DE102008045488A1 - Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement (1) und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Dazu weist das Halbleiterbauelement (1) eine erste Elektrode (7) und eine zweite Elektrode (8), die auf Oberflächen eines Halbleiterkörpers (10) angeordnet sind, sowie eine isolierte Gateelektrode (9) auf. Der Halbleiterkörper (10) weist in einer Zwischenoxidschicht (12) einen Kontaktlochgraben (40) für die erste Elektrode (7) auf. In Randbereichen (13) der Sourceanschlusszone (11) sind hochdotierte Zonen (14) eines ersten Leitungstyps angeordnet. Unterhalb der hochdotierten Zonen (14) des ersten Leitungstyps sind hochdotierte Bereiche (15) einer Bodyzone (16) mit komplementärem Leitungstyp angeordnet. In einem Mittenbereich (17) der Sourceanschlusszone (11) weist die Bodyzone (16) eine netto Ladungsträgerkonzentration mit komplementärem Leitungstyp auf, die geringer ist als die Ladungsträgerkonzentration in den Randbereichen (13) der Sourceanschlusszone (11).
Description
- Erfindungshintergrund
- Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Dazu weist das Halbleiterbauelement eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf Oberflächen eines Halbleiterkörpers angeordnet sind, sowie eine isolierte Gateelektrode auf. Der Halbleiterkörper weist in einer Zwischenoxidschicht einen Kontaktlochgraben für die erste Elektrode auf. In Randbereichen des Kontaktlochgrabens sind hochdotierte Zonen eines ersten Leitungstyps angeordnet.
- Hintergrund der Erfindung
- Hochdotierte Zonen eines komplementären Leitungstyps in der Sourceanschlusszone wirken mit einem hochdotierten Emitter eines ersten Leitungstyps einer monolithisch integrierten Freilaufdiode zusammen. Die Dotierstoffkonzentration dieser hochdotierten Zonen ist um mehr als eine Zehnerpotenz höher als die Dotierstoffkonzentration in einer Bodyzone. Dabei sind diese hochdotierten Zonen im oberen Bereich der Bodyzone eines bipolaren IGBTs (insulated gate bipolar transistor) oder eines unipolaren MOSFETs angeordnet. Diese hochdotierten Zonen bestimmen im rückwärtsleitenden Betrieb des Halbleiterbauelements die Wirkung des Anodenemitters der integrierten Freilaufdiode und führen zu einer niedrigen Durchlassspannung VF verbunden mit einer hohen Speicherladung im Halbleiterbauelement.
- In hart schaltenden Anwendungen ist ein solches Halbleiterbauelement mit monolithisch integrierter Freilaufdiode gegenüber einer Einzeldiodenlösung, bei der eine Freilaufdiode zugeschaltet wird, nicht vorteilhaft, da Rückstromspitze, Dioden-Abschaltenergie und bei IGBT-Bauteilen die IGBT-Einschaltenergie bei einer monolithisch integrierten Freilaufdiode zu hoch sind. Das bedeutet der Emitterwirkungsgrad des komplementären Leitungstyps der monolithisch integrierten Freilaufdiode ist demnach so hoch, dass es zu einer Ladungsträgerüberschwemmung in der Driftzone kommt und somit das Schaltvermögen des Bauteils vermindert ist.
- Zur Absenkung der Ladungsträgerüberschwemmung können lokale oder auch homogene Ladungsträgerlebensdauerabsenkungen vorgenommen werden, indem beispielsweise eine Halbleiterscheibe nach der Fertigstellung Elektronen oder Protonen bestrahlt wird oder durch schnelle Gold- oder Platindiffusion die Ladungsträgerlebensdauer im Halbleiterbauelement herabgesetzt wird. Eine derartige Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer hat jedoch den Nachteil, dass nicht nur die Durchlassspannung VF, sondern auch die Sättigungsdurchlassspannung VCEsat zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ansteigt. Mit erhöhter Durchlassspannung oder Sättigungsspannung erhöht sich auch die Verlustwärme durch Aufheizung des Halbleiterbauelements im Durchlassfall und vermindert somit auch den Wirkungsgrad des gesamten Halbleiterbauelements. Der durch die Außenkanten der hochdotierten Zonen eines ersten Leitungstyps begrenzte Bereich wird auch Sourceanschlusszone genannt, da er sich aus der hochdotierten Zone und einer Kontaktzone der ersten (Source) Elektrode mit der Bodyzone zusammen setzt.
- Zusammenfassung der Erfindung
- In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Halbleiterbauelement geschaffen, das eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist, die auf Oberflächen eines Halbleiterkörpers angeordnet sind. Ferner weist das Halbleiterbauelement eine isolierte Gateelektrode auf. Für die erste Elektrode ist außerdem ein Kontaktloch auf dem Halbleiterkörper in einer Zwischenoxidschicht und ein Kontaktlochgraben in dem Halbleiterkörper für die erste Elektrode vorgesehen. Der Halbleiterkörper weist Sourceanschlusszonen für die erste Elektrode auf, die sich bis zu einem Kanalbereich einer Bodyzone erstrecken. In Mittenbereichen der Sourceanschlusszonen weist der Halbleiterkörper eine netto Dotierstoffkonzentration der Bodyzone auf, die geringer ist als die Dotierstoffkonzentration in Randbereichen der Sourceanschlusszonen.
- Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
- Kurze Beschreibung der Figuren
-
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform der Erfindung verdeutlicht; -
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
4 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise der weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß3 zeigt; -
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
6 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung verdeutlicht; -
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zellenbereich der Ausführungsform der Erfindung gemäß3 ; -
14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zellenbereich gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich eines Halbleiterbauelements1 einer Ausführungsform der Erfindung. In dieser ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine erste Elektrode7 durch eine Metallisierungsschicht auf der Oberseite26 eines Halbleiterkörpers10 gebildet. Dabei ist die erste Elektrode7 durch eine Zwischenoxidschicht12 von einer ebenfalls auf der Oberseite26 des Halbleiterkörpers10 angeordneten isolierten Gateelektrode9 elektrisch isoliert. Eine zweite Elektrode8 ist auf der Rückseite24 des Halbleiterkörpers10 angeordnet. - Dabei weist der Halbleiterkörper
10 in seinem Rückseitenbereich einen hochdotierten Anschlussbereich22 auf, der in dieser Ausführungsform der Erfindung, die am Beispiel eines IGBT(insulated gate bipolar transistor)-Halbleiterbauelements erläutert wird, eine hochdotierte komplementär leitende Kollektorzone29 ist. Diese Kollektorzone29 des komplementären Leitungstyps wird teilweise unterbrochen durch eine hochdotierte Emitterzone30 eines ersten Leitungstyps. Während die hochdotierte Kollektorzone29 sich lateral über das gesamte Zellenfeld des in1 gezeigten IGBTs erstrecken kann, ist für die hochdotierte Emitterzone30 des ersten Leitungstyps eine geringere flächige Erstreckung vorgesehen, da die Emitterzone30 lediglich den Kathodenbereich einer monolithisch integrierten Freilaufdiode darstellt. Ferner ist vertikal zwischen dem hochdotierten Anschlussbereich22 und der Driftzone18 eine Feldstopzone vorgesehen, die den gleichen Leitungstyp, wie die Driftzone18 aufweist, jedoch höher als die Driftzone18 dotiert ist, um die Ausbreitung der Raumladungszone noch vor dem hochdotierten Anschlussbereich22 im Sperrfall zu stoppen. - Die Halbleiterstruktur auf der Oberseite
26 des Halbleiterkörpers10 ist hingegen komplexer strukturiert als der Rückseitenbereich24 des Halbleiterkörpers10 . Eine aktive Zellenstruktur34 ist in einem oberflächenahen Bereich des Halbleiterkörpers10 von einem Randbereich35 mindestens teilweise umgeben. - Zwischen der Rückseitenstruktur und der Oberseitenstruktur des Halbleiterkörpers
10 ist eine Driftzone18 angeordnet. Die Driftzone18 ist schwach bis mittelhoch dotiert und weist wie die hochdotierte Kollektorzone30 den ersten Ladungsträgertyp auf. Im Randbereich35 ist eine komplementär dotierte Abschirmzone28 in dem oberflächennahen Bereich des Halbleiterkörpers10 angeordnet, die sich auch noch unterhalb der isolierten Gateelektrode9 erstrecken kann. - Im aktiven Bereich weist das Halbleiterbauelement mehrere Zellen auf, von denen in
1 nur ein Teilbereich zu sehen ist. Die erste Elektrode7 kontaktiert in den Zellen über einen Kontaktlochgraben40 eine niedrig dotierte Bodyzone16 . - Der laterale Bereich zwischen Kanalbereich
37 und Kontaktlochgraben40 wird dabei seitlich kontaktiert. In diesem Bereich39 sind hochdotierte Zonen14 des ersten Leitungstyps vorgesehene, die sich bis zu einem Kanalbereich37 erstrecken und als Sourcezonen27 dienen. - Darüber hinaus sind in den Randbereichen
13 hochdotierte Bereiche15 mit komplementärem Leitungstyp außerhalb des Kanalbereichs37 einer Bodyzone16 unterhalb der hochdotierten Zonen14 des ersten Leitungstyps vorgesehen. Im Mittenbereich17 des Kontaktlochgrabens40 , ist ein Bereich der Bodyzone16 angeordnet, wobei die netto Dotierstoffkonzentration der Bodyzone16 geringer ist als die Dotierstoffkonzentration in den hochdotierten Bereichen15 in den Randbereichen13 des Kontaktlochgrabens40 . Somit bilden der Mittenbereich17 und der Kanalbereich37 zusammen eine schwach dotierte Bodyzone16 , die lediglich in den Randbereichen des Kontaktlochgrabens40 die hochdotierten Bereiche15 aufweist, die vollständig ausreichen, um eine „latch-up"-Gefahr für das Halbleiterbauelement1 zu vermindern. - Außerdem bilden die hochdotierten Bereiche
15 und die gering dotierten Bereiche16 des komplementären Leitungstyps in Zusammenwirken mit der hochdotierten Kollektorzone30 des ersten Leitungstyps im Rückseitenbereich des Halbleiterkörpers10 eine monolithisch integrierte Freilaufdiode für diesen IGBT. - In dieser Ausführungsform der Erfindung weist das Halbleiterbauelement
1 eine isolierte Gateelektrode9 in einer Grabenstruktur20 auf. Diese Gateelektrode9 wird über eine Gateelektrodenzuleitung38 , die in der Zwischenoxidschicht12 angeordnet ist, in den unterschiedlichen Schaltzuständen des IGBTs mit unterschiedlichen Potentialen versorgt. Dabei ist die Gateelektrodenzuleitung38 horizontal und die Gateelektrode9 vertikal angeordnet. Die Gateelektrode9 erstreckt sich von der hochdotierten Zone14 des ersten Leitungstyps über den Kanalbereich37 der geringer dotierten Bodyzone16 mit komplementärem Leitungstyp bis zu der Driftzone18 des ersten Leitungstyps. Von diesen drei Zonen14 ,16 und18 ist die vertikale Gateelektrode9 durch ein Gateoxid19 isoliert. - Anstelle der hier gezeigten vertikalen Gatestruktur ist es auch möglich, den IGBT durch eine sich lateral erstreckende Gateelektrode wie sie mit den
7 bis12 gezeigt wird zu steuern. Da üblicherweise die Bodyzone16 zunächst hergestellt wird und anschließend eine hochdotierte Zone gleichen Leitungstyps zur Verminderung der „latch-up"-Gefahr in die Bodyzone16 eingebracht wird, werden für diese Ausführungsform der Erfindung unterschiedliche Maskensätze vorgesehen, um unterschiedliche Dotierstoffkonzentrationen der Bodyzone16 , und damit unterschiedliche Dotierstoffkonzentrationen, zwischen den Randbereichen13 und dem Mittenbereich17 zu erreichen. - Für ein Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente
1 , der in1 gezeigten Ausführungsform, werden nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt. Zunächst wird ein Halbleiterwafer aus einem monokristallinen Halbleiterkörper10 mit Halbleiterbauelementstrukturen in Halbleiterchippositionen, die IGBTs aufweisen sollen, strukturiert. Dazu werden zum Einbringen unterschiedlicher Ladungsträgerkonzentrationen in eine Bodyzone16 , die mit einer Emitterelektrode7 kontaktiert werden soll, nachfolgende weitere Verfahrensschritte durchgeführt. - Zunächst wird eine Bodyzone
16 mit komplementärem Leitungstyp selbstjustiert zur Grabenstruktur20 in den Halbleiterkörper10 eingebracht. Ebenfalls wird selbstjustiert die Implantation der Sourcezone27 in die gesamte Bodyzone oberflächennah implantiert. - Danach wird durch eine zusätzliche Fototechnik eine höhere Dotierkonzentration des komplementären Leitungstyps, lateral beschränkt auf den Randbereich
13 , eingebracht. Der Mittenbereich17 der Bodyzone16 weist daher eine in vertikaler Richtung integrierte, geringere Dotierstoffdosis auf als der Randbereich13 . Ein Zwischenoxid12 wird aufgebracht und ein Kontaktlochgraben40 wird in der Zwischenoxidschicht12 freigelegt. Die Source-Zone27 wird dabei lateral auf den Bereich39 neben dem Kontaktlochgraben40 begrenzt, vertikal erstreckt sich der Kontaktlochgraben40 in seiner Tiefe bis zur Bodyzone16 . - Um die erste Elektrode
7 anzuschließen muss nun lediglich die verbliebene Zwischenoxidschicht12 und der Kontaktlochgraben40 mit einer Metallstruktur versehen werden. Dabei kann im Zellenbereich der Kontaktlochgraben40 unterschiedliche Formen aufweisen, von kreisförmigen Kontaktanschlüssen über viereckige oder polygonale sowie streifenförmige Zellen36 im Wechsel mit entsprechenden isolierten Gateelektroden9 . - In weiteren Verfahrensschritten werden schließlich strukturierte Isolationsschichten und leitende Schichten im Wechsel aufgebracht, um erste Elektroden
7 , welche die Kontaktlochgräben40 zur Bodyzone16 hin auffüllen, und zweite Elektroden8 , welche vorzugsweise die Rückseite24 des Halbleiterwafers bedecken, und isolierte Gateelektroden9 anzubringen. Danach kann der Halbleiterwafer zu Halbleiterchips aufge trennt und zu Halbleiterbauelementen weiter verarbeitet werden. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterbauelementen aus einem Halbleiterwafer sind weitestgehend bekannt und umfassen die Verfahrensschritte der Herstellung eines Halbleiterwafers mit mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente, anschließend das Auftrennen des Halbleiterwafers in Halbleiterchips und schließlich das Aufbringen der Halbleiterchips auf einen Bauelementträger mit mehreren Außenkontakten und mehreren Halbleiterbauteilpositionen.
- Danach werden die Elektroden
7 ,8 und9 der Halbleiterchips mit entsprechenden Kontaktanschlussflächen, die mit Außenkontakten des Halbleiterbauelements1 elektrisch in Verbindung sehen, verbunden. Abschließend wird noch ein Halbleiterbauelementgehäuse unter Einschließen der einzelnen Halbleiterchips und der Verbindungselemente aufgebracht und dann wird der Schaltungsträger in einzelne Halbleiterbauelemente mit in diesem Fall IGBT-Bauelementen mit monolitisch integrierter Freilaufdiode aufgetrennt. -
2 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform der Erfindung verdeutlicht. Dazu ist auf der Ordinate die Ladungsträgerkonzentration in cm–3 für Elektronen bzw. Löcher angegeben. Auf der Abszisse ist die Eindringtiefe z in μm gezeigt, mit z = 0 im Bereich der Oberseite26 des Halbleiterkörpers10 , wie es1 zeigt, z1 am pn-Übergang zwischen Bodyzone16 und Driftzone18 , z2 am Übergang zwischen Driftzone18 und hochdotiertem Anschlussbereich22 und schließlich am Punkt z3 der Rückseite24 des Halbleiterkörpers10 , wie es1 darstellt. - Das Diagramm A zeigt vergleichsweise den Verlauf den Ladungsträgerkonzentration eines konventionellen Halbleiterbauelements mit hochdotiertem Emitter in Kontakt mit der ersten Elektrode
7 gemäß1 . Die Ladungsträgerüberschwemmung ist bei z1 extrem hoch und klingt linear in Richtung auf z2 ab. Dabei sind homogene Ladungsträgerlebensdauerbegrenzungen durch Rekombinationszentren in der Driftzone nicht vorgesehen. Dieser Verlauf stellt sich im Diodenbetrieb bzw. im inversen Betrieb des IGBT mit monolithisch integrierter Freilaufdiode ein. Der hochdotierte komplementäre Bereich15 , wie ihn1 nicht zeigt, bedeckt dabei auch den Mittenbereich17 der Bodyzone16 . - Die extrem hohe Ladungsträgerüberschwemmung im Punkt z1 wird durch den komplementär und hochdotierten Bereich, der vollständig von der Bodyzone
16 umgeben ist, im Diodenzustand im Emitter angesammelt und klingt linear mit der Eindringtiefe bis zu der hochdotierten Kollektorzone30 des ersten Ladungstyps an der Rückseite24 des Halbleiterkörpers10 im Punkt z2 ab. - Die Kurve B zeigt die Wirkung der Erfindung und damit die Verbesserung, die durch die Erfindung erreicht wird. Dazu ist der Mittenbereich
17 wie in1 gezeigt, frei von einem hochdotierten Bereich des komplementären Leitungstyps und die erste Elektrode7 kontaktiert direkt die schwächer dotierte Bodyzone16 im Mittenbereich17 . Die Ladungsträgerüberschwemmung in Oberseitennähe ist deutlich herabgesetzt zumal der Mittenbereich17 der Bodyzone16 nun nicht mehr eine hohe Dotierstoffkonzentration aufweist. Der verminderte Ladungsträgerüberschuss steigt geringfügig in Richtung auf z2 linear an. - Durch die Absenkung der Ladungsträgerüberschwemmung im Emitterbereich wird somit ein verminderter Emitterwirkungsgrad erreicht und der Rückflussstrcm verkleinert. Die Ladungsträgerüberschwemmung beim Übergang von dem Durchlassfall in den Sperrfall kann folglich schneller abgebaut werden und ist bis zum Wiedereinschalten des IGBTs nicht mehr vorhanden.
