DE102010000531B4 - Halbleiterbauelement, elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements - Google Patents

Halbleiterbauelement, elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements Download PDF

Info

Publication number
DE102010000531B4
DE102010000531B4 DE102010000531.2A DE102010000531A DE102010000531B4 DE 102010000531 B4 DE102010000531 B4 DE 102010000531B4 DE 102010000531 A DE102010000531 A DE 102010000531A DE 102010000531 B4 DE102010000531 B4 DE 102010000531B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductivity type
trench
semiconductor device
region
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.)
Active
Application number
DE102010000531.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010000531A1 (de
Inventor
Franz Hirler
Frank Dieter 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 Austria AG
Original Assignee
Infineon Technologies Austria 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 Austria AG filed Critical Infineon Technologies Austria AG
Publication of DE102010000531A1 publication Critical patent/DE102010000531A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010000531B4 publication Critical patent/DE102010000531B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
    • H01L27/0705—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common comprising components of the field effect type
    • H01L27/0727—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common comprising components of the field effect type in combination with diodes, or capacitors or resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
    • H01L27/0744—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common without components of the field effect type
    • H01L27/075—Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. lateral bipolar transistor, and vertical bipolar transistor and resistor
    • H01L27/0755—Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
    • H01L27/0761—Vertical bipolar transistor in combination with diodes only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor 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
    • H01L29/08—Semiconductor 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 with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
    • H01L29/0834—Anode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices, e.g. supplementary regions surrounding anode regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor 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
    • H01L29/08—Semiconductor 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 with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
    • H01L29/0839—Cathode regions of thyristors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42356—Disposition, e.g. buried gate electrode
    • H01L29/4236—Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H01L29/66325—Bipolar junction transistors [BJT] controlled by field-effect, e.g. insulated gate bipolar transistors [IGBT]
    • H01L29/66333—Vertical insulated gate bipolar transistors
    • H01L29/66348—Vertical insulated gate bipolar transistors with a recessed gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types 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
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
    • H01L29/7396—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions
    • H01L29/7397—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions and a gate structure lying on a slanted or vertical surface or formed in a groove, e.g. trench gate IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

Halbleiterbauelement, aufweisend: eine erste Halbleiterschicht (12) eines ersten Leitungstyps, eine zweite Halbleiterschicht (13) eines zweiten Leitungstyps, komplementär zu dem ersten Leitungstyp, die in oder auf der ersten Halbleiterschicht (12) angeordnet ist, einen Bereich des ersten Leitungstyps, der in der zweiten Halbleiterschicht (13) angeordnet ist, eine erste Elektrode (14), die den Bereich des ersten Leitungstyps und die zweite Halbleiterschicht (13) kontaktiert, einen Trench (15), der sich in die erste Halbleiterschicht (12) erstreckt, und eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur (16), die einen hochdotierten Ableiterbereich (17) des zweiten Leitungstyps aufweist, der an einem Ende (18) eines Kanalbereichs (22) angeordnet und mit einer in dem Trench (15) angeordneten Diode (19) gekoppelt ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die Anmeldung betrifft im allgemeinen ein Halbleiterbauelement mit einer ersten Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps. Das Halbleiterbauelement hat eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitungstyps komplementär zu dem ersten Leitungstyp, wobei die zweite Halbleiterschicht in oder auf der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist. Diese zweite Halbleiterschicht weist einen Bereich des ersten Leitungstyps auf. Eine erste Elektrode kontaktiert diesen Bereich des ersten Leitungstyps und die zweite Halbleiterschicht. Ein Trench erstreckt sich durch die zweite Halbleiterschicht bis in die erste Halbleiterschicht hinein.
  • Ein derartiges Halbleiterbauelement hat deshalb die Grundstruktur eines IGBT's (insulated gate bipolar transistor) oder eines MOSFET's. Bei der Entwicklung neuer Generationen derartiger Halbleiterbauelemente sollen die Einschaltverluste VCE,sat verringert werden. Im Prinzip kann dies durch eine Vergrößerung der Kanalweite unter Beibehalten des gleichen Trägerprofils in der ersten Halbleiterschicht erreicht werden. Dadurch steigt allerdings auch der Kurzschlussstrom, so dass das Halbleiterbauelement verfrüht in einem Kurzschlussfall zerstört werden kann, bevor ein geeigneter Gate-Treiber das Halbleiterbauelement abschalten kann.
  • Eine Maßnahme zur Verhinderung von unerwünschtem Klemmen bzw. latch-up ist bekannt, wobei eine Ableiterstruktur im Bereich des Trenchbodens vorgesehen wird, wobei die Struktur den komplementär leitenden Typ aufweist und höher als die umgebende Driftzone der ersten Halbleiterschicht dotiert ist. Zu diesem Zweck ist die Ableiterstruktur über einen Widerstand mit der ersten Elektrode verbunden. Über diese Verbindung können jedoch Löcher selbst in dem eingeschaltetem Zustand abfließen, wodurch das VCE,sat bei einer geeignet leitenden Verbindung deutlich vergrößert wird.
