DE102004060210A1 - Separation diffusion zone producing method for double-sided blocking power semiconductor component, involves producing trench that extends from side of semiconductor body up to maximum depth of body, and placing doping material into body - Google Patents

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Abstract

The method involves processing a semiconductor body, and producing a trench (31), which extends from a side up to a maximal depth (t1) of the body. Trench runs locally in a lateral direction and includes a horizontal area in an upper surface with maximum depth, where the trench runs locally parallel to another lateral direction. A separation diffusion zone is produced by placing doping material in the area of the trench into the body.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Trenndiffusionszone. Trenndiffusionszonen werden beispielsweise als Randabschluss von Leistungshalbleiterbauelementen, insbesondere bei beidseitig sperrenden Leistungshalbleiterbauelementen, eingesetzt, um in beiden Richtungen eine möglichst hohe Sperrfähigkeit zu erreichen.The The invention relates to a process for producing a separation diffusion zone. Separation diffusion zones are used, for example, as edge termination of power semiconductor components, in particular with double-sided blocking power semiconductor components, used in both directions as high as possible blocking capability to reach.

Solche Trenndiffusionszonen weisen einen bestimmten Leitungstyp auf und erstrecken sich typischerweise zwischen einander gegenüberliegenden Seiten eines Wafers oder eines Halbleiterchips.Such Separation diffusion zones have a specific conductivity type and typically extend between opposite sides a wafer or a semiconductor chip.

Zur Herstellung solcher Trenndiffusionszonen ist es erforderlich, einen Dotierstoff zur Erzeugung des betreffenden Leitungstyps sehr tief in den Halbleiter einzubringen. Die hierzu üblicherweise eingesetzten Diffusionsverfahren erfordern jedoch entsprechend lange Prozesszeiten.to Preparation of such separation diffusion zones, it is necessary to Dopant for generating the relevant type of conductivity very deep to introduce into the semiconductor. The diffusion method usually used for this purpose however, require correspondingly long process times.

Ein Verfahren zur Verkürzung dieser Prozesszeiten ist aus der DE 100 44 960 bekannt. Dabei wird zunächst mittels eines basischen Ätzverfahrens in einem Halbleiterkörper ein V-förmiger Graben erzeugt, um die Dicke des Halbleiterkörpers abschnittweise zu reduzieren. Anschließend wird mittels eines von dem Graben ausgehenden Diffusionsprozesses eine durchgehende Trenndiffusionszone zwischen gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers hergestellt.A method for shortening these process times is from the DE 100 44 960 known. In this case, a V-shaped trench is initially generated by means of a basic etching process in a semiconductor body in order to reduce the thickness of the semiconductor body in sections. Subsequently, a continuous separation diffusion zone is produced between opposite sides of the semiconductor body by means of a diffusion process starting from the trench.

Die V-Form der Gräben resultiert dabei aus der Kristallgitterstruktur des Halbleiters und ist infolgedessen fest vorgegeben. Damit ist jedoch bei einer vorgegebenen Tiefe des Grabens auch dessen Breite vorgegeben. So weist beispielsweise ein Graben mit einer Tiefe von 141 μm eine Breite von 200 μm auf.The V-shape of the trenches results from the crystal lattice structure of the semiconductor and as a result, it is fixed. However, this is at a given Depth of the trench also given its width. For example, points a trench having a depth of 141 μm has a width of 200 μm.

Dieses Verfahrens besitzt den Nachteil, dass insbesondere bei Halbleiterkörpern mit größerer Dicke, die einen entsprechend tiefen Graben zur Herstellung der Trenndiffusionszone erfordern, nicht unerhebliche Grabenbreiten zustande kommen, so dass durch derartige Gräben unnötig viel Chipfläche verloren geht.This Method has the disadvantage that, in particular with semiconductor bodies with greater thickness, a correspondingly deep trench for the preparation of the separation diffusion zone require, not insignificant trench widths come about, so that through such trenches unnecessary lost a lot of chip area goes.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer platzsparenden Trenndiffusionszone mit stark verkürzten Prozesszeiten bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention, a method for producing a space-saving separation diffusion zone with strong shortened process times provide.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.These The object is achieved by a method according to claim 1. advantageous embodiments and further developments of the method are the subject of dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Halbleiterkörper bereitgestellt, der eine erste Seite sowie eine der ersten Seite in einer vertikalen Richtung gegenüberliegende zweite Seite aufweist. Danach wird in dem Halbleiterkörper ein erster Graben erzeugt, der zumindest lokal in einer zur vertikalen Richtung senkrechten ersten lateralen Richtung verläuft und der sich ausgehend von der ersten Seite bis zu einer maximalen Tiefe in den Halbleiterkörper hinein erstreckt. Bei der maximalen Tiefe weist die Oberfläche des ersten Grabens eine Horizontalstelle auf, an der die Oberfläche des ersten Grabens zumindest lokal wenigstens annähernd parallel zu einer zu der vertikalen Richtung und zu der ersten lateralen Richtung senkrechten zweiten lateralen Richtung verläuft.at the method according to the invention will be first a semiconductor body provided a first page as well as a first page having in a vertical direction opposite second side. Thereafter, in the semiconductor body a first trench generated, at least locally in one to the vertical Direction perpendicular first lateral direction runs and extending from the first page to a maximum depth in the semiconductor body extends into it. At the maximum depth, the surface of the First trench on a horizontal point on which the surface of first trench at least locally at least approximately parallel to one the vertical direction and perpendicular to the first lateral direction second lateral direction.

Nach dem Herstellen des ersten Grabens wird eine Trenndiffusionszone eines vorgegebenen Leitungstyps durch Einbringen von Dotierstoffen in den Halbleiterkörper erzeugt. Dabei wird der Dotierstoff ausgehend von der ersten Seite im Bereich des ersten Grabens in den Halbleiterkörper eingebracht.To the formation of the first trench becomes a separation diffusion zone a predetermined conductivity type by introducing dopants in the semiconductor body generated. In this case, the dopant is starting from the first side introduced into the semiconductor body in the region of the first trench.

Im Bereich des ersten Grabens ist die Dicke des Halbleiterkörpers lokal verringert, so dass sich damit einhergehend auch die Prozesszeit für die Herstellung einer durchgehenden Trenndiffusionszone, d.h. für das Einbringen der Dotierstoffe reduziert.in the The region of the first trench is the thickness of the semiconductor body locally reduced, so that along with the process time for the Preparation of a continuous separation diffusion zone, i. for the introduction reduces the dopants.

Die maximale Tiefe des ersten Grabens beträgt bevorzugt mehr als 20% der Dicke d1 des Halbleiterkörpers, das Verhältnis der maximalen Breite des ersten Grabens zur maximalen Tiefe des ersten Grabens vorzugsweise weniger als 1,4, bevorzugt weniger als 1,0 und besonders bevorzugt weniger als 0,8.The maximum depth of the first trench is preferably more than 20% of the Thickness d1 of the semiconductor body, The relationship the maximum width of the first trench to the maximum depth of the first trench preferably less than 1.4, preferably less than 1.0, and more preferably less than 0.8.

Das Verhältnis zwischen der maximalen Breite und der maximalen Tiefe des ersten Grabens kann insbesondere dann sehr kleine Werte annehmen, wenn die Flanken des ersten Grabens an deren der ersten Seite zugewandten Seite mit der vertikalen Richtung einen Winkel von jeweils höchstens 20° einschließen. Im Idealfall beträgt dieser Winkel 0°, wie er beispielsweise bei einem Graben mit rechteckigem Querschnitt vorliegt.The relationship between the maximum width and the maximum depth of the first Grabens can take on very small values, especially if the flanks of the first trench at the first side facing Side with the vertical direction an angle of at most Include 20 °. in the Ideal case this angle 0 °, as in a trench with a rectangular cross-section, for example is present.

