeweiligen Kompen­ sationszone 50 aufweist.
Die Kompensationszonen 50 nehmen dabei den Wert an, den Raum­ ladungszone im Bereich der Kompensationszonen 50 aufweist, wenn die Raumladungszone die jeweilige Kompensationszone 50 erreicht. In den Bereichen des Halbleiterkörpers 10, die von der Raumladungszone erfasst sind, kommt es zu einer Kompensa­ tion der freien Ladungsträger, das heißt Elektronen in den n- leitenden Bereichen um die Kompensationszonen 50 werden durch Löcher aus den Kompensationszonen 50 kompensiert. Die Anzahl der p-Ladungsträger in den Kompensationszonen der Driftzonen ist dabei vorzugsweise insgesamt größer als die Anzahl der n- Ladungsträger in den die Kompensationszonen 50 umgebenden Bereichen des Halbleiterkörpers 10. Dadurch wird erreicht, dass die n-Gebiete der Driftzone vollständig ausgeräumt werden können, während stets freie Löcher in den Kompensationszonen 50 verbleiben.
Die Dotierung der Kompensationszonen 50, deren gegenseitige Abstände und die Dotierung des Halbleiterkörpers 10 sind vor­ zugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass die Raumla­ dungszone ausgehend von der Kanalzone 24 bei steigender Sperrspannung jeweils die nächste, weiter von der Kanalzone 24 entfernt liegende Kompensationszone erreicht, kurz bevor die Durchbruchspannung zwischen der vorherigen, näher an der Kanalzone 24 liegenden Kompensationszone, und dem umliegenden n-Gebiet erreicht ist.
Die schwach p-dotierte Schicht 52 unterhalb der ersten Ober­ fläche 101, welche die Kompensationszonen 50 verbindet, sorgt bei einem Wiedereinschalten, das heißt Absinken der Spannung zwischen Source- und Drain-Anschluss 22, 32 dafür, dass die Raumladungszone in der Driftzone schnell abgebaut wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement sind keine Feldplatten zur Beeinflussung des Feldlinienverlaufs in und außerhalb des Halbleiterkörpers erforderlich, wodurch der Herstellungsaufwand bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbau­ element reduziert ist.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements im Querschnitt. Bei diesem Halbleiterbauelement erstreckt sich eine Gate-Elektrode 42 in einen Graben 103 des Halbleiterkörpers 10 und ist mittels ei­ ner Isolationsschicht 68 gegenüber dem Halbleiterkörper 10 isoliert. Der Graben 103 mit der Gate-Elektrode 42 erstreckt sich dabei in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers in die Source-Zone 20 und die Kanalzone 24. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Ladungsträger aus der Source-Zone 20 bei angesteuerter Gate-Elektrode 40 über einen nahe der ersten Oberfläche 101 ausgebildeten leitenden Kanal in die n-dotierten Gebiete des Halbleiterkörpers 10 gelangen, werden diese Ladungsträger bei dem Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 tiefer in den Halbleiterkörper 10 aus der Source-Zone 20 entlang der Gate-Elektrode 42 in die n-dotierte Driftzone eingeleitet.