  • Bei einem anderen bekannten Verfahren ist auf einer zum Kanal gegenüberliegenden Trenchseite ein p-leitendes Gebiet über eine Diode, einen Widerstand oder über einen MOS-Transistor mit dem Emitterpotential verbunden. Das EMI(electro magnetic interference)-Verhalten kann dadurch beim Einschalten eines derartigen Halbleiterbauelements verbessert werden, ohne dass dabei im eingeschalteten Zustand über dieses p-Gebiet der zweiten Halbleiterschicht ein derart hoher Löcherstrom abgeführt wird, dass die Ladungsträgerüberschwemmung oder der Kurzschlussstrom im eingeschalteten Zustand deutlich verringert wird.
  • Aus der DE 10 2005 041 358 A1 ist ein Feldplatten-Trenchtransistor bekannt, der einen Halbleiterkörper aufweist, in dem eine Trenchstruktur sowie eine in die Trenchstruktur eingebettete Elektrodenstruktur vorgesehen sind, wobei die Elektrodenstruktur durch eine Isolationsstruktur gegenüber dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist und eine Gateelektrodenstruktur sowie eine unterhalb und/oder neben der Gateelektrodenstruktur angeordnete und von dieser elektrisch isolierte Feldelektrodenstruktur aufweist. Der Feldplatten-Trenchtransistor weist einen in und/oder auf dem Halbleiterkörper vorgesehenen Spannungsteiler auf, der mit der Feldelektrodenstruktur elektrisch verbunden ist oder in diese integriert ist, wobei der Spannungsteiler so ausgestaltet ist, dass die Feldelektrodenstruktur auf ein zwischen Source- und Drainpotenzial liegendes Potenzial gesetzt wird.
  • Aus der DE 10 2007 020 657 A1 ist ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper und ein Verfahren zur Herstellung desselben bekannt. Dazu weist der Halbleiterkörper erste Elektroden auf, die erste hochdotierte Halbleiterzonen und die ersten Halbleiterzonen umgebende komplementär leitende Bodyzonen kontaktieren. Außerdem weist der Halbleiterkörper eine zweite Elektrode, die eine zweite hochdotierte Halbleiterzone kontaktiert, auf. Zwischen der zweiten Halbleiterzone und den Bodyzonen ist eine Driftzone angeordnet. Ferner sind an dem Halbleiterkörper Steuerelektroden angeordnet, die durch ein Gateoxid von dem Halbleiterkörper isoliert sind und auf die Bodyzonen zum Steuern des Halbleiterbauelements einwirken. Die Bodyzonen weisen darüber hinaus zwischen den ersten Halbleiterzonen und der Driftzone angeordnete komplementär zu den Bodyzonen leitende Minoritätsladungsträger-Injektorzonen auf.
  • Aus der US 6 392 273 B1 ist ein Trench-IGBT bekannt, der eine Mehrzahl an Trench-IGBT-Strukturen aufweist, die mit Bipolartransistor-Strukturen in einer Driftschicht ineinander greifen, wobei Trenchgates die Strukturen voneinander trennen.
  • Aus der DE 11 2004 002 608 T5 ist eine Halbleitervorrichtung bekannt, umfassend: einen Driftbereich von einem ersten Leitfähigkeitstyp; einen Wannenbereich, der sich über dem Driftbereich erstreckt und einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist; einen aktiven Graben, der sich durch den Wannenbereich und in den Driftbereich erstreckt, wobei die Seitenwände und der Boden des aktiven Grabens mit dielektrischem Material ausgekleidet sind, und wobei der aktive Graben mit einer ersten leitfähigen Abschirmschicht und einer leitfähigen Gate-Schicht im Wesentlichen gefüllt ist, wobei die erste leitfähige Abschirmschicht unter der leitfähigen Gate-Schicht und von dieser durch ein dielektrisches Zwischenelektrodenmaterial getrennt ist; Source-Bereiche, die einen ersten Leitfähigkeitstyp aufweisen und in dem Wannenbereich benachbart zu dem aktiven Graben gebildet sind; und einen Ladungssteuergraben, der sich tiefer in den Driftbereich erstreckt als der aktive Graben und mit Material im Wesentlichen gefüllt ist, um eine vertikale Ladungssteuerung in dem Driftbereich zuzulassen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement mit erhöhter Kurschlussfestigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Vorrichtungen und das Verfahren der unabhängigen Ansprüche.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Ausführungsform weist ein Halbleiterbauelement mit einer erste Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht eines zweiten Leitungstyps komplementär zu dem ersten Leitungstyp auf, die in oder auf der ersten Halbleiterschicht angeordnet ist. Weiterhin hat das Halbleiterbauelement einen Bereich des ersten Leitungstyps, der in der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist. Eine erste Elektrode kontaktiert den Bereich des ersten Leitungstyps und die zweite Halbleiterschicht. Ein Trench erstreckt sich bis in die erste Halbleiterschicht hinein und eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur weist einen hochdotierten Ableiterbereich des zweiten Leitungstyps auf. Dieser Ableiterbereich ist am Ende eines Kanalbereichs angeordnet und mit einer in dem Trench angeordneten Diode gekoppelt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die anhängende Zeichnungen sind einbezogen, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen und sind eingefügt und bilden einen Bestandteil dieser Spezifikation. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dem Erläutern der Grundlagen der Erfindung. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nicht weiter gewürdigt, da sie besser durch Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise relativ zueinander maßstabsgerecht. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen entsprechende, ähnliche Teile.
