DE102005039804B4 - Lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, use of the semiconductor device and method for producing the same - Google Patents

Lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, use of the semiconductor device and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
DE102005039804B4
DE102005039804B4 DE200510039804 DE102005039804A DE102005039804B4 DE 102005039804 B4 DE102005039804 B4 DE 102005039804B4 DE 200510039804 DE200510039804 DE 200510039804 DE 102005039804 A DE102005039804 A DE 102005039804A DE 102005039804 B4 DE102005039804 B4 DE 102005039804B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drift path
potential distribution
distribution structure
drift
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200510039804
Other languages
German (de)
Other versions
DE102005039804A1 (en
Inventor
Anton Dr.-Ing. Mauder
Hans-Joachim Dr. Schulze
Helmut Dr. Strack
Frank Dr. Pfirsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE200510039804 priority Critical patent/DE102005039804B4/en
Publication of DE102005039804A1 publication Critical patent/DE102005039804A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102005039804B4 publication Critical patent/DE102005039804B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7816Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
    • H01L29/7817Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors structurally associated with at least one other device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402Field plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402Field plates
    • H01L29/404Multiple field plate structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7816Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
    • H01L29/7817Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors structurally associated with at least one other device
    • H01L29/7818Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a pn-junction diode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7833Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
    • H01L29/7835Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with asymmetrical source and drain regions, e.g. lateral high-voltage MISFETs with drain offset region, extended drain MISFETs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0692Surface layout
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41766Source or drain electrodes for field effect devices with at least part of the source or drain electrode having contact below the semiconductor surface, e.g. the source or drain electrode formed at least partially in a groove or with inclusions of conductor inside the semiconductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Laterales Halbleiterbauelement mit Driftstrecke (5) und Potentialverteilungsstruktur (6), wobei sich die Driftstrecke (5) lateral in einem Halbleiterkörper (7) zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode (8, 9) erstreckt, ein Halbleitermaterial eines Leitungstyps (n) aufweist und auf einem isolierenden Substrat oder einem Halbleitersubstrat (10) mit komplementärem Leitungstyp (p) angeordnet ist, und wobei auf der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) oberhalb des Halbleiterkörpers (7) die Potentialverteilungsstruktur (6) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) angeordnet ist, wobei die Potentialverteilungsstruktur (6) das Potential zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) in Stufen aufteilt und den Feldverlauf in der darunter angeordneten Driftstrecke (5) entsprechend abstuft, wobei die Potentialverteilungsstruktur (6) einen Diodenstapel (17) aufweist, der sich zwischen erster und zweiter Elektrode (8, 9) auf der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) erstreckt.Lateral semiconductor component with drift path (5) and potential distribution structure (6), wherein the drift path (5) extends laterally in a semiconductor body (7) between a first and a second electrode (8, 9), a semiconductor material of a conductivity type (n) and has is disposed on an insulating substrate or a semiconductor substrate (10) with complementary conduction type (p), and wherein on the top (11) of the drift path (5) above the semiconductor body (7), the potential distribution structure (6) between the first and the second electrode (8, 9) is arranged, wherein the potential distribution structure (6) divides the potential between the first and the second electrode (8, 9) in stages and correspondingly steps down the field profile in the drift path (5) arranged underneath, the potential distribution structure (6 ) has a diode stack (17), which between the first and second electrodes (8, 9) on the upper side (11) of the drift path (5) erstr hatched.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein laterales Halbleiterbauelement mit einer Driftstrecke und einer Potentialverteilungsstruktur. Die Driftstrecke erstreckt sich in derartigen lateralen Halbleiterbauelementen in einem Halbleiterkörper zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode und weist ein Halbleitermaterial eines Leitungstyps auf. Ferner ist die Driftstrecke entweder auf einem halbleitenden Substrat mit komplementärem Leitungstyp zum Leitungstyp der Driftstrecke oder auf einem isolierenden Substrat angeordnet.The The invention relates to a lateral semiconductor device having a Drift path and a potential distribution structure. The drift path extends in such lateral semiconductor devices in a semiconductor body between a first and a second electrode and has Semiconductor material of a conductivity type. Furthermore, the drift path either on a semiconducting substrate of complementary conductivity type to the conductivity type of the drift path or on an insulating substrate arranged.

Die US 6,307,232 B1 offenbart ein derartiges laterales Halbleiterbauelement, bei dem oberhalb der Driftstrecke Kondensatorstrukturen zur Potentialverteilung angeordnet sind.The US 6,307,232 B1 discloses such a lateral semiconductor device in which capacitor structures are arranged for potential distribution above the drift path.

Die US 4,614,959 A offenbart ebenfalls ein laterales Halbleiterbauelement, bei dem oberhalb der Driftstrecke zwei durch eine Isolationsschicht voneinander getrennte Feldplatten angeordnet sind.The US 4,614,959 A also discloses a lateral semiconductor device in which above the drift path two field plates separated by an insulating layer are arranged.

Ein derartiges laterales Halbleiterbauelement ist auch aus der Druckschrift DE 199 58 151 A1 bekannt. Dieses Halbleiterbauelement weist zur Beeinflussung der Feldverteilung in der Driftstrecke eine Kompensationsstruktur aus alternierend komplementär dotierten Epitaxieschichten auf, die den Halbleiterkörper kristallographisch vergrößern und auf der Oberflä che in Längsrichtung der Driftstrecke abgeschieden sind. Die Flächennormalen der komplementär dotierten Epitaxieschichten der Kompensationsstruktur sind senkrecht zur Driftstrecke angeordnet. Eine derartige Kompensationsstruktur bewirkt eine kontinuierliche Beeinflussung der Feldverteilung in der Driftstrecke in Längsrichtung.Such a lateral semiconductor component is also known from the document DE 199 58 151 A1 known. To influence the field distribution in the drift path, this semiconductor component has a compensation structure of alternately complementary doped epitaxial layers, which enlarge the semiconductor body crystallographically and are deposited on the surface in the longitudinal direction of the drift path. The surface normals of the complementarily doped epitaxial layers of the compensation structure are arranged perpendicular to the drift path. Such a compensation structure causes a continuous influence on the field distribution in the drift path in the longitudinal direction.

Ein Nachteil des bekannten lateralen Hochvolt-Halbleiterbauelementes ist es, dass eine derartige Kompensationsstruktur keine bereichsweise Beeinflussung der Feldverteilung in der Driftstrecke ermöglicht. Dieses wird erst durch die aus der Druckschrift US 6,717,230 B2 bekannte Potentialverteilungsstruktur ermöglicht. Dazu weist das Halbleiterbauelement auf und/oder neben der Driftstrecke isoliert angeordnete Elektroden auf. Diese Elektroden erzeugen mittels unterschiedlicher Vorspannungen eine diskontinuierliche Potentialverteilung, die ihrerseits die Feldverteilung in der Driftstrecke beeinflusst.A disadvantage of the known lateral high-voltage semiconductor component is that such a compensation structure does not allow any regional influence on the field distribution in the drift path. This is only by the from the publication US 6,717,230 B2 allows known potential distribution structure. For this purpose, the semiconductor component on and / or in addition to the drift path isolated arranged electrodes. These electrodes generate a discontinuous potential distribution by means of different bias voltages, which in turn influences the field distribution in the drift path.

Ein Nachteil dieses Halbleiterbauelementes mit isolierten Elektroden auf und/oder neben der Driftstrecke ist, dass zusätzliche Versorgungsanschlüsse zum Anschließen von Vorspannungen an die Elektroden erforderlich sind. Dieses verteuert die Herstellung des Halbleiterbauelementes, zumal zusätzliche Leiterbahnen und Potentialquellen vorzusehen sind. Ein weiterer Nachteil ergibt sich beim Betrieb des Halbleiterbauteils, da an die Elektroden eine Vorspannung heranzuführen ist und aufrechterhalten werden muss. Schließlich sind Grabenstrukturen zumindest für das Anbringen seitlicher Elektroden an die Driftstrecke erforderlich, was mit einem hohen Kostenaufwand bei der Herstellung des Halbleiterbauelementes verbunden ist.One Disadvantage of this semiconductor device with insulated electrodes on and / or next to the drift path is that extra supply connections to connect bias voltages to the electrodes are required. This is more expensive the production of the semiconductor device, especially additional Conductor tracks and potential sources are provided. Another Disadvantage arises during operation of the semiconductor device, as at the electrodes are to be biased and maintained got to. After all Trench structures are at least for attachment laterally Electrodes required to the drift path, which is a high cost connected in the manufacture of the semiconductor device.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein laterales Halbleiterbauelement mit Driftstrecke und Potentialverteilungsstruktur zu schaffen, mit dem die Nachteile der bekannten Halbleiterbauelemente überwunden werden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein laterales Halbleiterbauelement zu schaffen, das ohne Abscheidung zusätzlicher Epitaxieschichten auf der Driftstrecke und ohne zusätzlich in die Driftstrecke eingebrachte Grabenstrukturen eine Potentialverteilungsstruktur aufweist, die wirkungsvoll die Feldverteilung in der Driftstrecke beeinflusst.task The invention is a lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, with which the disadvantages overcome the known semiconductor devices. Especially It is an object of the invention, a lateral semiconductor device to create that without depositing additional epitaxial layers the drift path and without additional Trench structures introduced into the drift section have a potential distribution structure which effectively affects the field distribution in the drift path affected.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Is solved this object with the subject of the independent claims. Advantageous developments The invention will become apparent from the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein laterales Halbleiterbauelement mit Driftstrecke und Potentialverteilungsstruktur geschaffen, wobei sich die Driftstrecke lateral in einem Halbleiterkörper zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode erstreckt. Die Driftstrecke weist ein Halbleitermaterial eines Leitungstyps auf und ist auf einem isolierenden Substrat oder einem Halbleitersubstrat mit einem komplementären Leitungstyp angeordnet. Um eine hohe Sperrfähigkeit sicherzustellen, ist der an die Driftstrecke angrenzende Teil des Substrats niedrig dotiert. Die Mindesttiefe der niedrigen Dotierung hängt dabei von der für die Sperrfähigkeit erforderlichen Weite der Raumladungsszene im Sperrfall ab. Die Potentialverteilungsstruktur ist oberhalb des Halbleiterkörpers auf der Driftstrecke zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet und teilt die Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Elektrode in Stufen auf, wobei der Feldverlauf in der darunter angeordneten Driftstrecke ent sprechend abgestuft ist. Die Potentialverteilungsstruktur weist einen Diodenstapel auf, der sich zwischen erster und zweiter Elektrode auf der Oberseite der Driftstrecke erstreckt.According to one Aspect of the invention is a lateral semiconductor device with Drift path and potential distribution structure created, wherein the drift path laterally in a semiconductor body between a first and a second electrode extends. The drift path has a semiconductor material of a conductivity type and is on an insulating substrate or a semiconductor substrate having a complementary conductivity type arranged. To a high blocking ability is the part of the adjacent to the drift path Substrate low doped. The minimum depth of the low doping depends thereby from the for the blocking ability required width of the space charge scene in the case of blocking. The potential distribution structure is above the semiconductor body on the drift path between the first and the second electrode arranged and shares the potential difference between the first and the second electrode in stages, the field profile in the underlying drift path is graded accordingly. The potential distribution structure has a diode stack, the between the first and second electrode on top of the Drift path extends.