Da zur Erzeugung einer durchgehenden Trenndiffusionszone eine möglichst hohe Dotierstoffdosis insbesondere im Bereich der maximalen Grabentiefe in den Halbleiterkörper eingebracht werden sollen, ist es von Vorteil, wenn der Graben im Bereich der maximalen Grabentiefe in der zweiten lateralen Richtung an einer Stelle oder über einen Abschnitt horizontal verläuft.There to create a continuous separation diffusion zone as possible high dopant dose, in particular in the region of the maximum trench depth in the semiconductor body it is advantageous if the trench in the Range of maximum trench depth in the second lateral direction in one place or over a section runs horizontally.

Um die mit dem Eindiffundieren des Dotierstoffs verbundenen langen Diffusionszeiten weiter zu reduzieren, ist es besonders vorteilhaft, den Dotierstoff nicht nur vom Bereich der ersten Seite in den Halbleiterkörper einzubringen, sondern auch von einem Abschnitt der zweiten Seite, der dem ersten Graben in der vertikalen Richtung gegenüber liegt. Damit erfolgt die Diffusion – vorzugsweise während eines gemeinsamen Diffusionsschritts – von zwei gegenüberliegenden Seiten, wobei im Halbleiterkörper zwei dotierte Gebiete erzeugt werden, mit dem Ziel, diese Gebiete zu einem zusammenhängenden und zwischen der ersten und zweiten Seite durchgehenden Gebiet zu vereinigen. Damit sich die Gebiete vereinigen können, ist jeweils eine ausreichende Diffusionstiefe erforderlich.Around the long associated with the diffusion of the dopant To further reduce diffusion times, it is particularly advantageous not only introduce the dopant from the region of the first side into the semiconductor body, but also from a section of the second side, the first ditch in the vertical direction opposite lies. This is the diffusion - preferably during a common diffusion step - from two opposite Pages, wherein in the semiconductor body two be generated with the aim of these areas a coherent one and between the first and second side continuous area unite. In order for the territories to unite, one is sufficient in each case Diffusion depth required.

Eine weitere Verkürzung der Prozesszeit lässt sich dadurch erreichen, dass in dem Halbleiterkörper ein dem ersten Graben in der vertikalen Richtung zumindest abschnittweise gegenüberliegender zweiter Graben erzeugt wird, der sich ausgehend von der zweiten Seite in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.A further shortening the process time leaves can be achieved by a trench in the semiconductor body in the vertical direction at least in sections opposite one another Trench is created, starting from the second side in the semiconductor body extends into it.

Der erste und der zweite Graben sowie gegebenenfalls weitere Gräben können in vorteilhafter Weise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt hergestellt werden.Of the first and the second trench and optionally further trenches can in advantageously produced in a common process step become.

Durch die einander gegenüberliegenden Grabenabschnitte wird die Dicke des Halbleiterkörpers lokal noch weiter verringert, so dass sich damit einhergehend auch die Prozesszeit für die nachfolgende Herstellung einer zwischen der ersten und der zweiten Seite durchgehenden Trenndiffusionszone reduziert. Die Eindiffusion der Dotierstoffe erfolgt dabei ausgehend von den einander zumindest abschnittweise gegenüberliegenden Gräben.By the opposite trench sections becomes the thickness of the semiconductor body locally further reduced, so that also goes along with it the process time for the subsequent production of one between the first and the second Side continuous separation diffusion zone reduced. The diffusion The dopants are carried out starting from each other at least in sections opposite Trenches.

Die Herstellung der Gräben erfolgt bevorzugt mittels eines Ätzverfahrens. Dabei kommen insbesondere nass- oder trockenchemische Ätzverfahren in Frage. Die erzielbare Ätzrate ist bei den nass-chemischen Ätzverfahren deutlich höher als bei den trocken-chemischen Ätzverfahren. Umgekehrt weisen die trocken-chemischen Ätzverfahren, insbesondere die anisotropen trocken-chemischen Ätzverfahren, eine höhere Strukturgenauigkeit auf als die nass-chemischen Ätzverfahren. Die Ätzung der Gräben erfolgt vorzugsweise auf Säure-Basis.The Production of the trenches is preferably carried out by means of an etching process. In particular, wet or dry chemical etching processes are involved Question. The achievable etching rate is in the wet-chemical etching process significantly higher as in the dry-chemical etching process. Conversely, the dry-chemical etching processes, in particular the anisotropic dry-chemical etching process, a higher Structural accuracy on as the wet-chemical etching. The etching of trenches is preferably acid-based.

Zum Ätzen der Gräben sowie zum Eindiffundieren der Dotierstoffe werden bevorzugt strukturierte, auf dem Halbleiterkör per angeordnete Maskenschichten verwendet, die an den Stellen, an denen das Ätzmittel bzw. die Dotierstoffe mit dem Halbleiterkörper in Kontakt kommen sollen, Öffnungen aufweisen.For etching the trenches and for the diffusion of the dopants are preferably structured, on the Halbleiterkör by arranged mask layers used in the places where the etchant or the dopants are to come into contact with the semiconductor body, openings exhibit.

Bei geeignet gewählten Maskenschichten können diese sowohl für die Ätzung der Gräben als auch für die Eindiffusion der Dotierstoffe verwendet werden.at suitably chosen Mask layers can these for both the etching the trenches as well as for the diffusion of the dopants are used.

Üblicherweise werden die Trenndiffusionszonen auf Wafern erzeugt, die wenigstens einen Chip oder mehrere zusammenhängende Chips aufweisen. Nach der Prozessierung eines solchen wafers werden die Chips – zumindest im Falle von mehreren Chips – meist vereinzelt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden um jeden der auf dem Wafer angeordneten Chips, insbesondere entlang der Grenzen zweier benachbarter Chips, Trenndiffusionszonen in der beschriebenen Weise hergestellt.Usually For example, the separation diffusion zones are produced on wafers that are at least have a chip or more contiguous chips. To The processing of such a wafer will be the chips - at least in the case of multiple chips - mostly sporadically. According to one preferred embodiment of the invention are placed around each of the chips placed on the wafer, especially along the boundaries of two adjacent chips, separation diffusion zones prepared in the manner described.

Werden die Chips anschließend vereinzelt, so verläuft die Trennung vorzugsweise in den Trenndiffusionszonen. Die Trennung erfolgt beispielsweise so, dass an jedem der vereinzelten Chips ein Abschnitt der Trenndiffusionszone zurückbleibt, der seinerseits eine Trenndiffusionszone darstellt. Besonders bevorzugt verläuft dabei der zurückbleibende Abschnitt der Trenndiffusionszone um jeden Chip geschlossen.Become then the chips isolated, so runs the separation preferably in the separation diffusion zones. The separation for example, so that at each of the scattered chips a portion of the separation diffusion zone remains, which in turn a Represents separation diffusion zone. Particularly preferred runs here the remaining section closed the separation diffusion zone around each chip.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:The Invention will be explained below with reference to the accompanying figures. In show the figures:

1 einen Halbleiterkörper während mehrerer Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Trenndiffusionszone, 1 a semiconductor body during a plurality of steps of the inventive method for producing a separation diffusion zone,

2 einen Halbleiterkörper mit einer Trenndiffusionszone, die ausgehend von zwei einander gegenüberlie genden Gräben des Halbleiterkörpers erzeugt wurde, im Querschnitt, 2 a semiconductor body having a separation diffusion zone, which was produced starting from two opposing trenches of the semiconductor body, in cross-section,