- Vergleichsweise wird noch mit der Kurve D der Verlauf der Ladungsträgerkonzentration einer zugeschalteten Freilaufdiode dargestellt, die eine homogene Ladungsträgerlebensdauereinstellung bzw. Ladungsträgerlebensdauerabsenkung in der Driftzone
18 aufweist. Dabei ist es möglich, die Kurve B mit der Kurve D zu überlagern, wenn neben der niedrigen Dotierung des Mittenbereichs17 der Bodyzone16 gemäß1 gleichzeitig auch eine homogene und/oder eine lokale Lebensdauerabsenkung bei dem Halbleiterbauelement1 , das in1 gezeigt wird, in der Driftzone18 vorgenommen wird. - Im Fall der Kurve B wird folglich die Maskierung bei der Implantation der hochdotierten Gebiete
15 für das Halbleiterbauelement so verändert, dass im Zentrum der Bodyzone16 keine Implantation erfolgt und sich somit die Wirkungsweise, wie sie die Kurve B schematisch darstellt, einstellt. Diese Kurven wurden mit Hilfe einer Prozess- und Bauteilsimulation erstellt. -
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement2 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. In dieser Ausführungsform der Erfindung wurde die Gatestruktur beibehalten und auch die Struktur der Rückseite unverändert gelassen. Dabei kann der in3 gezeigte hochdotierte Anschlussbereich22 auf der Rückseite24 des Halbleiterkörpers10 auch durch ein Halbleitersubstrat mit hoher Dotierung verwirklicht werden. - Dazu wird bei einem IGBT, wie er in
3 dargestellt wird, als Substrat ein hochdotiertes p-leitendes Halbleitermaterial eingesetzt. Auf dem Substrat wird ein schwächer dotiertes Halbleitermaterial mittels Epitaxieverfahrens abgeschieden und die Driftzone18 gebildet. Dabei ist Substratmaterial komplementär zu der Driftzone18 dotiert. In Teilbereichen weist es jedoch den gleichen Leitungstyp wie die Driftzone auf und bildet eine hochdotierte Kollektorzone30 einer monolitisch integrierten Freilaufdiode. Da jedoch Halbleitersubstrate für derartige partielle Umdotierungen zu dick sind, werden sie vorher gedünnt. - Der Unterschied dieses Leistungshalbleiterbauelements
2 gemäß3 gegenüber dem in1 gezeigten besteht darin, dass in der Zellenstruktur34 der Kontaktlochgraben40 eine etwas differenzierte Struktur zu dem Kontaktlochgraben40 der1 aufweist. Bei dieser differenzierten Struktur ist im Randbereich der hochdotierte Bereich15 vollständig unterhalb der hochdotierten Sourcezone27 angeordnet, ohne dass der hochdotierte Basisbereich15 den Kanalbereich37 der Bodyzone16 erreicht. - Das Herstellungsverfahren kann für eine derartige Struktur vereinfacht werden. Zunächst wird wie beim Herstellen des Halbleiterbauelements
1 der1 eine niedrige Dotierstoffkonzentration für einen komplementären Leitungstyp einer Bodyzone16 in den Halbleiterkörper10 eingebracht. Anschließend eine höhere Dotierstoffkonzentration für einen komplementären Leitungstyp eines Bereichs15 eingebracht. Es folgt ein Einbringen einer hohen Dotierstoffkonzentration für den ersten Leitungstyp einer Sourcezone. Mit diesem Schritt ist eine Schichtfolge von der Oberseite26 aus gesehen von hochdotiertem ersten Leitungstyp, darunter hochdotiertem komplementären Leitungstyp und schließlich darunter schwach dotiertem Bodyzonenbereich16 vorhanden. - Diese Schichtfolge soll in den Randbereichen
13 der Bodyzone16 beibehalten werden. Deshalb wird nach dem Ätzen eines Kontaktlochs in der Zwischenoxidschicht12 in einem weiteren Schritt ein Kontaktlochgraben40 in den Halbleiterkörper10 geätzt und damit die Schichtfolge von hochdotiertem ersten Leitungstyp im Mittenbereich17 der Sourceanschlusszone11 entfernt. Danach kann dann der Kontaktlochgraben40 erneut mit Metall für eine erste Elektrode7 aufgefüllt werden. - Alle nachfolgenden Verfahrensschritte bleiben unverändert, wobei anzumerken ist, dass dieses Verfahren gegenüber dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß
1 den Vorteil hat, dass zum Einbringen der hochdotierten Basiszonenbereiche15 im Randbereich13 des Kontaktlochgrabens40 keine Mittenabdeckung und damit keine Extramaske erforderlich ist. Es können somit die üblichen Maskensätze eingesetzt werden, die zur Strukturierung eines IGBTs mit hochdotierter „latch-up"-Gefahr vermindernder Zone in der Bodyzone bereits vorhanden sind. -
4 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise der weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß3 zeigt. Im Vergleich zu einem herkömmlichen IGBT mit hochdotierten Bereichen in der Bodyzone zur Minderung des „latch-up"-Effekts, wie ihn die Kurve A sowohl in2 als auch in dieser4 zeigt, ist nun die Ladungsträgerüberschwem mung bei der Eindringtiefe z1, wie es die Kurve C bei der Simulation des Halbleiterbauelements zeigt, deutlich abgesenkt und nähert sich in Bezug auf den Verlauf der Ladungsträgerkonzentration der Kurve D, die bereits in2 gezeigt und im Detail erörtert wurde. Wird eine homogene Ladungsträgerlebensdauerabsenkung auch für ein Bauelement mit der Kurve C durchgeführt, so kann eine weitere Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer die Rückstromspitze beim Umschalten vom Durchlassfall in den Sperrfall deutlich verringern. -
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement3 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied zu den Ausführungsformen der1 und3 besteht darin, dass die Absenkung der Ladungsträgerkonzentration im Mittenbereich17 des Kontaktlochfensters11 dadurch erreicht wird, dass der zunächst hergestellte hochdotierte Bereich15 zur Verminderung der „latch-up-Gefahr" im Mittenbereich17 nun durch eine Dotierung mit einem Dotierstoff des ersten Leitungstyps soweit kompensiert wird, dass zwar nach wie vor ein komplementär leitendes Gebiet vorhanden ist, also keine Umdotierung stattfindet, jedoch nun eine netto Ladungsträgerkonzentration im Mittenbereich17 zur Verfügung steht, die eine Ladungsträgerüberschwemmung des Emitters im Diodenbetrieb des IGBTs deutlich herabsetzt. - Dazu wird erneut die Herstellung der Basiszone