Die Potentialverteilungsstruktur besteht somit aus einem Diodenstapel, der sich zwischen der ersten und der zweite Elektrode auf der Oberseite der Driftstrecke erstreckt. Dabei sind die Flächennormalen der pn-Übergänge und der np-Übergänge des Diodenstapels parallel zu der Driftstrecke ausgerichtet. Für den Diodenstapel wird alternierend ein Halbleitermaterial eines gleichen und eines komplementären Leitungstyps zum Leitungstyp der Driftstrecke eingesetzt. Vorzugsweise wird als Halbleitermaterial ein Polysilizium für den Diodenstapel verwendet.The potential distribution structure thus consists of a diode stack which extends between the first and the second electrode on the upper side of the drift path. The surface normals of the pn junctions and the np junctions of the diode stack are aligned parallel to the drift path. For the diode stack is alternately a semiconductor material of a same and a komplementä Ren conductivity type used for the conductivity type of the drift path. Preferably, a polysilicon is used as the semiconductor material for the diode stack.

Dieses laterale Halbleiterbauelement hat den Vorteil, dass der Halbleiterkörper für das Einbringen einer Potentialstruktur nicht verändert werden muss, da weder alternierend komplementär dotierte Epitaxieschichten auf dem Halbleiterkörper aufzubringen sind, noch in den Halbleiterkörper Gräben eingebracht werden müssen. Vielmehr ist die Potentialverteilungsstruktur auf der Oberseite der Driftstrecke angeordnet und verfahrenstechnisch unabhängig von den unterschiedlichen Strukturierungsverfahren des Halbleiterkörpers herstellbar. Dabei sind weder eine Vergrößerung des Halbleiterkörpers durch Epitaxieschichten, noch eine Verringerung des Halbleiterkörpermaterials durch Grabenstrukturen für das erfindungsgemäße laterale Halbleiterbauelement erforderlich.This lateral semiconductor device has the advantage that the semiconductor body for the introduction a potential structure does not have to be changed because neither alternating complementary doped epitaxial layers are still to be applied to the semiconductor body in the semiconductor body Ditches introduced Need to become. Rather, the potential distribution structure is on the top the drift path arranged and procedurally independent of the different structuring method of the semiconductor body produced. There are neither an enlargement of the Semiconductor body by epitaxial layers, still a reduction of the semiconductor body material through trench structures for the lateral according to the invention Semiconductor device required.

Vorzugsweise ist zwischen der Unterseite der Potentialverteilungsstruktur und der Oberseite der Driftstrecke eine Isola tionsschicht angeordnet. Diese Isolationsschicht kann in vorteilhafter Weise wie die Gateoxidschicht durch thermische Oxidation hergestellt sein und sorgt dafür, dass die Potentialverteilungsstruktur den Halbleiterkörper bzw. das Halbleitermaterial der Driftstrecke elektrisch nicht kontaktiert.Preferably is between the bottom of the potential distribution structure and the top of the drift path a Isola tion layer arranged. These Insulation layer may be advantageous as the gate oxide layer be prepared by thermal oxidation and ensures that the potential distribution structure the semiconductor body or the semiconductor material the drift path is not electrically contacted.

Während der Halbleiterkörper aus monokristallinem Silizium besteht, weist die Isolationsschicht nach thermischer Oxidation eine Siliziumdioxidschicht auf. Jedoch sind noch andere Isolationsmaterialien wie Aluminiumoxid oder Titandioxid oder Siliziumnitrid als Isolationsmaterial der Isolationsschicht vorzugsweise vorgesehen.During the Semiconductor body is made of monocrystalline silicon, the insulating layer has after thermal oxidation on a silicon dioxide layer. However, they are still other insulation materials such as alumina or titanium dioxide or silicon nitride as the insulating material of the insulating layer preferably intended.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die np-Übergänge des Diodenstapels durch eine entsprechend aufgebrachte strukturierte Metallisierung kurz geschlossen. Daher ist der Leckstrom des Diodenstapels gegenüber einem Schichtkondensator erhöht, jedoch bietet der Diodenstapel weitere Vorteile. So kann zum einen der Spannungsabgriff ebenfalls mit einer ohmschen Last erfolgen, und zum anderen kann der Diodenstapel auch zur direkten Detektion von Überspannungen und zum aktiven Clamping verwendet werden, ohne den Umweg, eine Steuerschaltung in die integrierte Schaltung einzubauen.In a preferred embodiment The invention relates to the np junctions of the Diode stack by a correspondingly applied structured metallization short closed. Therefore, the leakage current of the diode stack is opposite to one Layer capacitor increased, however, the diode stack offers further advantages. So can one the voltage tap also done with a resistive load, and On the other hand, the diode stack can also be used for the direct detection of overvoltages and used for active clamping, without the detour, one Install control circuit in the integrated circuit.

Die Einstellung des Potentialverlaufs durch den Diodenstapel kann sowohl nur auf der Driftstrecke, als auch zusätzlich unter der Driftstrecke und natürlich auch seitlich zu der Driftstrecke, erfolgen, was jedoch erhebliche technologische Änderungen und verfahrenstechnisch hohe Kosten bedingt. Durch ein allseitiges Umgeben der Driftstrecke mit einem Diodenstapel kann die Dotierung in der Driftstrecke weiter erhöht werden. Andererseits kann durch Kurzschlüsse der pn-Übergänge, die beim Wechsel von einer Sperr- zu einer Durchlassrichtung auf einer Sperrpolung liegen, das Einschaltverhalten des Halbleiterbauelementes verbessert werden, weil die jeweiligen Platten sofort entladen werden können.The Setting the potential profile through the diode stack can both only on the drift path, as well as under the drift path and of course also laterally to the drift path, done, but what considerable technological changes and procedurally high costs. Through an all-round Surrounding the drift path with a diode stack, the doping further increased in the drift section become. On the other hand, by shorting the pn junctions that occur when changing from one Blocking to a forward direction lie on a Sperrpolung, the switch-on behavior of the semiconductor component can be improved, because the respective plates can be unloaded immediately.

Die erfindungsgemäße Struktur aus einer auf der Oberseite der Driftstrecke aufliegenden Potentialverteilungsstruktur reagiert deutlich geringer auf aufliegende Ladung, als konventionelle Kompensationsstrukturen. Die pn-Übergänge der Dioden schirmen analog zu Feldplattentechniken das darunter liegende Silizium der Driftstrecke ab. Dadurch wird eine verbesserte Stabilität der Sperreigenschaften erreicht. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Struktur liegt darin, dass über das Design dafür gesorgt werden kann, dass die Feldspitzen in der Driftstrecke gezielt beeinflusst werden können. Dadurch kann entweder das statische Sperrvermögen erhöht, oder über die Erzeugung einer gezielten Feldstärkespitze, das Avalanche-Verhalten des Halbleiterbauelementes deutlich im Vergleich zu herkömmlichen lateralen Halbleiterbauelementen verbessert werden.The inventive structure from a potential distribution structure resting on top of the drift path reacts much less on overlying charge than conventional Compensation structures. The pn junctions of the Diodes shield the underlying one analogous to field plate techniques Silicon of the drift path from. This will provide improved stability of the barrier properties reached. A particular advantage of the structure according to the invention lies in that over the design made sure can be that the field peaks in the drift distance influenced can be. This can either increase the static blocking capacity, or the generation of a targeted Field strength peak, the avalanche behavior of the semiconductor device clearly in comparison to conventional lateral semiconductor devices can be improved.

Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Potentialverteilungsstruktur einen Feldplattenstapel auf, der sich zwischen erster und zweiter Elektrode auf der Driftstrecke erstreckt. Ein derartiger Feldplattenstapel wirkt wie ein Spannungsteiler, der ebenfalls die Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, zwischen denen die Driftstrecke angeordnet ist, stufenförmig aufteilt. Die Flächennormale derartiger Feldplatten ist parallel zu der Driftstrecke ausgerichtet. Dabei kann vorteilhafterweise eine lateral inhomogene Feldverteilung dadurch erzeugt werden, dass die Feldplatten nicht äquidistant oder mit unterschied licher Feldplattenbreite auf der Driftstrecke angeordnet werden. Auch können äquidistante Bereiche mit variierenden Potentialabgriffen kombiniert werden.at Another aspect of the invention includes the potential distribution structure a field plate stack extending between the first and second electrodes extends on the drift path. Such a field plate stack acts like a voltage divider, which also has the potential difference between the first and second electrodes, between which the Drift path is arranged, divides steps. The surface normal such field plates is aligned parallel to the drift path. In this case, advantageously, a laterally inhomogeneous field distribution be generated by the fact that the field plates are not equidistant or with different Licher field plate width on the drift path to be ordered. Also can be equidistant Areas with varying potential taps are combined.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Feldplattenstruktur ragen die Feldplatten mindestens einseitig über den Bereich der Driftstrecke hinaus und stehen mit einem dort angeordneten Diodenstapel in Wirkverbindung. Somit ist der Diodenstapel in dieser Ausführungsform nicht direkt über der Driftstrecke des Halbleiterbauelementes angeordnet, sondern die Potentialverteilung über dem Diodenstapel wird auf eine über der Driftstrecke angeordneten Feldplattenstruktur mit streifenförmigen Leitern übertragen. Damit ist die Potentialverteilung von der flächigen Erstreckung der Driftstrecke bzw. der flächigen Erstreckung eines Diodenstapels abgekoppelt. Die Feldplatten können dazu gleichmäßig beabstandet auf der Driftstrecke angeordnet sein. Die Enden der Feldplatten, die über die Driftstrecke hinaus ragen, sind an entsprechende Elektroden des Diodenstapels außerhalb des Driftstreckenbereichs angeschlossen. Dadurch werden unterschiedlich große Potentialstufungen entlang der Driftstrecke, trotz gleichmäßig beabstandeter Feldplatten auf der Driftstrecke wie oben erwähnt ermöglicht.In a preferred embodiment of this field plate structure, the field plates protrude beyond the region of the drift path on at least one side and are in operative connection with a diode stack arranged there. Thus, in this embodiment, the diode stack is not arranged directly above the drift path of the semiconductor component, but the potential distribution over the diode stack is transferred to a field plate structure arranged over the drift path with strip-shaped conductors. Thus, the potential distribution is decoupled from the planar extent of the drift path or the areal extent of a diode stack. The field plates can be arranged evenly spaced on the drift path. The ends of the field plates that extend beyond the drift path gene, are connected to corresponding electrodes of the diode stack outside the Driftstreckenbereichs. As a result, differently sized potential gradations along the drift path, despite uniformly spaced field plates on the drift path as mentioned above, are made possible.

Dieses wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass zwischen den herausragenden Enden der Feldplatten unterschiedlich viele Dioden des Diodenstapels angeschlossen sind. Somit ist die Länge der Driftstrecke des lateralen Halbleiterbauelements von den geometrischen Restriktionen eines Diodenstapels entkoppelt. Der Diodenstapel kann somit eine höhere Anzahl an pn-Übergängen aufweisen, als es bei einer vorgegebenen Länge der Driftstrecke sonst möglich wäre. Diese Po tentialverteilungsstruktur hat den Vorteil, dass über den nicht äquidistanten Abgriff der Potentiale des Diodenstapels ein Design und eine Feldverteilung für die Driftstrecke möglich sind, die gezielte Feldspitzen in der Driftstrecke zur Einstellung und Lokalisierung des Avalanche-Verhaltens ermöglichen.This is achieved in an advantageous manner that between the outstanding ends of the field plates different numbers of diodes of the diode stack are connected. Thus, the length of the Drift path of the lateral semiconductor component of the geometric Restrictions of a diode stack decoupled. The diode stack can thus a higher one Have number of pn junctions, as it is at a given length the drift route otherwise possible would. These Potential distribution structure has the advantage that over the not equidistant Tapping the potentials of the diode stack a design and a field distribution for the Drift distance possible are the targeted field peaks in the drift path to adjust and localization of avalanche behavior.

Dazu befindet sich der Diodenstapel neben oder zwischen den einzelnen Driftstrecken des lateralen Halbleiterbauelements, um möglichst wenig Platz zu verbrauchen. Gleichzeitig wird mit dem Diodenstapel ein definierter Abschluss der Feldplattenenden erreicht, und somit werden unerwünschte Streufelder der Feldplatten, welche die Sperreigenschaften negativ beeinflussen, vermieden.To is the diode stack next to or between the individual Drift paths of the lateral semiconductor device, as possible little space to consume. At the same time with the diode stack reaches a defined completion of the field plate ends, and thus become unwanted stray fields the field plates, which negatively influence the barrier properties, avoided.

Die mit den erfindungsgemäßen Potentialverteilungsstrukturen erreichbaren Potentialstufungen sind der Dicke der Driftstrecke angepasst, um eine optimale Feldverteilung in der Driftstrecke zu erreichen. Dabei sind die Potentialstufungen der Potentialverteilungsstruktur kleiner als die Durchbruchsfestigkeit der Isolationsschicht, die zwischen der Oberseite der Driftstrecke und der Unterseite der Potentialverteilungsstruktur angeordnet ist. Aus dieser Forderung ergibt sich gleichzeitig die Mindestdicke der Isolationsschicht unter Berücksichtigung von Materialeigenschaften der Isolationsschicht.The with the potential distribution structures according to the invention achievable potential gradations are the thickness of the drift path adapted to provide optimal field distribution in the drift path too to reach. The potential gradations of the potential distribution structure are smaller than the breakdown strength of the insulating layer, the between the top of the drift path and the bottom of the potential distribution structure is arranged. From this requirement results at the same time Minimum thickness of the insulation layer taking into account material properties the insulation layer.

Vorteilhafterweise werden als Diodenstapel gestapelte pn-Übergänge von Zener-Dioden verwendet. Die Summe der Durchbruchspannungen der einzelnen Zener-Dioden ist dabei größer, als die zulässige Betriebssperrspannung des Halbleiterbauelements. Alternativ können diese einzelnen Dioden auch auf eine Begrenzung der Sperrspannung durch einen Felddurchgriff ausgelegt sein, d. h. zumindest eines der Dotiergebiete ist so niedrig dotiert, dass das Feld zum Gebiet komplementärer Dotierung durchgreift, bevor eine elektrische Feldstärke erreicht ist, die hoch genug ist, dass der Durchbruch durch Tunneln oder Lawinenmultiplikation erfolgt. Die einzelne Diodenstruktur des Diodenstapels weist eine Diodenweite w zwischen 0,1 μm ≤ w ≤ 20 μm, vorzugsweise zwischen 0,3 μm ≤ w ≤ 10 μm, auf. Aus dieser Größenordnung der einzelnen Diodenstruktur ergibt sich auch die Gesamtlänge eines Diodenstapels wenn die Driftlänge vorgegeben ist und der Diodenstapel unmittelbar auf der Driftstrecke angeordnet ist. Wenn jedoch, wie oben bereits beschrieben, zwischen den Elektroden auf der Driftstrecke lediglich Feldplatten angeordnet sind, die einseitig oder doppelseitig verlängert sind, dann kann die Anzahl der Dioden, und damit auch die Anzahl der pn-Übergänge pro Diodenstapel vergrößert werden, um gezielt eine Potentialverteilung zu erreichen, welche eine Optimierung der Feldverteilung in der Driftstrecke ermöglicht.advantageously, are stacked as diode stack pn junctions of Zener diodes used. The sum of the breakdown voltages of the individual Zener diodes is larger than the permissible Operational blocking voltage of the semiconductor device. Alternatively, these can individual diodes on a limitation of the blocking voltage by a Field penetration to be designed d. H. at least one of the doping regions is doped so low that the field passes through to the region of complementary doping, before an electric field strength is reached, which is high enough that the breakthrough by tunneling or avalanche multiplication takes place. The single diode structure of the diode stack has a diode width w between 0.1 .mu.m.ltoreq.w.ltoreq.20 .mu.m, preferably between 0.3 μm ≤ w ≤ 10 μm. From this Magnitude the individual diode structure also gives the total length of a Diode stack when the drift length is predetermined and the diode stack directly on the drift path is arranged. However, if, as already described above, between the electrodes are arranged on the drift path only field plates are extended on one side or double sided, then the number of Diodes, and thus the number of pn junctions per diode stack are increased, to specifically achieve a potential distribution, which is an optimization the field distribution in the drift path allows.

Die Driftstrecke weist vorzugsweise eine Dotierstoffkonzentration n auf, zwischen 2 × 1015 cm–3 ≤ n ≤ 1018 cm–3, vorzugsweise zwischen 1 × 1016 cm–3 ≤ n ≤ 2 × 1017 cm–3. Eine derartig hohe Dotierstoffkonzentration in der Driftstrecke ist auf Grund der erfindungsgemäßen Potentialverteilungsstruktur, die auf der Driftstrecke angeordnet ist, möglich. Eine derartige Driftstrecke mit Potentialverteilungsstruktur zur Beeinflussung der Feldverteilung in der Driftstrecke kann für Halbleiterbauelemente vorgesehen werden, die als lateraler MISFET oder MOSFET, oder als ein lateraler JFET, oder als ein lateraler IGFET, oder als eine PIN-Diode, oder als eine Schottky-Diode ausgeführt sind.The drift path preferably has a dopant concentration n between 2 × 10 15 cm -3 ≦ n ≦ 10 18 cm -3 , preferably between 1 × 10 16 cm -3 ≦ n ≦ 2 × 10 17 cm -3 . Such a high dopant concentration in the drift path is possible on the basis of the potential distribution structure according to the invention, which is arranged on the drift path. Such a drift path having a potential distribution structure for influencing the field distribution in the drift path can be provided for semiconductor components which are a lateral MISFET or MOSFET, or a lateral JFET, or a lateral IGFET, or a PIN diode, or a Schottky diode are executed.