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist vorzugsweise eine stark n-dotierte Zone 56 vorgesehen, welche sich von der Drain-Zone 30 bis an die zweite Oberfläche 102 erstreckt. Diese stark n-dotierte Zone ist, wie auch die Kompensations­ zonen 50, vorzugsweise um eine in dem Halbleiterkörper 10 in vertikaler Richtung verlaufende Pore angeordnet. Die Herstel­ lung der n-dotierten Zone 56 entspricht dabei weitgehend der Herstellung der Kompensationszonen 50 mit dem Unterschied, dass bei den Kompensationszonen eine p-Dotierung oder eine Auffüllung mit einem p-dotierten Material stattfindet, wäh­ rend bei den Zonen 56 eine n-Dotierung oder ein n-leitendes Material verwendet wird. Durch die n-dotierten Zonen 56 kön­ nen n-Ladungsträger in weiten Bereichen des Querschnitts des Halbleiterkörpers 10 in die Drain-Zone aufgenommen werden. Der Einschaltwiderstand eines derart ausgebildeten erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements ist dadurch weiter redu­ ziert.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements, welches als bidirektiona­ ler Halbleiterschalter ausgebildet ist. Neben einer ersten Source-Zone 20, eine die Source-Zone 20 umgebenden Kanalzone und einer zugehörigen ersten Gate-Elektrode 40 ist bei diesem Halbleiterbauelement eine zweite Source-Zone 30, entsprechend der Drain-Zone in den Fig. 1 und 3, vorgesehen, welche von einer zweiten p-leitenden Kanalzone 34 umgeben ist. Zur Aus­ bildung eines leitenden Kanals in der Kanalzone 34 ist eine zweite Gate-Elektrode G2 auf der ersten Oberfläche 102 vorge­ sehen, welche mittels einer Isolationsschicht 67 gegenüber dem Halbleiterkörper 10 isoliert ist. Um bei diesem Halblei­ terbauelement einen Ladungsfluss zwischen der ersten Source- Elektrode 22 und der zweiten Source-Elektrode 32 zu errei­ chen, muss jeweils eine positive Spannung zwischen der Gate- Elektrode 40, 80 und der jeweiligen Source-Elektrode 22, 32 angelegt werden.
Das Halbleiterbauelement kann auch nach Art eines IGBT be­ trieben werden, wenn nur die Gate-Elektrode G1, G2 angesteu­ ert wird, deren zugehörige Source-Elektrode S1, S2 auf dem niedrigeren Potential liegt. Auf die Gate-Elektrode G1, G2 deren zugehörige Source-Elektrode S1, S2 auf dem höheren Po­ tential liegt kann dann verzichtet werden.
Vorteilhafterweise weist ein erfindungsgemäßes Halbleiterbau­ element eine Vielzahl gleichartig aufgebauter Strukturen auf, die auch als Zellen bezeichnet werden, wobei gleiche An­ schlüsse der Zellen jeweils an ein gemeinsames Versorgungs- oder Ansteuerpotential angeschlossen sind. Durch die Anzahl der zu einem Halbleiterbauelement verschalteten Zellen lässt sich die Stromfestigkeit des Halbleiterbauelements einstel­ len.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halb­ leiterbauelements wird nachfolgend anhand von Fig. 5 erläu­ tert.
Dabei wird zunächst ein Halbleiterkörper 10 bereitgestellt, der in dem Ausführungsbeispiel n-dotiert ist. In diesen Halb­ leiterkörper 10 werden anschließend Poren erzeugt, die sich durchgängig von einer ersten Oberfläche 101 bis zu einer zweiten Oberfläche 102 in dem Halbleiterkörper erstrecken und die in Fig. 5a als gestrichelte Linien dargestellt sind. Die­ se Poren 70 bilden die Grundlage für die in dem Halbleiter­ körper hergestellten p-dotierten Kompensationszonen 50. Hier­ zu können die Seitenwände der Poren 70 p-dotiert werden, wo­ bei sich in einem nachfolgenden Diffusionsschritt die p- dotierten Zonen in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers 10 ausdehnen. Die Dotierungskonzentration und die Dauer bzw. die Temperatur während des Diffusionsschrittes bestimmen die Abmessungen der Kompensationszonen 50.
Anstelle einer Dotierung der Seitenwände der Poren 70 kann in diese Poren 70 mittels eines Epitaxieverfahrens auch ein p- leitendes Halbleitermaterial eingebracht werden, wobei sich an das Einringen des Halbleitermaterials ein Diffusions­ schritt zur Ausweitung der Kompensationszonen 50 in lateraler Richtung anschließen kann jedoch nicht notwendigerweise an­ schließen muss. Die Abmessungen der Kompensationszonen 50 können also auch, wie in den Figuren nicht näher dargestellt ist, auf die Abmessungen der Poren 70 begrenzt sein.
Die Poren 70 können mittels bekannter elektrochemischer Ätz­ verfahren in den Halbleiterkörper 10 eingebracht werden. Der­ artige Verfahren sind beispielsweise in der DE 198 20 756 C1 beschrieben.