3 einen Halbleiterkörper mit einer Trenndiffusionszone und einem Graben, der in einer sowohl zu einer vertikalen Richtung als auch zu einer ersten lateralen Richtung senkrechten zweiten lateralen Richtung einen Abschnitt aufweist, in dem die Tiefe konstant und identisch mit der maximalen Grabentiefe ist, im Querschnitt, 3 a semiconductor body having a separation diffusion zone and a trench, which in a second lateral direction that is perpendicular to both a vertical direction and a first lateral direction has a section in which the depth is constant and identical to the maximum trench depth, in cross-section,

4 einen Halbleiterkörper mit einer Trenndiffusionszone und einem Graben, dessen maximale Tiefe in einer sowohl zur vertikalen Richtung als auch zu der ersten lateralen Richtung senkrechten zweiten lateralen Richtung genau einen Punkt mit maximaler Grabentiefe aufweist, im Querschnitt, 4 a semiconductor body having a separation diffusion zone and a trench whose maximum depth has exactly one point with maximum trench depth in a second lateral direction perpendicular to both the vertical direction and the first lateral direction, in cross-section,

5 einen Halbleiterkörper mit einer Trenndiffusionszone und einem Graben, dessen Flanke an der Oberfläche des Halbleiterkörpers mit der vertikalen Richtung einen maximalen Winkel einschließt, im Querschnitt, 5 a semiconductor body having a separation diffusion zone and a trench whose flank encloses a maximum angle at the surface of the semiconductor body with the vertical direction, in FIG Cross-section,

6 einen Halbleiterkörper mit einer erfindungsgemäß hergestellten Trenndiffusionszone, wobei der Graben über seine gesamte Breite eine konstante Tiefe aufweist im Querschnitt, 6 a semiconductor body having a separating diffusion zone produced according to the invention, the trench having a constant depth over its entire width in cross-section,

7 einen Abschnitt eines beidseitig sperrenden Thyristors mit einer Trenndiffusionszone im Querschnitt, 7 a section of a double-sided blocking thyristor with a separation diffusion zone in cross-section,

8 einen Abschnitt eines beidseitig sperrenden Thyristors mit einer Trenndiffusionszone sowie mit einer Feldringstruktur im Querschnitt, 8th a section of a double-sided blocking thyristor with a separation diffusion zone and with a field ring structure in cross-section,

9 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Halbleiterkörpers mit einem von einem Graben umgebenen Halbleiterbauelement, und 9 a plan view of a portion of a semiconductor body with a trench-surrounded semiconductor device, and

10 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Halbleiterkörpers mit einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen, die jeweils von einem Graben umgeben sind. 10 a plan view of a portion of a semiconductor body having a plurality of semiconductor devices, each surrounded by a trench.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.In the same reference numerals designate like parts with the same Importance.

1a zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Halbleiterkörpers 1 mit einer ersten Seite 11 und einer dieser in einer vertikalen Richtung v gegenüber liegenden zweiten Seite 12. Der Halbleiterkörper 1 kann in nicht dargestellter Weise eine Struktur in Form eines ganz oder teilweise prozessierten Halbleiterbauelementes mit unterschiedlich dotierten Halbleiterzonen aufweisen. 1a shows a cross section through a portion of a semiconductor body 1 with a first page 11 and one of these in a vertical direction v opposite second side 12 , The semiconductor body 1 can have in a manner not shown a structure in the form of a fully or partially processed semiconductor device with differently doped semiconductor regions.

Optional kann der Halbleiterkörper 1 auch mit Nicht-Halbleitermaterial wie zum Beispiel mit Metallisierungen oder mit Isolationsschichten versehen sein.Optionally, the semiconductor body 1 also be provided with non-semiconductor material such as with metallization or with insulating layers.

Der bereitgestellte Halbleiterkörper 1 weist zunächst eine Dicke d1 auf. Anschließend wird in dem Halbleiterkörper 1 – wie in 1b gezeigt – ein erster Graben 31 erzeugt. Dieser erste Graben 31 verläuft in einer ersten lateralen Richtung r1 senkrecht zur Schnittebene und erstreckt sich ausgehend von einem ersten Abschnitt 41 der ersten Seite 11 bis zu einer maximalen Tiefe t1 in den Halbleiterkörper 1 hinein. Bei der maximalen Tiefe t1 weist der erste Graben 31 eine Horizontalstelle 35 auf, an der die Oberfläche des Grabens zumindest lokal wenigstens annähernd parallel zu einer zur vertikalen Richtung v sowie zur ersten lateralen Richtung r1 senkrechten zweiten lateralen Richtung r2 verläuft. Bei der Horizontalstelle 35 kann es sich um einen Abschnitt oder le diglich um einen Punkt an der Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 im Bereich des ersten Grabens 31 handeln.The provided semiconductor body 1 initially has a thickness d1. Subsequently, in the semiconductor body 1 - as in 1b shown - a first ditch 31 generated. This first ditch 31 extends in a first lateral direction r1 perpendicular to the cutting plane and extends from a first section 41 the first page 11 to a maximum depth t1 in the semiconductor body 1 into it. At the maximum depth t1, the first trench points 31 a horizontal point 35 on, in which the surface of the trench runs at least locally at least approximately parallel to a second lateral direction r 2, which is perpendicular to the vertical direction v and to the first lateral direction r1. At the horizontal point 35 may be a section or le diglich around a point on the surface of the semiconductor body 1 in the area of the first trench 31 act.

Die erste laterale Richtung r1 ist lokal definiert und gibt den Grabenverlauf an der betrachteten Stelle wieder. Ein Graben verläuft vorzugsweise entlang einer geschlossenen Bahn, beispielsweise einem Rechteck mit abgerundeten Ecken. Entsprechend der ersten lateralen Richtung r1 ist auch die zweite laterale Richtung r2 lokal definiert und verläuft an derselben betrachteten Stelle senkrecht zur ersten lateralen Richtung r1.The first lateral direction r1 is defined locally and gives the trench profile again at the point of consideration. A trench preferably runs along a closed path, for example a rectangle with rounded corners. According to the first lateral direction r1 is also the second lateral direction r2 defined locally and runs on the same point considered perpendicular to the first lateral direction r1.

Im Bereich des ersten Grabens 31 ist die ursprüngliche Dicke d1 des Halbleiterkörpers 1 lokal auf eine Dicke d2 reduziert.In the area of the first ditch 31 is the original thickness d1 of the semiconductor body 1 locally reduced to a thickness d2.

Die Herstellung des ersten Grabens 31 kann in bekannter Weise mittels eines maskierten Ätzverfahrens erfolgen. Wie in 1c gezeigt ist, wird hierzu auf die erste und die zweite Seite 11 und 12 des Halbleiterkörpers 1 eine Maskenschicht 15, 16 aufgebracht, die gegen das verwendete Ätzmittel resistent ist.The production of the first trench 31 can be done in a known manner by means of a masked etching process. As in 1c is shown, this is on the first and the second page 11 and 12 of the semiconductor body 1 a mask layer 15 . 16 applied, which is resistant to the etchant used.

Zum Ätzen wird beispielsweise ein nass-chemisches Ätzverfahren angewendet, durch das sich höhere Ätzraten erreichen lassen als mit trocken-chemischen Ätzverfahren. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso möglich, auch trocken-chemische Ätzverfahren einzusetzen, insbesondere, wenn eine hohe Strukturgenauigkeit gewünscht ist.For etching is For example, a wet-chemical etching method applied by the higher etch rates can be achieved as with dry-chemical etching. Basically however, it is equally possible also dry-chemical etching to use, in particular, if a high structural accuracy is desired.