Handelt es sich um einen MOSFET, so ist die erste Elektrode als Sourceelektrode ausgebildet und liegt auf einem Source-Potential. Dabei kann das Halbleiterbauelement als MOSFET eine planare Gatestruktur aufweisen, oder auch eine Trenchgatestruktur besitzen. Der Vorteil der Trenchgatestruktur gegenüber der planaren Gatestruktur liegt darin, dass die Weite des Kanals mit der Trenchgatestruktur gegenüber der Breite der Driftstrecke deutlich erhöht werden kann. Dabei durchsetzt die Trenchgatestruktur die komplementär zur Driftstrecke dotierte Bodyzone, wobei die Wände des Gatetrench für die Trenchgateelektrode ein Gateoxid aufweisen.These it is a MOSFET, the first electrode is the source electrode trained and lies on a source potential. In this case, the semiconductor device as MOSFET have a planar gate structure, or even a trench gate structure have. The advantage of the trench gate structure over the planar gate structure lies in the fact that the width of the channel with the trench gate structure opposite the width of the drift can be significantly increased. Interspersed the trench gate structure doped complementary to the drift path Bodyzone, with the walls of the gate trench for the trench gate electrode has a gate oxide.

Ein Verfahren zur Herstellung eines lateralen Halbleiterbauelements mit Driftstrecke und Potentialverteilungsstruktur weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine laterale Halbleiterbauelementstruktur mit einer Driftstrecke eines Leitungstyps zwischen einer ersten und einer zweiten Position, für geplante erste und zweite Elektroden, auf ein komplementär zur Driftstrecke dotiertes monokristallines Halbleitersubstrat, vorzugsweise auf einen Siliziumwafer, oder auf ein Isolationssubstrat, vorzugsweise auf einen Saphirwafer, aufgebracht. Anschließend wird auf der Driftstrecke eine Isolationsschicht positioniert. Danach wird auf die Isolationsschicht eine Potentialverteilungsstruktur aufgebracht. Anschließend wird eine Verdrahtungsstruktur mit einer ersten und einer zweiten Elektrode selektiv abgeschieden, wobei ein Ende der Driftstrecke und ein Ende der Potentialverteilungsstruktur mit der ersten Elektrode und ein laterales gegenüberliegendes Ende der Driftstrecke und der Potentialverteilungsstruktur mit der zweiten Elektrode verbunden wird.A method for producing a lateral semiconductor component with drift path and potential distribution structure has the following method steps. First, a lateral semiconductor device structure with a drift path of a conductivity type between a first and a second position, for planned first and second electrodes, on a complementary to the drift path doped monocrystalline semiconductor substrate, preferably on a silicon wafer, or on an insulating substrate, preferably on a sapphire wafer applied , Subsequently, an insulation layer is positioned on the drift path. Thereafter, a potential distribution structure is applied to the insulation layer. Subsequently, a wiring structure with a first and a second electrode selectively deposited, wherein one end of the drift path and one end of the potential distribution structure with the first electrode and a lateral opposite end of the drift path and the potential distribution structure is connected to the second electrode.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass der Halbleiterkörper, aus dem die Driftstrecke gebildet ist, nicht epitaxial vergrößert werden muss, wie es im Stand der Technik für laterale Halbleiterbauelemente mit Kompensationsstruktur üblich ist. Auch sind vorteilhafterweise in den Halbleiterkörper, der die Driftstrecke bildet, keine Gräben einzubringen. Vielmehr besteht das Verfahren aus Verfahrensschritten, die nacheinander durch Abscheidung und Strukturierung von Schichten eine Potentialverteilungsstruktur auf der Driftstrecke entstehen lassen.This Method has the advantage that the semiconductor body from which the drift path is formed, does not need to be epitaxially enlarged, as it is in the state the technology for lateral semiconductor devices with compensation structure is common. Also advantageously in the semiconductor body, the drift path forms, no trenches contribute. Rather, the method consists of process steps, successively by deposition and structuring of layers create a potential distribution structure on the drift path to let.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird als Potentialverteilungsstruktur ein Diodenstapel im Bereich über der Driftstrecke zwischen der ersten und der zweiten Elektrode hergestellt.According to one Aspect of the invention is a potential distribution structure as a diode stack in the area above the drift path between the first and the second electrode made.

Dazu kann zunächst eine halbleitende Schicht eines ersten Leitungstyps abgeschieden werden. Anschließend wird diese zu Platten mittels anisotropen Ätzens strukturiert. Danach wird ein halbleitendes Material eines zum ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps in den Plattenzwischenräumen zum Ausbilden von vertikalen pn-Übergängen abgeschieden. Vorzugsweise wird dazu halbleitendes Polysilizium eingesetzt. Dabei werden die anisotropen Ätzungen so ausgerichtet, dass anschließend die Ausrichtung der Leiter- und Isolationsplatten der pn-Übergänge des Diodenstapels mit ihrer Flächennormalen parallel zur Driftstrecke ausgerichtet sind.To can first a semiconductive layer of a first conductivity type are deposited. Subsequently this is structured into plates by means of anisotropic etching. After that becomes a semiconducting material of a conductivity type complementary to the first conductivity type in the plate gaps deposited to form vertical pn junctions. Semiconducting polysilicon is preferably used for this purpose. there become the anisotropic etchings aligned so that afterwards the orientation of the conductor and insulation plates of the pn junctions of the Diode stack with its surface normal aligned parallel to the drift path.

In einem alternativen Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird zur Herstellung einer Potentialverteilungsstruktur aus Dioden eine homogen dotierte halbleitende Schicht eines ersten Leitungstyps über dem Bereich der Driftstrecke abgeschieden bzw. eine abgeschiedene halbleitende Schicht homogen oder selektiv dotiert. Anschließend werden durch selektives streifenförmiges Dotieren mit einem komplementären Leitungstyp pn-Übergänge in der homogen dotierten Schicht hergestellt, die eine Serienschaltung von Halbleiterdioden als Potentialverteilungsstruktur bilden.In an alternative embodiment of the Method is used to produce a potential distribution structure from diodes a homogeneously doped semiconductive layer of a first Line type via deposited in the region of the drift path or a deposited Semiconducting layer doped homogeneously or selectively. Then be by selective strip-shaped Doping with a complementary Line type pn transitions in the homogeneously doped layer produced, which is a series circuit of semiconductor diodes form as a potential distribution structure.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird als Potentialverteilungsstruktur ein Feldplattenstapel im Bereich über der Driftstrecke und mindestens ein Diodenstapel außerhalb des Bereichs der Driftstrecke, zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, aufgebracht.According to one Another aspect of the invention is called the potential distribution structure a field plate stack in the area above the drift path and at least a diode stack outside the area of the drift path, between the first and the second electrode, applied.

Dazu wird zunächst außerhalb des Bereichs der Driftstrecke ein Diodenstapel hergestellt, indem zunächst eine homogen dotierte halbleitende Schicht eines ersten Leitungstyps abgeschieden wird bzw. eine abgeschiedene halbleitende Schicht homogen oder selektiv dotiert. Anschließend wird diese Schicht durch selektives Dotieren mit einem komplementären Leitungstyps zu einem Stapel von pn-Übergängen geformt. Danach wird über dem Bereich der Driftstrecke eine elektrisch leitende Schicht abgeschieden, die anschließend zu Feldplatten mittels anisotroper Ätzung strukturiert wird. Anschließend wird ein isolierendes Material auf und zwischen den Feldplatten abgeschieden. Schließlich werden Elektroden des außerhalb der Driftstrecke angeordneten Diodenstapels mit Enden der Feldplatte über eine Verdrahtungsstruktur elektrisch derart verbunden, dass eine vorgegebene Potentialverteilung an den Feldplatten mit Hilfe der Potentialverteilung des Diodenstapels eingestellt wird.To will be first outside the area of the drift path a diode stack made by first a homogeneously doped semiconductive layer of a first conductivity type is deposited or a deposited semiconducting layer homogeneous or selectively doped. Subsequently This layer is formed by selective doping with a complementary conductivity type shaped into a stack of pn junctions. After that will be over the region of the drift path an electrically conductive layer deposited, the subsequently is structured into field plates by anisotropic etching. Subsequently, will an insulating material deposited on and between the field plates. After all Be electrodes of the outside the drift path arranged diode stack with ends of the field plate over a Wiring structure electrically connected such that a predetermined Potential distribution at the field plates with the help of the potential distribution of the diode stack is set.

Außerdem ist es möglich, dass die Feldplatten und die Verdrahtungsstruktur gleichzeitig in einem Prozessschritt hergestellt werden.Besides that is it is possible that the field plates and the wiring structure simultaneously in a process step are produced.

