DE102004024661B4 - Trench transistor manufacturing method, by back-forming layer in upper trench region, and semiconductor material on side walls of trench before forming new semiconductor material on side walls - Google Patents

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Abstract

The method involves back-forming a first layer (DOX) in the upper trench region (30o), the filing (40) serving as a mask. The semiconductor material (20) on the side walls of the trench in the upper region of the trench are back-formed, with the first layer serving as a mask. A new semiconductor material (20n) of defined doping (p) is formed on the back-formed trench side walls near the upper trench region, forming a channel region of defined doping (p).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Trenchtransistors.The The invention relates to a method for producing a trench transistor.

Für den Einsatz in DC/DC-Wandlern werden Leistungstransistoren mit niedrigem Einschaltwiderstand Ron und niedriger Gate-Drain-Kapazität CGD gefordert. Zum Verringern der Gate-Drain-Kapazität CGD kann die Gateelektrode G durch eine Feldelektrode F auf Sourcepotenzial oder einem anderen definierten Potenzial und eine Gateelektrode G' mit sehr kleinem Überlappbereich zum Drainbereich ersetzt werden.For use in DC / DC converters, power transistors with low on-resistance R on and low gate-drain capacitance C GD are required. To reduce the gate-drain capacitance C GD , the gate electrode G can be replaced by a field electrode F at source potential or other defined potential and a gate electrode G 'with a very small overlap region to the drain region.

Bei dieser Anordnung muss die Lage der Unterkante U der Gateelektrode G' sehr genau auf die Lage des Body-Epi-pn-Überganges angepasst werden. Bei zu tiefer Lage der Unterkante U wird der Gate-Drain-Überlapp und damit CGD untolerierbar groß, wohingegen bei zu hoher bzw. flacher Lage der Unterkante U der Kanal nur noch bei VG > Vth bzw. überhaupt nicht mehr ausgebildet wird, so dass Ron insbesondere bei niedrigen VG erhöht ist.In this arrangement, the position of the lower edge U of the gate electrode G 'must be adapted very precisely to the position of the body epi-pn junction. If the lower edge U is too low, the gate-drain overlap and therefore C GD will become intolerably large, whereas if the lower edge U is too high or flat, the channel will only be formed at V G > V th or not at all. such that R on is increased, in particular at low V G.

Aus der DE 102 10 138 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die Unterkante der Gateelektrode auf die Lage des Body-Epi-pn-Übergangs angepasst ist. Dabei werden die jeweiligen angepassten Schichten unter Zuhilfenahme der rückgeätzten ersten DOX-Schicht als Maske implantiert.From the DE 102 10 138 A1 For example, a method is known in which the bottom edge of the gate electrode is adapted to the position of the body epi-pn junction. In this case, the respective adapted layers are implanted with the aid of the back-etched first DOX layer as a mask.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Trenchtransistors bereitzustellen, bei dem die erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation a trench transistor to provide, in which the mentioned disadvantages of the prior art does not occur.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen angegeben.The Task is solved by a method having the features of independent claim 1. Advantageous Further developments are specified in the subclaims.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Trenchtransistors bereit, bei welchem in einem Halbleitermaterial mit einem Halbleiteroberflächenbereich wenigstens ein Trench ausgebildet wird, wobei die Trenchseitenwände und der Trenchbodenbereich jeweils mit einer ersten Schicht eines ersten Isolationsmaterials abgedeckt oder ausgekleidet werden, bei welchem in dem mit der ersten Schicht ausgekleideten Trench eine Füllung mit einem Füllmaterial ausgebildet wird, die den mit der ersten Schicht ausgekleideten Trench nur teilweise auffüllt und so einen oberen Trenchbereich und einen unteren Trenchbereich definiert, wobei im oberen Trenchbereich die Trenchseitenwände und im unteren Trenchbereich die Trenchseitenwände und der Trenchbodenbereich mit der ersten Schicht ausgekleidet sind und der untere Trenchbereich mit der Füllung gefüllt ist. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte: - Verfahrenschritt (a): Rückbilden der ersten Schicht im oberen Trenchbereich, wobei die Füllung als Maske dient und die Rückbildung der ersten Schicht im unteren Trenchbereich verhindert, so dass diese dort erhalten bleibt. - Verfahrensschritt(b): Rückbilden des Halbleitermaterials an den Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich, wobei die erste Schicht als Maske dient und die Rückbildung des Halbleitermaterials im unteren Trenchbereich im Wesentlichen vollständig verhindert. - Verfahrenschritt(c): Ausbilden eines neuen Halbleitermaterials mit definierter Dotierung an den rückgebildeten Trenchseitenwänden im Bereich des oberen Trenchbereichs, so dass ein Kanalbereich mit definierter Dotierung im Halbleitermaterial gebildet wird, wobei die erste Schicht als Maske dient, so dass das neue Halbleitermaterial mit definierter Dotierung an den rückgebildeten Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich oder auf der Füllung aufgebracht wird. Das neue Halbleitermaterial mit definierter Dotierung wird bevorzugt nur an den rückgebildeten Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich und/oder auf der Füllung, bzw. der Polysilizium-Elektrode aufgebracht. The invention provides a method for producing a trench transistor, in which at least one trench is formed in a semiconductor material having a semiconductor surface region, wherein the trench sidewalls and the trench bottom region are each covered or lined with a first layer of a first insulating material, in which the first layer lined trench a filling with a filling material is formed, which fills the trench lined with the first layer only partially and thus defines an upper trench and a lower trench region, wherein in the upper trench region, the Trench sidewalls and in the lower trench region, the Trench sidewalls and the Trenchbodenbereich with the first layer are lined and the lower trench area is filled with the filling. The method comprises the following method steps: - Process step (a): Recovering the first layer in the upper trench region, wherein the filling serves as a mask and prevents the regression of the first layer in the lower trench region, so that it remains there. - Process step (b): Re-forming the semiconductor material at the trench side walls in the upper trench region, wherein the first layer serves as a mask and substantially completely prevents the regression of the semiconductor material in the lower trench region. - Process step (c): Forming a new semiconductor material with defined doping at the recessed trench sidewalls in the region of the upper Trench region, so that a channel region with defined doping in the semiconductor material is formed, wherein the first layer serves as a mask, so that the new semiconductor material is applied with defined doping on the recessed trench sidewalls in the upper trench region or on the filling. The new semiconductor material with defined doping is preferably applied only to the reverse-formed trench sidewalls in the upper trench region and / or on the filling, or the polysilicon electrode.

Eine Zielsetzung der Erfindung ist somit die Definition des oberen Trenchbereichs und des unteren Trenchbereichs durch die Füllung, die im Verfahrensschritt (a) als Maske dient. Somit wird im Verfahrensschritt (a) die erste Schicht im unteren Trenchbereich nicht zurückgebildet, sondern nur im oberen Trenchbereich. Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist das Rückbilden des Halbleitermaterials an den Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich und das anschließende Ausbilden eines neuen Halbleitermaterials mit definierter Dotierung an den rückgebildeten Trenchseitenwänden im Verfahrensschritt (c). Der Verfahrensschritt (c) stellt im Wesentlichen die ursprüngliche Form des Halbleitermaterials vor dem Verfahrensschritt (b) wieder her, wobei jedoch neues Halbleitermaterial definierter Dotierung an vordefinierten Stellen ausgebildet wird, insbesondere an Stellen, an denen zuvor im Verfahrensschritt (b) Halbleitermaterial entfernt wurde. Ein Teil des neuen Halbleitermaterials mit definierter Dotierung bildet einen Kanalbereich des Trenchtransistors. In anderen Worten kann durch das Ausbilden des neuen Halbleitermaterials mit definierter Dotierung der Kanalbereich bzw. Kanal des Trenchtransistors in besonders vorteilhafter Weise gebildet werden. Dies erfolgt z. B. so, dass sich ein besonders geringer Einschaltwiderstand Ron durch die lokale Dotierungsanpassung ergibt.An object of the invention is thus the definition of the upper trench region and the lower trench region by the filling, which serves as mask in process step (a). Thus, in step (a), the first layer is not reformed in the lower trench region, but only in the upper trench region. A further object of the invention is the reformation of the semiconductor material at the trench sidewalls in the upper trench region and the subsequent formation of a new semiconductor material with defined doping at the recessed trench sidewalls in process step (c). Method step (c) essentially restores the original shape of the semiconductor material before method step (b), but new semiconductor material of defined doping is formed at predefined locations, in particular at locations where semiconductor material was previously removed in method step (b). A part of the new semiconductor material with defined doping forms a channel region of the trench transistor. In other words, by forming the new semiconductor material with defined doping, the channel region or channel of the trench transistor can be formed in a particularly advantageous manner. This is done z. B. so that there is a particularly low on-resistance R on by the local doping adaptation.