In einem zum ätzenden Bereich 41 der ersten Seite 11 weist die Maskenschicht 15 eine Öffnung auf, bei der das Ätzmittel mit dem Halbleiterkörper 1 in Kontakt treten kann, um einen ersten Graben 31 zu erlangen.In one to the corrosive area 41 the first page 11 has the mask layer 15 an opening in which the etchant with the semiconductor body 1 can contact a first ditch 31 to get.

Nach der Herstellung des ersten Grabens 31 wird ein Dotierstoff in den Halbleiterkörper 1 eingebracht, der den Leitungstyp einer dadurch herzustellenden Trenndiffusionszone bestimmt. Dazu wird der Dotierstoff zumindest in dem Bereich 41 in den Halbleiterkörper 1 eingebracht, in dem der erste Graben 31 angeordnet ist.After the production of the first trench 31 becomes a dopant in the semiconductor body 1 introduced, which determines the conductivity type of a Trenndiffusionszone to be produced thereby. For this purpose, the dopant is at least in the range 41 in the semiconductor body 1 introduced in which the first ditch 31 is arranged.

Besonders vorteilhaft ist es, den Dotierstoff von zwei einander gegenüberliegenden Seiten 11, 12 einzubringen. Dazu wird nach dem Ätzen des ersten Grabens 31 und vor dem Einbringen der Dotierstoffe in einer auf der zweiten Seite 12 angeordneten Maskenschicht 16 in einem Bereich 42 der zweiten Seite 12 eine Öffnung erzeugt. Die Bereiche 41 und 42 liegen dabei zumindest abschnittweise einander gegenüber.It is particularly advantageous, the dopant from two opposite sides 11 . 12 contribute. This is done after etching the first trench 31 and before introducing the dopants into one on the second side 12 arranged mask layer 16 in one area 42 the second page 12 creates an opening. The areas 41 and 42 are at least partially opposite each other.

Der Dotierstoff kann also ausgehend sowohl vom Bereich 41 des ersten Grabens 31 als auch von dem diesem gegenüberliegenden Bereich 42 in den Halbleiterkörper 1 eingebracht werden.The dopant can thus starting from both the area 41 of the first trench 31 as well as from the area opposite this 42 in the semiconductor body 1 be introduced.

Durch den von den einander gegenüber liegenden Abschnitten 41, 42 in den Halbleiterkörper 1 eingebrachten Dotierstoff entstehen dort erste bzw. zweite Diffusionszonen 101 bzw. 102, wie sie in 1d dargestellt sind. Je nach Anzahl der Maskenöffnungen können in entsprechender Weise auch mehr als zwei Diffusionszonen erzeugt werden.By the one of the opposite sections 41 . 42 in the semiconductor body 1 introduced dopant arise there first or second diffusion zones 101 respectively. 102 as they are in 1d are shown. Depending on the number of mask openings, more than two diffusion zones can be generated in a corresponding manner.

Abhängig von der lokalen Dicke d2 des Halbleiterkörpers 1 sowie von den Prozessparametern bei der Herstellung der Diffusionszonen 101, 102 erstrecken sich diese Diffusionszonen 101, 102 ausgehend von der lokalen Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 nach einem Diffusionschritt erfindungsgemäß soweit in diesen hinein, bis sich die gegenüber liegenden Diffusionszonen 101, 102 zu einer durchgehenden Zone vereinigen und so eine Trenndiffusionszone 10 bilden, wie dies aus dem Übergang von 1d über 1e nach 1f ersichtlich ist.Depending on the local thickness d2 of the semiconductor body 1 as well as the process parameters during the production of the diffusion zones 101 . 102 These diffusion zones extend 101 . 102 starting from the local surface of the semiconductor body 1 after a diffusion step according to the invention as far as in this, until the opposite diffusion zones 101 . 102 to unite a continuous zone and so a separation diffusion zone 10 form, as is the transition from 1d above 1e to 1f is apparent.

Das Einbringen eines Dotierstoffs ausgehend von einander gegenüberliegenden Seiten 11, 12 erfolgt vorzugsweise in einem gemeinsamen Diffusionsschritt.The introduction of a dopant from opposite sides 11 . 12 preferably takes place in a common diffusion step.

Um die zur Herstellung von Gräben 31 sowie von Diffusionszonen 101, 102 erforderliche Anzahl von Verfahrensschritten zu reduzieren, ist es in bereits erläuterter Weise vorteilhaft, zur Herstellung der Gräben 31, 32 und das Eindiffundieren des Dotierstoffs dieselben Maskenschichten 15, 16 zu verwenden.To those for the production of trenches 31 as well as diffusion zones 101 . 102 To reduce the required number of process steps, it is advantageous in the manner already explained, for the preparation of the trenches 31 . 32 and the diffusion of the dopant, the same mask layers 15 . 16 to use.

Selbstverständlich kann die Herstellung der Gräben und das Eindiffundieren der Dotierstoffe auch unter Verwendung verschiedener Maskenschichten erfolgen.Of course you can the production of the trenches and diffusing the dopants also using different ones Mask layers take place.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Halbleiterkörper 1 vorzugsweise als kreisscheibenförmiger Wafer ausgebildet und umfasst einen oder mehrere Chips, in denen beispielsweise Halbleiter-Leistungsbauelemente wie z.B. Thyristoren, integriert sind. Das bzw. die Leistungshalbleiterbauelemente erstrecken sich dabei im Wesentlichen bis zum Rand des Wafers, der zur Vereinzelung der Bauelemente zu einem späteren Zeitpunkt zersägt wird.According to a preferred embodiment of the invention, the semiconductor body 1 preferably formed as a circular disk-shaped wafer and includes one or more chips in which, for example, semiconductor power devices such as thyristors are integrated. In this case, the power semiconductor component or components extend substantially as far as the edge of the wafer, which is sawn to separate the components at a later point in time.

Auf dem Wafer werden in der vorangehend beschriebenen Weise eine oder mehrere Trenndiffusionszonen erzeugt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Trenndiffusionszonen um jeden der auf dem Wafer angeordneten Chips, insbesondere entlang der Grenzen zweier benachbarter Chips, angeordnet.On the wafer becomes one or more in the manner described above produces several separation diffusion zones. According to a preferred embodiment the invention, the separation diffusion zones around each of the on the Wafer arranged chips, in particular along the boundaries of two adjacent chips arranged.

Ist auf dem Wafer ein einzelnes kreisförmiges Leistungshalbleiterbauelement wie z.B. ein beidseitig sperrender Thyristor realisiert, so verlaufen eine erfindungsgemäß hergestellte Trenndiffusionszone sowie ein Graben zu deren Herstellung bevorzugt in Umfangsrichtung und im Randbereich sowohl des Wafers als auch des Thyristors. Eine Trenndiffusionszone verläuft um kreisförmige oder rotationssymmetrische Leistungshalbleiterbauelemente bevorzugt geschlossen. Bei derartigen, vorzugsweise kreisförmigen oder rotationssymmetrischen Leistungshalbleiterbauelementen entspricht die erste laterale Richtung r1 einer Umfangsrichtung entlang des Umfanges des Leistungshalbleiterbauelementes bzw. einem entsprechenden Azimutalwinkel. Außerdem entspricht dann die zweite laterale Richtung r2 einer radialen Richtung.is on the wafer, a single circular power semiconductor device such as. realized on both sides blocking thyristor, so run a produced according to the invention Separation diffusion zone and a trench for their preparation is preferred in the circumferential direction and in the edge region of both the wafer and of the thyristor. A separation diffusion zone extends around circular or rotationally symmetrical power semiconductor components preferably closed. In such, preferably circular or rotationally symmetrical Power semiconductor devices corresponds to the first lateral direction r1 of a circumferential direction along the circumference of the power semiconductor component or a corresponding azimuthal angle. In addition, then corresponds to the second lateral direction r2 of a radial direction.