Alternativ zu der oben geschilderten Herstellung eines Diodenstapels für den Feldplattenstapel kann außerhalb des Bereichs der Driftstrecke ein lateraler Diodenstapel in den Halbleiterkörper eingebracht werden. Anschließend kann eine Verdrahtungsstruktur abgeschieden und strukturiert werden, welche Elektroden einzelner Abschnitte des Diodenstapels mit den Feldplatten auf der Oberseite der Driftstrecke verbindet.alternative to the above-described preparation of a diode stack for the field plate stack can outside the region of the drift path a lateral diode stack in the Semiconductor body be introduced. Subsequently For example, a wiring structure may be deposited and patterned Electrodes of individual sections of the diode stack with the field plates on the top of the drift path connects.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The The invention will now be described with reference to the accompanying figures.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein laterales Halbleiterbauelement einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic cross section through a lateral semiconductor device of a first embodiment of the invention;

2 zeigt ein prinzipielles Diagramm der Potentialverteilung entlang einer Potentialverteilungsstruktur des lateralen Halbleiterbauelementes der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß 1; 2 FIG. 12 shows a principal diagram of the potential distribution along a potential distribution structure of the lateral semiconductor device according to the first embodiment of the invention. FIG 1 ;

3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein laterales Halbleiterbauelement einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 3 shows a schematic plan view of a lateral semiconductor device of a second embodiment of the invention;

4 zeigt ein prinzipielles Diagramm der Potentialverteilung entlang einer Potentialverteilungsstruktur des lateralen Halbleiterbauelementes der zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3; 4 FIG. 12 is a principle diagram of the potential distribution along a potential distribution structure of the lateral semiconductor device according to the second embodiment of the invention. FIG 3 ;

5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein laterales Halbleiterbauelement einer dritten Ausführungsform der Erfindung. 5 shows a schematic plan view of a lateral semiconductor device of a third Embodiment of the invention.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein laterales Halbleiterbauelement 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das laterale Halbleiterbauelement 1 ist ein lateraler MOSFET (Metall-Oxid-Silizium-Feld-Effekt-Transistor). Der MOSFET weist eine Driftstrecke 5 auf, die aus einem n-leitenden, monokristallinen Silizium des ersten Leitungstyps besteht, das auf einem komplementär dotierten gleitenden monokristallinem Siliziumsubstrat 10 epitaxial abgeschieden ist. Die Driftstrecke 5 weist eine Dicke d zwischen 0,1 μm ≤ d ≤ 5 μm, vorzugsweise zwischen 0,3 μm ≤ d ≤ 2 μm auf. Die langgestreckte Driftstrecke 5 wird auf der einen Seite durch ein hochdotiertes n+-leitendes Gebiet begrenzt, das mit einem Drain-Kontakt D als zweiter Elektrode 9 verbunden ist. 1 shows a schematic cross section through a lateral semiconductor device 1 according to a first embodiment of the invention. The lateral semiconductor device 1 is a lateral MOSFET (metal oxide silicon field effect transistor). The MOSFET has a drift path 5 , which consists of an n-type, monocrystalline silicon of the first conductivity type, on a complementarily doped sliding monocrystalline silicon substrate 10 epitaxially deposited. The drift path 5 has a thickness d between 0.1 μm ≦ d ≦ 5 μm, preferably between 0.3 μm ≦ d ≦ 2 μm. The elongated drift path 5 is limited on one side by a highly doped n + -type region, which has a drain contact D as a second electrode 9 connected is.

Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Driftstrecke 5 durch eine p-leitende Bodyzone 35 begrenzt, die elektrisch mit einem Source-Kontakt verbunden ist, der eine erste Elektrode 8 des MOSFET's bildet. Die erste Elektrode 8 durchdringt auf dem Weg zur Bodyzone 35 ein n+-leitendes Sourcegebiet 36, das allseitig von der Bodyzone 35 umgeben ist. Elektrisch kann die Bodyzone 35 durch eine planare Gatestruktur 34 über brückt werden, die eine Gateelektrode 38 und ein Gateoxid 37 aufweist.On the opposite side is the drift path 5 through a p-conducting bodyzone 35 which is electrically connected to a source contact, which is a first electrode 8th of the MOSFET. The first electrode 8th permeates on the way to the bodyzone 35 an n + -type source region 36 that is all sides of the Bodyzone 35 is surrounded. Electrically, the body zone 35 through a planar gate structure 34 to be bridged, which is a gate electrode 38 and a gate oxide 37 having.

Die Oberseite 11 der Driftstrecke 5 bildet die Oberseite eines Halbleiterkörpers 7 und ist mit einer Isolationsschicht 13 versehen, auf der eine Potentialverteilungsstruktur 6 mit ihrer Unterseite 12 in Form eines Diodenstapels 17 aus Zener-Dioden bzw. auf Felddurchgriff ausgelegten Dioden angeordnet ist. Dieser Diodenstapel besteht aus einer Folge von n-leitenden und p-leitenden Platten, so dass sich pn-Übergänge bilden, wobei von der ersten Elektrode 8 ausgehend, die pn-Übergänge voll wirksam bleiben, während die np-Übergänge durch entsprechende Metallleitungen 39 kurzgeschlossen sind. Mit einer derartigen Potentialverteilungsstruktur aus einem Diodenstapel 17 wird eine stufenförmige Potentialverteilung, wie sie 2 zeigt, erreicht.The top 11 the drift path 5 forms the top of a semiconductor body 7 and is with an insulation layer 13 provided on the a potential distribution structure 6 with her bottom 12 in the form of a diode stack 17 is arranged from zener diodes or designed on field penetration diodes. This diode stack consists of a series of n-type and p-type plates so that pn junctions form, with the first electrode 8th assuming the pn junctions remain fully effective, while the np junctions pass through appropriate metal lines 39 are shorted. With such a potential distribution structure of a diode stack 17 becomes a step-shaped potential distribution as it 2 shows achieved.

2 zeigt ein prinzipielles Diagramm der Potentialverteilung entlang einer Potentialverteilungsstruktur 6 des lateralen Halbleiterbauelementes 2, der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß 1. Dazu ist das Diagramm der Potentialverteilung über der Struktur des Halbleiterbauelementes 2 angeordnet und zeigt, dass der Potentialverlauf stufenförmig vom Drain-Anschluss 41 zum Source-Anschluss 40 abnimmt, wobei die Potentialstufe US nicht größer ist, als die Durchbruchspannung bzw. maximale Sperrspannung UZ des pn-Übergangs. Demzufolge ist auch die auf der gesamten Länge der Potentialverteilungsstruktur 6 abfallende Spannung UD maximal als die Summe der Durchbruchspannungen bzw. maximalen Sperrspannungen UZ der pn-Übergänge des Diodenstapels 17. 2 shows a schematic diagram of the potential distribution along a potential distribution structure 6 the lateral semiconductor device 2 , the first embodiment of the invention according to 1 , For this purpose, the diagram of the potential distribution over the structure of the semiconductor device 2 arranged and shows that the potential profile stepwise from the drain terminal 41 to the source connection 40 decreases, wherein the potential level U S is not greater than the breakdown voltage or maximum reverse voltage U Z of the pn junction. Consequently, it is also on the entire length of the potential distribution structure 6 decreasing voltage U D maximum as the sum of the breakdown voltages or maximum reverse voltages U Z of the pn junctions of the diode stack 17 ,

3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein laterales Halbleiterbauelement 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dieses laterale Halbleiterbauelement 3 weist eine Driftstrecke 5 auf, auf deren Oberseite mehrere Leiterbahnen als Feldplatten 19 zu einem Feldplattenstapel 18 angeordnet sind. Die Feldplatten 22 bis 26 sind äquidistant zwischen der ersten Elektrode 8 und der zweiten Elektrode 9 auf der Driftstrecke 5 verteilt. Die Enden 27 bis 31 der Feldplatten 22 bis 26 ragen seitlich über den Bereich 32 der Driftstrecke 5 hinaus und sind mit einem Diodenstapel 20 verbunden. Die Enden des Diodenstapels 20 sind wiederum mit der ersten Elektrode 8 und gegenüberliegend mit der zweiten Elektrode 9 verbunden. Während zwischen der ersten Elektrode 8, die hier die Sourceelektrode ist, und der ersten Feldplatte 22 lediglich ein pn-Übergang angeordnet ist, liegen zwischen der Feldplatte 22 und der Feldplatte 23 zwei pn-Übergänge, und zwischen den Feldplatten 23 und 24 liegen drei pn-Übergänge. Somit ergibt sich aus der Potentialverteilung an den Feldplatten 22 bis 26 eine Feldverteilung, die in der Mitte der Diodenstrecke 5 eine Feldspitze aufweist, da die dreifache Potentialdifferenz zwischen den dortigen Feldplatten 23 und 24 bzw. 24 und 25 vorhanden ist, als in der Nähe der Sourceelektrode bzw. der Drain-Elektrode. Dieses verdeutlicht die nachfolgende 4. 3 shows a schematic plan view of a lateral semiconductor device 3 according to a second embodiment of the invention. This lateral semiconductor device 3 has a drift path 5 on top of which are several tracks as field plates 19 to a field plate stack 18 are arranged. The field plates 22 to 26 are equidistant between the first electrode 8th and the second electrode 9 on the drift track 5 distributed. The ends 27 to 31 the field plates 22 to 26 protrude laterally over the area 32 the drift path 5 out and are with a diode stack 20 connected. The ends of the diode stack 20 are in turn with the first electrode 8th and opposite to the second electrode 9 connected. While between the first electrode 8th , which is the source electrode here, and the first field plate 22 only a pn junction is located between the field plate 22 and the field plate 23 two pn junctions, and between the field plates 23 and 24 there are three pn junctions. This results from the potential distribution at the field plates 22 to 26 a field distribution in the middle of the diode path 5 has a field peak, since the triple potential difference between the field plates there 23 and 24 respectively. 24 and 25 is present, as in the vicinity of the source electrode or the drain electrode. This clarifies the following 4 ,

4 zeigt ein prinzipielles Diagramm der Potentialverteilung entlang einer Potentialverteilungsstruktur 6 des lateralen Halbleiterbauelementes 3 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3. Die Potentialstufung 33 in der Mitte der Struktur beträgt 3 × US gegenüber der Potentialstufung 1 × US an den Rändern der Driftstrecke 5. Somit wird die Avalanche-Möglichkeit auf die Mitte der Driftstrecke 5 gelegt, um damit den kritischen Bereich in der Nähe der beiden Elektroden 8 und 9 zu vermeiden. 4 shows a schematic diagram of the potential distribution along a potential distribution structure 6 the lateral semiconductor device 3 according to the second embodiment of the invention according to 3 , The potential grading 33 in the middle of the structure is 3 × U S compared to the potential grading 1 × U S at the edges of the drift path 5 , Thus, the avalanche option becomes the center of the drift path 5 placed to allow the critical area near the two electrodes 8th and 9 to avoid.