Vorteilhaft ist es, wenn der Kanalbereich (K) in einem Abstand HS vom Trenchbodenbereich ausgebildet wird und wenn danach in einem Verfahrensschritt (d) die erste Schicht rückgebildet wird, wobei die Füllung als Maske dient, so dass die erste Schicht nur entlang der Trenchseitenwände und in Richtung des Trenchbodenbereichs derart rückgebildet wird, dass die erste Schicht den Trench an den Trenchseitenwänden nur mehr bis zu einer Höhe auskleidet, die in etwa gleich dem Abstand HS des Kanalbereichs vom Trenchbodenbereich ist. Im Verfahrensschritt (d) wird also eine Art Feinjustage durchgeführt, durch die sichergestellt wird, dass ein Bodenbereich des Kanalbereichs auf der gleichen Höhe liegt, wie die Oberfläche der ersten Schicht. Vom Trenchbodenbereich aus gemessen hat die erste Schicht an den Trenchseitenwänden also eine Höhe HS, die gleich dem Abstand des Kanalbereichs bzw. des Bodenbereichs des Kanalbereichs vom Trenchbodenbereich ist.Advantageous it is when the channel region (K) is at a distance HS from the trench bottom region is formed and if after that in a process step (d) the first layer regressed is, with the filling as Mask serves so that the first layer only along the trench side walls and is regressed in the direction of the trench bottom area such that the first Layer the trench on the trench sidewalls just up to one more Height, which is approximately equal to the distance HS of the channel region from the trench bottom region. In method step (d), a kind of fine adjustment is thus carried out by which ensures that a bottom area of the channel area at the same height lies, like the surface the first layer. From the trench floor area has measured the first layer on the trench sidewalls so a height HS, the same the distance of the channel area or the floor area of the channel area from the trench floor area is.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Halbleitermaterial im Verfahrensschritt (b) an den Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich in Richtung zum Trenchbodenbereich bis etwa zum Abstand HS vom Trenchbodenbereich rückgebildet wird, und so der Abstand HS des Kanalbereichs vom Trenchbodenbereich definiert wird.Advantageous it is also, if the semiconductor material in the process step (b) on the trench sidewalls in the upper trench area towards the trench bottom area to about is formed back to the distance HS from the Trenchbodenbereich, and so the Distance HS of the channel region from the trench bottom region is defined.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Halbleitermaterial im Verfahrensschritt (b) um eine bestimmte Tiefe, d. h. um eine bestimmte Menge pro Flächeneinheit, rückgebildet, und die Rückbildung der ersten Schicht im Verfahrensschritt (d) erfolgt in Abhängigkeit der bestimmten Tiefe des Verfahrensschritts (b). Das heißt, es werden bestimmte Parameter des Verfahrensschritts (b) ausgewertet, um die für den Verfahrensschritt (d) nötigen Parameter zu bestimmen.In An advantageous development of the invention is the semiconductor material in process step (b) by a certain depth, d. H. one certain amount per unit area, degenerated, and the regression the first layer in process step (d) takes place in dependence the determined depth of process step (b). That is, it will be certain parameters of the method step (b) evaluated to the for the process step (d) necessary To determine parameters.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Halbleitermaterial im Verfahrensschritt (b) an den Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich in Richtung zum Trenchbodenbereich gegenüber der Oberfläche der ersten Schicht um einen Abstand HO rückgebildet wird und wenn die erste Schicht im Verfahrensschritt um etwa den gleichen Abstand HO rückgebildet wird.Advantageous it is also, if the semiconductor material in the process step (b) on the trench sidewalls in the upper trench area towards the trench bottom area opposite to the surface the first layer is reduced by a distance HO and when the first layer in the process step by about the same distance HO regressed becomes.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn im Verfahrensschritt (c) das neue Halbleitermaterial mit definierter Dotierung so ausgebildet wird, dass dieses im Wesentlichen das im Verfahrensschritt (b) rückgebildete Halbleitermaterial ersetzt. Das heißt, die Form des Halbleitermaterials ist nach dem Verfahrensschritt (c) im Wesentlichen gleich der Form des Halbleitermaterials vor dem Verfahrensschritt (b). Es kann aber auch nur an den Trenchseitenwänden Halbleitermaterial mit definierter Dotierung ausgebildet werden.Advantageous it is also if, in process step (c), the new semiconductor material with defined doping is formed so that this is essentially the process step (b) dematerialized Semiconductor material replaced. That is, the shape of the semiconductor material is substantially equal to the mold after process step (c) of the semiconductor material before process step (b). But it can even only on the trench side walls Semiconductor material can be formed with defined doping.

Es ist auch möglich, dass im Verfahrensschritt (b) auch die Füllung rückgebildet wird. Somit kann auf eine Maske verzichtet werden, und im Verfahrensschritt (b) kann die Rückbildung des Halbleitermaterials bzw. der Füllung beispielsweise durch einen einfachen Ätzvorgang erfolgen.It is also possible that in step (b) the filling is also reformed. Thus, can be dispensed with a mask, and in step (b), the regression of the semiconductor material or the filling done for example by a simple etching.

Es ist auch möglich, dass im Verfahrensschritt (c) das neue Halbleitermaterial mit definierter Dotierung auch auf der rückgebildeten Füllung ausgebildet wird. Das heißt, es wird beispielsweise keine Maske oder dergleichen benötigt.It is possible, too, that in process step (c) the new semiconductor material with defined Doping also on the retrained filling is trained. This means, For example, no mask or the like is needed.

Vorteilhafterweise wird in dem Halbleitermaterial vor der Ausbildung des wenigstens einen Trenches eine definierte Dotierung mittels Implantation ausgebildet, insbesondere für einen Bodybereich, der den Durchbruch pinnt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine Seitenwandimplantation erfolgt.advantageously, is in the semiconductor material before the formation of at least formed a trenches a defined doping by implantation, especially for a body area that pegs the breakthrough. This results the advantage that no sidewall implantation takes place.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste Schicht eine Dickoxidschicht ist, insbesondere aus Siliziumdioxid, die vor dem Verfahrensschritt (a) und nach dem Ausbilden des Trenches konform auf dem Halbleiteroberflächenbereich an den Trenchseitenwänden und auf dem Trenchbodenbereich insbesondere mittels Abscheiden, CVD, PVD, Sputtern, Aufwachsen und/oder Umwandeln eines bestehenden Materialbereichs ausgebildet wird.Advantageous it is when the first layer is a thick oxide layer, in particular of silicon dioxide, before step (a) and after Forming the trench conforming to the semiconductor surface area on the trench side walls and on the trench bottom area, in particular by means of deposition, CVD, PVD, sputtering, growing and / or converting an existing material area is trained.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Füllung gebildet durch: Ausbilden einer Füllschicht, die den mit der ersten Schicht ausgekleideten Trench ausfüllt und/oder die mit der ersten Schicht abgedeckte Halbleiteroberfläche, und Rückbilden der Füllschicht derart, dass die Füllschicht auf der mit der ersten Schicht abgedeckten Halbleiteroberfläche vollständig entfernt wird und der mit der ersten Schicht ausgekleidete Trench nur teilweise gefüllt bleibt.In an advantageous development of the invention, the filling is formed by: forming a filling layer, which fills the lined with the first layer trench and / or the semiconductor surface covered with the first layer, and demapping the filling layer such that the filling layer completely removed on the semiconductor layer covered with the first layer and the trench lined with the first layer is only partial filled remains.

Vorteilhafterweise erfolgt das Rückbilden im Verfahrensschritt (a), im Verfahrensschritt (b) und im Verfahrensschritt (d) mittels Ätzen. Das Ätzen erfolgt isotrop beispielsweise nasschemisch oder mittels Plasma. Das Rückätzen wird beispielsweise über eine Fixzeit gesteuert. Beispielsweise sind ca. 35 Sekunden zum Rückätzen um 150 nm notwendig.advantageously, the regression takes place in process step (a), in process step (b) and in the process step (d) by etching. The etching isotropic, for example wet-chemically or by means of plasma. The Recharge will for example about a fixed time controlled. For example, about 35 seconds to re-etching 150 nm necessary.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das neue Halbleitermaterial mit definierter Dotierung im Verfahrensschritt (c) mittels Epitaxie ausgebildet wird. Die Steuerung der Schichtstärke beim Aufbringen des neuen Halbleitermaterials erfolgt beispielsweise mittels einer vorher festgelegten Fixzeit oder anhand der Schichtdicke. Dies ist möglich, da die Streuung bei der Ausbildung des neuen Halbleitermaterials mittels Epitaxie vernachlässigbar klein ist.Advantageous It is also when the new semiconductor material with defined doping in step (c) is formed by epitaxy. The Control of the layer thickness when applying the new semiconductor material, for example by means of a predetermined fixed time or based on the layer thickness. This is possible, because the scatter in the formation of the new semiconductor material negligible by epitaxy is.

Vorteilhafterweise wird nach dem Verfahrensschritt (d) an den Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich auf der ersten Schicht und/oder entlang der freiliegenden Flächen der Füllung eine Isolationschicht ausgebildet, insbesondere durch:

  • – konformes Abscheiden einer Isolationsschicht eines Isolationsmaterials über der Halbleiteroberfläche, an den Trenchseitenwänden im oberen Trenchbereich auf der ersten Schicht und entlang der freiliegenden Flächen der Füllung und
  • – Rückätzen der Isolationsschicht auf der Halbleiteroberfläche.
Advantageously, after the process step (d), an insulating layer is formed on the trench sidewalls in the upper trench region on the first layer and / or along the exposed surfaces of the filling, in particular by:
  • Conformally depositing an insulating layer of an insulating material over the semiconductor surface, on the trench sidewalls in the upper trench region on the first layer and along the exposed surfaces of the filling and
  • - Back etching of the insulating layer on the semiconductor surface.

Nach dem Ausbilden der Isolationsschicht wird vorteilhafterweise eine weitere Füllung ausgebildet, insbesondere aus einem Halbleitermaterial, welche weitere Füllung den oberen Trenchbereich im Wesentlichen ausfüllt, insbesondere zum Ausbilden einer Gateelektrode des Trenchtransistors. Das heißt, der obere Trenchbereich wird mit einem Halbleitermaterial, beispielsweise Polysilizium, im Wesentlichen vollständig ausgefüllt und so die Gateelektrode des Trenchtransistors gebildet.To the formation of the insulating layer is advantageously a further filling formed, in particular of a semiconductor material, which further filling substantially fills the upper trench area, in particular for forming a gate electrode of the trench transistor. That is, the upper trench area is covered with a semiconductor material, for example Polysilicon, substantially completely filled and so the gate electrode formed of the trench transistor.