16 mit hochdotiertem Bereich15 und entsprechend hochdotierter Sourcezone27 angepasst, wobei ein Einbringen einer niedrigen Dotierstoffkonzentration für einen komplementären Leitungstyp einer Bodyzone16 erfolgt. Dann erfolgt ein Einbringen einer höhe ren Dotierstoffkonzentration für den komplementären Leitungstyp des hochdotierten Bereichs15 . Ein Einbringen einer hohen Dotierstoffkonzentration für einen ersten Leitungstyp einer Sourcezone27 erfolgt. - Danach wird die Ätzung des Kontaktlochgrabens durchgeführt und der Bereich
27 seitlich frei gelegt. Danach kann die gleiche Maske, die zur Maskierung des Ätzprozesses eingesetzt wurde, eingesetzt werden, um einen Dotierstoff des ersten Leitungstyps in den hochdotierten Bereich15 der Bodyzone zur teilweisen Kompensation der komplementär hochdotierten Bereichs15 in der Bodyzone16 , ohne eine Umdotierung zu bewirken, einzubringen. Die Folge dieser verschiedenen Implantationsschritte ergeben schließlich das in5 gezeigte Halbleiterbauelement3 . -
6 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wirkungsweise unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung verdeutlicht. Dazu ist auf der Abszisse die Durchlassspannung in Volt aufgetragen, die je nach Absenkungsart der Ladungsträgerlebensdauer durch Rekombinationszentren im Halbleiterkörper von 1,5 V bis 4,5 V ansteigt. Dazu ist auf der Ordinate die jeweilige Rückstromspitze IR in Ampere aufgetragen. - Bereits ohne jede Ladungsträgerlebensdauerabsenkung, ist im Vergleich zur Referenzkurve A die Rückstromspitze der Kurve B mit einem Halbleiterbauelement
1 wie es1 zeigt um etwa 13% vermindert. Im Fall der Kurve C, bei dem der Kontaktlochgraben so tief geätzt wird, dass unterhalb des Kontaktlochs das p+-Gebiet vollständig entfernt wird, wie es3 zeigt für ein Halbleiterbauelement2 zeigt, kann sogar eine Absenkung des Spitzenstroms bis zu 35% gegenüber der Referenzkurve A erreicht werden. Für beide Varianten mit den Kur ven B und C wurde auch die Veränderung der Speicherladung simuliert. Sie reagiert etwas stärker als die Rückstromspitze, was jedoch hier nicht dargestellt ist. - Die Erfindung lässt sich auch auf andere Bauelemente anwenden, die eine integrierte Inversdiode aufweisen, wie beispielsweise DMOS-Leistungstransistoren oder einen Trench-MOS Leistungstransistor (die unter dem Handelsnamen CoolMOS oder SFET bekannt sind), und mit den nachfolgenden Figuren gezeigt werden. Dazu kann sowohl bei den in den
1 bis3 gezeigten IGBTs als auch bei den nachfolgend gezeigten MOS-Transitoren die Gateelektrode9 sowohl als vertikales Trenchgate, wie in den1 bis3 gezeigt, oder als laterales Planargate, wie in den nachfolgenden Figuren gezeigt, ausgeführt sein und die Zellen36 der Zellenstruktur34 können quadratisch sein, Streifenform annehmen oder auch polygonale Formen aufweisen. -
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement4 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Dieses Halbleiterbauelement4 stellt einen DMOS-Transistor mit lateraler Gatestruktur dar. Auch bei diesem Halbleiterbauelement4 ist es erforderlich, dass die erste Elektrode7 über einen Kontaktlochgraben40 mit einer Sourcezone27 und einer Bodyzone16 sowie mit einem hochdotierten Bereich15 im Randbereich des Kontaktlochgrabens11 elektrisch in Verbindung steht. Dabei entspricht die Struktur des Kontaktlochgrabens40 , der Struktur, die bereits in1 gezeigt wird. Entsprechend wird die Ladungsträgerüberschwemmung im Diodenbetrieb des Halbleiterbauelements4 deutlich abgesenkt, zumal der hochdotierte Bereich15 der Bodyzone16 deutlich verringert ist und eine hohe Dotierung für diesen Bodyzonenbereich15 nur noch in den Randbereichen13 der Sourceanschlusszone11 vorgesehen ist. -
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement5 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, dabei entspricht die Struktur der Oberseite26 des Halbleiterkörpers10 der Struktur der Oberseite26 des Halbleiterkörpers10 gemäß3 . Durch einen entsprechenden Ätzschritt erreicht hier die Sourceanschlusszone11 im Mittenbereich17 die schwach dotierte Basiszone16 . Dadurch verbleiben nur noch in Randbereichen13 des Kontaktlochgrabens zwei übereinander angeordnete hochdotierte Zonen aus komplementär dotiertem Material und Material des ersten Leitungstyps. Diese Struktur zeigt die mit den Kurven C in den2 und4 dargestellte Wirkung in Bezug auf eine deutlich herabgesetzte Ladungsträgerüberschwemmung und entsprechend in vorteilhafter Weise verminderten Emitterwirkungsgrad. -
9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement6 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei hier entsprechend der Struktur, wie sie in5 gezeigt wird, eine Kompensationsdotierung des Mittenbereichs17 der Sourceanschlusszone11 vorgenommen ist. Der Unterschied zur5 besteht lediglich darin, dass nun eine laterale Gatestruktur vorliegt. Bei der Kompensationsdotierung durch n+-Innenimplantation durch das Kontaktloch in das p+-Gebiet wird darauf geachtet, dass nach der Diffusion keine Umdotierung stattfindet. Dieses kann mit Hilfe der Implantationsdosis und dem Temperaturbudget einstellt werden, um eine effektive Dotierstoffkompensation zu erreichen, die gegenüber der vorher eingebrachten p+-Dotierung vermindert ist. - Die
10 ,11 und12 zeigen Halbleiterbauelemente31 ,32 und33 eines IGBT's oder MOSFET's mit lateraler Gatestruktur, bei denen die Oberflächenstruktur des Halbleiterkörpers10 entsprechend den Oberflächenstrukturen der in7 ,8 und9 gezeigten Halbleiterbauelemente4 bis6 aufgebaut ist. Zusätzlich zu der lateralen Gatestruktur weisen diese Halbleiterbauelemente7 bis9 in der Driftzone18 Ladungskompensationszonen23 des komplementären Leitungstyps auf. Diese Ladungsträgerkompensationszonen23 reichen von der Basiszone16 bis in die Nähe des in den1 ,3 und5 gezeigten hochdotierten Anschlussbereichs22 . Dabei weist der hier nicht gezeigte hochdotierte Anschlussbereich ein hochdotiertes Substrat des ersten Leitungstyps auf im Gegensatz zu den Halbleiterbauelementen1 bis3 . -