Auf einem Wafer können jedoch auch mehrere, bevorzugt rechteckige Leistungshalbleiterbauelemente realisiert und matrixartig auf dem Wafer angeordnet sein.On a wafer can but also several, preferably rectangular power semiconductor components realized and arranged like a matrix on the wafer.

Werden mehrere auf einem Wafer angeordnete Halbleiterchips, beispielsweise durch Zersägen, vereinzelt, so erfolgt die Trennung vorzugsweise innerhalb der Trenndiffusionszonen.Become a plurality of semiconductor chips arranged on a wafer, for example by sawing, isolated, Thus, the separation is preferably carried out within the separation diffusion zones.

Bezugnehmend auf 1g erfolgt eine Trennung innerhalb einer Trenndiffusionszone bevorzugt derart, dass an den vereinzelten Halbleiterchips 2, 3 jeweils ein Abschnitt 110 bzw. 111 der Trenndiffusionszone 10 verbleibt. Diese Abschnitte 110, 111 bilden dann jeweils für sich wieder eine Trenndiffusionszone, die sich durchgehend zwischen einander gegenüberliegenden Seiten 11, 12 eines vereinzelten Halbleiterchips 2 bzw. 3 erstreckt und diesen in Umfangsrichtung begrenzt. Besonders bevorzugt verlaufen dabei die auf einem vereinzelten Halbleiterchip 2, 3 zurückbleibenden Abschnitte 110 bzw. 111 der Trenndiffusionszone um den betreffenden Halbleiterchip 2, 3 jeweils geschlossen.Referring to 1g a separation within a separation diffusion zone preferably takes place in such a way that at the isolated semiconductor chips 2 . 3 one section each 110 respectively. 111 the separation diffusion zone 10 remains. These sections 110 . 111 then each form again a separation diffusion zone, which is continuous between opposite sides 11 . 12 a singulated semiconductor chip 2 respectively. 3 extends and this limited in the circumferential direction. Particularly preferred in this case run on a isolated semiconductor chip 2 . 3 remaining sections 110 respectively. 111 the separation diffusion zone around the respective semiconductor chip 2 . 3 each closed.

Wie in 2 gezeigt ist, kann die ursprüngliche Dicke d1 des Halbleiterkörpers 1 (siehe 1a) auch dadurch reduziert werden, dass zusätzlich zu dem ersten Graben 31 auf der zweiten Seite 12 ein zweiter Graben 32 erzeugt wird, so dass beide Gräben 31, 32 in der vertikalen Richtung v einander gegenüberliegen, so dass die ursprüngliche Dicke d1 des Halbleiterkörpers 1 lokal auf eine Dicke d3 reduziert wird.As in 2 is shown, the original thickness d1 of the semiconductor body 1 (please refer 1a ) can also be reduced by adding, in addition to the first trench 31 on the second page 12 a second ditch 32 is generated, so that both trenches 31 . 32 in the vertical direction v face each other so that the original thickness d1 of the semiconductor body 1 locally reduced to a thickness d3.

Der erste bzw. zweite Graben 31, 32 weisen maximale Ätztiefen t1 bzw. t2 auf. Die Ätztiefen t1, t2 sind bevorzugt identisch, können jedoch auch verschieden gewählt sein. Das Ätzen der auf gegenüberliegenden Seiten 11, 12 angeordneten Gräben 31, 32 erfolgt vorzugsweise in einem gemeinsamen Ätzschritt.The first or second ditch 31 . 32 have maximum etch depths t1 and t2, respectively. The etching depths t1, t2 are preferably identical, but may also be chosen differently. Etching the on opposite sides 11 . 12 arranged trenches 31 . 32 is preferably carried out in a common etching step.

3 zeigt ein Halbleiterbauelement mit einer Trenndiffusionszone 10 sowie einen ersten Graben 31 gemäß 1f. Der erste Graben 31 weist eine maximale Tiefe t1 sowie in der zweiten lateralen Richtung r2 eine maximale Breite b1 auf. Weiterhin weist der erste Graben 31 in der zweiten lateralen Richtung r2 einen Horizontalabschnitt 36 mit konstanter Tiefe auf, die identisch ist mit der maximalen Tiefe t1 des ersten Grabens 31. 3 shows a semiconductor device with a separation diffusion zone 10 and a first ditch 31 according to 1f , The first ditch 31 has a maximum depth t1 and in the second lateral direction r2 a maximum width b1. Furthermore, the first ditch points 31 in the second lateral direction r2, a horizontal section 36 with constant depth, which is identical to the maximum depth t1 of the first trench 31 ,

Ein 3 entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 4 dargestellt. Abweichend von 3 wird jedoch die maximale Tiefe t1 des ersten Grabens 31 in der zweiten lateralen Richtung r2 nur an einer Stelle 37 erreicht.One 3 corresponding embodiment is in 4 shown. Deviating from 3 but becomes the maximum depth t1 of the first trench 31 in the second lateral direction r2 only at one point 37 reached.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in 5 dargestellt. Die gezeigte Anordnung entspricht im Wesentlichen den 1f und 3. Der erste Graben 31 weist auf seiner der ersten Seite 11 zugewandten Seite Flanken 103 auf, die mit der vertikalen Richtung v einen Winkel φ einschließen. Der Winkel φ ist vorzugsweise kleiner als 20° und beträgt im Idealfall 0°.Another preferred embodiment of the invention is in 5 shown. The arrangement shown essentially corresponds to the 1f and 3 , The first ditch 31 points to his first page 11 facing side flanks 103 which include an angle φ with the vertical direction v. The angle φ is preferably less than 20 ° and is ideally 0 °.

Abweichend von den in den bisherigen Ausführungsbeispielen gezeigten Grabenquerschnitten weist der Grabenquerschnitt des ersten Grabens 31 der 6 einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Tiefe des ersten Grabens 31 ist über seine gesamte maximale Breite b1 in der zweiten lateralen Richtung r2 konstant und identisch mit der maximalen Tiefe t1.Deviating from the trench cross sections shown in the previous embodiments, the trench cross section of the first trench 31 of the 6 a rectangular cross section. The depth of the first trench 31 is constant over its entire maximum width b1 in the second lateral direction r2 and identical to the maximum depth t1.

Bei allen Gräben, die zur Herstellung einer Trenndiffusionszone in der beschriebenen Weise verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn diese eine hohe maximale Tiefe t1 aufweisen. Andererseits ist es von Vorteil, wenn die maximale Breite b1 eines solchen Grabens möglichst klein, vorzugsweise kleiner als 20 % der Dicke d1 des Halbleiters gewählt ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist darauf gerichtet, dass das Verhältnis der maximalen Breite b1 eines Grabens zu dessen maximaler Tiefe t1 kleiner oder gleich 140% der Grabentiefe ist.at all the trenches, for producing a separation diffusion zone in the described Be used, it is advantageous if this is a high maximum depth t1. On the other hand, it is advantageous if the maximum width b1 of such a trench is as small as possible, preferably is less than 20% of the thickness d1 of the semiconductor is selected. One Another aspect of the invention is directed to the fact that the ratio of maximum width b1 of a trench to its maximum depth t1 smaller or equal to 140% of the trench depth.