Es ist außerdem von Vorteil, wenn im Halbleitermaterial ein vom Oberflächenbereich in das Halbleitermaterial hineinragender Dotierungsbereich ausgebildet wird, insbesondere durch Implantation mit einer zweiten definierten Dotierung, insbesondere zum Ausbilden oder zum Anschluss eines Sourcebereichs. Das heißt, es wird z. B. ein hoch dotierter Bereich im Oberflächenbereich des Halbleitermaterials ausgebildet, zum Anschluss der Source des Trenchtransistors.It is also advantageous if in the semiconductor material from the surface area formed in the semiconductor material protruding doping region is defined, in particular by implantation with a second Doping, in particular for forming or connecting a source region. That is, it is is z. B. a highly doped region in the surface region of the semiconductor material designed for connecting the source of the trench transistor.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Halbleitermaterial ein von der Unterseite des Halbleitermaterials in das Halbleitermaterial hineinragender weiterer Dotierungsbereich mit einer dritten definierten Dotierung ausgebildet wird, insbesondere zum Ausbilden oder zum Anschluss eines Drainbereichs des Trenchtransistors. Das heißt, das Halbleitermaterial wird von der Unterseite her hoch dotiert, was für den Anschluss des Drains des Trenchtransistors vorteilhaft ist.Farther it is advantageous if in the semiconductor material one from the bottom of the semiconductor material protruding into the semiconductor material further doping region with a third defined doping is formed, in particular for forming or connection a drain region of the trench transistor. That is, that Semiconductor material is highly doped from the bottom, which for the Connection of the drain of the trench transistor is advantageous.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn der Trenchtransistor als ein p-Kanaltransistor ausgebildet wird und im Verfahrensschritt (c) Siliziumgermanium bzw. Siliziumgermanium-Mischkristall als Halbleitermaterial mit definierter Dotierung verwendet wird. Ein Siliziumgermanium-Mischkristall ist ein Siliziumkristall mit Germaniumbeimischung.Moreover, it is advantageous if the trench transistor is formed as a p-channel transistor and in process step (c) silicon germanium or silicon germanium mixed crystal is used as semiconductor material with defined doping. A silicon germanium mixed crystal is a germanium-added silicon crystal.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Trenchtransistor als ein p-Kanaltransistor ausgebildet wird und im Verfahrensschritt (c) verspanntes Silizium als Halbleitermaterial mit definierter Dotierung verwendet wird. Bei verspanntem Silizium sind die Bindungslängen beeinflusst, so dass sich ein anderes Stressverhalten ergibt. Dabei ergibt sich eine richtungsabhängige erhöhte Leitfähigkeit des verspannten Siliziums gegenüber nicht verspanntem Silizium.Farther it is advantageous if the trench transistor as a p-channel transistor is formed and in process step (c) strained silicon is used as semiconductor material with defined doping. at strained silicon affects the bond lengths, so that results in a different stress behavior. This results in a direction-dependent increased conductivity the tense silicon is not strained silicon.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Füllung als Feldelektrode, die erste Schicht als Feldplatte, die weitere Füllung als Gateelektrode und/oder die Iso lationsschicht als Gateoxidschicht des Trenchtransistors ausgebildet.In a preferred embodiment The invention is the filling as a field electrode, the first layer as a field plate, the others filling as the gate electrode and / or the Iso lationsschicht as the gate oxide layer of Trench transistor formed.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass durch den Kanalbereich die Einsatzspannung des Trenchtransistors unabhängig von der Durchbruchspannung eingestellt wird, insbesondere in selbstjustierter Art und Weise. Das heißt, durch den Kanalbereich als epitaktisch aufgewachsenes Kanalgebiet kann die Einsatzspannung des Trenchtransistors unabhängig von der Durchbruchspannung eingestellt werden. Bei der Durchbruchspannung erfolgt ein Drain-Source-Avalanchedurchbruch zwischen zwei nebeneinander liegenden Trenchtransistoren.Farther it is advantageous that through the channel region the threshold voltage the trench transistor independently is set by the breakdown voltage, in particular in self-aligned Way. This means, through the channel region as an epitaxially grown channel region the threshold voltage of the trench transistor can be independent of the breakdown voltage can be adjusted. At the breakdown voltage occurs a drain-source avalanche breakdown between two side by side lying trench transistors.

Die Erfindung und insbesondere bestimmte Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.The Invention and in particular certain features, aspects and advantages The invention will become apparent from the following detailed description in conjunction with the attached Drawings clarified.

1 bis 13 zeigen in geschnittener Seitenansicht Zwischenstufen, die bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, und 1 to 13 show in sectional side view intermediate stages, which are achieved in one embodiment of the method according to the invention, and

14 zeigt einen mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erzeugten Trenchtransistor. 14 shows a trench transistor produced by the manufacturing method according to the invention.

14 zeigt einen Trenchtransistor 1 bzw. einen Feldplattentrenchtransistor mit einer Feldelektrode F, die aus einer Füllung 40 gebildet wird. Der Trenchtransistor 1 ist in einem Halbleitermaterial 20 ausgebildet und weist ferner eine Gateelektrode G auf, die aus einer weiteren Füllung 50 gebildet ist. Die Feldelektrode F besteht aus einem ersten Feldelektrodenteil 40o und einem zweiten Feldelektrodenteil 40n bzw. einem aufgewachsenen Feldelektrodenteil. 14 shows a trench transistor 1 or a field plate trench transistor with a field electrode F, which consists of a filling 40 is formed. The trench transistor 1 is in a semiconductor material 20 formed and further comprises a gate electrode G, which consists of a further filling 50 is formed. The field electrode F consists of a first field electrode part 40o and a second field electrode part 40n or a grown field electrode part.

Die Feldelektrode F ist von der Gateelektrode G und dem Halbleitermaterial 20 vollständig isoliert. Die Isolation gegenüber der Gateelektrode G wird durch eine Gateoxidschicht GOX erreicht und die Isolation gegenüber dem Halbleitermaterial 20 im Wesentlichen durch eine Dickoxidschicht DOX, die die Feldplatte FOX des Trenchtransistors bildet.The field electrode F is of the gate electrode G and the semiconductor material 20 completely isolated. The isolation with respect to the gate electrode G is achieved by a gate oxide layer GOX and the isolation from the semiconductor material 20 essentially by a thick oxide layer DOX, which forms the field plate FOX of the trench transistor.

Der Trenchtransistor 1 ist mit einem Trench 30 bzw. Graben mit Trenchseitenwänden 30w und einem Trenchbodenbereich 30b ausgebildet.The trench transistor 1 is with a trench 30 or trench with trench sidewalls 30w and a trench floor area 30b educated.

Der Trenchtransistor 1 weist ferner außerhalb des Trenches 30 einen Kanal K bzw. Kanalbereich auf, der aus aufgewachsenem Halbleitermaterial 20n gebildet wird. Die in Richtung der Unterseite U des Halbleitermaterials 20 sich erstreckende Seitenfläche 20u des aufgewachsenen Halbleitermaterials 20n bzw. des Kanalbereichs K hat dabei einen Abstand HS vom Trenchbodenbereich 30b des Trenches 30 des Trenchtransistors 1.The trench transistor 1 also points outside the trench 30 a channel K or channel region, which consists of grown semiconductor material 20n is formed. The in the direction of the bottom U of the semiconductor material 20 extending side surface 20u the grown semiconductor material 20n or the channel region K has a distance HS from the trench bottom region 30b of the trench 30 of the trench transistor 1 ,

Wie 14 zeigt, ist ein unterer Trenchbereich 30u von der Dickoxidschicht DOX ausgekleidet. Der mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleidete untere Trenchbereich 30u ist mit der Feldelektrode F bzw. der Füllung 40 ausgefüllt. An den Trenchseitenwänden 30w reicht die Dickoxidschicht DOX vom Trenchbodenbereich 30b aus gemessen, bis zu einer Höhe HS, die etwa gleich dem Abstand des Kanals K vom Trenchbodenbereich 30b ist.As 14 shows is a lower trench area 30u lined by the thick oxide layer DOX. The lower trench region lined with the thick oxide layer DOX 30u is with the field electrode F or the filling 40 filled. At the trench side walls 30w the thick oxide layer DOX extends from the trench bottom area 30b from measured to a height HS which is approximately equal to the distance of the channel K from the trench bottom area 30b is.

In einem Dotierungsbereich 60, der in einem Bereich des Halbleitermaterials 20 liegt, der an den Oberflächenbereich 20a des Halbleitermaterials 20 angrenzt, ist das Halbleitermaterial 20 n++-dotiert.In a doping area 60 which is in a region of the semiconductor material 20 which is adjacent to the surface area 20a of the semiconductor material 20 adjacent, is the semiconductor material 20 n ++ doped.

Ferner ist im Halbleitermaterial 20 in einem an die Halbleiterunterseite U angrenzenden Bereich ein weiterer Dotierungsbereich 70 mit einer n+-Dotierung ausgebildet. Der weitere Dotierungsbereich 70 kann beispielsweise vorteilhaft als Drain D oder zum Anschluss des Drains D des Trenchtransistors 1 verwendet werden. Der Dotierungsbereich 60 mit der n++-Dotierung kann beispielsweise als Source S oder für den Anschluss der Source S des Trenchtransistors 1 verwendet werden.Furthermore, in the semiconductor material 20 in an area adjacent to the semiconductor base U further doping range 70 formed with an n + doping. The further doping region 70 For example, it may be advantageous as a drain D or for connecting the drain D of the trench transistor 1 be used. The doping region 60 with the n ++ doping can be used, for example, as the source S or for the connection of the source S of the trench transistor 1 be used.