  • 1 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement;
  • 2 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement;
  • 3 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement;
  • 4 illustriert einen schematischen Querschnitt durch das Halbleiterbauelement gemäß 3 entlang der Schnittlinie A-A in 3;
  • 5 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement;
  • 6 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die anhängenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Beschreibung bilden und in denen durch Darstellungen besonderer Ausführungsformen gezeigt wird, wie die Erfindung praktiziert werden kann. In diesem Sinne werden Richtungsangaben wie „oben”, „unten”, „vorn”, „hinten”, „führend”, „folgend” usw. mit Bezug auf Richtungen in den beschriebenen Zeichnungen verwendet. Weil Komponenten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer Anzahl unterschiedlicher Ausrichtungen positioniert werden können, werden die Richtungsangaben zum Zwecke der Darstellung verwendet und in keiner Weise zur Begrenzung. Das bedeutet, dass andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle oder logischen Änderungen durchgeführt werden können ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu betrachten, und der Rahmen der vorliegenden Erfindung wird durch die anhängenden Ansprüche definiert.
  • 1 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement 1. Diese Ausführungsform weist ein MOS-gesteuertes Halbleiterbauelement 1 auf, das einen Kanalbereich 22, einen Trench 15 und eine spannungsabhängige Kurzschluss-Ableiterstruktur 16 bzw. eine Struktur eines Nebenschlussdämpfungswiderstandes einschließt, wobei die spannungsabhängige Kurzschluss-Ableiterstruktur 16 ein spannungsbegrenzendes Bauelement 34 aufweist, das in dem Trench angeordnet und mit einem Ableiterbereich 17 gekoppelt ist, der an einem Ende 18 des Kanalbereichs 22 angeordnet ist. Der Ableiterbereich 17 ist über das spannungsbegrenzende Bauelement 34 mit einer ersten Elektrode 14 des MOS-gesteuerten Halbleiterbauelements 1 über eine Verbindungsleitung 11 gekoppelt. In der gezeigten Ausführungsform ist das MOS-gesteuerte Halbleiterbauelements 1 ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Zusätzlich ist eine Gateelektrode 30 in dem Trench 15 angeordnet.
  • In der Nähe des Kanalendes 18 des MOS-gesteuerten Halbleiterbauelements 1 wird der Ableiterbereich 17 typischerweise in einem Abstand von 100 Nanometer bis einigen Mikrometern vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist der Ableiterbereich 17 p-leitend und die erste Elektrode 14 eine Sourceelektrode S.
  • Der Ableiterbereich 17 kann im Kurzschlussfall die Spannung, die an dem MOS-Kanal 22 abfällt, begrenzen. Damit kann der Sättigungsstrom eines ersten Leitungstyps des MOS-Kanals 22 auf einen niedrigeren Wert begrenzt und somit der gesamte Laststrom, zu dem noch der Strom eines zweiten, zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps eines Rückseiten-Emitters 9 beiträgt, begrenzt werden. Dies erhöht die Kurschlussfestigkeit des Halbleiterbauelements 1.
  • Die spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 kann in unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert werden ohne von der Löcherinjektion des Rückseiten-Emitters 9 überschwemmt und damit beeinflusst zu werden. Bei einer niedrigen Spannung von kleiner 300 mV wird kein oder nur ein geringer Leckstrom durch die spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 fließen. Bei höherer Spannung von einigen 100 mV oder wenigen V fließt andererseits ein hoher Strom durch die spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16.
  • Dabei besitzt die spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 die Fähigkeit, hohe Löcherströme von typischerweise 1/3 des Kurzschlussstromes tragen zu können. Deshalb ist der Ableiterbereich 17 in diesem Halbleiterbauelement 1 mit der erste Elektrode 14, die in dieser Ausführungsform eine Sourceelektrode S ist, mittels des spannungsbegrenzenden Bauelements 34 entweder für jede einzelne oder mindestens für einige wenige n-MOS-Zellen 33 verbunden.
  • Das spannungsbegrenzende Bauelement 34 kann, wie in 1 gezeigt, durch eine Diode 19 in Vorwärtsrichtung, oder alternativ durch eine Zenerdiode in Sperrrichtung, einen MOS-Kanal, dessen Gate in geeigneter Weise bei hoher Drainspannung aufgesteuert wird, oder durch Thyristoren, Varistoren usw. realisiert werden. Diese Elemente können aus Polysilizium oder amorphem Silizium oder anderen Materialien bestehen, die sich gut in den Trench eines Siliziumhalbleiterkörpers integrieren lassen, wie Germanium, Siliziumcarbid, Zinkoxid oder andere III-V Verbindungshalbleiter.
  • In einem derartigen Halbleiterbauelement, wie in 1 gezeigt, wird eine minimale VCE,sat Erhöhung bei deutlicher Reduktion des Kurzschlussstromes, bei minimaler Erhöhung des Leckstromes und bei minimaler Reduktion der Durchbruchspannung erreicht. Wie Simulationen gezeigt haben, kann eine Reduktion des Kurzschlussstromes um zwei Größenordnungen erreicht werden. Alternativ kann die Kanalweite entsprechend erhöht werden, wodurch die Durchlassspannung VCE,sat deutlich verringert werden kann. Dabei kann beispielsweise der in 1 beispielhaft gezeigte IGBT realisiert werden, der bei gleichen Kurzschluss- und Schalteigenschaften ein von 1,7 V auf 1,1 V reduziertes VCE,sat, im Vergleich zu einem herkömmlichen IGBT aufweist.