7 zeigt einen Querschnitt durch den Randbereich eines beidseitig sperrenden Thyristors mit einer Trenndiffusionszone 10. Der Thyristor ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform rechteckförmig mit abgerundeten Ecken ausgebildet und umfasst einen Halbleiterkörper 1, in dem in einer vertikalen Richtung v zwischen einer ersten Seite 11 und einer zweiten Seite 12 aufeinanderfolgend ein p-dotierter Emitter 8, eine n-dotierte Basis 7, eine p-dotierte Basis 6 und ein n-dotierter Emitter 5 angeordnet sind. 7 shows a cross section through the edge region of a double-blocking thyristor with a separation diffusion zone 10 , The thyristor is rectangular in shape according to a preferred embodiment with rounded corners and comprises a semiconductor body 1 in which in a vertical direction v between a first side 11 and a second page 12 successively a p-doped emitter 8th , an n-doped base 7 , a p-doped base 6 and an n-doped emitter 5 are arranged.

Auf der ersten Seite 11 ist eine metallische Anodenelektrode 9 angeordnet, die den p-dotierten Emitter 8 kontaktiert. Dieser gegenüberliegend ist auf der zweiten Seite 12 eine metallische Kathodenelektrode 4 angeordnet, die den n-dotierten Emitter 5 kontaktiert.On the first page 11 is a metallic anode electrode 9 arranged that the p-doped emitter 8th contacted. This opposite is on the second page 12 a metallic cathode electrode 4 arranged, which is the n-doped emitter 5 contacted.

Zwischen einem Abschnitt 43 der ersten Seite 11 und einem Abschnitt 44 der zweiten Seite 12 erstreckt sich eine durchgehende, p-dotierte Trenndiffusionszone 10, die aus miteinander vereinigten Diffusionszonen 101 und 102 gebildet ist. Die Diffusionszone 101 und der p-dotierte Emitter 8 sind beide p-dotiert, weisen allerdings im Allgemeinen unterschiedliche Dotierungsverläufe auf.Between a section 43 the first page 11 and a section 44 the second page 12 extends through a continuous, p-doped separation diffusion zone 10 consisting of diffusion zones united together 101 and 102 is formed. The diffusion zone 101 and the p-doped emitter 8th are both p-doped, but generally have different doping characteristics.

Zur Herstellung der Trenndiffusionszone 10 wurde – wie anhand der 1a bis 1c erläutert – in den Halbleiterkörper 1 ausgehend von dessen erster Seite 11 ein erster Graben 31 mittels eines Ätzverfahrens erzeugt. Anschließend wurden in einem Diffusionsschritt entsprechend den Ausführungen zu den 1d bis 1f, ausgehend von dem ersten Graben 31 sowie von einem Abschnitt 44 der zweiten Seite 12, p-dotierende Teilchen, z.B. Aluminium, in den Halbleiterkörper 1 einge bracht. Die für das Ätzverfahren und den Diffusionsschritt erforderlichen Masken wurden anschließend wieder entfernt.For the preparation of the separation diffusion zone 10 was - as based on the 1a to 1c explained - in the semiconductor body 1 starting from its first page 11 a first ditch 31 generated by an etching process. Subsequently, in a diffusion step according to the comments on the 1d to 1f , starting from the first trench 31 as well as from a section 44 the second page 12 , p-doping particles, such as aluminum, in the semiconductor body 1 brought in. The masks required for the etching process and the diffusion step were then removed again.

Weiterhin weist der Thyristor eine p-dotierte Zone 25 auf, die sich ausgehend von der zweiten Seite 12 in die n-dotierte Basis 7 hinein erstreckt und die teilweise der p-dotierten Basis 6 überlagert ist. Die p-dotierte Zone 25 beeinflusst den Verlauf einer sich im Blockierzustand des Thyristors aufbauenden Raumladungszone und damit dessen Vorwärtsspannungsfestigkeit.Furthermore, the thyristor has a p-doped zone 25 on, starting from the second page 12 into the n-doped base 7 extends into and part of the p-doped base 6 is superimposed. The p-doped zone 25 influences the course of a space charge zone which builds up in the blocking state of the thyristor and thus its forward voltage resistance.

8 zeigt ebenfalls einen Thyristor mit einem Halbleiterkörper 1, der eine erste Seite 11 und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite 12 aufweist. Zwischen der ersten Seite 11 und der zweiten Seite 12 sind aufeinanderfolgend ein p-dotierter Emitter 8, eine n-dotierte Basis 7, eine p-dotierte Basis 6 sowie ein n-dotierter Emitter 5 angeordnet. Entsprechend dem Thyristor gemäß 7 kontaktiert eine Anodenelektrode 9 den p-dotierten Emitter 8 und eine Kathodenelektrode 4 den n-dotierten Emitter 5. 8th also shows a thyristor with a semiconductor body 1 who is a first page 11 and a second side opposite this 12 having. Between the first page 11 and the second page 12 are consecutively a p-doped emitter 8th , an n-doped base 7 , a p-doped base 6 and an n-doped emitter 5 arranged. According to the thyristor according to 7 contacts an anode electrode 9 the p-doped emitter 8th and a cathode electrode 4 the n-doped emitter 5 ,

Ebenso wie der Thyristor gemäß 7 weist auch der Thyristor gemäß 8 eine Trenndiffusionszone 10 auf, die aus zwei sich überlagernden Diffusionszonen 101, 102 hergestellt wurde. Die Diffusionszonen 101, 102 wurden von den einander gegenüberliegenden Seiten 11, 12 des Halbleiterkörpers 1 durch Eindiffusion dotierender Teilchen in den Halbleiterkörper 1 erzeugt.As well as the thyristor according to 7 also indicates the thyristor according to 8th a separation diffusion zone 10 on, consisting of two overlapping diffusion zones 101 . 102 was produced. The diffusion zones 101 . 102 were from the opposite sides 11 . 12 of the semiconductor body 1 by diffusion of doping particles into the semiconductor body 1 generated.

In der zweiten lateralen Richtung r2 sind zwischen der p-dotierten Basis 6 und der Diffusionszone 102 von diesen sowie untereinander beabstandet ein erster p-dotierter Feldring 21, ein zweiter p-dotierter Feldring 22 sowie ein dritter p-dotierter Feldring 23 angeordnet. Die p-dotierten Feldringe 21, 22, 23 erstrecken sich ausgehend von der zweiten Seite 12 in den Halbleiterköper 1 hinein. Zwischen dem zweiten Feldring 22 und dem dritten Feldring 23 ist noch eine stark n- dotierte Kanalstoppzone 20 (Channelstopper) angeordnet. Diese Kanalstoppzone 20 erstreckt sich ebenfalls ausgehend von der. zweiten Seite 12 in den Halbleiterkörper 1 hinein.In the second lateral direction r2 are between the p-doped base 6 and the diffusion zone 102 of these and spaced apart a first p-doped field ring 21 , a second p-doped field ring 22 and a third p-doped field ring 23 arranged. The p-doped field rings 21 . 22 . 23 extend from the second side 12 in the semiconductor body 1 into it. Between the second field ring 22 and the third field ring 23 is still a heavily n-doped channel stop zone 20 (Channelstopper) arranged. This channel stop zone 20 also extends from the. second page 12 in the semiconductor body 1 into it.