Unterhalb des Dotierungsbereichs 60 vom Oberflächenbereich 20a des Halbleitermaterials 20 aus betrachtet, grenzt ein dritter Dotierungsbereich 80 an, in dem das Halbleitermaterial 20 p+-dotiert ist. Vom Oberflächenbereich 20a aus gesehen, liegt unter dem dritten Dotierungsbereich 80 ein vierter Dotierungsbereich 90, in dem das Halbleitermaterial 20 n+-dotiert ist. Eine vom Oberflächenbereich 20a aus betrachtet untere Fläche 80u des Dotierungsbereichs 80 hat einen Abstand 81 vom Oberflächenbereich 20a bzw. der Oberfläche des Halbleitermaterials 20. Das heißt, der dritte Dotierungsbereich 80 reicht bis zum Abstand 81 in das Halbleitermaterial 20 hinein, gemessen vom Oberflächenbereich 20a aus. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass die untere Fläche 80u des dritten Dotierungsbereichs 80 vom Oberflächenbereich 20a ausgemessen stets oberhalb der nach unten weisenden Seitenfläche 20u des aufgewachsenen Halbleitermaterials 20n liegt. Das heißt, ein Abstand H-80 der unteren Fläche 80u des dritten Dotierungsbereichs 80 vom Trenchbodenbereich 30b ist stets größer als oder gleichgroß wie ein Abstand HS des Bodenbereichs des Kanals K vom Trenchbodenbereich 30b.Below the doping region 60 from the surface area 20a of the semiconductor material 20 From this point of view, a third doping area is adjacent 80 in which the semiconductor material 20 p + doped. From the surface area 20a seen from below the third doping region 80 a fourth doping region 90 in which the semiconductor material 20 n + doped. One from the surface area 20a from the bottom surface 80u of the doping region 80 has a distance 81 from the surface area 20a or the surface of the semiconductor material 20 , That is, the third doping region 80 extends to the distance 81 in the semiconductor material 20 in, measured from the surface area 20a out. It is important in this context that the lower surface 80u of the third doping region 80 from the surface area 20a always measured above the downward facing side surface 20u the grown semiconductor material 20n lies. That is, a distance H-80 of the lower surface 80u of the third doping region 80 from the trench floor area 30b is always greater than or equal to a distance HS of the bottom area of the channel K from the trench bottom area 30b ,

Im Folgenden wird anhand der 1 bis 13 die Herstellung des Trenchtransistors 1 beschrieben.The following is based on the 1 to 13 the manufacture of the trench transistor 1 described.

1 zeigt das Halbleitermaterial 20 mit der Halbleiteroberfläche 20a bzw. dem Halbleiteroberflächenbereich und der Halbleiterunterseite U. Das Halbleitermaterial 20 ist von der Halbleiteroberfläche 20a aus gesehen n+-dotiert und im Bereich der Halbleiterunterseite U n++-dotiert. Ein Teil des n+-dotierten Bereichs bildet später den vierten Dotierungsbereich 90 und der n++-dotierte Bereich bildet den weiteren Dotierungsbereich 70. 1 shows the semiconductor material 20 with the semiconductor surface 20a and the semiconductor surface area and the semiconductor bottom U. The semiconductor material 20 is from the semiconductor surface 20a seen n + -doped and doped in the area of the semiconductor base U n ++ . A portion of the n + doped region later forms the fourth doping region 90 and the n ++ doped region forms the further doping region 70 ,

Das Halbleitermaterial 20 wird nun zunächst mittels Ionenimplantation p+-dotiert (2). Für den fertigen Trenchtransistor 1 ergibt sich dadurch der Vorteil, dass eine deutlich höhere Bodydotierung innerhalb des Mesagebiets als bisher möglich ist, ohne die Einsatzspannung des Transistors zu beeinflussen. In anderen Worten kann die Mesaladung bzw. Mesadotierung bei dem fertigen Trenchtransistor 1 unabhängig von der Kanalladung bzw. Kanaldotierung festgelegt werden. Das Mesagebiet kann somit hochdotiert sein, wodurch sich eine verbesserte Robustheit des fertigen Trenchtransistors 1 ergibt. Insbesondere kann die Avalancherobustheit verbessert werden. Bei der Avalancherobustheit wird der Trenchtransistor 1 im Durchbruch betrieben, wodurch ein großer Leistungsverlust entsteht. Aufgrund der durch die Erfindung möglichen hohen Dotierung des Mesagebiets und der davon unabhängigen definierten Kanaldotierung kann dabei eine Zerstörung des Bauelements bzw. des Trenchtransistors 1 verhindert werden. Es wird somit kein Bipolartransistor gezündet.The semiconductor material 20 is now p + -doped by ion implantation ( 2 ). For the finished trench transistor 1 This results in the advantage that a significantly higher Bodydotierung within the Mesa region than previously possible, without affecting the threshold voltage of the transistor. In other words, the Mesalotung or Mesadotierung in the finished trench transistor 1 be determined independently of the channel charge or channel doping. The Mesagebiet can thus be highly doped, resulting in improved robustness of the finished trench transistor 1 results. In particular, avalanche obesity can be improved. In the Avalancherobustheit the trench transistor 1 is operated in the breakthrough, whereby a large power loss arises. Due to the possible high doping of the Mesagebiets and independent of the defined channel doping by the invention can thereby destroy the device or the trench transistor 1 be prevented. Thus, no bipolar transistor is ignited.

Das Ergebnis der p+-Dotierung ist p+-dotiertes Halbleitermaterial 20, das in 2 dargestellt ist.The result of the p + doping is p + -doped semiconductor material 20 , this in 2 is shown.

Anschließend wird der Trench 30 im Halbleitermaterial 20 durch Ätzen ausgebildet. Das heißt, es wird beispielsweise eine Maske verwendet, und der Trench 30 wird an den Stellen der Maske ausgebildet, die entsprechende Aussparungen aufweisen. Der im Halbleitermaterial 20 ausgebildete Trench 30 weist die Trenchseitenwände 30w und den Trenchbodenbereich 30b auf.Subsequently, the trench 30 in the semiconductor material 20 formed by etching. That is, for example, a mask is used, and the trench 30 is formed at the locations of the mask having corresponding recesses. The in the semiconductor material 20 trained trench 30 has the trench sidewalls 30w and the trench floor area 30b on.

Anschließend wird eine Dickoxidschicht DOX konform auf der Halbleiteroberfläche 20a, an den Trenchseitenwänden 30w und im Trenchbodenbereich 30b abgeschieden. Das heißt, die Dickoxidschicht DOX deckt die Halbleiteroberfläche 20a, die Trenchseitenwände 30w und den Trenchbodenbereich 30b jeweils mit einer gleich dicken Schicht Isolationsmaterial ab ( 4).Subsequently, a thick oxide layer becomes DOX conform on the semiconductor surface 20a , on the trench side walls 30w and in the trench floor area 30b deposited. That is, the thick oxide layer DOX covers the semiconductor surface 20a , the trench sidewalls 30w and the trench floor area 30b each with an equally thick layer of insulation material from ( 4 ).

Anschließend wird der mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleidete Trench 30 zumindest teilweise mit einer Füllung 40 aus einem weiteren Halbleitermaterial gefüllt. Hierzu wird eine Schicht 40s des weiteren Halbleitermaterials, z. B. Polysilizium POLY über der Halbleiteranordnung abgeschieden. Das heißt, die Schicht 40s aus Polysilizium POLY bedeckt die mit der Dickoxidschicht DOX abgedeckte Halbleiteroberfläche 20a und füllt den mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleideten Trench 30 vollständig aus, wie dies in 5 dargestellt ist.Subsequently, the lined with the thick oxide layer DOX trench 30 at least partially with a filling 40 filled from a further semiconductor material. For this purpose, a layer 40s the further semiconductor material, for. B. polysilicon POLY deposited over the semiconductor device. That is, the layer 40s polysilicon POLY covers the semiconductor surface covered with the thick oxide layer DOX 20a and fills the trench lined with the thick oxide layer DOX 30 completely off, like this in 5 is shown.

Anschließend wird die Schicht 40s aus Polysilizium POLY mittels Ätzen zurückgebildet. Die mit der Dickoxidschicht DOX abgedeckte Halbleiteroberfläche 20a wird dabei vollständig von der Schicht 40s aus Polysilizium POLY befreit. Ferner wird das Ätzen solange durchgeführt, dass Polysilizium POLY den mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleideten Trench 30 nur mehr teilweise füllt. Somit ergibt sich die in 6 gezeigte Füllung 40. Die Füllung 40 füllt den mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleideten Trench 30 höchstens teilweise, wodurch ein unterer Trenchbereich 30u und ein oberer Trench bereich 30o definiert werden. Im unteren Trenchbereich 30u sind die Trenchseitenwände 30w und der Trenchbodenbereich 30b mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleidet, und in diesem ausgekleideten unteren Trenchbereich 30u befindet sich die Füllung 40. Der obere Trenchbereich 30o ist an den entsprechenden Bereichen der Trenchseitenwände 30w mit der Dickoxidschicht DOX ausgekleidet, jedoch nicht mit der Füllung 40 ausgefüllt.Subsequently, the layer 40s made of polysilicon POLY re-formed by etching. The semiconductor surface covered with the thick oxide layer DOX 20a is completely absorbed by the layer 40s polysilicon POLY free. Furthermore, the etching is performed so long that polysilicon POLY the trench lined with the thick oxide layer DOX 30 only partially filled. Thus, the results in 6 shown filling 40 , The filling 40 fills the trench lined with the thick oxide layer DOX 30 at most in part, creating a lower trench area 30u and an upper trench area 30o To be defined. In the lower trench area 30u are the trench sidewalls 30w and the trench floor area 30b lined with the thick oxide layer DOX, and in this lined lower trench area 30u there is the filling 40 , The upper trench area 30o is at the corresponding areas of the trench sidewalls 30w lined with the thick oxide layer DOX, but not with the filling 40 filled.

Im folgenden Verfahrensschritt (a) wird die Dickoxidschicht DOX auf der Halbleiteroberfläche 20a und im oberen Trenchbereich 30o mittels Ätzen entfernt. Das Ergebnis des Verfahrensschritts (a) ist in 7 dargestellt.In the following process step (a), the thick oxide layer DOX on the semiconductor surface 20a and in the upper trench area 30o removed by etching. The result of method step (a) is in 7 shown.

Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt (b) das Halbleitermaterial 20 auf der Halbleiteroberfläche 20a und im oberen Trenchbereich 30o rückgeätzt. In 8 ist die Form des Halbleitermaterials 20 entlang der Halbleiteroberfläche 20a und im oberen Trenchbereich 30o mit einer gestrichelten Linie und die Form nach dem Rückätzen mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Durch den Ätzvorgang wird auch die Füllung 40 rückgebildet, so dass der oben erwähnte erste Feldelektrodenteil 40o gebildet wird.Subsequently, in a further method step (b), the semiconductor material 20 on the semiconductor surface 20a and in the upper trench area 30o etched. In 8th is the shape of the semiconductor material 20 along the semiconductor surface 20a and in the upper trench area 30o shown with a dashed line and the shape after the etching back with a solid line. By the etching process is also the filling 40 regressed, so that the above-mentioned first field electrode part 40o is formed.

Bei dem Ätzvorgang im Verfahrensschritt (b) wirkt die Dickoxidschicht DOX als Maske und verhindert das Rückbilden des Halbleitermaterials 20 im unteren Trenchbereich 30u. Das Halbleitermaterial 20 wird beim Ätzen an den Trenchseitenwänden 30w jedoch in Richtung des Trenchbodenbereichs 30b um einen Abstand HO rückgebildet. Der Abstand HO ist also der Abstand der oberen Kante bzw. Fläche der Dickoxidschicht DOX und einer durch die Ätzung gebildeten Fläche Kw. Die Fläche Kw wird im Folgenden auch als Bodenbereich des Kanals K bezeichnet. Die Fläche Kw bildet eine Art Stufe im Halb leitermaterial 20. Der Bereich zwischen der Fläche Kw und der rückgebildeten Halbleiteroberfläche 20a bildet im fertigen Trenchtransistor 1 im Wesentlichen den Kanal K.During the etching process in method step (b), the thick oxide layer DOX acts as a mask and prevents the reformation of the semiconductor material 20 in the lower trench area 30u , The semiconductor material 20 when etching on the trench sidewalls 30w but towards the trench bottom area 30b regressed by a distance HO. The distance HO is thus the distance of the upper edge or surface of the thick oxide layer DOX and a surface Kw formed by the etching. The surface Kw is also referred to below as the bottom region of the channel K. The surface Kw forms a kind of stage in the semiconductor material 20 , The area between the area Kw and the demolded semiconductor surface 20a forms in the finished trench transistor 1 essentially the channel K.

Der Bodenbereich Kw des Kanals K hat einen Abstand HS vom Trenchbodenbereich 30b.The bottom area Kw of the channel K has a distance HS from the trench bottom area 30b ,

Anschließend folgt ein Verfahrensschritt (c), bei dem die ursprüngliche Form des Halbleitermaterials 20, d. h. die Form vor dem Rückätzen des Halbleitermaterials 20 im Verfahrensschritt (b) wieder hergestellt wird. Hierzu wird neues Halbleitermaterial 20n mit definierter Dotierung p an den rückgebildeten Trenchseitenwänden 30w im Bereich des oberen Trenchbereichs 30o sowie auf der rückgebildeten Halbleiteroberfläche 20a des Halbleitermaterialbereichs 20 durch Epitaxie aufgebracht.This is followed by a method step (c), in which the original shape of the semiconductor material 20 that is, the shape before re-etching the semiconductor material 20 is restored in process step (b). For this purpose, new semiconductor material 20n with defined doping p at the recessed trench sidewalls 30w in the area of the upper trench area 30o and on the demolded semiconductor surface 20a of the semiconductor material region 20 applied by epitaxy.

Neues Halbleitermaterial 20n wird auch auf den ersten Feldelektrodenteil 40o aufgebracht, wodurch das zweite bzw. aufgewachsene Feldelektrodenteil 40n gebildet wird. Das Aufbringen des neuen Halbleitermaterials 20n auf dem ersten Feldelektrodenteil 40o ist nicht zwingend erforderlich. Das heißt, im Verfahrensschritt (c) kann neues Halbleitermaterial 20n mit definierter Dotierung p nur an den rückgebildeten Trenchseitenwänden 30b im Bereich des oberen Trenchbereichs 30o sowie auf der rückgebildeten Halbleiteroberfläche 20a des Halbleitermaterialsbereichs 20 durch Epitaxie aufgebracht werden. In diesem Fall liegt die Oberfläche der Füllung 40 tiefer als in den Figuren. Insbesondere kann die Oberfläche der Füllung 40 tiefer liegen als die Dickoxidschicht DOX an den Trenchseitenwänden 30w.New semiconductor material 20n is also on the first field electrode part 40o applied, whereby the second or grown field electrode part 40n is formed. The application of the new semiconductor material 20n on the first field electrode part 40o is not mandatory. That is, in step (c) new semiconductor material 20n with defined doping p only at the recessed trench sidewalls 30b in the area of the upper trench area 30o and on the demolded semiconductor surface 20a of the semiconductor material region 20 be applied by epitaxy. In this case, the surface of the filling lies 40 lower than in the figures. In particular, the surface of the filling 40 lower than the thick oxide layer DOX on the trench sidewalls 30w ,

Das Rückbilden des Halbleitermaterials 20 im Verfahrensschritt (b) und das Wiederaufwachsen des rückgebildeten Halb leitermaterials 20 mit einer definierten und lokalen Dotierung p ermöglicht die Ausbildung des Kanals K des Trenchtransistors mit einer genau definierten Dotierung ohne Beeinflussung der sonstigen Dotierungen. Hierdurch kann, wie oben beschrieben, die Robustheit des Bauelements bzw. des Trenchtransistors 1 verbessert werden.The reformation of the semiconductor material 20 in process step (b) and the regrowth of the reformed semiconductor material 20 with a defined and local doping p allows the formation of the channel K of the trench transistor with a well-defined doping without affecting the other dopants. As a result, as described above, the robustness of the component or the trench transistor 1 be improved.

Der Kanalbereich K liegt also an den Trenchseitenwänden 30w im oberen Trenchbereich 30o. Der Bodenbereich Kw des Kanals K hat somit den gleichen Abstand HS vom Trenchbodenbereich 30b, wie die im Verfahrensschritt (b) ausgebildete Fläche Kw bzw. Stufe (siehe oben).The channel region K thus lies on the trench side walls 30w in the upper trench area 30o , The bottom area Kw of the channel K thus has the same distance HS from the trench bottom area 30b like the area Kw or step formed in process step (b) (see above).

Anschließend erfolgt ein Verfahrensschritt (d), bei dem eine Feinjustage durchgeführt wird. Dabei wird die Dickoxidschicht DOX entlang der Trenchseitenwände 30w in Richtung des Trenchbodenbereichs 30b um eine Tiefe HO rückgeätzt. Die Tiefe HO ist etwa gleich dem Abstand HO der Oberfläche bzw. oberen Kante der Dickoxidschicht DOX vom Bodenbereich Kw des Kanals im Verfahrensschritt (b).This is followed by a method step (d), in which a fine adjustment is carried out. At this time, the thick oxide layer DOX becomes along the trench sidewalls 30w towards the trench floor area 30b etched back to a depth HO. The depth HO is approximately equal to the distance HO of the surface or upper edge of the thick oxide layer DOX from the bottom region Kw of the channel in method step (b).

Es wird also im Verfahrenschritt (d) sichergestellt, dass die Oberfläche der Dickoxidschicht DOX auf etwa der gleichen Höhe wie der Bodenbereich Kw des Kanals liegt. Es haben also der Bodenbereich Kw des Kanals K und die Oberfläche der Dickoxidschicht DOX im Wesentlichen den gleichen Abstand HS vom Trenchbodenbereich 30b.It is therefore ensured in method step (d) that the surface of the thick oxide layer DOX is at approximately the same height as the bottom region Kw of the channel. Thus, the bottom area Kw of the channel K and the surface of the thick oxide layer DOX have substantially the same distance HS from the door chbodenbereich 30b ,

Auf Grund der Rückätzung der Dickoxidschicht DOX ragt die Füllung 40 etwas über die Dickoxidschicht DOX heraus. Der herausstehende Bereich der Füllung 40 hat in etwa eine Länge, die dem Abstand HO entspricht. Auf Grund von Schwankungen beim Ätzvorgang kann der herausragende Abschnitt der Füllung 40 jedoch auch etwas größer oder kleiner als der Abstand HO sein. Es ist jedoch im Verfahrensschritt (d) stets sichergestellt, dass die Oberfläche der Dickoxidschicht DOX auf der gleichen Höhe wie der Bodenbereich Kw des Kanals K, gemessen vom Trenchbodenbereich 30b, liegt.Due to the etching back of the thick oxide layer DOX, the filling protrudes 40 something about the thick oxide layer DOX out. The protruding area of the filling 40 has approximately a length corresponding to the distance HO. Due to variations in the etching process, the protruding portion of the filling may 40 but also be slightly larger or smaller than the distance HO. However, it is always ensured in method step (d) that the surface of the thick oxide layer DOX is at the same height as the bottom region Kw of the channel K, measured from the trench bottom region 30b , lies.

Um dies in der Praxis besonders einfach zu erreichen, wird die nötige Ätzdauer aus der Ätzdauer im Verfahrensschritt (b) berechnet. Das heißt, im Verfahrensschritt (b) wird das Halbleitermaterial 20 um eine bestimmte Tiefe rückgebildet, d. h. eine bestimmte Menge pro Flächeneinheit, und die Rückbildung der Dickoxidschicht DOX im Verfahrensschritt (d) erfolgt in Abhängigkeit der bestimmten Tiefe des Verfahrensschrittes (b).In order to achieve this in practice particularly simply, the necessary etching time is calculated from the etching duration in method step (b). That is, in step (b), the semiconductor material becomes 20 Recessed by a certain depth, ie a certain amount per unit area, and the regression of the thick oxide layer DOX in process step (d) takes place as a function of the determined depth of process step (b).

Es ist auch möglich, die Ätzdauer im Verfahrensschritt (d) anhand von Parametern der Epitaxie im Verfahrensschritt (c) zu bestimmen.It is possible, too, the etching time in method step (d) on the basis of parameters of epitaxy in the method step (c) to determine.