Eine weitere Möglichkeit eine lateral inhomogene Feldverteilung zu erzeugen, besteht darin, nicht äquidistante bzw. unterschiedlich breite Feldplatten zu verwenden. Diese können mit äquidistanten oder mit variierenden Potentialabgriffen kombiniert werden.A another possibility to generate a laterally inhomogeneous field distribution is to not equidistant or to use different width field plates. These can be equidistant or combined with varying potential taps.

5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein laterales Halbleiterbauelement 4 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 3 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied dieser dritten Ausführungsform der Erfindung zu der zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 liegt darin, dass nicht nur einseitig die Feldplattenenden 27 bis 31 über den Bereich 32 der Driftstrecke 5, sondern beidseitig hinausragen, so dass auf beiden Seiten ein entsprechender Diodenstapel 20 und 21 vorgesehen werden kann. 5 shows a schematic plan view of a lateral semiconductor device 4 according to a third embodiment of the invention. Components with the same functions as in 3 are denoted by like reference numerals and will not be discussed separately. The difference of this third embodiment of the invention to the second embodiment of the invention according to 3 is that not just one-sided the field plate ends 27 to 31 over the area 32 the drift path 5 but protrude on both sides, so that on both sides of a corresponding diode stack 20 and 21 can be provided.

Während bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Gefahr besteht, dass über die freien Enden der Feldplatten 22 bis 26 Störfelder eingestreut werden, wird dieses in der dritten Ausführungsform der Erfindung durch die Einführung eines zweiten Diodenstapels 21 dadurch überwunden, dass die in 4 noch freiliegenden Enden der Feldplatten 22 bis 26 mit dem zweiten Diodenstapel 21 verbunden werden.While in the second embodiment of the invention there is a risk that over the free ends of the field plates 22 to 26 Interference fields are interspersed, this is in the third embodiment of the invention by the introduction of a second diode stack 21 thereby overcome that in 4 still exposed ends of the field plates 22 to 26 with the second diode stack 21 get connected.

Dafür wird jedoch ein größerer Anteil von Halbleiterfläche erforderlich, da nun sowohl ein erster Diodenstapel 20 als auch ein zweiter Diodenstapel 21 erforderlich werden, um beide Enden der Feldplatten 22 bis 26 mit entsprechenden Potentialen der Diodenstapel 20 bzw. 21 zu verbinden. Entsprechend wird die erste Elektrode 8 über Source-Anschlüsse 40 mit den Diodenstapeln 20 und 21 verbunden und die zweite Elektrode 9 über Drain-Anschlüsse 41 mit den anderen Enden der Diodenstapel 20 und 21 kontaktiert.However, a larger proportion of semiconductor area is required because now both a first diode stack 20 as well as a second diode stack 21 be required to both ends of the field plates 22 to 26 with corresponding potentials of the diode stacks 20 respectively. 21 connect to. Accordingly, the first electrode becomes 8th via source connections 40 with the diode stacks 20 and 21 connected and the second electrode 9 via drain connections 41 with the other ends of the diode stack 20 and 21 contacted.

Claims (27)