In einem nächsten Verfahrensschritt, dessen Ergebnis in Fig. 5c dargestellt ist, werden eine p-dotierte Kanalzone 24, mit einer darin eingebetteten Source-Zone 20 und eine Drain-Zone 30, bzw. eine zweite p-dotierte Kanalzone 34 mit eingebette­ ter zweiter Source-Zone 30 von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper eingebracht.
Anschließend werden mittels bekannter Verfahren die Steuer­ elektrode 40, bzw. die Steuerelektroden 40, 80 und die Sour­ ce- und Drain-Elektroden 22, 32, bzw. die erste und zweite Source-Elektrode 22, 32 erzeugt, und auf der ersten und zwei­ ten Oberfläche 101, 102 wird jeweils eine Isolationsschicht 64, 62 abgeschieden, um zu einem Halbleiterbauelement gemäß der Fig. 1 oder 4 zu gelangen. Die Isolationsschichten 62, 64 sind vorzugsweise Oxidschichten, welche beispielsweise bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial aus Silizium­ oxid bestehend.
Zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes gemäß Fig. 3 sind zusätzliche Verfahrensschritte zur Erzeugung des Grabens 103, in welchen die Gate-Elektrode 42 eingebracht wird, er­ forderlich.
Bei der Darstellung des Verfahrens gemäß Fig. 5 wurde davon ausgegangen, dass ein n-leitender Halbleiterkörper zu Beginn des Verfahrens zur Verfügung steht. Gemäß einer Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, einen undotierten oder nur schwach dotierten Halbleiterkörper 10 zur Verfügung zu stellen, wobei die n-Dotierung nach Er­ zeugen der Poren 70 durch eine n-Dotierung der Seitenwände der Poren 70 und anschließende Diffusionsschritte erfolgen kann. Erst danach werden die Kompensationszonen 50 erzeugt.
Werden die Poren 70 während des Herstellverfahrens nicht mit­ tels eines Epitaxieverfahrens mit einem p-leitenden Halblei­ termaterial aufgefüllt, sondern erfolgt eine Herstellung der Kompensationszonen durch p-Dotierung der Porenseitenwände, so können die Poren anschließend mittels eines Halbleitermateri­ als, mittels eines Metalls oder mittels eines Isolationsmate­ rials verfüllt werden. Ein Auffüllen der Poren 70 ist aller­ dings nicht erforderlich.
Es sei erwähnt, dass der Durchmesser der Poren vorzugsweise sehr klein gegenüber der Länge der Poren und gegenüber den gegenseitigen Abständen der Poren ist.

Claims (14)

1. Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist:
  • - einen Halbleiterkörper (10) eines ersten Leitungstyps (n),
  • - eine in dem Halbleiterkörper (10) angeordnete erste An­ schlusszone (20) des ersten Leitungstyps (n) und eine die erste Anschlusszone (20) wenigstens teilweise umgebende Ka­ nalzone (24) eines zweiten Leitungstyps (p),
  • - eine in dem Halbleiterkörper (10) beabstandet zu der ersten Anschlusszone (20) angeordnete zweite Anschlusszone (30) des ersten Leitungstyps (n),
  • - eine Vielzahl in dem Halbleiterkörper (10) angeordnete Kom­ pensationszonen (50) des zweiten Leitungstyps (p),
dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationszonen (50) in vertikaler Richtung des Halb­ leiterkörpers (10) ausgehend von einer ersten Oberfläche (101) bis zu einer zweiten Oberfläche (102) reichen.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem der Halblei­ terkörper (10) Aussparungen (70) aufweist, die den Halblei­ terkörper (10) von der ersten Oberfläche (101) bis zu der zweiten Oberfläche (102) durchdringen und deren Seitenwände zur Bildung der Kompensationszonen (50) dotiert sind.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine stark dotierte Zone (56) des ersten Leitungstyps (n) ausge­ hend von der zweiten Anschlusszone (30) bis zur zweiten Ober­ fläche (102) des Halbleiterkörpers (10) reicht.
4. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei dem auf die erste und/oder zweite Oberfläche (101, 102) des Halbleiterkörpers eine elektrische Isolationsschicht (62, 64) aufgebracht ist.
5. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei dem die Anzahl der Ladungsträger des zweiten Lei­ tungstyps (p) in den Kompensationszonen (50) größer ist als die Anzahl der Ladungsträger des ersten Leitungstyps (n) in den die Kompensationszonen (50) umgebenden Gebieten des Halb­ leiterkörpers (10).
6. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei dem benachbart zu der Kanalzone (24) eine erste Steuerelektrode (40, 42) angeordnet (22) ist, die gegenüber dem Halbleiterkörper (10) mittels einer Isolationsschicht (66, 68) isoliert ist.
7. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei dem die erste Steuerelektrode (40) auf der ersten Oberfläche (101) angeordnet ist.
8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, bei dem die erste Steuerelektrode (42) in einem Graben (103) des Halbleiterkör­ pers (10) angeordnet ist.
9. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei dem eine Schicht (52) des zweiten Leitungstyps (p) unterhalb der ersten Oberfläche angeordnet ist (101).
10. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei dem die zweite Anschlusszone (30) von einer zweiten Kanalzone (34) umgeben ist, wobei eine zweite Steuerelektrode (89) isoliert gegenüber der zweiten Kanalzone (34) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das folgende Merkmale aufweist:
  • - Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (10) eines ersten Leitungstyps (n),
  • - Erzeugen von Aussparungen (70), die den Halbleiterkörper (10) von einer ersten Oberfläche (101) bis zu einer zweiten Oberfläche (102) durchdringen,
  • - Dotieren der Seitenwände der Aussparungen (70) mit Dotier­ stoffatomen eines zweiten Leitungstyps (p),
  • - Herstellen einer Kanalzone (24) des zweiten Leitungstyps und einer benachbart zu der Kanalzone (24) angeordneten ers­ ten Anschlusszone (20) des ersten Leitungstyps (n) in dem Halbleiterkörper (10),
  • - Herstellen einer zweiten Anschlusszone (30) des ersten Lei­ tungstyps (n) in dem Halbleiterkörper (10).
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem auf die erste und zweite Oberfläche (101, 102) des Halbleiterkörpers eine e­ lektrische Isolationsschicht (62, 64) aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem Seitenwände einer Aussparung, über welcher die zweite Anschlusszone (30) gebildet wird, stark mit Dotierstoffatomen des ersten Lei­ tungstyps (n) dotiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, bei dem ein undotierter Halbleiterkörper bereitgestellt wird und bei dem nach dem Erzeugen der Aussparungen (70) Dotierstoffatome des ersten Leitungstyps (n) über die Seitenwände der Aussparungen (70) in den Halbleiterkörper eingebracht werden und bei dem anschließend Dotierstoffatome des zweiten Leitungstyps (p) über die Seitenwände der Aussparungen (70) zur Bildung der Kompensationszonen in den Halbleiterkörper (10) eingebracht werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10255830A1 (de) * 2002-11-29 2004-06-17 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines mittels Feldeffekt steuerbarem Halbleiterbauelements
DE102005046007A1 (de) * 2005-09-26 2007-04-12 Infineon Technologies Ag Laterales Kompensationshalbleiterbauteil mit gekoppelten Kompensationszellen und Verfahren zu seiner Herstellung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828191C1 (de) * 1998-06-24 1999-07-29 Siemens Ag Lateral-Hochspannungstransistor
DE19820756C1 (de) * 1998-05-08 1999-11-11 Siemens Ag Perforiertes Werkstück und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19820756C1 (de) * 1998-05-08 1999-11-11 Siemens Ag Perforiertes Werkstück und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19828191C1 (de) * 1998-06-24 1999-07-29 Siemens Ag Lateral-Hochspannungstransistor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10255830A1 (de) * 2002-11-29 2004-06-17 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines mittels Feldeffekt steuerbarem Halbleiterbauelements
DE10255830B4 (de) * 2002-11-29 2006-02-16 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines mittels Feldeffekt steuerbaren Halbleiterbauelements
DE102005046007A1 (de) * 2005-09-26 2007-04-12 Infineon Technologies Ag Laterales Kompensationshalbleiterbauteil mit gekoppelten Kompensationszellen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102005046007B4 (de) 2005-09-26 2018-06-07 Infineon Technologies Ag Laterales Kompensationshalbleiterbauteil mit gekoppelten Kompensationszellen

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