Anschließend wird die Gateoxidschicht GOX zur Isolierung der Gateelektrode G (siehe 11) gebildet. Hierzu wird über die Halbleiteranordnung eine Gateoxidschicht GOX-S konform abgeschieden. Die Halbleiteranordnung besteht aus dem Halbleitermaterial 20 und dem Trenchtransistor 1. Das heißt, die Gateoxidschicht GOX-S deckt die Halbleiteroberfläche 20a ab und kleidet den oberen Trenchbereich 30o vollständig aus. Das heißt, im Trench 30 sind im oberen Trenchbereich 30o die Trenchseitenwände 30w, die Oberfläche der Dickoxidschicht DOX und der herausragende Abschnitt der Füllung 40 mit der Gateoxidschicht GOX-S vollständig abgedeckt.Subsequently, the gate oxide layer GOX for insulating the gate electrode G (see 11 ) educated. For this purpose, a gate oxide layer GOX-S conformally deposited via the semiconductor device. The semiconductor device consists of the semiconductor material 20 and the trench transistor 1 , That is, the gate oxide film GOX-S covers the semiconductor surface 20a and clothe the upper trench area 30o completely off. That is, in the trench 30 are in the upper trench area 30o the trench side walls 30w , the surface of the thick oxide DOX layer and the protruding portion of the filling 40 completely covered with the gate oxide layer GOX-S.

Im folgenden Verfahrensschritt wird die Gatoxidschicht GOX-S auf der Halbleiteroberfläche 20a weggeätzt. 12 zeigt das Ergebnis nach dem Rückätzen der Gateoxidschicht GOX-S auf der Halbleiteroberfläche 20a. Es bleibt nur mehr eine Gateoxid schicht GOX im oberen Trenchbereich 30o übrig, die die Trenchseitenwände 30w im oberen Trenchbereich 30o, die Oberfläche der Dickoxidschicht DOX sowie die freiliegenden Flächen 40w des herausragenden Teils der Füllung 40 bedeckt.In the following method step, the gate oxide layer GOX-S on the semiconductor surface 20a etched away. 12 shows the result after the etch back of the gate oxide layer GOX-S on the semiconductor surface 20a , There is only one more gate oxide layer GOX in the upper trench area 30o left over, the the trench sidewalls 30w in the upper trench area 30o , the surface of the thick oxide layer DOX and the exposed surfaces 40w the outstanding part of the filling 40 covered.

Im folgenden Verfahrensschritt zur Herstellung des Trenchtransistors 1 wird nun im oberen ausgekleideten Trenchbereich 30o der Gateoxidschicht GOX die weitere Füllung 50 aus einem weiteren Halbleitermaterial ausgebildet. Es kann aber auch das gleiche Halbleitermaterial wie für die Füllung 40 bzw. die Feldelektrode F verwendet werden, beispielsweise Polysilizium POLY. Weitere mögliche Materialien sind beispielsweise Titansilizium, Wolfram und Kupfer.In the following process step for the production of the trench transistor 1 will now be in the upper lined trench area 30o the gate oxide layer GOX the further filling 50 formed of a further semiconductor material. But it can also be the same semiconductor material as for the filling 40 or the field electrode F are used, for example polysilicon POLY. Further possible materials are, for example, titanium silicon, tungsten and copper.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird nun das Halbleitermaterial 20 von der Halbleiteroberfläche 20a aus n++-dotiert. Dadurch wird der Dotierungsbereich 60 mit n++-Dotierung in 14 gebildet. Der Dotierungsbereich 60 mit n++-Dotierung kann vorteilhaft als Source S oder beispielsweise zum Anschluss der Source S verwendet werden.In a further method step, the semiconductor material is now 20 from the semiconductor surface 20a from n ++ -doped. This becomes the doping region 60 with n ++ -dot in 14 educated. The doping region 60 with n ++ doping can advantageously be used as source S or for example for connecting the source S.

Weiterhin wird im an die Unterseite U des Halbleitermaterials 20 angrenzenden Bereich ein weiterer Dotierungsbereich 70 mit n+-Dotierung ausgebildet. Hierzu erfolgt eine Ionenimplantation auf der Unterseite U des Halbleitermaterials 20. Der weitere Dotierungsbereich 70 mit n+-Dotierung kann vorteilhafterweise als Drain D oder beispielsweise zum Anschluss des Drainbereichs D bzw. des Drains des Trenchtransistors 1 verwendet werden.Furthermore, in the bottom U of the semiconductor material 20 adjacent area another doping area 70 formed with n + doping. For this purpose, an ion implantation takes place on the underside U of the semiconductor material 20 , The further doping region 70 with n + doping can advantageously be used as drain D or for example for connecting the drain region D or the drain of the trench transistor 1 be used.

Diese und weitere Zielsetzungen der Erfindung werden durch folgende Ausführungen weiter erläutert.These and other objects of the invention will become apparent from the following further explained.

Für den Einsatz in DC/DC-Wandlern werden Leistungstransistoren mit niedrigem Einschaltwiederstand Ron und niedriger Gate-Drain-Kapazität CGD gefordert. Derzeit wird der geringe Einschaltwiderstand durch das Feldplattenprinzip erreicht. Zum Verringern der Gate-Drain-Kapazität kann die Gateelektrode G in eine Feldelektrode F, die auf Sourcepotenzial oder einem anderen definierten Potenzial liegt und eine Gateelektrode G' mit sehr kleinem Überlappbereich zum Drainbereich ersetzt werden.For use in DC / DC converters, power transistors with low turn-on resistance R on and low gate-drain capacitance C GD are required. Currently, the low on-resistance is achieved by the field plate principle. In order to reduce the gate-drain capacitance, the gate electrode G may be replaced with a field electrode F which is at source potential or another defined potential and a gate electrode G 'with a very small overlap region with the drain region.

Bei dieser Anordnung muss die Lage der Unterkante U der Gateelektrode G' sehr genau auf die Lage des Body-Epi-pn-Überganges angepasst werden: bei zu tiefer Lage von U wird der Gate-Drain-Überlapp und damit CGD untolerierbar groß, bei zu flacher Lage von U wird der Kanal nur noch bei VG > Vth bzw. im Extremfall überhaupt nicht mehr ausgebildet, so dass Ron insbesondere bei niedrigen VG erhöht ist.In this arrangement, the position of the lower edge U of the gate electrode G 'has to be adapted very precisely to the position of the body epi-pn junction: if the position of U is too low, the gate-drain overlap and therefore C GD become intolerably large If U is too flat, the channel will only be formed at V G > V th, or in extreme cases at all, so that R on is increased, especially at low V G.

Die vorliegende Erfindung löst das Problem u. a. durch Ausnutzung eines selbstjustierten Verfahrens. Dabei wird der Kanal nach der Feldplattenätzung über lokale Epitaxie definiert. Damit kann der Gate-Drain-Überlapp minimiert werden. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Lösung ist, dass dieses Konzept eine deutlich höhere Bodydotierung innerhalb des Mesagebietes zulässt, ohne die Einsatzspannung des Transistors zu beeinflussen. Dies kommt der Avalancherobustheit des Bauelements zugute. Der Kanal kann kürzer ausgeführt werden, wodurch eine Reduktion des Ron erreicht wird. Des Weiteren wird der G/S-Überlapp durch die teilweise Entfernung des Poly-S-Stöpsels reduziert.The present invention solves the problem, inter alia, by utilizing a self-aligned method. The channel is defined after the field plate etching via local epitaxy. Thus, the gate-drain overlap can be minimized. An additional advantage of this solution is that this concept allows a much higher body doping within the mesa area without affecting the threshold voltage of the transistor. This benefits the avalanche robustness of the device. The channel can be made shorter, resulting in a reduction of R on . Furthermore, the G / S overlap is reduced by the partial removal of the poly-S plug.

Eine Zielsetzung der Erfindung umfasst im Wesentlichen zwei Punkte:

  • (1) selbstjustierter Gate/Drain-Überlapp über lokale Epitaxie → Minimierung der Gate-Drain-Kapazität CGD, Gate-Source Kapazität CGS;
  • (2) Modifikation bzw. Optimierung des Bodyprofils durch Ausnutzung zweier separater Prozessschritte (Body Implantation vor der Trenchätzung, Kanal über Epitaxie).
An object of the invention essentially comprises two points:
  • (1) self-aligned gate / drain over local epitaxy → minimization of gate-drain capacitance CGD, gate-source capacitance CGS;
  • (2) modification or optimization of the body profile by utilizing two separate process steps (body implantation before trench etching, channel via epitaxy).

Prozessfluss zur Herstellung des selbstjustierten Gate-Drain-Überlapps:

  • • Body-Implantation (und evtl. Diffusion);
  • • Trench mit Feldplatte ausbilden;
  • • Nach der Feldplattenätzung – isotrope Si-Rückätzung (dabei teilweise Entfernung des POLY-S-Stöpsels);
  • • Epitaktisches Aufwachsen der Kanaldotierschicht;
  • • Gateoxidation;
  • • Ausbilden des GatePOLY;
  • • Rückätzen des GatePOLY;
  • • Zwischenoxid aufbringen (Interlayer Dielektric – ILD);
  • • Source-Metallisierung.
Process flow for the production of self-aligned gate-drain overlap:
  • • Body implantation (and possibly diffusion);
  • • form trench with field plate;
  • • After field plate etching - isotropic Si etchback (with partial removal of the POLY-S plug);
  • Epitaxial growth of the channel dopant layer;
  • • gate oxidation;
  • Forming the GatePOLY;
  • • back etching of the GatePOLY;
  • • Apply intermediate oxide (Interlayer Dielectric - ILD);
  • • Source metallization.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die isotrope Rückätzung weggelassen. Der Vorteil dabei ist, dass im oberen Bereich mehr Platz für die Kontaktierung zur Verfügung steht als im Stand der Technik und daher ein kleineres Zellraster realisiert werden kann. Der geringere Platzbedarf ergibt sich insbesondere, da dass neue Halbleitermaterial, das mittels Epitaxie ausgebildet wird, auf dem bestehenden Gebiet bzw. Material aufwächst.at a further embodiment the isotropic etchback is omitted. The advantage here is that in the upper area more space for contacting to disposal is as in the prior art and therefore a smaller cell grid can be realized. The smaller space requirement arises in particular since that new semiconductor material, formed by epitaxy will grow up in the existing field or material.