  • In der in 1 gezeigten Ausführungsform bildet eine erste Halbleiterschicht 12 einen Driftzonenbereich eines ersten Leitungstyp n, während eine zweite Halbleiterschicht 13, die in oder auf der ersten Halbleiterschicht 12 angeordnet ist, eine Basiszone mit einem zweiten, zu dem ersten Leitungstyp n komplementären Leitungstyp p bildet, wobei Kanäle 22 zwischen einem Bereich 20 von hochdotiertem Halbleitermaterial des ersten Leitungstyps und der ersten Halbleiterschicht 12 gebildet werden, wenn die Gateelektroden 30 und 32 in den Trench 15 und 31 entsprechend angesteuert werden. In dem Trench 15 ist unterhalb der Gateelektrode 30 eine Diodenstruktur 19 angeordnet, welche den Ableiterbereich 17 über die in Vorwärtsrichtung betriebene Diode 19 mit einem p-Typ-Diodenbereich 24, der in Kontakt mit dem Ableiterbereich 17, einem pn-Übergang 25 und einem n-Diodenbereich 23 und über einen Leitungspfad 11 mit der ersten Elektrode 14, die in der gezeigten Ausführungsform eine Sourceelektrode S darstellt, steht.
  • Dabei ist zwischen dem Ende der Gateelektrode 30 und dem n-Diodenbereich 24 eine Isolationsschicht 6 angeordnet, um das Steuerpotential der Gateelektrode 30 von der Funktion der spannungsabhängigen Kurzschluss Ableiterstruktur 16 elektrisch zu isolieren. Ferner erstrecken sich Isolationsschichten 27 entlang den Seitenwänden 28 des Trenches 15 als Gateoxide, während die auf der Basis 29 des Trenches 15 angeordnete Diodenstruktur durch die oben erwähnte horizontale Isolationsschicht 6 von der Gateelektrode 30 getrennt ist. Außerdem zeigt die 1 einen zweiten Trenchbereich 31, der ebenfalls eine Gateelektrode 32 aufweist, wobei jedoch auf der Basis 29 dieses zweiten Trenchbereichs 31 keine Diode angeordnet ist. Ein Halbleiterbauelement 1 gemäß dieser Ausführungsform kann eine Vielzahl von Zellen 33 aufweisen, wobei entweder jede der Zellen 33 oder wenigstens eine Mehrzahl der Zellen 33 eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 aufweisen kann.
  • Ein in 1 illustrierter parasitärer npn-Transistor ist nicht wirksam bzw. beeinflusst die Funktionsweise des Halbleiterbauelements 1 nicht, da durch die niedrige Ladungsträgerlebensdauer insbesondere in dem p-Diodenbereich 24 die Transistorverstärkung unterdrückt wird.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements 1 weist nachfolgende Schritte auf. Ein Halbleitersubstrat wird bereitgestellt, das eine erste Halbleiterschicht 12 eines ersten Leitungstyps und eine zweite Halbleiterschicht 13 eines zweiten Leitungstyps komplementär zu dem ersten Leitungstyp aufweist, die in oder auf der ersten Halbleiterschicht 12 angeordnet wird. Weiterhin weist das Halbleitersubstrat einen Bereich 20 des ersten Leitungstyps, der in der zweiten Halbleiterschicht 13 angeordnet ist, und eine erste Elektrode 14 auf, die den Bereich 20 des ersten Leitungstyps und die zweite Halbleiterschicht 13 kontaktiert.
  • A Trench 15 erstreckt sich in die erste Halbleiterschicht 12. An einem Ende eines Kanalbereichs 22 wird eine hochdotierter Bereich 17 des zweiten Leitungstyps durch Abscheiden einer Schicht 24 des zweiten Leitungstyps in dem Trench 15 auf dem Boden 29 des Trenches 15, gefolgt von einem Diffusionsschritt, hergestellt. Eine Diodenstruktur 19 wird vervollständigt, durch Abscheiden einer Schicht 23 des ersten Leitungstyps in dem Trench 15 auf der Schicht 24 des zweiten Leitungstyps in dem Trench 15 unter Bilden eines pn-Übergangs dazwischen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird ein hochdotierter Bereich 17 des zweiten Leitungstyps an einem Ende eines Kanalbereichs 22 hergestellt und eine Schicht 24 des zweiten Leitungstyps wird in dem Trench 15 auf dem hochdotierten Bereich 17 des zweiten Leitungstyps abgeschieden. Eine Diodenstruktur 19 wird durch Abscheiden einer Schicht 23 des ersten Leitungstyps in dem Trench 15 auf der Schicht 24 des zweiten Leitungstyps in dem Trench 15 unter Bilden eines pn-Übergangs dazwischen vervollständigt.