Die Feldringe 21 und 22 bilden zusammen mit der Kanalstoppzone 20 den Randabschluss für die Blockierrichtung. In Sperrrichtung wird der Randabschluss durch die Trenndiffusionszone 10 zusammen mit dem Feldring 23 und der Kanalstoppzone 20 gebildet.The field rings 21 and 22 form together with the channel stop zone 20 the edge termination for the blocking direction. In the reverse direction, the edge termination by the separation diffusion zone 10 together with the field ring 23 and the channel stop zone 20 educated.

Die Anzahl der zwischen der p-dotierten Basis 6 und der Kanalstoppzone 20 sowie die Anzahl der zwischen der Kanalstoppzone 20 und der Diffusionszone 102 angeordneten Feldringe 21, 22 bzw. 23 ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel gemäß 8 beschränkt sondern prinzipiell beliebig.The number of between the p-doped base 6 and the channel stop zone 20 and the number of times between the channel stop zone 20 and the diffusion zone 102 arranged field rings 21 . 22 respectively. 23 is not according to the present embodiment according to 8th limited but in principle arbitrary.

9 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Halbleiterkörpers 1 mit einem Halbleiterchip 50, wobei die vertikale Richtung v senkrecht zur Darstellungsebene verläuft. 9 shows a plan view of a portion of a semiconductor body 1 with a semiconductor chip 50 , wherein the vertical direction v is perpendicular to the plane of representation.

Um den Halbleiterchip 50 herum ist ein Graben 31 mit einer erfindungsgemäß hergestellten Trenndiffusionszone angeordnet. Der Graben 31 ist rechteckförmig ausgebildet, weist abgerundete Ecken und eine maximale Breite b1 auf. Die gestrichelte Linie gibt den Verlauf der maximalen Tiefe des Grabens 31 an.To the semiconductor chip 50 there is a ditch around 31 arranged with a separation diffusion zone prepared according to the invention. The ditch 31 is rectangular in shape, has rounded corners and a maximum width b1. The dashed line indicates the course of the maximum depth of the trench 31 at.

Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass die erste laterale Richtung und die zweite laterale Richtung lokal definiert sind. An einer ersten betrachteten Stelle 71 verläuft der Graben 31 in einer ersten lateralen Richtung r11 und die zweite laterale Richtung senkrecht dazu in einer Richtung r21. Entsprechend verläuft der Graben 31 an einer zweiten betrachteten Stelle 72 in einer ersten lateralen Richtung r12 und die zweite laterale Richtung senkrecht dazu in einer Richtung r22.From this representation, it is clear that the first lateral direction and the second lateral direction are locally defined. At a first considered point 71 the ditch runs 31 in a first lateral direction r11 and the second lateral direction perpendicular thereto in a direction r21. Accordingly, the trench runs 31 at a second considered point 72 in a first lateral direction r12 and the second lateral direction perpendicular thereto in a direction r22.

Gleichwohl können die erste Richtung r11 und die zweite Richtung r21 auch abschnittweise, beispielsweise in einem Abschnitt 70 des Grabens 31, konstant sein.However, the first direction r11 and the second direction r21 can also be sectioned, for example in a section 70 of the trench 31 to be constant.

10 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Halbleiterkörpers 1. Auch hier verläuft die vertikale Richtung v senkrecht zur Darstellungsebene. Der Halbleiterkörper 1 umfasst eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen 50-61, die zu Halbleiterchips vereinzelt werden sollen. 10 shows a plan view of a portion of a semiconductor body 1 , Again, the vertical direction v is perpendicular to the plane of representation. The semiconductor body 1 includes a variety of semiconductor devices 50 - 61 to be singulated into semiconductor chips.

Jedes der Halbleiterbauelemente 50-61 ist von einem Graben 31 mit einer erfindungsgemäß hergestellten Trenndiffusionszone umgeben. Um die Halbleiterbauelemente 50-61 zu Halbleiterchips zu vereinzeln, wird der Halbleiterkörper 1 entlang von Trennungslinien 65 im Bereich der Trenndiffusionszone, beispielsweise durch Zersägen, zerteilt.Each of the semiconductor devices 50 - 61 is from a ditch 31 surrounded with a separation diffusion zone prepared according to the invention. To the semiconductor devices 50 - 61 to singulate semiconductor chips, the semiconductor body becomes 1 along dividing lines 65 in the region of the separation diffusion zone, for example by sawing, divided.

11
HalbleiterkörperSemiconductor body
2, 32, 3
HalbleiterchipSemiconductor chip
44
Kathoden-ElektrodeCathode electrode
55
n-dotierter Emittern-doped emitter
66
p-dotierte Basisp-doped Base
77
n-dotierte Basisn-doped Base
88th
p-dotierter Emitterp-doped emitter
99
Anoden-ElektrodeAnode electrode
1010
TrenndiffusionszoneSeparation diffusion region
101, 102101 102
Diffusionszonediffusion zone
103103
Flanke des ersten Grabensflank of the first trench
110110
Abschnitt der Trenndiffusionszonesection the separation diffusion zone
111111
Abschnitt der Trenndiffusionszonesection the separation diffusion zone
1111
Erste Seite des HalbleiterkörpersFirst Side of the semiconductor body
1212
Zweite Seite des HalbleiterkörpersSecond Side of the semiconductor body
15, 1615 16
Maskenschichtmask layer
2020
Kanalstoppzone (Channelstopper)Channel stop zone (Channel Stopper)
21, 22, 2321 22, 23
Feldringfield ring
2525
p-dotierte Zonep-doped Zone
3131
erster Grabenfirst dig
3232
zweiter Grabensecond dig
3535
HorizontalstelleHorizontal location
3636
Abschnitt mit maximaler Grabentiefesection with maximum trench depth
3737
Stelle maximaler GrabentiefeJob maximum trench depth
41, 4341 43
Abschnitt der ersten Seitesection the first page
42, 4442 44
Abschnitt der zweiten Seitesection the second page
50-6150-61
HalbleiterbauelementSemiconductor device
6565
Trennlinieparting line
7070
Grabenabschnittgrave section
7171
erste betrachtete Stellefirst considered site
7272
zweite betrachtete Stellesecond considered site
b1b1
maximale Breite des ersten Grabensmaximum Width of the first trench
b2b2
Breite des Grabens mit maximaler Grabentiefewidth the trench with maximum trench depth
d1, d2, d3d1 d2, d3
Dickethickness
pp
p-Dotierungp-doping
p1p1
p-Dotierung des p-dotierten Emittersp-doping of the p-doped emitter
p2p2
p-Dotierung der Trenndiffusionszonep-doping the separation diffusion zone
nn
n-Dotierungn-doping
r1, r11, r12r1, r11, r12
erste laterale Richtungfirst lateral direction
r2, r21, r22r2, r21, r22
zweite laterale Richtungsecond lateral direction
t1t1
Maximale Tiefe des ersten Grabensmaximum Depth of the first trench
t2t2
maximale Tiefe des zweiten Grabensmaximum Depth of the second trench
vv
vertikale Richtungvertical direction
φφ
Winkel zwischen Vertikaler und Grabenflankeangle between vertical and trench edge