Die epitaktisch aufgewachsene p-Kanaldotierung ist im wesentlichen nieriger dotiert als das Bodygebiet, zumindest niedriger als die maximale Bodydotierung direkt neben dem Kanalbereich.The epitaxially grown p-channel doping is substantially less endowed as the body area, at least lower than the maximum Bodydotierung directly next to the canal area.

Das Kanalgebiet reicht tiefer als das Bodygebiet. würde der Body, das heißt der Bereich, der in 14 mit 81 gekennzeichnet ist, unter das Kanalgebiet reichen, so würde die Einsatzspannung ansteigen und es würde sich eine Verschlechterung der Transistorparameter ergeben. Da jedoch der Abstand H-80 der unteren Fläche 80u des dritten Dotierungsbereichs vom Trenchbodenbereich größer ist als der Abstand HS (siehe 14) ergeben sich diese Nachteile nicht.The channel area extends deeper than the body area. would the body, that is the area that is in 14 With 81 range below the channel region, the threshold voltage would increase and there would be a deterioration of the transistor parameters. However, since the distance H-80 of the lower surface 80u of the third impurity region of the trench bottom region is greater than the distance HS (see 14 ), these disadvantages do not arise.

11
Trenchtransistortrench transistor
2020
HalbleitermaterialSemiconductor material
20a20a
Halbleiteroberfläche, HalbleiteroberflächenbereichSemiconductor surface, semiconductor surface area
20n20 n
aufgewachsenes Halbleitermaterial grown Semiconductor material
20u20u
nach unten weisende Seitenfläche des aufgewachsenento bottom facing side surface of the grown up
Halbleitermaterials 20n an den Trenchseitenwänden 30w Semiconductor material 20n on the trench side walls 30w
3030
Trench, Grabentrench, dig
30b30b
TrenchbodenbereichTrench bottom area
30o30o
oberer Trenchbereichupper trench area
30u30u
unterer Trenchbereichlower trench area
30w30w
TrenchseitenwandTrench sidewall
4040
Füllungfilling
40n40n
zweites bzw. aufgewachsenes Feldelektrodenteilsecond or grown field electrode part
40o40o
erstes Feldelektrodenteilfirst Field electrode part
5050
weitere FüllungFurther filling
6060
Dotierungsbereich mit n++-DotierungDoping region with n ++ doping
7070
weiterer Dotierungsbereich mit n++-Dotierungfurther doping region with n ++ doping
8080
dritter Dotierungsbereichthird doping region
80u80u
untere Fläche des dritten Dotierungsbereich 80 lower surface of the third doping region 80
8181
Abstand der unteren Fläche des drittendistance the lower surface of the third
Dotierungsbereichs 80 vom Oberflächenbereich 20a dopant region 80 from the surface area 20a
9090
vierter Dotierungsbereichfourth doping region
DD
Drain bzw. Drainbereich des Trenchtransistors 1 Drain or drain region of the trench transistor 1
DOXDOX
Dickoxidschicht, erste Schichtthick oxide layer, first shift
FF
Feldelektrodefield electrode
FOXFOX
Feldplattefield plate
GG
Gateelektrodegate electrode
GOXGOX
Gateoxidschichtgate oxide layer
H-80H-80
Abstand der unteren Fläche 80u des drittenDistance of the lower surface 80u of the third
Dotierungsbereichs vom Trenchbodenbereichdopant region from the trench floor area
KK
Kanalbereich, KanalChannel region channel
Kwkw
Bodenbereich Kw des Kanalsfloor area Kw of the canal
POLYPOLY
Polysiliziumpolysilicon
UU
HalbleiterunterseiteSemiconductor side