13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zellenbereich42 der Ausführungsform gemäß3 . Die einzelne Zelle36 ist wie in3 gezeigt aufgebaut. Um den prinzipiellen Aufbau eines Zellebereiches42 zu zeigen sind lediglich die Zellen36 spiegelbildlich aneinandergeordnet, so dass im Zellenbereich42 sich Abschirmzonen28 mit aktiven Zellstrukturen34 abwechseln. In dieser Ausführungsform gemäß13 ist im Bereich der Rückseite24 des Halbleiterkörpers10 im Übergang von der Driftzone18 zu dem hochdotierten Anschlussbereich22 eine Feldstopzone41 des gleichen Leitungstyps wie die Driftzone18 vorgesehen, wobei die Feldstopzone41 eine höhere Dotierung als die Driftzone18 aufweist. - Die hochdotierte Anschlusszone
22 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung gemäß3 für jede Zelle36 mit einer hochdotierten komplementär leitenden Kollektorzone29 ausgestattet und weist zusätzlich eine hochdotierte Emitterzone30 eines ersten Leitungstyps auf, welche die Kathode der monolithisch integrierten Freilaufdiode bildet. Dieser Kathodenbereich30 muss jedoch nicht für jede Zelle36 in einem Zellenbereich42 eines Halbleiterbauelements vorgesehen werden, wie es die nachfolgende14 zeigt. -
14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zellenbereich42 eines Halbleiterbauelements44 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist der Zellenbereich42 aus aneinandergereihten Einzelzellen36 aufgebaut. Der hochdotierte Anschlussbereich22 ist jedoch derart strukturiert, dass eine Vielzahl von Zellen36 mit einer gemeinsamen hochdotierten komplementär leitenden Kollektorzone29 zusammenwirken. Andere Zellen36 , die in14 an den Rändern des gezeigten Ausschnitts eines Halbleiterbauelements44 angeordnet sind, weisen auf der Rückseite Anschlussbereiche mit hochdotierten Emitterzonen30 eines ersten Leitungstyps auf. - Diese Anordnung verbessert das Durchschaltverhalten des hier gezeigten IGBT. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorgehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Andererseits ist es auch möglich, dass im Zellenbereich
42 keine oder nur wenige Abschirmzonen28 insbesondere bei Halbleiterbauelementen, die wie in dieser14 Trenchgatestrukturen aufweisen. In diesen Fällen können Sourceanschlusszonen11 beiderseits der Trenchgatestruktur angeordnet sein. -
- 1
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 2
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 3
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 4
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 5
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 6
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 7
- erste Elektrode
- 8
- zweite Elektrode
- 9
- isolierte Gateelektrode
- 10
- Halbleiterkörper
- 11
- Sourceanschlusszone
- 12
- Zwischenoxidschicht
- 13
- Randbereich
- 14
- hochdotierte Zone
- 15
- hochdotierter Bereich
- 16
- niedrig dotierte Bodyzone
- 17
- Mittenbereich
- 18
- Driftzone
- 19
- Gateoxid
- 20
- Grabenstruktur
- 22
- hochdotierter Anschlussbereich
- 23
- Ladungsträgerkompensationszone
- 24
- Rückseite des Halbleiterkörpers
- 26
- Oberseite des Halbleiterkörpers
- 27
- Sourcezone
- 28
- Abschirmzone
- 29
- hochdotierte komplementär leitende Kollektorzone
- 30
- hochdotierte Emitterzone eines ersten Leitungstyps
- 31
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 32
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 33
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
- 34
- aktive Zellenstruktur
- 35
- Randbereich
- 36
- Zelle
- 37
- Kanalbereich
- 38
- Gateelektrodenzuleitung
- 39
- Bereich
- 40
- Kontaktlochgraben
- 41
- Feldstopzone
- 42
- Zellenbereich
- 44
- Halbleiterbauelement (Ausführungsform)
Claims (33)
- Halbleiterbauelement aufweisend – eine erste Elektrode (
7 ) und – eine zweite Elektrode (8 ), die auf Oberflächen eines Halbleiterkörpers (10 ) angeordnet sind, – eine isolierte Gateelektrode (9 ) und – einen Kontaktloch auf dem Halbleiterkörper (10 ) in einer Zwischenoxidschicht (12 ) für die erste Elektrode (7 ), wobei der Halbleiterkörper (10 ) – in Randbereichen (13 ) von Sourceanschlusszonen (11 ) hochdotierte Zonen (14 ) eines ersten Leitungstyps aufweist, die sich bis zu einem Kanalbereich einer Bodyzone erstrecken, – in Mittenbereichen (17 ) der Sourceanschlusszonen (11 ) eine netto Dotierstoffkonzentration der Bodyzone (16 ) mit komplementärem Leitungstyp aufweist, die geringer ist als die Dotierstoffkonzentration in den Randbereichen (13 ) der Sourceanschlusszonen (11 ). - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der Halbleiterkörper hochdotierte Bereiche (
15 ) außerhalb des Kanalbereichs der Bodyzone (16 ) mit komplementärem Leitungstyp unterhalb der hochdotierten Zonen (14 ) des ersten Leitungstyps aufweist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die isolierte Gateelektrode (
9 ) in der Zwischenoxidschicht (12 ) angeordnet ist und sich lateral von der hochdotierten Zone (14 ) des ersten Leitungstyps über eine geringer dotierte Bodyzone (16 ) mit komplementärem Leitungstyp bis zu ei ner Driftzone (18 ) des ersten Leitungstyps erstreckt und von diesen drei Zonen (14 ,16 ,18 ) durch ein Gateoxid (19 ) isoliert ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die isolierte Gateelektrode (
9 ) in einer Grabenstruktur (20 ) angeordnet ist und sich vertikal von der hochdotierten Zone (14 ) des ersten Leitungstyps über eine geringer dotierte Bodyzone (16 ) mit komplementärem Leitungstyp bis zu einer Driftzone (18 ) des ersten Leitungstyps erstreckt und von diesen drei Zonen (14 ,16 ,18 ) durch ein Gateoxid (19 ) isoliert ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Zone des komplementären Leitungstyps und eine hochdotierte Emitterzone (
30 ) des ersten Leitungstyps eine monolithisch integrierte Freilaufdiode des Halbleiterbauelements (1 ) zwischen erster und zweiter Elektrode (7 ,8 ) bilden. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei sich die Driftzone (