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung einer in einem Halbleiterkörper (1) angeordneten Trenndiffusionszone (10) eines vorgegebenen Leitungstyps, die sich durchgehend zwischen einer ersten Seite (11) und einer der ersten Seite (11) in einer vertikalen Richtung (v) gegenüberliegenden zweiten Seite (12) des Halbleiterkörpers (1) erstreckt mit den Schritten: – Bereitstellen des Halbleiterkörpers (1), – Herstellen eines ersten Grabens (31), der sich ausgehend von der ersten Seite (11) bis zu einer maximalen Tiefe (t1) in den Halbleiterkörper (1) hinein erstreckt, bei der der erste Graben (31) zumindest lokal in einer ersten lateralen Richtung (r1) verläuft und wobei die Oberfläche des ersten Grabens (31) bei der maximalen Tiefe (t1) eine Horizontalstelle (35) aufweist, an der die Oberfläche des ersten Grabens (31) zumindest lokal wenigstens annähernd parallel zu einer sowohl zu der vertikalen Richtung (v) als auch zu der ersten lateralen Richtung (r1) senkrechten zweiten lateralen Richtung (r2) verläuft, und – Herstellen der Trenndiffusionszone (10) durch Einbringen eines Dotierstoffs in den Halbleiterkörper (1) ausgehend von der ersten Seite (11) im Bereich des ersten Grabens (31).Method for producing a semiconductor body ( 1 ) arranged separation diffusion zone ( 10 ) of a predetermined type of line which extends continuously between a first page ( 11 ) and one of the first page ( 11 ) in a vertical direction (v) opposite second side ( 12 ) of the semiconductor body ( 1 ) extends with the steps: - providing the semiconductor body ( 1 ), - making a first trench ( 31 ), starting from the first page ( 11 ) to a maximum depth (t1) in the semiconductor body ( 1 ) in which the first trench ( 31 ) at least locally in a first lateral direction (r1) and wherein the surface of the first trench ( 31 ) at the maximum depth (t1) a horizontal position ( 35 ), at which the surface of the first trench ( 31 ) runs at least locally at least approximately parallel to a second lateral direction (r2) perpendicular to both the vertical direction (v) and the first lateral direction (r1), and - producing the separation diffusion zone ( 10 ) by introducing a dopant into the semiconductor body ( 1 ) starting from the first page ( 11 ) in the region of the first trench ( 31 ). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) mit einer maximalen Breite (b1) hergestellt wird, die kleiner oder gleich ist als dessen maximale Tiefe (t1, t2).Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) having a maximum width (b1) that is less than or equal to its maximum depth (t1, t2). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) mit einer maximalen Tiefe (t1, t2) von wenigstens 20% der Dicke (d1) des Halbleiterkörpers (1) hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) having a maximum depth (t1, t2) of at least 20% of the thickness (d1) of the semiconductor body ( 1 ) will be produced. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) derart hergestellt wird, dass das Verhältnis zwischen dessen maximaler Breite (b1) und dessen maximaler Tiefe (t1, t2) kleiner oder gleich 1,4 ist.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) is made such that the ratio between its maximum width (b1) and its maximum depth (t1, t2) is less than or equal to 1.4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) derart hergestellt wird, dass das Verhältnis zwischen dessen maximaler Breite (b1) und dessen maximaler Tiefe (t1, t2) kleiner oder gleich 1,0 ist.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) is made such that the ratio between its maximum width (b1) and its maximum depth (t1, t2) is less than or equal to 1.0. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) derart hergestellt wird, dass das Verhältnis zwischen dessen maximaler Breite (b1) und dessen maximaler Tiefe (t1, t2) kleiner oder gleich 0,8 ist.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) is made such that the ratio between its maximum width (b1) and its maximum depth (t1, t2) is less than or equal to 0.8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) derart hergestellt wird, dass dessen Flanken (103) an deren der ersten Seite (11) zugewandten Seite mit der vertikalen Richtung (v) einen Winkel (φ) von jeweils höchstens 20° einschließen.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) is manufactured such that its flanks ( 103 ) on the first page ( 11 ) facing side with the vertical direction (v) include an angle (φ) of at most 20 °. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) in der zweiten lateralen Richtung (r2) einen Abschnitt aufweist, in dem die Tiefe des ersten Grabens (31) konstant und identisch mit der maximalen Grabentiefe (t1, t2) hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) in the second lateral direction (r2) has a section in which the depth of the first trench ( 31 ) is made constant and identical to the maximum trench depth (t1, t2). Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der erste Graben (31) mit einer konstanten Tiefe hergestellt wird.Method according to claim 6, wherein the first trench ( 31 ) is made with a constant depth. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Trenndiffusionszone (10) p-dotiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the separation diffusion zone ( 10 ) is p-doped. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dotierstoffe ausgehend von dem ersten Graben (31) und von einem dem ersten Graben (31) gegenüberliegenden Abschnitt (42) der zweiten Seite (12) in den Halbleiterkörper (1) eingebracht werden.Method according to one of the preceding claims, in which the dopants originate from the first trench ( 31 ) and from a first trench ( 31 ) opposite section ( 42 ) the second page ( 12 ) in the semiconductor body ( 1 ) are introduced. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Einbringen der Dotierstoffe von den einander gegenüberliegenden Seiten (11, 12) während eines gemeinsamen Diffusionsschritts erfolgt.The method of claim 11, wherein the introduction of the dopants from the opposite sides ( 11 . 12 ) during a common diffusion step. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem vor dem Einbringen des Dotierstoffs ein zweiter Graben (32) hergestellt wird, der dem ersten Graben (31) in der vertikalen Richtung (v) zumindest abschnittweise gegenüberliegt und der sich ausgehend von der zweiten Seite (12) in den Halbleiterkörper (1) hinein erstreckt.Method according to one of the preceding claims, in which prior to the introduction of the dopant, a second trench ( 32 ), which is the first trench ( 31 ) in the vertical direction (v) at least in sections opposite and starting from the second side ( 12 ) in the semiconductor body ( 1 ) extends into it. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der erste Graben (31) und der zweite Graben (32) in einem gemeinsamen Verfahrensschritt hergestellt werden.The method of claim 13, wherein the first trench ( 31 ) and the second trench ( 32 ) are produced in a common process step. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der Dotierstoff ausgehend von der ersten Seite (11) im Bereich des ersten Grabens (31) und ausgehend von der zweiten Seite (12) im Bereich des zweiten Grabens (32) in den Halbleiterkörper (1) eingebracht wird.Method according to Claim 13 or 14, in which the dopant originates from the first side ( 11 ) in the region of the first trench ( 31 ) and from the second page ( 12 ) in the region of the second trench ( 32 ) in the semiconductor body ( 1 ) is introduced. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterkörper (1) nach dem Einbringen der Dotierstoffe einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the semiconductor body ( 1 ) is exposed after the introduction of the dopants of a heat treatment. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Graben (31) und/oder der zweite Graben (32) mittels eines maskierten Ätzverfahrens hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the first trench ( 31 ) and / or the second trench ( 32 ) is produced by a masked etching process. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Ätzverfahren ein nasschemisches oder ein trockenchemisches Ätzverfahren ist.The method of claim 17, wherein the etching process a wet chemical or dry chemical etching process. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Ätzverfahren ein Säure-Ätzverfahren ist.A method according to claim 17 or 18, wherein the etching process an acid etching process is. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem auf dem Halbleiterkörper (1) angeordnete Halbleiterbauelemente nach dem Herstellen der Trenndiffusionszone (10) durch Zerteilen im Bereich der Trenndiffusionszone (10) vereinzelt wird.Method according to one of the preceding Claims in which on the semiconductor body ( 1 ) arranged semiconductor components after the production of the separation diffusion zone ( 10 ) by dicing in the region of the separation diffusion zone ( 10 ) is isolated. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Zerteilen derart erfolgt, dass jedes der Halbleiterbauelemente nach dem Vereinzeln von einer geschlossenen Trenndiffusionszone (10) umgeben ist.The method of claim 20, wherein the dicing is performed such that each of the semiconductor devices after dicing from a closed separation diffusion zone ( 10 ) is surrounded.
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