  • Dieses Verfahren beschreibt die Schritte, mit denen in dem Trench 15 das spannungsbegrenzende Bauelement 34 in Form einer Diode 19 realisiert wird. Danach wird eine isolierende Schicht 6 in dem Trench 15 auf der Schicht 23 des ersten Leitungstyps abgeschieden und eine Gate Elektrode 30 wird auf der isolierenden Schicht 6 abgeschieden. Der hochdotierte Ableiterbereich 17 des zweiten Leitungstyps umgibt den Boden 29 des Trench 15 und kann auch auf dem Boden des Trench 15 abgeschieden und diffundiert werden, bevor die Struktur 19 auf dem Boden 29 des Trench 15 hergestellt wird.
  • Eine Verbindung über den Pfad 11 ist angeordnet, um den hochdotierten Ableiterbereich 17 des zweiten Leitungstyps zu der ersten Elektrode 14 über die Schicht 24 des zweiten Leitungstyps, die in dem Trench 15 angeordnet ist, und über die Schicht 23 des ersten Leitungstyps, die in dem Trench 15 angeordnet ist, zu koppeln.
  • 2 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement 2. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht erneut erörtert. Bei dieser Ausführungsform sind benachbart zu einem Trench 15 zwei weitere Trench 31, die in der Lage sind, Kanäle 22 auszubilden, angeordnet. Auch der Trench 15 kann in einem Bereich, der hier nicht gezeigt ist, wie in 1 eine Gateelektrode aufweisen, die am Ende des Kanals die Diodenstruktur besitzt. Jedoch wird mit 2 nun gezeigt, dass an einer Stelle die Schicht 23 von dem pn-Übergang 25 aus innerhalb des Trenches 15 bis an die erste Elektrode 14 herangeführt wird, um damit die Diode 19 als spannungsbegrenzendes Bauelement 34 innerhalb des Halbleiterbauelements 2 mit der ersten Elektrode 14 elektrisch über eine Verbindung 8 zu verbinden.
  • Es ist auch möglich, den unterhalb des Trench 15 angeordnete Ableiterbereich 17 indirekt an die erste Elektrode 14 anzuschließen, indem der Ableiterbereich 17 mit einem weiteren Bereich unter einem anderen Trench verbunden ist und dieser weitere Bereich über ein spannungsbegrenzendes Bauelement 34 mit der ersten Elektrode 14 elektrisch verbunden wird.
  • 3 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement 3. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht erneut erörtert. In dieser Ausführungsform ist entlang der Schnittlinie A-A ein Trench 15 angeordnet; dieser entspricht dem Trench 15 in 2 und verbindet über die Verbindung 8 den n-leitenden Diodenbereich 23 mit dem Potential der ersten Elektrode 14. Benachbart zu diesem Trench 15 sind, wie 4 zeigt, Gateelektroden 30 und 32 angeordnet, die es ermöglichen, die Bereiche 20 mit hoch dotiertem ersten Leitungstyp über die als Basiszone ausgebildete zweite Schicht 13 mit der ersten Schicht 12 über sich ausbildende Kanäle 22 bei geeigneter Spannung an den Gateelektroden 30 und 32 zu verbinden.
  • Dabei sorgt die dazwischen liegende zentrale spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 dafür, dass die Verluste im eingeschalteten Zustand dieses Halbleiterbauelements 3 verringert werden, indem bei niedrigen Spannungen nur ein geringer Leckstrom auftritt und bei einigen 100 mV oder bei wenigen V dagegen ein hoher Strom abgeführt werden kann, wobei hohe Löcherströme von typischerweise 1/3 des Kurzschlussstroms durch die spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 zur ersten Elektrode 14 fließen.
  • Es ist auch möglich, den unterhalb des Trenches 15 angeordneten Ableiterbereich 17 indirekt an die erste Elektrode 14 anzuschließen, indem der Ableiterbereich 17 mit einem weiteren Bereich unter einem anderen Trench verbunden ist und dieser weitere Bereich über ein spannungsbegrenzendes Bauelement 34 mit der ersten Elektrode 14 elektrisch verbunden ist.
  • 5 illustriert einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement 4. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht erneut erörtert. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch, dass der pn-Übergang als zwischen einem n-Diodenbereich 23 am Boden des Trenches 15 und dem relativ hoch dotierten Ableiterbereich 17 gebildet wird. Um jedoch die gleiche Wirkung wie bei einer am Trenchboden angebrachten Diode zu erzielen, wird die Ladungsträgerlebensdauer in dem Ableiterbereich 17 dadurch herabgesetzt, dass eine vergrabene Schicht 21, vorzugsweise aus einem Silizid, unterhalb des Trenchbodens 29 in dem Ableiterbereich 17 angeordnet wird.
  • Dadurch wird ein Gebiet mit extrem hoher Rekombinationsrate geschaffen, was neben einem Silizid auch durch eine Metallschicht oder eine Polysiliziumschicht erreicht werden kann, um dadurch die Transistorverstärkung eines parasitären Transistors im Bereich der spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur 16 zu unterdrücken.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement 5. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht ermneut erörtert. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen dadurch, dass der Trench 15 nebeneinander durch vertikale Isolationsschichten 7 und 10 voneinander isolierte Gate-Elektroden 30 und 32 mit dem dazwischen angeordnetem spannungsbegrenzenden Bauelement 34 aufweist.