18 ) von der Bodyzone (16 ) zu einem hochdotierten Anschlussbereich (22 ) des Halbleiterkörpers (10 ) erstreckt, der von der zweiten Elektrode (8 ) kontaktiert wird. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei der Anschlussbereich (
22 ) mindestens teilweise einen Leitungstyp komplementär zur Driftzone (18 ) aufweist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei der Anschlussbereich (
22 ) mindestens teilweise den Leitungstyp der Driftzone (18 ) aufweist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei die Driftzone Ladungskompensationszonen mit einem Leitungstyp komplementär zur Driftzone (
18 ) aufweist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei zwischen dem Anschlussbereich (
22 ) und der Driftzone (18 ) eine Feldstopzone (41 ), die eine höhere Dotierstoffkonzentration des ersten Leitungstyps als die Driftzone (18 ) aufweist, angeordnet ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei sich ein Kontaktlochgraben (
40 ) in den Halbleiterkörper (10 ) erstreckt, und wobei eine angepasste Ätztiefe des Kontaktlochgrabens (40 ) die unterschiedlichen Dotierstoffkonzentrationen der Bodyzone (15 ,16 ) von den Randbereichen (13 ) und dem Mittenbereich (17 ) der Sourceanschlusszone (11 ) für die erste Elektrode (7 ) bereitstellt. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei unterschiedliche Dotierstoffkonzentrationen des komplementären Leitungstyps im Bereich der Bodyzone (
16 ), und damit unterschiedliche Dotierstoffkonzentrationen, zwischen den Randbereichen (13 ) und dem Mittenbereich (17 ) der Sourceanschlusszone (11 ) angeordnet sind. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei eine Teilkompensation der Ladungsträger im Mittenbereich (
17 ) der Sourceanschlusszone (11 ) unterschiedliche Dotierstoffkonzentrationen der Bodyzone (16 ) zwischen den Randbereichen (13 ) und dem Mittenbereich (17 ) der Sourceanschlusszone (11 ) bereitstellt. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei sich die unterschiedlichen Dotierstoffkonzentrationen pR und pM der Bodyzone (
15 ,16 ) an den Kontaktlochgrabenrändern (13 ) bzw. in der Kontaktlochgrabenmitte (17 ) um mindestens eine Zehnerpotenz mit pR/pM ≥ 10 unterscheiden. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei sich in einem Zellenbereich des Halbleiterbauelements (
1 ) nebeneinander angeordnete komplementär dotierte Bereiche (29 ) und Bereiche des ersten Leitungstyps im Anschlussbereich (22 ) abwechseln. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei eine Vielzahl von Zellen (
36 ) in einem Zellenbereich (42 ) des Halbleiterbauelements (4 ) eine komplementär dotierte Kollektorzone (29 ) in dem Anschlussbereich (22 ) aufweisen und wobei die übrigen Zellen (36 ) des Zellenbereichs (42 ) hochdotierte Emitterzonen (30 ) des ersten Leitungstyps aufweisen. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Halbleiterbauelement (
1 ) ein Leistungstransistor ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Halbleiterbauelement (
1 ,2 ,3 ) ein IGBT (insulated gate bipolar transistor) ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Halbleiterbauelement (
4 ,5 ,6 ) ein DMOS Transistor ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Halbleiterbauelement (
31 ,32 ,33 ) ein Superjunction MOSFET Transistor ist. - Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Halbleiterbauelement (
4 ,5 ,6 ) ein Trech-MOSFET ist. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente (
1 ), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Strukturieren eines Halbleiterwafers aus einem Halbleiterkörper (10 ) mit Halbleiterbauelementstrukturen in Halbleiterchippositionen, die IGBTs (insulated gate bipolar transistor), DMOS Transistoren, Superjunction Transistoren oder Trench-MOSFETs aufweisen sollen, wobei zum Einbringen unterschiedlicher Dotierstoffkonzentrationen in einem Bereich nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: – selektives Einbringen einer niedrigen Dotierstoffkonzentration für einen komplementären Leitungstyp einer Bodyzone (16 ) in den Halbleiterwafer (10 ); – selektives Einbringen einer höheren Dotierungskonzentration als die Bodyzone für einen ersten Leitungstyp einer Sourcezone (27 ) im Bodyzonenbereich; – selektives Einbringen einer höheren Dotierstoffkonzentration als die Bodyzone (16 ) für einen hochdotierten Bereich (15 ) des komplementären Leitungstyps unter Freilassung eines Kanalbereichs (37 ); – selektives Einbringen eines Kontaktlochs in eine Zwischenoxidschicht (12 ) unter partiellem Freilegen der Oberseite (26 ) des Halbleiterkörpers (10 ) in einem Mittenbereich (17 ) der Bodyzone (16 ); – selektives Ätzen eines Kontaktlochgrabens (40 ) in den Halbleiterkörper (10 ) bis zum Erreichen der Bodyzone (16 ). - Verfahren nach Anspruch 22, wobei mit weiteren Verfahrensschritten strukturierte Isolationsschichten und leitende Schichten im Wechsel aufgebracht werden, um erste Elektroden (
7 ) welche die Kontaktlochgräben (40 ) zur Bodyzone (16 ) hin auffüllen und zweite Elektroden (8 ), welche vorzugsweise die Rückseite (24 ) des Halbleiterwafers bedecken, und isolierte Gateelektroden (9 ) anzubringen. - Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Halbleiterwafer zu Halbleiterchips aufgetrennt und zu Halbleiterbauelementen (
1 ) weiterverarbeitet wird. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterbauelementen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellung eines Halbleiterwafers mit mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente (
1 ) gemäß Anspruch 22; – Auftrennen des Halbleiterwafers in Halbleiterchips; – Aufbringen der Halbleiterchips auf einen Bauelementträger mit mehreren Außenkontakten in mehreren Halbleiterbauteilpositionen; – Verbinden der Elektroden (7 ,8 ,9 ) der Halbleiterchips mit Kontaktanschlussflächen, die mit Außenkontakten elektrisch in Verbindung stehen; – Aufbringen eines Halbleiterbauelementgehäuses unter Einschließen der einzelnen Halbleiterchips und der Verbindungselemente; – Auftrennen des Schaltungsträgers in einzelne Halbleiterbauelemente (1 ) mit integrierter Freilaufdiode. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente (
1 ), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Strukturieren eines Halbleiterwafers aus einem monokristallinen Halbleiterkörper (10 ) mit Halbleiterbauelementstrukturen in Halbleiterchippositionen, die IGBTs (insulated gate bipolar transistor), DMOS Transistoren, CoolMOS Transistoren oder Trench-MOSFETs aufweisen sollen, wobei zum Einbringen unterschiedlicher Dotierstoffkonzentrationen in eine Bodyzone (16 ) nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: – selektives Einbringen einer niedrigen Dotierstoffkonzentration für einen komplementären Leitungstyp einer Bodyzone (16 ) in den Halbleiterkörper (10 ); selektives Einbringen einer höheren Dotierstoffkonzentration als die Bodyzone für einen ersten Leitungstyp einer Sourcezone (27 ) im Bodyzonenbereich; – selektives Aufbringen einer Abdeckschicht auf einen Mittenbereich (17 ) des Kontaktlochs unter Freilassung eines Randbereichs (13 ); – selektives Einbringen einer höheren Dotierstoffkonzentration als die eines der Bodyzone für einen hochdotierten Bereich (15 ) komplementären Leitungstyps in den frei zugänglichen Randbereichen (13 ) des Kontaktlochs unter Freilassung eines Kanalbereichs (37 ); – selektives Einbringen eines Kontaktlochs in eine Zwischenoxidschicht (12 ) unter partiellem Freilegen der Oberseite (26 ) des Halbleiterkörpers (10 ); - Verfahren nach Anspruch 26, wobei mit weiteren Verfahrensschritten strukturierte Isolationsschichten und leitende Schichten im Wechsel aufgebracht werden, um erste Elektroden (
7 ), welche die Kontaktlochgräben (11 ) zur Bodyzone (16 ) hin auffüllen, und zweite Elektroden (8 ), welche vorzugsweise die Rückseite (24 ) des Halbleiterwafers bedecken, und isolierte Gateelektroden (9 ) anzubringen. - Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Halbleiterwafer zu Halbleiterchips aufgetrennt und zu Halbleiterbauelementen (
1 ) weiterverarbeitet wird. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterbauelementen (
1 ), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellung eines Halbleiterwafers mit mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente (1 ) gemäß Anspruch 26; – Auftrennen des Halbleiterwafers in Halbleiterchips; – Aufbringen der Halbleiterchips auf einen Bauelementträger mit mehreren Außenkontakten in mehreren Halbleiterbauteilpositionen; – Verbinden der Elektroden (7 ,8 ,9 ) der Halbleiterchips mit Kontaktanschlussflächen, die mit Außenkontakten elektrisch in Verbindung stehen; – Aufbringen eines Halbleiterbauelementgehäuses unter Einschließen der einzelnen Halbleiterchips und der Verbindungselemente; – Auftrennen des Schaltungsträgers in einzelne Halbleiterbauelemente (1 ) mit integrierter Freilaufdiode. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente (
1 ), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Strukturieren eines Halbleiterwafers aus einem monokristallinen Halbleiterkörper (10 ) mit Halbleiterbauelementstrukturen in Halbleiterchippositionen, die IGBTs (insulated gate bipolar transistor), DMOS Transistoren, Superjunction-MOSFET Transistoren oder Trench-MOSFETs aufweisen sollen, wobei zum Einbringen unterschiedlicher Dotierstoffkonzentrationen in ein Kontaktloch einer Bodyzone (16 ) nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: – selektives Einbringen einer niedrigen Dotierstoffkonzentration für einen komplementären Leitungstyp einer Bodyzone (16 ) in den Halbleiterkörper (10 ); selektives Einbringen einer höheren Dotierstoffkonzentration als die Bodyzone für einen ersten Leitungstyp einer Sourcezone (27 ) im Bodyzonenbereich; – selektives Einbringen einer höheren Dotierstoffkonzentration als die der Bodyzone für einen hochdotierten Bereich (15 ) eines komplementären Leitungstyps in das Kontaktloch unter Freilassung eines Kanalbereichs (37 ); – selektives Einbringen eines Dotierstoffs des ersten Leitungstyps in den hochdotierten Bereich (15 ) der Bodyzone zur teilweisen Kompensation der komplementär leitenden Ladungsträger des hochdotierten Bereichs (15 ) der Bodyzone ohne eine Umdotierung zu bewirken; – selektives Einbringen eines Kontaktlochs in eine Zwischenoxidschicht (12 ) unter partiellem Freilegen der Oberseite (26 ) des Halbleiterkörpers (10 ); - Verfahren nach Anspruch 30, wobei mit weiteren Verfahrensschritten strukturierte Isolationsschichten und leitende Schichten im Wechsel aufgebracht werden, um erste Elektroden (
7 ), welche den Kontaktlochgraben (11 ) zur Bodyzone (16 ) hin auffüllen, und zweite Elektroden (8 ), welche vorzugsweise die Rückseite (24 ) des Halbleiterwafers bedecken, und isolierte Gateelektroden (9 ) anzubringen. - Verfahren nach Anspruch 30, wobei der Halbleiterwafer zu Halbleiterchips aufgetrennt und zu Halbleiterbauelementen (
1 ) weiterverarbeitet wird. - Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterbauelementen (
1 ), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellung eines Halbleiterwafers mit mehreren Halbleiterchips für Halbleiterbauelemente (1 ) gemäß Anspruch 30; – Auftrennen des Halbleiterwafers in Halbleiterchips; – Aufbringen der Halbleiterchips auf einen Bauelementträger mit mehreren Außenkontakten in mehreren Halbleiterbauteilpositionen; – Verbinden der Elektroden (7 ,8 ,9 ) der Halbleiterchips mit Kontaktanschlussflächen, die mit Außenkontakten elektrisch in Verbindung stehen; – Aufbringen eines Halbleiterbauelementgehäuses unter Einschließen der einzelnen Halbleiterchips und der Verbindungselemente; – Auftrennen des Schaltungsträgers in einzelne Halbleiterbauelemente (1 ) mit integrierter Freilaufdiode.
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