Laterales Halbleiterbauelement mit Driftstrecke (5) und Potentialverteilungsstruktur (6), wobei sich die Driftstrecke (5) lateral in einem Halbleiterkörper (7) zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode (8, 9) erstreckt, ein Halbleitermaterial eines Leitungstyps (n) aufweist und auf einem isolierenden Substrat oder einem Halbleitersubstrat (10) mit komplementärem Leitungstyp (p) angeordnet ist, und wobei auf der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) oberhalb des Halbleiterkörpers (7) die Potentialverteilungsstruktur (6) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) angeordnet ist, wobei die Potentialverteilungsstruktur (6) das Potential zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) in Stufen aufteilt und den Feldverlauf in der darunter angeordneten Driftstrecke (5) entsprechend abstuft, wobei die Potentialverteilungsstruktur (6) einen Diodenstapel (17) aufweist, der sich zwischen erster und zweiter Elektrode (8, 9) auf der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) erstreckt.Lateral semiconductor device with drift path ( 5 ) and potential distribution structure ( 6 ), whereby the drift distance ( 5 ) laterally in a semiconductor body ( 7 ) between a first and a second electrode ( 8th . 9 ), a semiconductor material of a conductivity type (n) and on an insulating substrate or a semiconductor substrate ( 10 ) is arranged with complementary conductivity type (p), and wherein on the upper side ( 11 ) of the drift path ( 5 ) above the semiconductor body ( 7 ) the potential distribution structure ( 6 ) between the first and second electrodes ( 8th . 9 ), wherein the potential distribution structure ( 6 ) the potential between the first and the second electrode ( 8th . 9 ) divides in stages and the field profile in the underlying drift path ( 5 ), whereby the potential distribution structure ( 6 ) a diode stack ( 17 ) between the first and second electrodes ( 8th . 9 ) on the top ( 11 ) of the drift path ( 5 ). Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächennormalen (F) der pn-Übergänge und np-Übergänge des Diodenstapels (17) parallel zu der Driftstrecke (5) ausgerichtet sind.Semiconductor component according to Claim 1, characterized in that the surface normals (F) of the pn junctions and np junctions of the diode stack ( 17 ) parallel to the drift path ( 5 ) are aligned. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die np-Übergänge des Diodenstapels (17) mittels Metallleitungen (39) kurzgeschlossen sind.Semiconductor component according to Claim 2, characterized in that the np junctions of the diode stack ( 17 ) by means of metal lines ( 39 ) are shorted. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Diodenstapel (17, 20, 21) gestapelte pn-Übergänge von Zener-Dioden aufweist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the diode stack ( 17 . 20 . 21 ) has stacked pn junctions of zener diodes. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Diodenstapel auf Felddurchgriff ausgelegte pn-Übergänge aufweist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the diode stack on field penetration has designed pn junctions. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Durchbruchspannungen (UZ) der einzelnen Dioden größer ist, als die zulässige Betriebssperrspannung (UD) des Halbleiterbauelements (2).Semiconductor component according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the sum of the breakdown voltages (U Z ) of the individual diodes is greater than the permissible operating blocking voltage (U D ) of the semiconductor component ( 2 ). Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne Diodenstruktur des Diodenstapels (17) eine Weite w zwischen 0,1 μm ≤ w ≤ 20 μm aufweist oder zwischen 0,3 μm ≤ w ≤ 10 μm aufweist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a single diode structure of the diode stack ( 17 ) has a width w between 0.1 μm ≦ w ≦ 20 μm or between 0.3 μm ≦ w ≦ 10 μm. Laterales Halbleiterbauelement mit Driftstrecke (5) und Potentialverteilungsstruktur (6), wobei sich die Driftstrecke (5) lateral in einem Halbleiterkörper (7) zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode (8, 9) erstreckt, ein Halbleitermaterial eines Leitungstyps (n) aufweist und auf einem isolierenden Substrat oder einem Halbleitersubstrat (10) mit komplementärem Leitungstyp (p) angeordnet ist, und wobei auf der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) oberhalb des Halbleiterkörpers (7) die Potentialverteilungsstruktur (6) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) angeordnet ist, wobei die Potentialverteilungsstruktur (6) das Potential zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) in Stufen aufteilt und den Feldverlauf in der darunter angeordneten Driftstrecke (5) entsprechend abstuft, wobei die Potentialverteilungsstruktur (6) einen Feldplattenstapel (18) aufweist, der sich zwischen erster und zweiter Elektrode (8, 9) auf der Driftstrecke (5) erstreckt, wobei die Flächennormalen (F) der Feldplatten (19) parallel zu der Driftstrecke (5) ausgerichtet sind, wobei die Feldplatten (19) mindestens einseitig über den Bereich der Driftstrecke (5) hinausragen und mit einem dort angeordneten Diodenstapel (20) in Wirkverbindung stehen.Lateral semiconductor device with drift path ( 5 ) and potential distribution structure ( 6 ), whereby the drift distance ( 5 ) laterally in a semiconductor body ( 7 ) between a first and a second electrode ( 8th . 9 ), a semiconductor material of a conductivity type (n) and on an insulating substrate or a semiconductor substrate ( 10 ) is arranged with complementary conductivity type (p), and wherein on the upper side ( 11 ) of the drift path ( 5 ) above the semiconductor body ( 7 ) the potential distribution structure ( 6 ) between the first and second electrodes ( 8th . 9 ), wherein the potential distribution structure ( 6 ) the potential between the first and the second electrode ( 8th . 9 ) divides in stages and the field profile in the underlying drift path ( 5 ), whereby the potential distribution structure ( 6 ) a field plate stack ( 18 ) between the first and second electrodes ( 8th . 9 ) on the drift path ( 5 ), wherein the surface normals (F) of the field plates ( 19 ) parallel to the drift path ( 5 ), the field plates ( 19 ) at least one side over the area of the drift path ( 5 ) and with a diode stack ( 20 ) are in operative connection. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldplatten (19) beidseitig über den Bereich der Driftstrecke (5) hinausragen und mit dort angeordneten Diodenstapeln (20, 21) in Wirkverbindung stehen.Semiconductor component according to Claim 8, characterized in that the field plates ( 19 ) on both sides over the area of the drift path ( 5 ) protrude and arranged there with diode stacks ( 20 . 21 ) are in operative connection. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldplatten (22 bis 26) gleichmäßig beabstandet auf der Driftstrecke (5) angeordnet sind, und Enden (27 bis 31) der Feldplatten (22 bis 26), die über die Driftstrecke (5) hinausragen, an Elektroden (n, p) eines Diodenstapels (19) außerhalb des Bereichs (32) der Driftstrecke (5) angeschlossen sind, die unterschiedliche Potentialstufungen (33) aufweisen.Semiconductor component according to Claim 8 or 9, characterized in that the field plates ( 22 to 26 ) evenly spaced on the drift path ( 5 ) and ends ( 27 to 31 ) of the field plates ( 22 to 26 ), which over the drift distance ( 5 ) on electrodes (n, p) of a diode stack ( 19 ) outside the range ( 32 ) of the drift path ( 5 ) are connected, the different potential gradations ( 33 ) exhibit. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterseite (12) der Potentialverteilungs struktur (6) und der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) eine Isolationsschicht (13) angeordnet ist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 10, characterized in that between the underside ( 12 ) of the potential distribution structure ( 6 ) and the top ( 11 ) of the drift path ( 5 ) an insulation layer ( 13 ) is arranged. Halbleiterbauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (13) Siliziumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3) oder Titandioxid (TiO2) aufweist, oder aus einem Siliziumdioxid-Film und/oder einem Siliziumnitrid-(Si3N4)-Film besteht.Semiconductor component according to claim 11, characterized in that the insulating layer ( 13 ) Comprises silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or titanium dioxide (TiO 2 ), or consists of a silicon dioxide film and / or a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialstufungen (33) der Potentialverteilungsstruktur (6) der Dicke (d) der Driftstrecke (5) und ihrer Dotierstoffkonzentration angepasst sind.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the potential gradations ( 33 ) of the potential distribution structure ( 6 ) the thickness (d) of the drift path ( 5 ) and their dopant concentration are adjusted. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentialstufungen (33) der Potentialverteilungsstruktur (6) kleiner sind als die Durchbruchsfestigkeit der Isolationsschicht (13), die zwischen der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) und der Unterseite (12) der Potentialverteilungsstruktur (6) angeordnet ist.Semiconductor component according to one of Claims 11 to 13, characterized in that the potential gradations ( 33 ) of the potential distribution structure ( 6 ) are smaller than the breakdown strength of the insulating layer ( 13 ) between the top ( 11 ) of the drift path ( 5 ) and the underside ( 12 ) of the potential distribution structure ( 6 ) is arranged. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Diodenstapel (17, 20, 21) Halbleitermaterialien eines gleichen (n) und eines komplementären (p) Leitungstyps zum Leitungstyp (n) der Driftstrecke (5) aufweist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the diode stack ( 17 . 20 . 21 ) Semiconductor materials of a same (n) and a complementary (p) conductivity type to the conductivity type (s) of the drift path ( 5 ) having. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Driftstrecke (5) eine Dotierstoffkonzentration n zwischen 2 × 1015 cm–3 ≤ n ≤ 1018 cm–3 oder 1 × 1016 cm–3 ≤ n ≤ 2 × 1017 cm–3 aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the drift path ( 5 ) has a dopant concentration n between 2 × 10 15 cm -3 ≦ n ≦ 10 18 cm -3 or 1 × 10 16 cm -3 ≦ n ≦ 2 × 10 17 cm -3 . Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (1, 2, 3 oder 4) ein lateraler MOSFET oder ein lateraler JFET oder ein lateraler IGFET oder eine PIN-Diode oder eine Schottky-Diode ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component ( 1 . 2 . 3 or 4 ) is a lateral MOSFET or a lateral JFET or a lateral IGFET or a PIN diode or a Schottky diode. Verwendung des Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Abgreifen von unterschiedlichen Potentialen für eine Überwachungs- und/oder Regelungsfunktion.Use of the semiconductor device according to a the claims 1 to 17 to capture different potentials for a monitoring and / or regulatory function. Verfahren zur Herstellung eines lateralen Halbleiterbauelements mit Driftstrecke (5) und Potentialverteilungsstruktur (6), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Aufbringen von lateralen Halbleiterbauelementstrukturen mit einer Driftstrecke (5) eines Leitungstyps (n) zwischen einer ersten und einer zweiten Position für geplante erste und zweite Elektroden (8, 9) auf ein komplementär zur Driftstrecke (5) dotiertes monokristallines Halbleitersubstrat (10); – Aufbringen einer Isolationsschicht (13) mindestens auf die Driftstrecke (5); – Aufbringen einer Potentialverteilungsstruktur (6) auf die Isolationsschicht (13), wobei zur Herstellung der Potentialverteilungsstruktur (6) auf der Driftstrecke (5) ein Diodenstapel (17) hergestellt wird, – Aufbringen einer Verdrahtungsstruktur mit einer ersten und einer zweiten Elektrode (8, 9), wobei ein Ende der Driftstrecke (5) und ein Ende der Potentialverteilungsstruktur (6) mit der ersten Elektrode (8) verbunden wird, und ein lateral gegenüberliegendes Ende der Driftstrecke (5) und der Potentialverteilungsstruktur (6) mit der zweiten Elektrode (9) verbunden wird.Method for producing a lateral semiconductor device with drift path ( 5 ) and potential distribution structure ( 6 ), the method comprising the following method steps: application of lateral semiconductor component structures with a drift path ( 5 ) of a conductivity type (s) between a first and a second position for planned first and second electrodes ( 8th . 9 ) on a complementary to the drift path ( 5 ) doped monocrystalline semiconductor substrate ( 10 ); - Applying an insulation layer ( 13 ) at least on the drift path ( 5 ); Application of a potential distribution structure ( 6 ) on the insulation layer ( 13 ), wherein for the production of the potential distribution structure ( 6 ) on the drift path ( 5 ) a diode stack ( 17 ), - applying a wiring structure having a first and a second electrode ( 8th . 9 ), one end of the drift path ( 5 ) and one end of the potential distribution structure ( 6 ) with the first electrode ( 8th ) and a laterally opposite end of the drift path (FIG. 5 ) and the potential distribution structure ( 6 ) with the second electrode ( 9 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Diodenstapel (17) dadurch hergestellt wird, dass zunächst eine homogen dotierte halbleitende Schicht eines ersten Leitungstyps aufgebracht wird und diese Schicht selektiv und streifenförmig mit einem Dotierstoff eines komplementären Leitungstyps dotiert wird, wobei pn-Übergänge als Diodenstapel gebildet werden.Method according to claim 19, characterized in that the diode stack ( 17 ) is prepared by first applying a homogeneously doped semiconducting layer of a first conductivity type and selectively and streaking this layer with a dopant of a complementary conductivity type, wherein pn junctions are formed as diode stacks. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die homogen dotierte Schicht mittels Abscheidung aus der Gasphase als Siliziumschicht aufgebracht wird.Method according to claim 20, characterized in that that the homogeneously doped layer by means of deposition from the gas phase is applied as a silicon layer. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die homogen dotierte Schicht des ersten Leitungstyps streifenförmig abgedeckt wird und mittels Ionenimplantation und/oder Diffusion mit komplementärem Dotierstoffmaterial in den nichtabgedeckten Streifenbereichen dotiert wird.Method according to claim 20, characterized in that that the homogeneously doped layer of the first conductivity type is covered in strips and by ion implantation and / or diffusion with complementary dopant material is doped in the uncovered strip areas. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Diodenstapel (17) dadurch hergestellt wird, dass im Bereich über der Driftstrecke (5) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) aufgebracht wird, indem zunächst eine halbleitende Schicht eines ersten Leitungstyps (n) abgeschieden wird, die anschließend zu Platten mittels anisotroper Ätzung strukturiert wird, und danach ein halbleitendes Material eines zum ersten Leitungstyp (p) komplementären Leitungstyps in den Plattenzwischenräumen unter Bildung von vertikalen pn-Übergängen abgeschieden wird.Method according to claim 19, characterized in that the diode stack ( 17 ) is produced in that in the area above the drift path ( 5 ) between the first and second electrodes ( 8th . 9 ) is deposited by first depositing a semiconducting layer of a first conductivity type (n), which is subsequently patterned into plates by anisotropic etching, and thereafter a semiconductive material of a conductivity type complementary to the first conductivity type (p) in the plate interspaces to form vertical pn Transitions is deposited. Verfahren zur Herstellung eines lateralen Halbleiterbauelements mit Driftstrecke (5) und Potentialverteilungsstruktur (6), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Aufbringen von lateralen Halbleiterbauelementstrukturen mit einer Driftstrecke (5) eines Leitungstyps (n) zwischen einer ersten und einer zweiten Position für geplante erste und zweite Elektroden (8, 9) auf ein komplementär zur Driftstrecke (5) dotiertes monokristallines Halbleitersubstrat (10); – Aufbringen einer Isolationsschicht (13) mindestens auf die Driftstrecke (5); – Aufbringen einer Potentialverteilungsstruktur (6) auf die Isolationsschicht (13), wobei für die Potentialverteilungsstruktur (6) ein Feldplattenstapel (18) im Bereich über der Driftstrecke (5) und mindestens ein Diodenstapel (20) außerhalb des Bereichs der Driftstrecke (5) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (8, 9) aufgebracht wird, indem zunächst außerhalb des Bereichs eine Driftstrecke (5) eine halbleitende Schicht eines ersten Leitungstyps mit homogener Dotierung abgeschieden wird, die anschließend selektiv und streifenförmig mit einem komplementären Leitungstyps dotiert wird, so dass pn-Übergänge in Form eines Diodenstapels entstehen, danach wird über dem Bereich der Driftstrecke (5) eine elektrisch leitende Schicht abgeschieden, die anschließend zu Feldplatten (22 bis 26) mittels anisotroper Ätzung strukturiert wird, und abschließend ein isolierendes Material auf und zwischen den Feldplatten (22 bis 26) abgeschieden, das anschließend zu Platten mittels anisotroper Ätzung strukturiert wird; – Aufbringen einer Verdrahtungsstruktur mit einer ersten und einer zweiten Elektrode (8, 9), wobei ein Ende der Driftstrecke (5) und ein Ende der Potentialverteilungsstruktur (6) mit der ersten Elektrode (8) verbunden wird, und ein lateral gegenüberliegendes Ende der Driftstrecke (5) und der Potentialverteilungsstruktur (6) mit der zweiten Elektrode (9) verbunden wird.Method for producing a lateral semiconductor device with drift path ( 5 ) and potential distribution structure ( 6 ), wherein the method comprises the following method steps: application of lateral semiconductor component structures with a drift path ( 5 ) of a conductivity type (s) between a first and a second position for planned first and second electrodes ( 8th . 9 ) on a complementary to the drift path ( 5 ) doped monocrystalline semiconductor substrate ( 10 ); - Applying an insulation layer ( 13 ) at least on the drift path ( 5 ); Application of a potential distribution structure ( 6 ) on the insulation layer ( 13 ), wherein for the potential distribution structure ( 6 ) a field plate stack ( 18 ) in the area above the drift path ( 5 ) and at least one diode stack ( 20 ) outside the range of the drift path ( 5 ) between the first and second electrodes ( 8th . 9 ) is applied by first of all outside the range a drift path ( 5 ) is deposited a semiconducting layer of a first conductivity type with homogeneous doping, which is then selectively and strip-doped with a complementary conductivity type, so that pn junctions in the form of a diode stack arise, then is over the range of the drift path ( 5 ) deposited an electrically conductive layer, which then to field plates ( 22 to 26 ) is patterned by anisotropic etching, and finally an insulating material on and between the field plates ( 22 to 26 ), which is then patterned into plates by anisotropic etching; Applying a wiring structure having a first and a second electrode ( 8th . 9 ), one end of the drift path ( 5 ) and one end of the potential distribution structure ( 6 ) with the first electrode ( 8th ) and a laterally opposite end of the drift path (FIG. 5 ) and the potential distribution structure ( 6 ) with the second electrode ( 9 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines Feldplattenstapels auf der Driftstrecke eine Metallschicht abgeschieden wird.Method according to Claim 24, characterized that for producing a field plate stack on the drift path a metal layer is deposited. Verfahren nach Anspruch 24 oder nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen einer Potentialverteilungsstruktur die Feldplatten und die Verdrahtungsstruktur gleichzeitig in einem Prozess und aus demselben Material hergestellt werden.A method according to claim 24 or claim 25, characterized in that in producing a potential distribution structure the field plates and the wiring structure simultaneously in one Process and made of the same material. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen eines Diodenstapels (20) für den Feldplattenstapel (18) außerhalb des Bereichs der Driftstrecke (5) ein lateraler Diodenstapel (20) in den Halbleiterkörper (7) eingebracht wird, und eine Verdrahtungsstruktur abgeschieden wird, welche Elektroden einzelner Abschnitte des Diodenstapels (20) mit den Feldplatten (22 bis 26) auf der Oberseite (11) der Driftstrecke (5) verbindet.Method according to one of claims 24 to 26, characterized in that for producing a diode stack ( 20 ) for the field plate stack ( 18 ) outside the range of the drift path ( 5 ) a lateral diode stack ( 20 ) in the semiconductor body ( 7 ) is deposited, and a wiring structure is deposited, which electrodes of individual portions of the diode stack ( 20 ) with the field plates ( 22 to 26 ) on the top ( 11 ) of the drift path ( 5 ) connects.
DE200510039804 2005-08-22 2005-08-22 Lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, use of the semiconductor device and method for producing the same Expired - Fee Related DE102005039804B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510039804 DE102005039804B4 (en) 2005-08-22 2005-08-22 Lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, use of the semiconductor device and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510039804 DE102005039804B4 (en) 2005-08-22 2005-08-22 Lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, use of the semiconductor device and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005039804A1 DE102005039804A1 (en) 2007-03-15
DE102005039804B4 true DE102005039804B4 (en) 2009-07-09