  • Dabei ist wiederum im unteren Bereich zu dem Ableiterbereich 17 ein pn-Übergang 25 vorgesehen, der einen p-Diodenbereich 24 und einen n-Diodenbereich 23 aufweist, wobei sich der n-Diodenbereich 23 entlang des gesamten Trenches 15 zwischen den beiden Gateelektroden 30 und 32 bis hin zur ersten Elektrode 14 erstreckt und so eine Verbindung 8 mit dieser ersten Elektrode 14 herstellt. Dabei kann der pn-Übergang 25 auch alternativ in Oberflächennähe des Trenches 15 ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine kompakte Struktur für das Halbleiterbauelement 5 aufgrund der multifunktionalen Struktur des Trenches 15.

Claims (22)

  1. Halbleiterbauelement, aufweisend: eine erste Halbleiterschicht (12) eines ersten Leitungstyps, eine zweite Halbleiterschicht (13) eines zweiten Leitungstyps, komplementär zu dem ersten Leitungstyp, die in oder auf der ersten Halbleiterschicht (12) angeordnet ist, einen Bereich des ersten Leitungstyps, der in der zweiten Halbleiterschicht (13) angeordnet ist, eine erste Elektrode (14), die den Bereich des ersten Leitungstyps und die zweite Halbleiterschicht (13) kontaktiert, einen Trench (15), der sich in die erste Halbleiterschicht (12) erstreckt, und eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur (16), die einen hochdotierten Ableiterbereich (17) des zweiten Leitungstyps aufweist, der an einem Ende (18) eines Kanalbereichs (22) angeordnet und mit einer in dem Trench (15) angeordneten Diode (19) gekoppelt ist.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der hochdotierte Ableiterbereich (17) mit der ersten Elektrode (14) über die Diode (19) gekoppelt ist.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die Diode (19) einen Bereich des ersten Leitungstyps und einen Bereich des zweiten Leitungstyps unter Bilden eines dazwischen angeordneten pn-Übergangs (25) aufweist.
  4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei der Bereich des zweiten Leitungstyps der Diode (19) in Kontakt mit dem hochdotierten Ableiterbereich (17) steht.
  5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei eine isolierende Schicht sich entlang der Seitenwände des Trenches (15) erstreckt und entlang des Trenchbodens unterbrochen ist.
  6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der Trench (15) weiterhin eine Gateelektrode (30) aufweist, wobei die Gateelektrode (30) elektrisch von den Bereichen des ersten Leitungstyps und der zweiten Halbleiterschicht und der ersten Halbleiterschicht (12) isoliert ist.
  7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei die Diode (19) unterhalb der Gateelektrode (30) angeordnet ist.
  8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, das weiterhin einen zweiten Trench (31) aufweist, der eine Gateelektrode (32) einschließt, wobei die Diode (19) in einem von dem zweiten Trench (31) unterschiedlichen Trench (15) angeordnet ist.
  9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, das weiterhin eine Mehrzahl von Zellen (33) aufweist, wobei jede Zelle (33) eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur (16) aufweist.
  10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei Gateelektroden (30, 32) und eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur (16) voneinander beabstandet in einem einzelnen Trench (15) angeordnet sind.
  11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der hochdotierte Ableiterbereich (17) in der Nachbarschaft zu und räumlich in einem Abstand von dem Ende (18) des Kanalbereichs (22) angeordnet ist.
  12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei das Halbleiterbauelement einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate bereitstellt.
  13. Halbleiterbauelement, das ein MOS-gesteuertes Halbleiterbauelement einschließt, aufweisend: – einen Kanalbereich (22), – einen Trench (15) und – eine spannungsabhängige Kurzschluss Ableiterstruktur (16), die ein spannungsbegrenzendes Bauelement (34) aufweist, das in dem Trench (15) angeordnet und mit einem Ableiterbereich (17) gekoppelt ist, der an einem Ende (18) des Kanalbereichs (22) angeordnet ist.
  14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, wobei der Ableiterbereich (17) über das spannungsbegrenzende Bauelement (34) mit einer Elektrode (14) des MOS gesteuerten Halbleiterbauelements gekoppelt ist.
  15. Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, wobei das spannungsbegrenzende Bauelement (34) eine in Vorwärtsrichtung betriebene Diode oder ein Varistor oder ein Thyristor oder eine in Sperrrichtung betriebene Zenerdiode ist.
  16. Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, wobei das MOS-gesteuerte Bauelement ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate ist.
  17. Elektronische Komponente, die ein MOS-gesteuertes Halbleiterbauelement aufweist, mit – einem Kanal, – einem Trench (15), – einem Ableiterbereich (17), der an einem Ende (18) des Kanals angeordnet ist und – einem Mittel zum Ableiten eines Kurzschlussstroms, das in dem Trench (15) angeordnet und mit dem Ableiterbereich (17) und dem MOS-gesteuerten Halbleiterbauelement gekoppelt ist.
  18. Elektronische Komponente nach Anspruch 17, wobei das Mittel zum Ableiten eines Kurzschlussstromes eine in Vorwärtsrichtung betriebene pn-Diode, oder ein Varistor, oder ein Thyristor oder eine in Sperrrichtung betriebene Zenerdiode ist.
  19. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, aufweisend: Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, das aufweist: eine erste Halbleiterschicht (12) eines ersten Leitungstyps, eine zweite Halbleiterschicht (13) eines zweiten Leitungstyps, komplementär zu dem ersten Leitungstyp, die in oder auf der ersten Halbleiterschicht (12) angeordnet ist, einen Bereich des ersten Leitungstyps, der in der zweiten Halbleiterschicht (13) angeordnet ist, eine erste Elektrode (14), die den Bereich des ersten Leitungstyps und die zweite Halbleiterschicht (13) kontaktiert, und einen Trench (15), der sich in die erste Halbleiterschicht (12) erstreckt, Herstellen eines hochdotierten Bereichs des zweiten Leitungstyps an einem Ende (18) eines Kanalbereichs (22), Abscheiden einer Schicht des zweiten Leitungstyps in dem Trench (15) auf dem hochdotierten Bereich des zweiten Leitungstyps, und Abscheiden einer Schicht des ersten Leitungstyps in dem Trench (15) auf der Schicht des zweiten Leitungstyps in dem Trench (15) unter Ausbildung eines pn-Übergangs (25) dazwischen.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei in dem Trench (15) eine isolierende Schicht auf der Schicht des ersten Leitungstyps abgeschieden wird, und eine Gateelektrode (30) auf der isolierenden Schicht abgeschieden wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der hochdotierte Bereich des zweiten Leitungstyps einen Boden des Trenches (15) umgibt.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der hochdotierte Bereich des zweiten Leitungstyps mit der ersten Elektrode (14) über die Schicht des zweiten Leitungstyps, die in dem Trench (15) angeordnet ist and über die Schicht des ersten Leitungstyps, die in dem Trench (15) angeordnet ist, gekoppelt ist.
DE102010000531.2A 2009-02-26 2010-02-24 Halbleiterbauelement, elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements Active DE102010000531B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/393,210 2009-02-26
US12/393,210 US7989885B2 (en) 2009-02-26 2009-02-26 Semiconductor device having means for diverting short circuit current arranged in trench and method for producing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010000531A1 DE102010000531A1 (de) 2010-10-21
DE102010000531B4 true DE102010000531B4 (de) 2014-12-11

Family

ID=42630194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010000531.2A Active DE102010000531B4 (de) 2009-02-26 2010-02-24 Halbleiterbauelement, elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7989885B2 (de)
DE (1) DE102010000531B4 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010039258B4 (de) 2010-08-12 2018-03-15 Infineon Technologies Austria Ag Transistorbauelement mit reduziertem Kurzschlussstrom
CN103262248B (zh) * 2010-12-10 2016-07-13 三菱电机株式会社 半导体装置及其制造方法
US9716167B2 (en) * 2011-02-22 2017-07-25 National Semiconductor Corporation Trench DMOS transistor with reduced gate-to-drain capacitance
US9276097B2 (en) 2012-03-30 2016-03-01 Infineon Technologies Austria Ag Gate overvoltage protection for compound semiconductor transistors
US9293376B2 (en) 2012-07-11 2016-03-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for power MOS transistor
US9219138B2 (en) * 2012-10-05 2015-12-22 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device having localized charge balance structure and method
CN104969357B (zh) * 2013-02-05 2019-02-01 三菱电机株式会社 绝缘栅型碳化硅半导体装置及其制造方法
DE102013213007B4 (de) * 2013-07-03 2017-02-02 Robert Bosch Gmbh Halbleiterbauelement, Trench-Feldeffekttransistor, Verfahren zur Herstellung eines Trench-Feldeffekttransistors und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
JP6226786B2 (ja) * 2014-03-19 2017-11-08 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
DE102015111347B4 (de) * 2015-07-14 2020-06-10 Infineon Technologies Ag Entsättigbare halbleitervorrichtung mit transistorzellen und hilfszellen
US9768247B1 (en) 2016-05-06 2017-09-19 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device having improved superjunction trench structure and method of manufacture
WO2018004662A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 Intel Corporation Methods and apparatus to prevent through-silicon-via shorting
DE102018104581B4 (de) 2017-03-24 2021-11-04 Infineon Technologies Ag Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren
CN109256417B (zh) * 2017-07-14 2023-10-24 富士电机株式会社 半导体装置
EP3435420B1 (de) * 2017-07-26 2023-05-17 Infineon Technologies Austria AG Transistorvorrichtung mit gleichrichterelement zwischen einer feldelektrode und einer sourceelektrode
US10714574B2 (en) * 2018-05-08 2020-07-14 Ipower Semiconductor Shielded trench devices
US11538911B2 (en) 2018-05-08 2022-12-27 Ipower Semiconductor Shielded trench devices
US10580878B1 (en) 2018-08-20 2020-03-03 Infineon Technologies Ag SiC device with buried doped region
CN114093934B (zh) * 2022-01-20 2022-05-20 深圳市威兆半导体有限公司 一种igbt器件及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6392273B1 (en) * 2000-01-14 2002-05-21 Rockwell Science Center, Llc Trench insulated-gate bipolar transistor with improved safe-operating-area
DE112004002608T5 (de) * 2003-12-30 2006-11-16 Fairchild Semiconductor Corp. Leistungshalbleitervorrichtungen und Herstellungsverfahren
DE102005041358A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-15 Infineon Technologies Austria Ag Feldplatten-Trenchtransistor sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007020657A1 (de) * 2007-04-30 2008-11-06 Infineon Technologies Austria Ag Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung desselben

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4890143A (en) 1988-07-28 1989-12-26 General Electric Company Protective clamp for MOS gated devices
WO1993022798A1 (en) 1992-04-29 1993-11-11 North Carolina State University Base resistance controlled mos gated thyristor with improved turn-off characteristics
US5294816A (en) 1992-06-10 1994-03-15 North Carolina State University At Raleigh Unit cell arrangement for emitter switched thyristor with base resistance control
US5198687A (en) 1992-07-23 1993-03-30 Baliga Bantval J Base resistance controlled thyristor with single-polarity turn-on and turn-off control
US5412228A (en) 1994-02-10 1995-05-02 North Carolina State University Multifunctional semiconductor switching device having gate-controlled regenerative and non-regenerative conduction modes, and method of operating same
US5488236A (en) 1994-05-26 1996-01-30 North Carolina State University Latch-up resistant bipolar transistor with trench IGFET and buried collector
GB2327295A (en) * 1997-07-11 1999-01-20 Plessey Semiconductors Ltd MOS controllable power semiconductor device
US6399998B1 (en) 2000-09-29 2002-06-04 Rockwell Technologies, Llc High voltage insulated-gate bipolar switch
US7132712B2 (en) 2002-11-05 2006-11-07 Fairchild Semiconductor Corporation Trench structure having one or more diodes embedded therein adjacent a PN junction
JP4823435B2 (ja) 2001-05-29 2011-11-24 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP3927111B2 (ja) 2002-10-31 2007-06-06 株式会社東芝 電力用半導体装置
JP4136778B2 (ja) 2003-05-07 2008-08-20 富士電機デバイステクノロジー株式会社 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
US7456470B2 (en) * 2004-10-01 2008-11-25 International Rectifier Corporation Top drain fet with integrated body short
US7875951B2 (en) * 2007-12-12 2011-01-25 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor with active component and method for manufacture

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6392273B1 (en) * 2000-01-14 2002-05-21 Rockwell Science Center, Llc Trench insulated-gate bipolar transistor with improved safe-operating-area
DE112004002608T5 (de) * 2003-12-30 2006-11-16 Fairchild Semiconductor Corp. Leistungshalbleitervorrichtungen und Herstellungsverfahren
DE102005041358A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-15 Infineon Technologies Austria Ag Feldplatten-Trenchtransistor sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007020657A1 (de) * 2007-04-30 2008-11-06 Infineon Technologies Austria Ag Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung desselben

Also Published As

Publication number Publication date
US20100213505A1 (en) 2010-08-26
DE102010000531A1 (de) 2010-10-21
US7989885B2 (en) 2011-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010000531B4 (de) Halbleiterbauelement, elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102008000660B4 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE102005041358B4 (de) Feldplatten-Trenchtransistor sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006036347B4 (de) Halbleiterbauelement mit einer platzsparenden Randstruktur
DE102005053487B4 (de) Leistungs-IGBT mit erhöhter Robustheit
DE19811297B4 (de) MOS-Halbleitervorrichtung mit hoher Durchbruchspannung
DE102014110366B4 (de) Mos-leistungstransistor mit integriertem gatewiderstand
DE102004022455B4 (de) Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode
DE102009022032B4 (de) Halbleiterbauelement mit Schaltelektrode und Gateelektrode und Verfahren zum Schalten eines Halbleiterbauelements
DE102011051597B4 (de) Hochspannungsbipolartransistor mit grabenfeldplatte, verfahren zum herstellen einer bipolarstruktur, integrierte transistorstruktur und integrierte schaltung
DE102011079747A1 (de) Halbleitervorrichtung mit Schaltelement und Freilaufdiode, sowie Steuerverfahren hierfür
DE102010039258A1 (de) Transistorbauelement mit reduziertem Kurzschlussstrom
DE102008023519A1 (de) Halbleiterbauteil mit isolierter Steuerelektrode und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102011082290A1 (de) Lateraler bipolartransistor mit isolierter gate-elektrode
DE19528998C2 (de) Bidirektionaler Halbleiterschalter und Verfahren zu seiner Steuerung
DE202015105413U1 (de) Integrierte, floatende Diodenstruktur
DE102007055290B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE19917994A1 (de) Isolationsstruktur für eine Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Verhindern des vorzeitigen Durchbruchs und der nachfolgenden Änderung der Durchbruchspannung in einer grabenisolierten Halbleitervorrichtung
DE19725091A1 (de) Transistorbauelement
DE102004047772B4 (de) Lateraler Halbleitertransistor
DE102021108386A1 (de) Isolationsstruktur für igbt-vorrichtungen mit einer integrierten diode
EP0657066A1 (de) Feldeffektgesteuertes halbleiterbauelement
DE10243743B4 (de) Quasivertikales Halbleiterbauelement
DE10123818B4 (de) Anordnung mit Schutzfunktion für ein Halbleiterbauelement
DE102011079307B4 (de) Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative

Representative=s name: SCHWEIGER, MARTIN, DIPL.-ING. UNIV., DE