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung eines Trenchtransistors (1), – bei welchem in einem Halbleitermaterial (20) mit einem Halbleiteroberflächenbereich (20a) wenigstens ein Trench (30) ausgebildet wird, wobei die Trenchseitenwände (30w) und der Trenchbodenbereich (30b) jeweils mit einer ersten Schicht (DOX) eines ersten Isolationsmaterials abgedeckt oder ausgekleidet werden, – bei welchem in dem mit der ersten Schicht (DOX) ausgekleideten Trench (30) eine Füllung (40) mit einem Füllmaterial (POLY) ausgebildet wird, die den mit der ersten Schicht (DOX) ausgekleideten Trench (30) nur teilweise auffüllt und so einen oberen Trenchbereich (30o) und einen unteren Trenchbereich (30u) definiert, wobei im oberen Trenchbereich (30o) die Trenchseitenwände (30w) und im unteren Trenchbereich (30u) die Trenchseitenwände (30w) und der Trenchbodenbereich (30b) mit der ersten Schicht (DOX) ausgekleidet sind und der untere Trenchbereich (30u) mit der Füllung (40) gefüllt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: (a) Rückbilden der ersten Schicht (DOX) im oberen Trenchbereich (30o), wobei die Füllung (40) als Maske dient und die Rückbildung der ersten Schicht (DOX) im unteren Trenchbereich (30u) verhindert, so dass diese dort erhalten bleibt, und (b) Rückbilden des Halbleitermaterials (20) an den Trenchseitenwänden (30w) im oberen Trenchbereich (30o), wobei die erste Schicht (DOX) als Maske dient und die Rückbildung des Halbleitermaterials (20) im unteren Trenchbereich (30u) im Wesentlichen vollständig verhindert, (c) Ausbilden eines neuen Halbleitermaterials (20n) mit definierter Dotierung (p) an den rückgebildeten Trenchseitenwänden (30w) im Bereich des oberen Trenchbereichs (30o), so dass ein Kanalbereich (K) mit definierter Dotierung (p) im Halbleitermaterial (20) gebildet wird, wobei die erste Schicht (DOX) als Maske dient, so dass das neue Halbleitermaterial (20n) mit definierter Dotierung (p) an den rückgebildeten Trenchseitenwänden (30w) im oberen Trenchbereich (30o) oder auf der Füllung (40) aufgebracht wird.Method for producing a trench transistor ( 1 ), - in which in a semiconductor material ( 20 ) having a semiconductor surface area ( 20a ) at least one trench ( 30 ), wherein the trench side walls ( 30w ) and the trench floor area ( 30b ) are each covered or lined with a first layer (DOX) of a first insulating material, - in which in the first layer (DOX) lined trench ( 30 ) a filling ( 40 ) is formed with a filling material (POLY) which seals the trench (12) lined with the first layer (DOX). 30 ) only partially filled and so an upper trench area ( 30o ) and a lower trench area ( 30u ), wherein in the upper trench region ( 30o ) the trench sidewalls ( 30w ) and in the lower trench area ( 30u ) the trench sidewalls ( 30w ) and the trench floor area ( 30b ) are lined with the first layer (DOX) and the lower trench region ( 30u ) with the filling ( 40 ), characterized by the following process steps: (a) reformation of the first layer (DOX) in the upper trench region ( 30o ), the filling ( 40 ) serves as a mask and the regression of the first layer (DOX) in the lower trench region ( 30u ), so that it is retained there, and (b) recovering the semiconductor material ( 20 ) at the trench sidewalls ( 30w ) in the upper trench area ( 30o ), wherein the first layer (DOX) serves as a mask and the regression of the semiconductor material ( 20 ) in the lower trench area ( 30u ) substantially completely prevents (c) forming a new semiconductor material ( 20n ) with defined doping (p) at the recessed trench sidewalls ( 30w ) in the region of the upper trench region ( 30o ), so that a channel region (K) with a defined doping (p) in the semiconductor material ( 20 ), wherein the first layer (DOX) serves as a mask, so that the new semiconductor material ( 20n ) with defined doping (p) at the recessed trench sidewalls ( 30w ) in the upper trench area ( 30o ) or on the filling ( 40 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Kanalbereich (K) in einem Abstand HS vom Trenchbodenbereich (30b) ausgebildet wird und – dass danach in einem Verfahrensschritt (d) die erste Schicht (DOX) rückgebildet wird, wobei die Füllung (40) als Maske dient, so dass die erste Schicht (DOX) nur entlang der Trenchseitenwände (30w) und in Richtung des Trenchbodenbereichs (30b) derart rückgebildet wird, dass die erste Schicht (DOX) den Trench (30) an den Trenchseitenwänden (30w) nur mehr bis zu einer Höhe auskleidet, die in etwa gleich dem Abstand HS des Kanalbereichs (S) vom Trenchbodenbereich (30b) ist.A method according to claim 1, characterized in that - the channel region (K) at a distance HS from the trench bottom region ( 30b ) is formed and - that then in a process step (d) the first layer (DOX) is reformed, wherein the filling ( 40 ) serves as a mask, so that the first layer (DOX) only along the trench side walls ( 30w ) and in the direction of the trench bottom area ( 30b ) such that the first layer (DOX) separates the trench ( 30 ) at the trench sidewalls ( 30w ) only to a height which is approximately equal to the distance HS of the channel region (S) from the trench bottom region (FIG. 30b ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleitermaterial (20) im Verfahrensschritt (b) an den Trenchseitenwänden (20w) im oberen Trenchbereich (30o) in Richtung zum Trenchbodenbereich (30b) bis etwa zum Abstand HS vom Trenchbodenbereich (30b) rückgebildet wird und so der Abstand HS des Kanalbereichs (K) vom Trenchbodenbereich (30b) definiert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that semiconductor material ( 20 ) in process step (b) on the trench sidewalls ( 20w ) in the upper trench area ( 30o ) towards the trench bottom area ( 30b ) to about the distance HS from the trench bottom area ( 30b ) and thus the distance HS of the channel region (K) from the trench bottom region ( 30b ) is defined. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, – dass das Halbleitermaterial (20) im Verfahrensschritt (b) um eine bestimmte Tiefe rückgebildet wird, und – dass die Rückbildung der ersten Schicht (DOX) im Verfahrensschritt (d) in Abhängigkeit der bestimmten Tiefe des Verfahrensschritts (b) erfolgt.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that - the semiconductor material ( 20 ) is reduced by a certain depth in method step (b), and - that the regression of the first layer (DOX) in method step (d) takes place as a function of the determined depth of method step (b). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Halbleitermaterial (20) im Verfahrensschritt (b) an den Trenchseitenwänden (30w) im oberen Trenchbereich (30o) in Richtung zum Trenchbodenbereich (30b) gegenüber der Oberfläche der ersten Schicht (DOX) um einen Abstand HO rückgebildet wird und – dass die erste Schicht (DOX) im Verfahrensschritt (d) um etwa den gleichen Abstand HO rückgebildet wird.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that - the semiconductor material ( 20 ) in process step (b) on the trench sidewalls ( 30w ) in the upper trench area ( 30o ) towards the trench bottom area ( 30b ) is regressed by a distance H0 from the surface of the first layer (DOX), and - the first layer (DOX) is reduced by approximately the same distance H0 in process step (d). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (c) das neue Halbleitermaterial (20n) mit definierter Dotierung (p) so ausgebildet wird, dass dieses das im Verfahrensschritt (b) rückgebildete Halbleitermaterial (20) ersetzt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in process step (c) the new semiconductor material ( 20n ) is formed with defined doping (p) in such a way that it has the semiconductor material which has been reformed in process step (b) ( 20 ) replaced. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (b) auch die Füllung (40) rückgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step (b) also the filling ( 40 ) is regressed. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (c) das neue Halbleitermaterial (20n) mit definierter Dotierung (p) auch auf der rückgebildeten Füllung (40) ausgebildet wird.Method according to claim 7, characterized in that in process step (c) the new semiconductor material ( 20n ) with defined doping (p) also on the reformed filling ( 40 ) is formed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Halbleitermaterial (20) vor der Ausbildung des wenigstens einen Trenches (30) eine definierte Dotierung (p+) mittels Implantation ausgebildet wird, insbesondere für einen Bodybereich (B).Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the semiconductor material ( 20 ) before the formation of the at least one trench ( 30 ) a defined doping (p + ) is formed by implantation, in particular for a body region (B). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (DOX) eine Dickoxidschicht ist, insbesondere aus Siliziumdioxid, die vor dem Verfahrensschritt (a) und nach dem Ausbilden des Trenches (30) konform auf dem Halbleiteroberflächenbereich (20a) an den Trenchseitenwänden (30w) und auf dem Trenchbodenbereich (30b) insbesondere mittels Abscheiden, CVD, PVD, Sputtern, Aufwachsen und/oder Umwandeln eines bestehenden Materialbereichs ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first layer (DOX) is a thick oxide layer, in particular of silicon dioxide, which before the process step (a) and after the formation of the trenches ( 30 ) compliant on the semiconductor surface area ( 20a ) at the trench sidewalls ( 30w ) and on the trench floor area ( 30b ) is formed in particular by means of deposition, CVD, PVD, sputtering, growing and / or converting an existing material region. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung (40) gebildet wird durch: – Ausbilden einer Füllschicht (40s), die den mit der ersten Schicht (DOX) ausgekleideten Trench (30) ausfüllt und/oder die mit der ersten Schicht (DOX) abgedeckte Halbleiteroberfläche (20a), und – Rückbilden der Füllschicht (40s) derart, dass die Füllschicht (40s) auf der mit der ersten Schicht (DOX) abgedeckten Halbleiteroberfläche (20a) vollständig entfernt wird und der mit der ersten Schicht (DOX) ausgekleideten Trench (30) nur teilweise gefüllt bleibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filling ( 40 ) is formed by: - forming a filling layer ( 40s ) covering the first layer (DOX) lined trench (FIG. 30 ) and / or the semiconductor surface covered with the first layer (DOX) ( 20a ), and - recovering the filling layer ( 40s ) such that the filling layer ( 40s ) on the semiconductor surface covered with the first layer (DOX) ( 20a ) is completely removed and the first layer (DOX) lined trench ( 30 ) remains only partially filled. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückbilden im Verfahrensschritt (a), im Verfahrensschritt (b) und im Verfahrensschritt (d) mittels Ätzen, insbesondere nasschemisch oder mittels Plasma, erfolgt.Method according to one of claims 2 to 11, characterized that rebuilding in process step (a), in process step (b) and in the process step (d) by etching, especially wet-chemically or by means of plasma. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das neue Halbleitermaterial (20n) mit definierter Dotierung (p) im Verfahrensschritt (c) mittels Epitaxie ausgebildet wird, wobei insbesondere eine Fixzeit zur Steuerung der Epitaxie verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the new semiconductor material ( 20n ) is formed with defined doping (p) in method step (c) by means of epitaxy, wherein in particular a fixed time is used to control the epitaxy. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt (d) an den Trenchseitenwänden (30w) im oberen Trenchbereich (30o), auf der ersten Schicht (DOX) und/oder entlang der freiliegenden Flächen (40w) der Füllung (40) eine Isolationschicht (GOX) ausgebildet wird, insbesondere durch: – konformes Abscheiden einer Isolationsschicht eines Isolationsmaterials über der Halbleiteroberfläche (20a), an den Trenchseitenwänden (30w) im oberen Trenchbereich (30o) auf der ersten Schicht (DOX) und entlang der freiliegenden Flächen (40w) der Füllung (40) und – Rückätzen der Isolationsschicht auf der Halbleiteroberfläche (20a).Method according to one of claims 2 to 13, characterized in that after the method step (d) at the trench side walls ( 30w ) in the upper trench area ( 30o ), on the first layer (DOX) and / or along the exposed surfaces ( 40w ) of the filling ( 40 ) an insulating layer (GOX) is formed, in particular by: - conforming deposition of an insulating layer of an insulating material over the semiconductor surface ( 20a ), on the trench sidewalls ( 30w ) in the upper trench area ( 30o ) on the first layer (DOX) and along the exposed surfaces ( 40w ) of the filling ( 40 ) and - back etching of the insulating layer on the semiconductor surface ( 20a ). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausbilden der Isolationsschicht (GOX) eine weitere Füllung (50), insbesondere aus einem Halbleiter material, ausgebildet wird, die den oberen Trenchbereich (30o) im Wesentlichen ausfüllt, insbesondere zum Ausbilden einer Gateelektrode (G) des Trenchtransistors (1).A method according to claim 14, characterized in that after the formation of the insulating layer (GOX) another filling ( 50 ), in particular of a semiconductor material, is formed, the upper trench region ( 30o ) substantially fills, in particular for forming a gate electrode (G) of the trench transistor ( 1 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Halbleitermaterial (20) ein vom Oberflächenbereich (20a) in das Halbleitermaterial (20) hineinragender Dotierungsbereich (60) ausgebildet wird, insbesondere durch Implantation mit einer zweiten definierten Dotierung (n++), insbesondere zum Ausbilden oder zum Anschluss eines Sourcebereichs (S).Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the semiconductor material ( 20 ) from the surface area ( 20a ) in the semiconductor material ( 20 ) doping region ( 60 ) is formed, in particular by implantation with a second defined doping (n ++ ), in particular for forming or for connecting a source region (S). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Halbleitermaterial (20) ein von der Unterseite (U) des Halbleitermaterials (20) in das Halbleitermaterial hineinragender weiterer Dotierungsbereich (70) mit einer dritten definierten Dotierung (n+) ausgebildet wird, insbesondere zum Ausbilden oder zum Anschluss eines Drainbereichs (D) des Trenchtransistors (1).Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the semiconductor material ( 20 ) from the underside (U) of the semiconductor material ( 20 ) in the semiconductor material protruding further doping region ( 70 ) is formed with a third defined doping (n + ), in particular for forming or for connecting a drain region (D) of the trench transistor ( 1 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenchtransistor (1) als ein p-Kanaltransistor ausgebildet wird und im Verfahrensschritt (c) Siliziumgermanium als Halbleitermaterial mit definierter Dotierung (p) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the trench transistor ( 1 ) is formed as a p-channel transistor and in step (c) silicon germanium is used as semiconductor material with a defined doping (p). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenchtransistor (1) als ein p-Kanaltransistor ausgebildet wird und im Verfahrensschritt (c) verspann tes Silizium als Halbleitermaterial (20) mit definierter Dotierung (p) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the trench transistor ( 1 ) is formed as a p-channel transistor and in step (c) tes silicon as a semiconductor material ( 20 ) with defined doping (p) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, – dass die Füllung (40) als Feldelektrode (F), – die erste Schicht (DOX) als Feldplatte, – die weitere Füllung (50) als Gateelektrode (G) und/oder – die Isolationsschicht (GOX) als Gateoxidschicht des Trenchtransistors (1) ausgebildet werden.Method according to one of claims 15 to 19, characterized in that - the filling ( 40 ) as a field electrode (F), - the first layer (DOX) as a field plate, - the further filling ( 50 ) as the gate electrode (G) and / or - the insulation layer (GOX) as the gate oxide layer of the trench transistor ( 1 ) be formed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kanalbereich die Einsatzspannung des Trenchtransistors unabhängig von dessen Durchbruchspannung eingestellt wird, insbesondere in selbstjustierender Art und Weise.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that through the channel region the threshold voltage the trench transistor independently is adjusted by the breakdown voltage, in particular in self-adjusting way.
DE102004024661A 2004-05-18 2004-05-18 Trench transistor manufacturing method, by back-forming layer in upper trench region, and semiconductor material on side walls of trench before forming new semiconductor material on side walls Expired - Fee Related DE102004024661B4 (en)

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JP6224257B2 (en) * 2015-02-20 2017-11-01 新電元工業株式会社 Semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10210138A1 (en) * 2002-03-07 2003-10-02 Infineon Technologies Ag Production of a semiconductor component controlled by field effect comprises preparing a semiconductor body having a trench, covering the walls and the base of the trench with an insulating layer, then further processing

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