Family

ID=37762819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510039804 Expired - Fee Related DE102005039804B4 (en) 2005-08-22 2005-08-22 Lateral semiconductor device with drift path and potential distribution structure, use of the semiconductor device and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005039804B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITVI20110246A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-15 St Microelectronics Srl HIGH VOLTAGE TRANSISTOR

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4614959A (en) * 1979-12-10 1986-09-30 Sharp Kabushiki Kaisha Improved high voltage MOS transistor with field plate layers for preventing reverse field plate effect
DE19958151A1 (en) * 1999-12-03 2001-06-13 Infineon Technologies Ag Lateral high voltage semiconductor element used as a DMOS transistor has semiconductor regions on a semiconductor layer of a semiconductor substrate
US6307232B1 (en) * 1997-06-06 2001-10-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device having lateral high breakdown voltage element
EP1170803A2 (en) * 2000-06-08 2002-01-09 Siliconix Incorporated Trench gate MOSFET and method of making the same
DE10137343C1 (en) * 2001-07-31 2002-09-12 Infineon Technologies Ag Semiconductor structure used as lateral diffused metal oxide semiconductor transistor comprises substrate with source and drain regions, channel region between source and drain regions, and field plate over transition between drain sections
US6717230B2 (en) * 2001-10-17 2004-04-06 Fairchild Semiconductor Corporation Lateral device with improved conductivity and blocking control
US6717214B2 (en) * 2002-05-21 2004-04-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. SOI-LDMOS device with integral voltage sense electrodes
US6750506B2 (en) * 1999-12-17 2004-06-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-voltage semiconductor device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4614959A (en) * 1979-12-10 1986-09-30 Sharp Kabushiki Kaisha Improved high voltage MOS transistor with field plate layers for preventing reverse field plate effect
US6307232B1 (en) * 1997-06-06 2001-10-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device having lateral high breakdown voltage element
DE19958151A1 (en) * 1999-12-03 2001-06-13 Infineon Technologies Ag Lateral high voltage semiconductor element used as a DMOS transistor has semiconductor regions on a semiconductor layer of a semiconductor substrate
US6750506B2 (en) * 1999-12-17 2004-06-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-voltage semiconductor device
EP1170803A2 (en) * 2000-06-08 2002-01-09 Siliconix Incorporated Trench gate MOSFET and method of making the same
DE10137343C1 (en) * 2001-07-31 2002-09-12 Infineon Technologies Ag Semiconductor structure used as lateral diffused metal oxide semiconductor transistor comprises substrate with source and drain regions, channel region between source and drain regions, and field plate over transition between drain sections
US6717230B2 (en) * 2001-10-17 2004-04-06 Fairchild Semiconductor Corporation Lateral device with improved conductivity and blocking control
US6717214B2 (en) * 2002-05-21 2004-04-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. SOI-LDMOS device with integral voltage sense electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005039804A1 (en) 2007-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19811297B4 (en) High breakdown voltage MOS semiconductor device
DE19539541B4 (en) Lateral trench MISFET and process for its preparation
DE102008000660B4 (en) The silicon carbide semiconductor device
DE60132158T2 (en) HIGH VOLTAGE SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A FIELD PLATE STRUCTURE
DE10041344B4 (en) SJ semiconductor device
DE19848828C2 (en) Semiconductor device with low forward voltage and high blocking capability
DE3816002C2 (en)
EP0868750B1 (en) Current-limiting semiconductor arrangement
DE102013114842B4 (en) Semiconductor device and method of manufacturing a semiconductor device
DE4405682C2 (en) Structure of a semiconductor device
DE102004007197B4 (en) High-pass semiconductor device with low forward voltage
DE2706623C2 (en)
DE102010042971B4 (en) Transistor device with a field electrode
DE102011081589B4 (en) DEPLETION TRANSISTOR AND INTEGRATED CIRCUIT WITH DEPLETION TRANSISTOR
DE112014000679T5 (en) Insulating layer silicon carbide semiconductor device and process for its production
DE102005052731A1 (en) Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing the same
DE4037876A1 (en) LATERAL DMOS FET DEVICE WITH REDUCED OPERATING RESISTANCE
DE19704995A1 (en) Integrated high-voltage power circuit
DE112016007257B4 (en) silicon carbide semiconductor device
DE10229146A1 (en) Lateral superjunction semiconductor device
DE10012610C2 (en) Vertical high-voltage semiconductor component
DE10309400B4 (en) Semiconductor device with increased dielectric strength and / or reduced on-resistance
DE102005048447B4 (en) Semiconductor power device with charge compensation structure and method of making the same
DE102018118875A1 (en) Semiconductor device and method for its production
DE102020116653A1 (en) SILICON CARBIDE SEMICONDUCTOR COMPONENT

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee