DE102010042971B4 - Transistorbauelement mit einer Feldelektrode - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Transistorbauelements, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer Halbleiteranordnung, die aufweist: einen Halbleiterkörper (100) mit einer ersten Seite (101) und wenigstens einem ersten Graben (103), der sich ausgehend von der ersten Seite (101) erstreckt, wobei der wenigstens eine erste Graben (103) Seitenwände und einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt (103A, 103B) aufweist, und eine erste Feldelektrode (11), die in dem unteren Grabenabschnitt (103A) des wenigstens einen ersten Grabens (103) angeordnet ist und die gegenüber dem Halbleiterkörper (100) durch ein Feldelektrodendielektrikum (21) isoliert ist; Herstellen einer Dielektrikumsschicht (31) auf der ersten Feldelektrode (11) in dem wenigstens einen ersten Graben (103), wobei das Herstellen der Dielektrikumsschicht (31) einen Abscheideprozess umfasst, durch den ein dielektrisches Material auf die erste Seite (101) des Halbleiterkörpers (100) und auf die erste Feldelektrode (11) mit einer höheren Abscheiderate abgeschieden wird als auf die Seitenwände des wenigstens einen ersten Grabens (103);...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transistorbauelement mit einer Feldelektrode unterhalb einer Gateelektrode und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Transistorbauelements.
  • In Transistoren, die eine Feldelektrode unterhalb einer Gateelektrode und benachbart zu einer Driftzone aufweisen, besitzt die Feldelektrode unterschiedliche Funktionen: Sie reduziert die Gate-Drain-Kapazität des Bauelements; sie schirmt die Gateelektrode gegenüber hohen elektrischen Feldstärken ab, wenn sich das Bauelement im sperrenden Zustand befindet; und sie kompensiert Ladungsträger in der Driftzone, wenn sich das Bauelement im sperrenden Zustand befindet, wodurch eine maximale Sperrspannung bzw. die Spannungsfestigkeit des Bauelements erhöht wird.
  • Die Feldelektrode und die Gateelektrode sind mittels einer Dielektrikumsschicht voneinander isoliert, wobei die Gateelektrode, die Feldelektrode und diese Dielektrikumsschicht einen Kondensator bilden. Bei einer gegebenen Dielektrizitätskonstante dieser Dielektrikumsschicht, die zwischen der Gateelektrode und der Feldelektrode angeordnet ist, verringert sich die Kapazität dieses Kondensators mit zunehmender Dicke der Dielektrikumsschicht.
  • Ein solches Transistorbauelement mit einer Gateelektrode und einer Feldelektrode, die unterhalb der Gateelektrode im selben Graben wie die Gateelektrode angeordnet ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Transistorbauelements sind in der US 20090218618 A1 beschrieben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Dielektrikumsschicht zwischen der Gateelektrode und der Feldelektrode unabhängig von anderen Dielektrikumsschichten, wie beispielsweise einer Gatedielektrikumsschicht des Bauelements, einstellen zu können. Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein Verfahren zum Herstellen einer dicken Dielektrikumsschicht zwischen der Gateelektrode und der Feldelektrode und ein Transistorbauelement mit einer solchen dicken Dielektrikumsschicht zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wir durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Transistorbauelement gemäß Anspruch 13 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Transistorbauelements umfasst: das Bereitstellen einer Halbleiteranordnung, die aufweist: einen Halbleiterkörper, der eine erste Seite und wenigstens einen ersten Graben, der sich von der ersten Seite in den Halbleiterkörper hineinerstreckt, aufweist, wobei der wenigstens eine Graben Seitenwände und einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt aufweist; eine erste Feldelektrode, die in dem unteren Grabenabschnitt des wenigstens einen ersten Grabens angeordnet ist und die gegenüber dem Halbleiterkörper durch ein Feldelektrodendielektrikum isoliert ist. Das Verfahren umfasst außerdem: das Herstellen einer Dielektrikumsschicht auf der ersten Feldelektrode in dem wenigstens einen ersten Graben, wobei das Herstellen der Dielektrikumsschicht einen Abscheideprozess umfasst, durch den ein dielektrisches Material auf der ersten Seite des Halbleiterkörpers und auf der Feldelektrode bei einer höheren Abscheiderate abgeschieden wird als an den Seitenwänden des wenigstens einen ersten Grabens; das Herstellen eines Gatedielektrikums, wobei das Gatedielektrikum wenigstens die Seitenwände in dem oberen Grabenabschnitt des wenigstens einen ersten Grabens überdeckt; und das Herstellen einer Gateelektrode in dem oberen Grabenabschnitt, wobei die Gateelektrode gegenüber der ersten Feldelektrode durch die Dielektrikumsschicht isoliert ist.
  • Ein Transistorbauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst: einen Halbleiterkörper mit einer ersten Seite und wenigstens einem ersten Graben, der sich ausgehend von der ersten Seite erstreckt, wobei der wenigstens eine erste Graben Seitenwände und einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt aufweist; eine erste Feldelektrode, die in dem unteren Grabenabschnitt des wenigstens einen ersten Grabens angeordnet ist und die gegenüber dem Halbleiterkörper durch ein Feldelektrodendielektrikum isoliert ist; eine Dielektrikumsschicht auf der ersten Feldelektrode in dem wenigstens einen ersten Graben; ein Gatedielektrikum, wobei das Gatedielektrikum wenigstens die Seitenwände in dem oberen Grabenabschnitt des wenigstens einen ersten Grabens überdeckt; eine Gateelektrode in dem oberen Grabenabschnitt, wobei die Gateelektrode gegenüber der ersten Feldelektrode durch die Dielektrikumsschicht isoliert ist und wobei eine Dicke der Dielektrikumsschicht wenigstens der Hälfte einer vertikalen Länge der Feldelektrode entspricht.
  • Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Zeichnungen und die nachfolgende Beschreibung erläutert. Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Grundprinzips, so dass lediglich solche Merkmale, die zur Veranschaulichung des Grundprinzips notwendig sind, dargestellt sind. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale mit gleicher Bedeutung, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Zeichnungen sind notwendigerweise maßstabsgerecht.
  • 1 veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Transistorbauelements mit einer Feldelektrode und einer Gateelektrode und einem abgeschiedenen Zwischenelektrodendielektrikum, das zwischen der Gateelektrode und der Feldelektrode angeordnet ist.
  • 2 veranschaulicht anhand eines horizontalen (2A) und eines vertikalen (2B) Querschnitts durch das Transistorbauelement eine Möglichkeit zum Kontaktieren der Gateelektrode und der Feldelektrode.
  • 3 veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des Zwischenelektrodendielektrikums.
  • 4 veranschaulicht eine Transistorzelle eines gemäß dem in 1 veranschaulichten Verfahren hergestellten Transistorbauelements und veranschaulicht Schaltsymbole inhärenter Bauelemente der Transistorzelle.
  • 5 veranschaulicht eine Anwendungsschaltung mit einem Transistorbauelement als Low-Side-Schalter und ein vereinfachtes Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Kommutierung des Low-Side-Schalters.
  • 6 veranschaulicht ein Verfahren zum Herstellen eines Randabschlusses eines Transistorbauelements unter Verwendung der anhand von 1 erläuterten Verfahrensschritte.
  • 7 veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer in 1A dargestellten Halbleiteranordnung.
  • 8 veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer MOS-Diodenstruktur.
  • 9 veranschaulicht einen vertikalen Querschnitt durch ein Transistorbauelement, das wenigstens eine Transistorzelle und wenigstens eine MOS-Diodenstruktur aufweist.
  • 10 veranschaulicht schematisch ein Halbleiterbauelement mit mehreren in Kontaktgräben angeordneten Kontaktelektroden zum Kontaktieren der Gateelektroden und der Feldelektroden einer Transistoranordnung, die streifenförmige Transistorzellen aufweist.
  • Die 1A bis 1F veranschaulichen schematisch ein Verfahren zum Herstellen eines Transistorbauelements mit einer Feldelektrode und einer Gateelektrode. Diese Figuren zeigen das Bauelement während verschiedener Stadien eines beispielhaften Prozessablaufs zum Herstellen des Bauelements.
  • Bezugnehmend auf 1 beginnt der Prozessablauf mit dem Bereitstellen einer Halbleiteranordnung, die einen Halbleiterkörper 100 mit einer ersten Seite 101, die nachfolgend auch als Vorderseite bezeichnet wird, aufweist. Die 1A bis 1F zeigen einen vertikalen Querschnitt durch den Halbleiterkörper 100; dies ist ein Querschnitt in einer Ebene, die senkrecht zu der Vorderseite 101 verläuft.
  • Der Halbleiterkörper 100 weist wenigstens einen ersten Graben 103 auf, der sich ausgehend von der Vorderseite 101 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt. In dem vorliegenden Beispiel erstreckt sich der wenigstens eine erste Graben 103 in vertikaler Richtung in den Halbleiterkörper 100 hinein. In diesem Beispiel besitzt der wenigstens eine erste Graben 103 einen rechteckförmigen Querschnitt in der vertikalen Ebene. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel; der wenigstens eine erste Graben 103 könnte auch einen beliebigen anderen Grabenquerschnitt besitzen. So sind gemäß einem Beispiel die Seitenwände des Grabens (in nicht dargestellter Weise) abgeschrägt (tapered), so dass sich der wenigstens eine Graben 103 mit zunehmender Tiefe verengt. Außerdem können Kanten zwischen den Seitenwänden und einem Boden des wenigstens einen ersten Grabens 103 abgerundet sein.
  • Der wenigstens eine erste Graben 103 weist einen unteren Grabenabschnitt 103A und einen oberen Grabenabschnitt 103B auf. Eine erste Feldelektrode 11 ist in dem unteren Grabenabschnitt 103A angeordnet und ist in diesem unteren Grabenabschnitt 103A mittels eines ersten Feldplattendielektrikums 21 dielektrisch gegenüber dem Halbleiterkörper 100 isoliert. Zu diesem Zweck ist das erste Feldelektrodendielektrikum 21 zwischen der ersten Feldelektrode 11 und dem Boden und den Seitenwänden des Grabens 103 in dem unteren Grabenabschnitt 103A angeordnet.
  • Die erste Feldelektrode 11 weist beispielsweise ein Metall oder ein dotiertes polykristallines Halbleitermaterial, wie z. B. Polysilizium, auf. Das erste Feldelektrodendielektrikum 21 weist beispielsweise ein Halbleiteroxid, wie z. B. Siliziumoxid auf. Ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der ersten Feldelektrode 11 und des ersten Feldelektrodendielektrikums 21 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 noch erläutert werden.
  • Die Tiefe des wenigstens einen ersten Grabens 103 von der ersten Seite 101 bis zu seinem Boden beträgt zwischen etwa 0,75 μm und etwa 7,5 μm und zwar abhängig von der Spannungsfestigkeitsklasse, d. h. der gewünschten Spannungsfestigkeit, des Transistorbauelements bzw. MOSFETs. Die Breite des Grabens 103 beträgt beispielsweise zwischen etwa 0,25 μm und etwa 2,5 μm. Eine Dicke des ersten Feldelektrodendielektrikums 21 beträgt beispielsweise zwischen etwa 75 nm und etwa 750 nm. Die Feldelektrode 11 besitzt eine vertikale Länge zwischen etwa 25% bis hinzu fast 100% der Tiefe des Grabens 103. Bei einem Transistorbauelement mit einer Spannungsfestigkeit von beispielsweise 50 V besitzt der Graben 103 beispielsweise eine Tiefe zwischen 6 μm und 7 μm und eine Bodyzone (die weiter unten noch erläutert wird) mit vertikalen Abmessungen zwischen etwa 0,5 μm und 1 μm. Die vertikalen Abmessungen der Feldelektrode entsprechen in etwa der Tiefe des ersten Grabens 103 abzüglich der vertikalen Abmessung der Bodyzone.
  • Der Abstand zwischen zwei Gräben 103 in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der Gräben 103 ist beispielsweise zwischen etwa 0,3 μm und 3 μm, wobei dieser Abstand den Abmessungen eines Mesagebiets des Halbleiterkörpers 100 zwischen zwei Gräben 103 entspricht.
  • Der untere Abschnitt 103A des wenigstens einen ersten Grabens 103 ist der Abschnitt, der die erste Feldelektrode 11 umfasst; der obere Abschnitt 103B des ersten Grabens 103 ist der Abschnitt zwischen der ersten Feldelektrode 11 und der ersten Seite 101.
  • In einem optionalen Verfahrensschritt, der in 1B veranschaulicht ist, wird eine Dielektrikumsschicht 22 auf Abschnitten der ersten Feldelektrode 11 hergestellt, die nicht durch das erste Feldelektrodendielektrikum 21 bedeckt sind. Diese Dielektrikumsschicht 22 ist relativ dünn im Vergleich zu dem Feldelektrodendielektrikum 21 und wird ebenfalls auf den Seitenwänden des ersten Grabens 103 in dem oberen Grabenabschnitt 103B und auf der ersten Seite 101 hergestellt. Das Herstellen dieser Dielektrikumsschicht 22 ist optional, d. h. die Verfahrensschritte, die nun unter Bezugnahme auf 1C erläutert werden, können auch durchgeführt werden, ohne dass diese dünne Dielektrikumsschicht 22 zuerst hergestellt wird.
  • Bezugnehmend auf 1C wird eine Dielektrikumsschicht 31 auf der ersten Feldelektrode 11 in dem wenigstens einen ersten Graben 103 hergestellt. Diese Dielektrikumsschicht wird in dem herzustellenden Bauelement zwischen der ersten Feldelektrode 11 und einer Gateelektrode angeordnet sein und wird daher nachfolgend als Zwischenelektrodendielektrikum bezeichnet. Das Herstellen des Zwischenelektrodendielektrikums 31 umfasst einen Abscheideprozess, der ein dielektrisches Material auf der ersten Seite des Halbleiterkörpers 101 und auf der ersten Feldelektrode 11 abscheidet, wobei dieser Abscheideprozess auf der Vorderseite 101 und dem Boden des oberen Grabenabschnitts 103B – wo die erste Feldelektrode 11 angeordnet ist – eine höhere Abscheiderate bzw. Abscheidegeschwindigkeit besitzt als auf Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts 103B. Das Herstellen des Zwischenelektrodendielektrikums 31 umfasst außerdem das wenigstens teilweise Entfernen des abgeschiedenen Dielektrikumsmaterials von der ersten Seite 101 und den Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts 103B. In dem in 1C dargestellten Beispiel wird das dielektrische Material von der ersten Seite 101 und den Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts 103B vollständig entfernt, während es auf oder oberhalb der ersten Feldelektrode 11 verbleibt. Das auf der ersten Feldelektrode 11 verbleibende dielektrische Material bildet das Zwischenelektrodendielektrikum 31.
  • Durch das Herstellen des Zwischenelektrodendilektrikums 31 wird der obere Grabenabschnitt 103B teilweise aufgefüllt. Bezugnehmend auf 1D wird ein Gatedielektrikum 41 an den Seitenwänden des nach dem Herstellen des Zwischenelektrodendielektrikums 31 verbleibenden oberen Grabenabschnitts hergestellt. Das Gatedielektrikum 41 wird beispielsweise durch einen thermischen Oxidationsprozess hergestellt.
  • Bezugnehmend auf 1E wird der obere Abschnitt des wenigstens einen Grabens 103, der nach dem Herstellen des Zwischenelektrodendielektrikums 31 und dem Gatedielektrikum 41 verbleibt, mit einem Elektrodenmaterial aufgefüllt, um dadurch eine Gateelektrode 51 herzustellen. Das Elektrodenmaterial ist beispielsweise ein Metall oder ein dotiertes polykriallines Halbleitermaterial, wie z. B. Polysilizium.
  • Bezugnehmend auf 1F wird das Bauelement vervollständigt durch Herstellen: einer Bodyzone 61 in dem Halbleiterkörper 100 benachbart zu der Gateelektrode 41; einer Sourcezone 62 in der Bodyzone 61 und benachbart zu dem Gatedielektrikum 41; und einer Sourceelektrode 65, die die Sourcezone 62 und die Bodyzone 61 kontaktiert. Die Bodyzone 61 und die Sourcezone 62 werden beispielsweise hergestellt durch Implantieren von Dotierstoffen über die erste Seite 101 in den Halbleiterkörper 100 vor Herstellen der Sourceelektrode 65. Die Sourceelektrode 65 erstreckt sich in einem Kontaktgraben 67 in die Bodyzone 61 und kontaktiert die Sourcezone 62 und die Bodyzone 61 in diesem Kontaktgraben. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel; andere Möglichkeiten zum Kontaktieren der Bodyzone 61 und der Sourcezone 62 durch die Sourceelektrode 65 können ebenfalls vorgesehen werden. Die Sourceelektrode 65 ist gegenüber der Gateelektrode 51 mittels einer Isolationsschicht 66 elektrisch isoliert.
  • Das in 1F dargestellte Transistorbauelement ist ein Graben-Feldeffekt-Transistor bzw. Graben-MOS-Transistor (Trench-MOS-Transistor) bei dem die Gateelektrode 51 in einem Graben angeordnet ist. Verfahren zum Herstellen einer Bodyzone, wie der Bodyzone 61, einer Sourcezone, wie der Sourcezone 62, und einer Sourceelektrode, wie der Sourceelektrode 65, eines Trench-MOS-Transistors sind allgemein bekannt, so dass hierzu keine weiteren Erläuterungen notwendig sind.
  • Bezugnehmend auf 1F umfasst das Bauelement außerdem eine Driftzone 63 und eine Drainzone 64, wobei die Drainzone 64 durch eine Drainelektrode 68 kontaktiert ist. Die Drainelektrode 68 weist beispielsweise ein Metall auf. Die Driftzone 63 ist zwischen der Drainzone 64 und der Bodyzone 61 angeordnet und ist von der Sourcezone 62 durch die Bodyzone 61 getrennt. Bei dem in 1F dargestellten Beispiel schließt sich die Drainzone 64 an eine zweite Seite 102 des Halbleiterkörpers 100 an. Diese Zweite Seite 102 liegt gegenüber der ersten Seite 101 und wird nachfolgend auch als Rückseite des Halbleiterkörpers 100 bezeichnet. Das Herstellen der Drainzone 64 benachbart zu der Rückseite 102 ist lediglich ein Beispiel. Die Drainzone 64 kann auch als vergrabene Schicht (nicht dargestellt) realisiert werden, die mittels eines diffundierten Gebiets über die Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers kontaktiert werden kann.
  • Der Halbleiterkörper 100 kann zwei unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten aufweisen: eine höher dotierte erste Schicht, die die Drainzone 64 bildet; und eine niedriger dotierte zweite Schicht, in der der wenigstens eine erste Graben 103 mit der Feldelektrode 11 und der Gateelektrode 51, die Bodyzone 61 und die Sourcezone 62 angeordnet sind. Gebiete der zweiten Halbleiterschicht, die nach dem Herstellen der Body- und Sourcezonen 61, 62, die Grunddotierung der zweiten Halbleiterschicht besitzen, bilden bei diesem Beispiel die Driftzone 63 des Bauelements. Die erste Schicht ist beispielsweise ein Halbleitersubstrat. Die zweite Schicht ist beispielsweise eine auf dem Substrat angeordnete Epitaxieschicht. Anstatt einen Halbleiterkörper zu verwenden, der zwei unterschiedlich dotierte Schichten aufweist, kann auch ein gleichförmig dotiertes Halbleitersubstrat verwendet werden, wobei eine Grunddotierung des Halbleitersubstrats der Dotierung der Driftzone 63 entspricht. In diesem Fall wird die Drainzone 64 durch Implantieren von Dotierstoffen in die Rückseite 102 des Halbleitersubstrats hergestellt.
  • Das Bauelement kann als MOSFET oder als IGBT realisiert sein. Der Leitfähigkeitstyp des Bauelements wird durch den Dotierungstyp der Sourcezone 62 bestimmt. Bei einem n-Bauelement bzw. n-Kanal-Bauelement ist die Sourcezone 62 n-dotiert, während die Bodyzone 61 p-dotiert ist. Die Driftzone 63 besitzt den gleichen Leitfähigkeitstyp bzw. Dotierungstyp wie die Sourcezone 62. Bei einem MOSFET ist die Drainzone 64 vom gleichen Leitungstyp wie die Sourcezone 62, und bei einem IGBT ist die Drainzone 64 komplementär zu der Sourcezone 62 dotiert. Bei einem p-Kanal-Bauelement sind die Dotierungstypen der jeweiligen Bauelementzonen komplementär zu den Dotierungstypen in einem n-Bauelement. Bei einem IGBT kann eine Feldstoppzone (nicht dargestellt) desselben Leitfähigkeitstyps wie die Driftzone 63 (allerdings höher dotiert), zwischen der Drainzone 64 und der Driftzone 63 oder in der Driftzone 63 beanstandet zu der Drainzone 64 angeordnet sein.
  • Das Transistorbauelement besitzt drei Anschlüsse: einen Gateanschluss G, der die Gateelektrode 51 kontaktiert; einen Sourceanschluss S, der die Sourceelektrode 64 kontaktiert; und einen Drainanschluss D, der die Drainzone 64 kontaktiert. Diese Anschlüsse sind in 1F lediglich schematisch dargestellt.
  • Das in 1F dargestellte Bauelement kann eine Anzahl identischer Transistorstrukturen aufweisen, die üblicherweise als Transistorzellen bezeichnet werden. Jede Transistorzelle umfasst eine Sourcezone 62, eine Gateelektrode 51 und eine Bodyzone 61, wobei zwei oder mehr Transistorzellen eine Gateelektrode 51 und eine Bodyzone 61 teilen bzw. gemeinsam aufweisen können. Bei dem in 1F dargestellten Beispiel sind die Driftzone 63 und die Drainzone 64 den einzelnen Transistorzellen gemeinsam. Die Transistorzellen sind dadurch parallel geschaltet, dass die Gateelektroden 51 gemeinsam an den Gateanschluss G angeschlossen sind und dass die Sourcezonen 62 gemeinsam an den Sourceanschluss S angeschlossen sind. Die Transistorzellen können eine streifenförmige Geometrie besitzen. In diesem Fall verlaufen die Gateelektroden 51 der einzelnen Transistorzellen parallel zueinander in einer horizontalen Richtung des Halbleiterkörpers 100.
  • 2A veranschaulicht einen Querschnitt in einer horizontalen Ebene A-A eines Halbleiterkörpers 100, in dem streifenförmige Transistorzellen integriert sind. Der in 2A dargestellte Querschnitt verläuft nahe der Vorderseite 101. 2B veranschaulicht einen Querschnitt in einer vertikalen Schnittebene B-B, die in 2A dargestellt ist. Diese vertikale Schnittebene B-B schneidet in Längsrichtung durch eine Feldelektrode 11 und eine Gateelektrode 51.
  • Wie anhand von 2A ersichtlich ist, verlaufen die Gateelektroden 51 und die Sourcezonen 62 der verschiedenen Transistorzellen parallel zueinander in der horizontalen Ebene. Ähnlich zu den Gateelektroden 51 verlaufen auch die Feldelektroden 11 der Transistorzellen parallel zueinander. Die ersten Feldelektroden 11, die – von der Vorderseite 101 aus gesehen – unterhalb der Gateelektroden 51 angeordnet sind, sind in 2A durch gestrichelte Linien veranschaulicht.
  • Um die Gateelektroden 51 gemeinsam zu kontaktieren, kann das Bauelement einen ersten Kontaktgraben 111 aufweisen, der in einer horizontalen Richtung senkrecht zu den ersten Gräben 103 verläuft und der sich an diese Gräben 103 anschließt. Dieser zusätzliche Graben 111 umfasst eine erste Kontaktelektrode 51', die die in den ersten Gräben 103 angeordneten Gateelektroden 51 kontaktiert. Diese Gateelektroden 51 können gemeinsam kontaktiert werden durch Kontaktieren der ersten Kontaktelektrode 51' in dem weiteren Graben 111. Wie anhand von 2B ersichtlich ist, sind die Feldelektroden 11 elektrisch von der ersten Kontaktelektrode 51' isoliert.
  • Zum Kontaktieren der Feldelektroden 11 kann das Bauelement einen zweiten Kontaktgraben 112 aufweisen, der eine zweite Kontaktelektrode 11' aufweist. Der erste und der zweite Kontaktgraben 111, 112 sind in einer Längsrichtung der Gräben 103 beanstandet zueinander angeordnet und verlaufen beispielsweise senkrecht zu diesen Gräben 103. Die zweite Kontaktelektrode 11' kontaktiert die Feldelektroden 11, aber ist gegenüber der Gateelektrode 51 durch eine weitere Dielektrikumsschicht 42 isoliert. Die zweite Kontaktelektrode 11' erstreckt sich bis an die Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers, so dass die ersten Feldelektroden 11 ausgehend von der ersten Seite 101 über die Kontaktelektrode 11' kontaktiert werden kann.
  • Das Bauelement kann eine Vielzahl von ersten und zweiten Kontaktelektroden 51', 11' aufweisen, die die Gateelektroden 51 bzw. Feldelektroden 11 auf eine in den 2A und 2B dargestellte Weise kontaktieren. Bezugnehmend auf 2B (vgl. die strichpunktierten Linien) können sich die Gräben 103, die die Gate- und Feldelektroden 51, 11 aufweisen, über die in 2A dargestellten Kontaktgräben 111, 112 hinaus erstrecken. Bei einer Anordnung mit einer Vielzahl von ersten und zweiten Kontaktelektroden 51', 11' können die ersten und zweiten Kontaktelektroden 51', 11' abwechselnd und beanstandet zueinander in einer Längsrichtung der Gräben 103 und senkrecht zu diesen Gräben 103, in denen die Gate- und Feldelektroden 51, 11 angeordnet sind, angeordnet sein.
  • Die 3A bis 3D veranschaulichen ein erstes Beispiel eines Prozessablaufs zum Herstellen eines Zwischenelektrodendielektrikums 31, das anhand von 1D erläutert wurde. Bezugnehmend auf 3A umfasst das Herstellen des Zwischenelektrodendielektrikums 31 das Abscheiden einer Dielektrikumsschicht 30 auf die erste Feldelektrode 11 in dem wenigstens einen ersten Graben 103 und auf die erste Seite 101 des Halbleiterkörpers 100. Ein zum Abscheiden der Dielektrikumsschicht 30 verwendeter Abscheideprozess ist ein selektiver Abscheideprozess, der eine Abscheiderate aufweist, die abhängig ist von einer Orientierung der Oberflächen, auf welche die Dielektrikumsschicht 30 abgeschieden werden soll. Wie in 3A dargestellt ist, besitzt der Abscheideprozess eine höhere Abscheiderate auf horizontalen Oberflächen als auf vertikalen bzw. senkrechten Oberflächen. In dem vorliegenden Beispiel sind horizontale Oberflächen die erste Seite 101 und der Boden des oberen Grabenabschnitts 103B. Dieser Boden des oberen Grabenabschnitts 103B wird teilweise durch die erste Feldelektrode 11 und/oder die optionale Dielektrikumsschicht 22 (vgl. 1B) gebildet. Als Ergebnis der unterschiedlichen Abscheideraten besitzt die Dielektrikumsschicht 30 eine größere Dicke am Boden des oberen Grabenabschnitts 103B und auf der ersten Seite 101 als an Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts 103B. Der Abscheideprozess ist beispielsweise ein HDP-Prozess (HDP = High Density Plasma). Die Dicke der Dielektrikumsschicht 30, die auf horizontalen Oberflächen, wie der ersten Feldelektrode 11, abgeschieden wird, beträgt beispielsweise zwischen 200 nm und 300 nm. HDP-Prozesse sind plasmaunterstützte Abscheide- bzw. Sputter-Prozesse, die allgemein bekannt sind, so dass keine weiteren Erläuterungen diesbezüglich notwendig sind.
  • Bezugnehmend auf 3B wird eine Schutzschicht 200 auf der abgeschiedenen Dielektrikumsschicht 30 hergestellt. Die Schutzschicht 200 überdeckt die Dielektrikumsschicht 30 vollständig und füllt solche Teile des oberen Grabenabschnitts 103B vollständig, die nach dem Herstellen der Dielektrikumsschicht 30 verblieben sind. Die Schutzschicht 200 ist beispielsweise eine Lackschicht, eine Kohlenstoffschicht bzw. Karbonschicht oder eine kohlenstoffhaltige bzw. karbonhaltige Schicht, die selektiv gegenüber der abgeschiedenen Dielektrikumsschicht entfernt werden kann.
  • Bezugnehmend auf 3C wird die Schutzschicht 200 vollständig von solchen Abschnitten der Dielektrikumsschicht 30 entfernt, die die Vorderseite 101 überdecken; außerdem werden solche Abschnitte der Dielektrikumsschicht 30, die die Vorderseite 101 überdecken, wenigstens teilweise von der Vorderseite 101 entfernt. ”Wenigstens teilweise entfernen” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Dicke der Dielektrikumsschicht 30 wenigstens reduziert wird, wenn diese nicht vollständig entfernt wird. Der Prozess des Entfernens der Schutzschicht 200 und des teilweisen Entfernens der Dielektrikumsschicht 30 oberhalb der Vorderseite 101, d. h. oberhalb des Mesagebiets, endet bevor die Schutzschicht 200 vollständig aus dem wenigstens einen ersten Graben 103 entfernt ist, so dass ein Stöpsel (plug) 201 des Schutzmaterials in dem ersten Graben 103 verbleibt. Dieser Stöpsel 201 schützt solche Teile der Dielektrikumsschicht 30, die die erste Feldelektrode 11 überdecken und die das Zwischenelektrodendielektrikum 31 bilden. Bei dem in 2C dargestellten Beispiel verbleiben Teile 32 der Dielektrikumsschicht 30 auf der ersten Seite 101, und der Stöpsel 201 füllt den oberen Grabenabschnitt 103B vollständig. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel; der Prozess zum Entfernen der Schutzschicht 200 und der Dielektrikumsschicht 30 kann auch soweit fortgeführt werden, bis die Dielektrikumsschicht vollständig von der ersten Seite 101 entfernt ist und bis der Stöpsel 201 den oberen Grabenabschnitt 103B nur teilweise füllt, aber immer noch die erste Feldelektrode 11 überdeckt.
  • Das Verfahren zum teilweisen Entfernen der Schutzschicht 200 und der Dielektrikumsschicht 30 kann einen Ätzprozess umfassen, der sowohl das Material der Schutzschicht 200 als auch das Material der Dielektrikumsschicht 30 ätzt. Die Ätzselektivität für das Ätzen der Schutzschicht 200 und der Dielektrikumsschicht 30 ist beispielsweise 1:1. Dies bedeutet, dass die Schutzschicht 200 und die Dielektrikumsschicht 30 gleichermaßen geätzt werden. Die Ätzselektivität kann allerdings in einem Bereich zwischen beispielsweise 0,5:1 und 1:0,5 variieren. Der Ätzprozess ist beispielsweise ein Trockenätzprozess, der die Verwendung eines Sauerstoffplasmas und Chlor umfassen kann.
  • Bezugnehmend auf 3D wird der Stöpsel 201 des Schutzmaterials aus dem oberen Grabenabschnitt 103B entfernt. Das Entfernen des Stöpsels 201 kann einen thermischen Prozess umfassen, der den Stöpsel 201 verascht, der jedoch die verbleibenden Teile der Dielektrikumsschicht, wie das Zwischenelektrodendielektrikum 31, zurücklässt.
  • In einem Idealfall ist die Abscheiderate an den Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts 102B bei Abscheiden der Dielektrikumsschicht 30 Null. In diesem Fall ist der Halbleiterkörper 100 an den Seitenwänden des wenigstens einen Grabens 103 nicht durch eine Dielektrikumsschicht überdeckt, nachdem der Stöpsel 201 entfernt wurde. In einem nicht-idealen Fall wird allerdings ein wenig dielektrisches Material auf die Seitenwände abgeschieden. Üblicherweise ist eine Dicke der Dielektrikumsschicht, die auf die Seitenwände abgeschieden wurde, zwischen 5 nm und 200 nm. Um das Zwischenelektrodendielektrikum 31 vollständig unabhängig von dem Gatedielektrikum 41 herzustellen, werden die dielektrischen Materialien, die die Seitenwände bedecken, nachdem der Stöpsel 201 entfernt wurde, vor Herstellen des Gatedielektrikums (41 in 1D) entfernt.
  • Das Entfernen des dielektrischen Materials von den Seitenwänden kann einen isotropen Ätzprozess umfassen, der auch Teile der Dielektrikumsschicht 30 ätzt, die auf der Vorderseite 101 nach dem Entfernungsprozess (der unter Bezugnahme auf 2C erläutert wurde) verblieben sind. Dieser Ätzprozess kann auch das Zwischenelektrodendielektrikum 31 teilweise ätzen.
  • 4 veranschaulicht schematisch eine Transistorzelle eines Transistorbauelements, das gemäß dem unter Bezugnahme auf 1 erläuterten Verfahren hergestellt wurde. 4 zeigt außerdem das Schaltsymbol M des Transistorbauelements ebenso wie Schaltsymbole parasitärer Widerstände und Kapazitäten des Transistorbauelements. Das Transistorsymbol M, das in 4 dargestellt ist, bezieht sich auf einen n-Kanal-MOSFET. Dies ist allerdings lediglich ein Beispiel. Das in 4 dargestellte Schaltbild gilt in entsprechender Weise auch für einen p-Kanal-MOSFET. Wie in 4 dargestellt ist, umfasst das Bauelement fünf relevante inhärente Kapazitäten: eine Gate-Source-Kapazität CGS, die durch die Gateelektrode 51, das Gatedielektrikum 41, die Sourcezone 62, die Bodyzone 61 und die Sourceelektrode 65 gebildet ist; eine Gate-Drain-Kapazität CGD, die durch die Gateelektrode 51, das Gatedielektrikum 41 und die Driftzone 63 gebildet ist; eine Drain-Source-Kapazität CDS, die durch die Driftzone 63 und die Bodyzone 61 gebildet ist; eine Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP, die durch die Gateelektrode 51, das Zwischenelektrodendielektrikum 31 und die erste Feldelektrode 11 gebildet ist; und eine Drain-Feldelektroden-Kapazität CDFP, die durch die erste Feldelektrode 11, das Feldelektrodendielektrikum 21, die Driftzone 63 und die Drainzone 64 gebildet ist. Die erst Feldelektrode 11 ist entweder elektrisch an den Sourceanschluss S oder den Gateanschluss G angeschlossen. Zu Zwecken der Erläuterung sei angenommen, dass die Feldelektrode 11 elektrisch an den Sourceanschluss S angeschlossen ist. In diesem Fall ist ein Feldelektrodenwiderstand RFP zwischen dem Sourceanschluss S und der Feldelektrode 11 vorhanden. Das Bauelement umfasst außerdem einen Gatewiderstand RG der zwischen dem Gateanschluss G und der Gateelektrode 51 angeordnet ist. Beide, sowohl der Feldelektrodenwiderstand RFP als auch der Gatewiderstand RG, sind keine diskreten bzw. konzentrierten (lumped) Widerstände, sondern sind vielmehr inhärente differenzielle Widerstände inkrementeller Elemente der streifenförmigen Elektroden.
  • Die genannten Kapazitäten und parasitäre Induktivitäten LSTRAY beeinflussen das Schaltverhalten des Bauelements. Insbesondere in Anwendungen, bei denen der Transistor M abwechselnd in Rückwärtsrichtung (reverse direction) und Vorwärtsrichtung (forward direction) gepolt wird, können hochfrequente Schwingungen auftreten. 5 veranschaulicht ein Beispiel einer solchen Anwendung. In diesem Beispiel dient der Transistor M als Low-Side-Schalter einer Halbbrückenschaltung. Zu diesem Zweck ist die Laststrecke (Drain-Source-Strecke) des Transistors M in Reihe zu einem High-Side-Schalter HS geschaltet, wobei die Reihenschaltung mit dem Low-Side- und dem High-Side-Schalter zwischen Anschlüsse zum Anliegen einer Eingangsspannung Vin geschaltet. Ein Schaltungsknoten, der dem Low-Side- und dem High-Side-Schalter gemeinsam ist, bildet einen Ausgang der Halbbrückenschaltung, der auch als Phasenknoten oder Phasenanschluss PN bezeichnet wird. In dem vorliegenden Beispiel ist eine induktive Last an den Phasenanschluss PN angeschlossen. Die induktive Last umfasst wenigstens eine Induktivität L. Bei dem in 5 dargestellten Beispiel ist die induktive Last eine Ausgangsstufe eines Tiefsetzstellers (buck converter) der außer einer Induktivität L eine Ausgangskapazität C zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung Vout aufweist. Eine Reihenschaltung mit der Induktivität L und der Ausgangskapazität C ist parallel zu dem Low-Side-Schalter M geschaltet.
  • In dieser Schaltung funktioniert der Low-Side-Schalter als Freilaufelement, das durch ein Steuersignal S2 jedes Mal dann eingeschaltet wird, wenn der High-Side-Schalter HS durch ein Steuersignal S1 abgeschaltet wird. Wenn der High-Side-Schalter HS eingeschaltet wird und der Low-Side-Schalter M ausgeschaltet wird, wird die Last L, C an die Eingangsspannung Vin angeschlossen. Anschließend wird der High-Side-Schalter HS durch ein High-Side-Steuersignal S1 abgeschaltet und der Low-Side-Schalter M wird durch das Low-Side-Steuersignal S2 eingeschaltet, was das Fließen eines durch die induktive Last hervorgerufenen Freilaufstroms ermöglicht. Um Querströme zwischen den Versorgungsanschlüssen zu vermeiden ist eine Verzögerungszeit (Totzeit) zwischen dem Ausschalten des Low-Side-Schalters M und dem Einschalten des High-Side-Schalters HS, und umgekehrt, vorhanden. Während der Todzeit übernimmt die interne Bodydiode BD des Transistorbauelements den Freilaufstrom. Bezugnehmend auf den in 4 dargestellten Querschnitt wird die Bodydiode zwischen dem Source- und Drainanschluss S, D durch den pn-Übergang zwischen der Bodyzone 61, die durch die Sourceelektrode 65 kontaktiert ist, und der Driftzone 63 gebildet. In einem n-leitenden Transistor verläuft die Vorwärtsrichtung der Bodydiode von Source S nach Drain D.
  • Bei der in 5A dargestellten Anwendung ist die Bodydiode des Low-Side-Schalters in Vorwärtsrichtung gepolt, wenn der Low-Side-Schalter M ausgeschaltet ist und bis der High-Side-Schalter HS einschaltet. Zu einem Zeitpunkt, zu dem der High-Side-Schalter HS einschaltet, wird die Bodydiode des Low-Side-Schalters M in Rückwärtsrichtung gepolt. Zu diesem Zeitpunkt tritt eine abrupte Spannungsänderung über der Drain-Source-Strecke des Low-Side-Schalters M auf. Diese abrupte Spannungsänderung regt eine Oszillatorschaltung an, die durch die Transistorkapazitäten und parasitäre Streuinduktivitäten gebildet ist, die in der Halbbrückenschaltung mit der Eingangsspannung Vin, dem High-Side-Schalter HS und dem Low-Side-Schalter M vorhanden sind. Diese Streuinduktivitäten sind in 5 durch eine Induktivität LSTRAY repräsentiert. Die angeregte Oszillatorschaltung verursacht Spannungsüberschwinger an dem Phasenanschluss, die die Ausgangsstufe eines Treibers (nicht dargestellt) des High-Side-Schalters HS beschädigen können. Es kann gezeigt werden, dass relevante Bauelemente für das Dämpfen solcher Schwingungen in der parasitären Oszillatorschaltung die Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP und der Feldelektrodenwiderstand RFP sind.
  • Bei typischen Anwendungen ist die Frequenz der parasitären Schwingungen im Bereich von zwischen 100 MHZ und 200 MHZ. Bei dieser Frequenz ist der (Wechselstrom-)Widerstand der Gate-Source-Kapazität CGS wesentlich kleiner als der Gatewiderstand RG. Hinsichtlich der Dämpfung kann der Gatewiderstand RG daher im Vergleich zu der Gate-Source-Kapazität CGS vernachlässigt werden. Außerdem ist die Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP üblicherweise kleiner als die Gate-Source-Kapazität CGS, so dass in der Reihenschaltung mit diesen zwei Kapazitäten CGS, CGFP die Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP dominiert. Außerdem kann die Drain-Source-Kapazität CDS im Vergleich mit der Drain-Feldelektroden-Kapazität CDFP und der Gate-Drain-Kapazität CGD vernachlässigt werden.
  • Die parasitäre Oszillatorschaltung, die angeregt wird, wenn der Low-Side-Schalter M schaltet, kann daher auf die in 5B dargestellte Schaltung reduziert werden. Diese Schaltung umfasst die Streuinduktivität LSTRAY, die Drain-Feldelektroden-Kapazität CDFP, die Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP, und den Feldelektrodenwiderstand RFP, wobei die Streuinduktivität LSTRAY und die Drain-Feldelektroden-Kapazität CDFP in Reihe geschaltet sind, und wobei eine Parallelschaltung mit der Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP und dem Feldelektrodenwiderstand RFP in Reihe zu der Reihenschaltung mit der Streuinduktivität LSTRAY und der Drain-Feldelektroden-Kapazität CDFP geschaltet ist.
  • Schwingungen der parasitären Oszillatorschaltung können gedämpft werden, und Spannungsüberschwinger können daher reduziert werden, durch Erhöhen eines Widerstandswertes des Feldelektrodenwiderstands RFP und/oder durch Reduzieren eines Kapazitätswertes der Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP. Der Kapazitätswert der Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP verringert sich mit zunehmender Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31.
  • Eine Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31 entspricht wenigstens der Hälfte (50%) einer vertikalen Länge der Feldelektrode 11. Da die Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31 und eine vertikale Länge der Feldelektrode 11 an verschiedenen Positionen in lateraler Richtung des Grabens variieren können, ist diese Beziehung wenigstens in der Mitte des Grabens gültig, wobei die Mitte des Grabens die Mitte zwischen zwei Mesagebieten ist, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Grabens 103 anschließen. Gemäß einem Beispiel ist die Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31 geringer als die vertikale Länge der Feldelektrode 11 oder ist gleich dieser vertikalen Länge der Feldelektrode 11. In diesem Fall ist ein Verhältnis zwischen der Dicke D31 des Zwischenelektrodendielektrikums 31 und der vertikalen Länge l11 der Feldelektrode 11 zwischen 1:2 und 1:1.
  • Die Tiefe (vertikale Abmessung) des Grabens 103 beeinflusst die Ausgangskapazität des Transistorbauelements, wobei die Ausgangskapazität mit zunehmender Grabentiefe größer wird. Zu einer gegebenen Grabentiefe korrespondiert eine gegebene Ausgangskapazität. Bei einer gegebenen Grabentiefe besitzt eine Anordnung mit dem Zwischenelektrodendielektrikum 31 und der Feldelektrode 11 eine vorgegebene vertikale Abmessung. Bei einer gegebenen Ausgangskapazität führt das Vergrößern der Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31 zu einer kleiner werdenden vertikalen Länge der Feldelektrode 11. Ein Verkleinern der vertikalen Länge der Feldelektrode 11 verringert allerdings dessen Querschnitt und vergrößert daher dessen Widerstand. Bei einer gegebenen Ausgangskapazität beeinflusst ein Vergrößern der Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31 daher sowohl die Gate-Feldelektroden-Kapazität CGFP – die verkleinert wird – und den Feldelektrodenwiderstand RFP – der vergrößert wird. Beide Effekte verbessern die Dämpfung der parasitären Schwingungen.
  • Um den Feldelektrodenwiderstand RFP weiter zu erhöhen, können zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden. Diese Maßnahmen können beispielsweise eine Vergrößerung des Leitungswiderstandes einer Verbindungsleitung zwischen dem Sourceanschluss S und der Feldelektrode 11 beinhalten. Dies kann beispielsweise ein Einstellen des Widerstandes der Kontaktelektrode 11', die anhand von 2 erläutert wurde, umfassen.
  • Das anhand von 1 erläuterte Verfahren erlaubt es, die Dicke des Zwischenelektrodendielektrikums 31 unabhängig von dem Feldelektrodendielektrikum 21 und dem Gatedielektrikum 41 einzustellen.
  • Wenn kleinere Modifikationen vorgenommen werden, eignet sich das anhand von 1 erläuterte Verfahren auch zum Herstellen eines Randabschlusses des Transistorbauelements. Ein Randabschluss (edge termination) ist eine Struktur, die den Transistorzellenbereich abschließt. Der Randabschluss kann nahe des Randes des Halbleiterkörpers angeordnet sein. Der Randabschluss kann allerdings auch beabstandet zu dem Rand angeordnet sein, insbesondere dann, wenn außer dem Transistorbauelement noch andere Bauelemente, beispielsweise Logikschaltungen, in dem Halbleiterkörper integriert sind.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen von Randabschlüssen unter Verwendung des anhand von 1 erläuterten Verfahrens wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 6A bis 6J erläutert. Bezugnehmend auf 6A umfasst der Halbleiterkörper 100 einen zweiten Graben 105 in einem Randbereich, wobei sich der zweite Graben 105 ausgehend von der ersten Seite 101 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt. Zum besseren Verständnis sind in den 6A bis 6J auch erste Gräben 103, in denen jeweils eine erste Feldelektrode 11 angeordnet ist, ebenfalls dargestellt. Die in diesen Figuren dargestellten ersten Gräben 103 sind zwei einer Vielzahl von ersten Gräben 103. Der Bereich, in dem die ersten Gräben 103 angeordnet sind, wird nachfolgend als Zellenbereich bezeichnet.
  • Der zweite Graben 105 umfasst eine zweite Feldelektrode 12 die gegenüber dem Halbleiterkörper 100 durch ein zweites Feldelektrodendielektrikum 23 isoliert ist. Das zweite Feldelektrodendielektrikum 23 kann bezüglich seines Materials und seiner Dicke dem ersten Feldelektrodendielektrikum 21 entsprechen. Die zweite Feldelektrode 12 erstreckt sich in einer vertikalen Richtung bis zu der ersten Seite 101 oder über die erste Seite 101 des Halbleiterkörpers 100 hinaus. Das zweite Feldelektrodendielektrikum 23 überdeckt die Vorderseite 101 im Randbereich 104 und die Seitenwand desjenigen Grabens 103', der in Richtung des zweiten Grabens 105 liegt.
  • Bezugnehmend auf 6B wird bei dem optionalen Verfahrensschritt zum Herstellen einer dünnen Dielektrikumsschicht 22 (vgl. 1B) auf der ersten Feldelektrode 11 auch eine dünne Dielektrikumsschicht 22 auf der zweiten Feldelektrode 12 hergestellt.
  • Bezugnehmend auf 6C wird die Dielektrikumsschicht 30 die auf der ersten Feldelektrode 11 in dem ersten Graben 103 abgeschieden wird, im Randbereich 104 auf dem zweiten Feldelektrodendielektrikum 23 und auf der zweiten Feldelektrode 12 abgeschieden.
  • Bezugnehmend auf 6D überdeckt die Schutzschicht 200, die den oberen Grabenabschnitt des ersten Grabens 103 überdeckt, die Dielektrikumsschicht 30 im Randbereich 104 vollständig. Die Schutzschicht 200 ist dicker oberhalb der Dielektrikumsschicht 30 im Randbereich 104 als oberhalb der Dielektrikumsschicht 30 im Zellenbereich, da ein wesentlicher Anteil der Schutzschicht, die im Zellenbereich aufgebracht wird, in die ersten Gräben 103 fließt und diese Gräben 103 vollständig auffüllt.
  • Nach dem Verfahrensschritt, der die Schutzschicht 200 oberhalb der Vorderseite 101 entfernt und der die Dielektrikumsschicht 30 oberhalb der ersten Seite wenigstens teilweise entfernt, verbleibt ein Teil 32' der Dielektrikumsschicht 30 oberhalb der ersten Seite 101 im Randbereich. Der Teil 32' der Dielektrikumsschicht 30, der im Randbereich verbleibt, ist dicker als der Teil 32, der im Zellenbereich verbleibt. Der Grund hierfür ist, dass die Schutzschicht 200 unterschiedliche Dicken im Randbereich 104 und im Zellenbereich aufweist. Wenn die Schutzschicht 200 entfernt wird, ist die Dielektrikumsschicht 30 im Zellenbereich früher vollständig unbedeckt als im Randbereich, so dass während dieses Prozesses im Zellenbereich mehr von der Dielektrikumsschicht 30 entfernt wird als im Randbereich 104. Die Schutzschicht 200 wird sowohl im Zellenbereich als auch im Randbereich vollständig entfernt.
  • Die Randabschlussstruktur, die die zweite Feldelektrode 12 und das zweite Feldelektrodendielektrikum 30 aufweist und das durch einen Teil der Dielektrikumsschicht 30 bedeckt ist, wird durch die nachfolgenden Verfahrensschritte zum Herstellen eines Gatedielektrikums und einer Gateelektrode in dem ersten Graben 103 nicht beeinflusst. Diese Verfahrensschritte, die in den 6F bis 6I dargestellt sind, und die bereits unter Bezugnahme auf die 3D und 1C bis 1E erläutert wurden, umfassen das Entfernen des Schutzschichtstöpsels 201 aus dem ersten Graben 103 (siehe 6F), das Entfernen der Dielektrikumsschicht 103 von den Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts des ersten Grabens 103 (siehe 6G), das Herstellen des Gatedielektrikums 41 (siehe 6H) und das Herstellen der Gateelektrode 51 (siehe 6I).
  • Der Prozessablauf, der unter Bezugnahme auf die 1A bis 1E erläutert wurde, beginnt mit einer Halbleiteranordnung, die eine erste Feldelektrode 11 in wenigstens einem ersten Graben 103 aufweist. Ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer solchen Halbleiteranordnung wird nun unter Bezugnahme auf die 7A bis 7E erläutert. Bezugnehmend auf 7A werden in einem ersten Verfahrensschritt zunächst die Gräben 103 in einem Halbleiterkörper 100 hergestellt. Das Herstellen dieser Gräben kann ein beliebiges bekanntes Verfahren zum Herstellen von Gräben in einem Halbleiterkörper umfassen, wie beispielsweise Ätzprozesse.
  • Bezugnehmend auf 7B wird eine Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 auf der ersten Seite 101, an Seitenwänden und am Boden der ersten Gräben 103 hergestellt. Diese Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 bildet in einem späteren Stadium das erste Feldelektrodendielektrikum (21 in den 1B bis 1E). Das Herstellender Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 kann einen thermischen Oxidationsprozess und/oder einen Abscheideprozess umfassen.
  • Bezugnehmend auf 7C wird eine Elektrodenschicht 10, die in einem späteren Stadium die erste Feldelektrode 11 bildet, so abgeschieden, dass sie die ersten Gräben 103 vollständig auffüllt.
  • Bezugnehmend auf 7D wird die Elektrodenschicht 10 in den ersten Gräben 103 zurückgeätzt, so dass sie die ersten Feldelektroden 11 in den unteren Abschnitten 103A der ersten Gräben 103 bildet. Das Zurückätzen der Elektrodenschicht 11 kann einen anisotropen Ätzprozess umfassen.
  • Bezugnehmend auf 7E wird die Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 von der ersten Seite 101 und von den Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts 103B entfernt. Dies kann einen isotropen Ätzprozess umfassen. Das anhand der 7A bis 7E erläuterte Verfahren ist auch geeignet zum Herstellen einer zweiten Feldelektrode 12, die anhand der 6A bis 6I erläutert wurde. Zum Herstellen der zweiten Feldelektrode 12 wird die erste Elektrodenschicht 10 (siehe 7C) zuerst bis hinunter zu der Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 auf der Vorderseite 101 entfernt. Dann wird der Graben, in dem die zweite Feldelektrode 12 hergestellt werden soll und der bereits durch die Elektrodenschicht 10 aufgefüllt ist, mittels einer Schutzschicht bedeckt und bleibt bis zum Ende der anhand der 7D und 7E erläuterten Prozessschritte bedeckt. Die Elektrodenschicht 10 in dem Graben bildet dabei die zweite Feldelektrode 12.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Transistorbauelements wird eine Diodenstruktur mit Gate (gated diode structure), die auch als MOS-Gate-Diodenstruktur oder MOS-Diodenstruktur bezeichnet wird, in wenigstens einem dritten Graben 106 des Halbleiterkörpers 100 hergestellt, bevor die Verfahrensschritte, die anhand der 1A bis 1E erläutert wurden, durchgeführt werden. Ein Beispiel eines Prozessablaufs zum Herstellen einer solchen Diodenstruktur mit Gate wird nun unter Bezugnahme auf die 8A bis 8F erläutert. Diese Figuren zeigen schematisch einen Querschnitt durch den Halbleiterkörper 100 während verschiedener Stadien des Verfahrensablaufs.
  • Bezugnehmend auf 8A beginnt der Prozessablauf zum Herstellen der Diodenstruktur mit Gate mit einer Halbleiteranordnung, die unter Bezugnahme auf 7C erläutert wurde und die Gräben aufweist, deren Seitenwände und Boden jeweils mit der Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 bedeckt sind und die mit dem Elektrodenmaterial 10 aufgefüllt sind. Das Elektrodenmaterial 10 wird beispielsweise so abgeschieden, dass es die Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 vollständig überdeckt.
  • Bezugnehmend auf 8B wird die Elektrodenschicht 10 dann oberhalb der ersten Seite 101 bis hinunter zu der Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 entfernt, verbleibt jedoch in den Gräben. Das Bezugszeichen 10' bezeichnet Stöpsel des Elektrodenmaterials, die nach Entfernen der Elektrodenschicht 10 oberhalb der ersten Seite 101 in den Gräben verbleiben.
  • Bezugnehmend auf 8C wird der Stöpsel 10' in wenigstens einem der Gräben dann durch eine Schutzschicht 301 überdeckt. Der Graben, in dem der überdeckte bzw. geschützte Stöpsel 10' angeordnet ist, wird nachfolgend als dritter Graben 106 bezeichnet. Der Stöpsel 10' in diesem dritten Graben 106 bildet eine dritte Feldelektrode 13, die eine Feldelektrode der Diodenstruktur mit Gate ist. Zu Zwecken der Erläuterung sind in den 8A bis 8F auch solche Gräben dargestellt, deren Stöpsel nicht durch eine Schutzschicht überdeckt sind. Diese Gräben sind erste Gräben 103, in denen die ersten Feldelektroden 11 und die Gateelektroden hergestellt werden.
  • Bezugnehmend auf 8C schützt die Schutzschicht 301 die dritte Feldelektrode 13 davor, geätzt zu werden, wenn die Elektrodenstöpsel 10' in den ersten Gräben 103 geätzt werden, um die ersten Feldelektroden 11 herzustellen.
  • Bezugnehmend auf 8D wird die Schutzschicht 301 entfernt und die Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 wird von der ersten Seite 101 des Halbleiterkörpers und von den Seitenwänden der oberen Grabenabschnitte der ersten und dritten Gräben 103, 106 entfernt. Das Entfernen der Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 von den Seitenwänden der oberen Grabenabschnitte umfasst beispielsweise einen isotropen Ätzprozess. Nach Entfernen der Dielektrikumsschicht 20 von den Seitenwänden der oberen Grabenabschnitte überdeckt die Dielektrikumsschicht 20 nach wie vor den Boden und die Seitenwände der unteren Grabenabschnitte, und bildet dadurch das erste Feldelektrodendielektrikum 21 in den ersten Gräben 103 und ein drittes Feldelektrodendielektrikum 24 in dem dritten Graben 106.
  • Durch Entfernen der Feldelektrodendielektrikumsschicht 20 von den Seitenwänden des oberen Grabenabschnitts in dem dritten Graben 106 wird zwischen der dritten Feldelektrode 13 und den Seitenwänden des dritten Grabens 106 in dem oberen Grabenabschnitt eine Aussparung gebildet. Außerdem wird bezugnehmend auf 8D eine Dielektrikumsschicht 71 auf der dritten Feldelektrode 13 und an den Seitenwänden des dritten Grabens 106 in dem oberen Grabenabschnitt hergestellt. Das Herstellen dieser Dielektrikumsschicht 21 kann einen thermischen Oxidationsprozess und/oder einen Abschalteprozess umfassen. Während dieses Prozesses wird die Dielektrikumsschicht 71 auch auf der ersten Seite 101 und am Boden und den Seitenwänden des wenigstens einen ersten Grabens 103 hergestellt. Diese Dielektrikumsschicht kann der optionalen Dielektrikumsschicht 22 entsprechen, die unter Bezugnahme auf 1B erläutert wurde.
  • Die Dicke der Dielektrikumsschicht 71 ist so gewählt, dass sie die Aussparung zwischen der dritten Feldelektrode 13 und dem Halbleiterkörper 100 nicht vollständig auffüllt. Bezugnehmend auf 8E wird diese Aussparung mit einem Elektrodenmaterial aufgefüllt. Das Auffüllen der Aussparung kann das Abscheiden einer Elektrodenschicht 80 auf der Halbleiteranordnung umfassen. Anschließend wird, wie in 8F dargestellt ist, die Elektrodenschicht 80 von der ersten Seite, von den Seitenwänden und dem Boden des wenigstens einen ersten Grabens 103 entfernt, verbleibt jedoch in der Aussparung zwischen der dritten Feldelektrode 13 und dem Halbleiterkörper 100, wo sie eine Gateelektrode 81 bildet. Die Teile der Gate-Diodenstruktur, die in dem dritten Graben 106 angeordnet sind, sind am Ende des in 8F dargestellten Verfahrensschritts vervollständigt. Beginnend mit der in 8F dargestellten Struktur können die anhand von 1 erläuterten Verfahrenschritte nun durchgeführt werden, um die Transistorstrukturen in den ersten Gräben 103 zu vervollständigen.
  • 9 veranschaulicht einen vertikalen Querschnitt durch ein Bauelement, das durch Anwenden der anhand von 1 erläuterten Verfahrensschritte auf die Halbleiteranordnung gemäß 8F erhalten wird. 9 veranschaulicht einen Ausschnitt des Bauelements, in dem eine Transistorzelle und eine MOS-Gate-Diodenzelle angeordnet sind. Die MOS-Gate-Diodenstruktur umfasst eine Gateelektrode 81, eine Sourcezone 62 und eine Bodyzone 61. Die Gateelektrode 61 der MOS-Gate-Diodenstruktur kann an den Sourceanschluss S des Transistors angeschlossen sein. Die dritte Feldelektrode 71 ist an den Sourceanschluss des Transistors angeschlossen. Durch Verbinden der Gateelektrode 81 der Diodenstruktur mit dem Sourceanschluss leitet oder sperrt die Diode abhängig von einer Spannungsdifferenz zwischen den Source- und Drainanschlüssen. Bei einem n-leitenden Transistor leitet die MOS-Gate-Diode jedes Mal dann, wenn die Spannung an dem Sourceanschluss S über die Spannung an dem Drainanschluss D ansteigt. In diesem Fall bildet sich in der Bodyzone 81 entlang des Gatedielektrikums 71 zwischen der Driftzone 63 und der Sourcezone 62 wegen der sehr geringen Schwellenspannung der MOS-Gate-Diode ein n-Kanal aus.
  • Die Funktion der MOS-Gate-Diodenstruktur ist dieselbe wie die Funktion der Bodydiode. Allerdings ist die Flussspannung bzw. der Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung und die Speicherladung bei Polung in Rückwärtsrichtung der MOS-Gate-Diode geringer als bei einer herkömmlichen Bodydiode.
  • Wie unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert wurde, beeinflusst der Querschnitt der Feldelektroden 11 den Feldelektrodenwiderstand RFP. Außer dem Querschnitt kann der Feldelektrodenwiderstand RFP durch geeignete Wahl des elektrischen Widerstandes einer Verbindungsleitung zwischen der Sourceelektrode 65 und den Feldelektroden 11 beeinflusst oder eingestellt werden. In einer Anordnung, bei der die Feldelektroden 11 durch zweite Kontaktelektroden (vgl. 11' in den 2A und 2B) kontaktiert sind, ist der elektrische Widerstand der Verbindungsleitung abhängig von dem Querschnitt der zweiten Kontaktelektroden 11' und von der Anzahl der zweiten Kontaktelektroden 11'. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 10 erläutert.
  • 10 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Halbleiterkörper 100, in dem aktive Gebiete, Gateelektroden und Feldelektroden streifenförmiger Transistorzellen integriert sind. In der schematischen Darstellung gemäß 10 sind nur die ersten Gräben 103, also die Gräben, in denen die Gate- und Feldelektroden angeordnet sind, der streifenförmigen Transistorzellen dargestellt. Die in den ersten Gräben 103 angeordneten Gateelektroden sind durch erste Kontaktelektroden 51' kontaktiert, die in dem dargestellten Beispiel senkrecht zu den Gateelektroden verlaufen. Bezugnehmend auf die 2A und 2B können die ersten Kontaktelektroden 51' in Gräben angeordnet sein. Die in den Gräben angeordneten Feldelektroden sind durch zweite Kontaktelektroden 11' kontaktiert, die in dem dargestellten Beispiel senkrecht zu den Feldelektroden verlaufen. Bezugnehmend auf die 2A und 2B können die zweiten Kontaktelektroden 11' in Gräben angeordnet sein. Es sei darauf hingewiesen, dass 10 zur Veranschaulichung der Position der ersten Gräben 103 und der Kontaktelektroden 51', 11' dient, so dass die Kontaktelektroden 51', 11' nur schematisch dargestellt sind. Isolationsschichten, die beispielsweise die zweiten Kontaktelektroden gegenüber den Gateelektroden isolieren, sind nicht dargestellt.
  • Die Anordnung gemäß 10 umfasst ein Gate-Pad bzw. eine Gateanschlussfläche 50, an welche die ersten Kontaktelektroden 51' elektrisch gekoppelt sind. Die Gateanschlussfläche 50 ist an den Gateanschluss G (in 10 nicht dargestellt) angeschlossen, der zum Anlegen eines Gatepotentials dient. Die zweiten Kontaktelektroden 11', die die ersten Feldelektroden 11 kontaktieren, sind durch die Sourceelektrode 65 (in 10 nicht dargestellt) kontaktiert. Bei der Anordnung gemäß 10 ist der Feldelektrodenwiderstand RFP, der unter Bezugnahme auf 4 erläutert wurde, annäherungsweise gegeben durch:
    Figure 00310001
    wobei
    • ρ
    der spezifische Widerstand des Materials der Feldelektrode ist;
    p
    der Zellenpitch, also der Abstand zwischen der Mitte eines Graben 103 und der Mitte eines benachbarten Grabens 3 ist;
    A
    der Querschnitt bzw. die Querschnittsfläche der Feldelektrode 11 ist;
    n
    die Anzahl der Verbindungen zu den Feldelektroden 11 am Rand des Zellenbereichs ist;
    m
    die Anzahl der Verbindungen zu den Feldelektroden 11 in dem Zellenbereich ist;
    l
    die Länge der Transistorzellen ist;
    b
    die Breite des Zellenbereichs, also die Abmessung in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der Transistorzellen ist.
  • In dem Beispiel gemäß 10 gilt: n = 0 und m = 3, wobei m die Anzahl der zweiten Kontaktelektroden 11' ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung von m = 3 für die zweiten Kontaktelektroden 11' lediglich ein Beispiel ist. Selbstverständlich kann auch jede andere Anzahl als 3 ebenso verwendet werden, wobei m insbesondere größer als 1 ist. Bezugnehmend auf Gleichung (1) kann der Feldelektrodenwiderstand RFP außer durch Variation des Querschnitts A auch durch Variieren der Anzahl von zweiten Kontaktelektroden 11' eingestellt werden, wobei der Feldelektrodenwiderstand RFP mit steigender Anzahl von zweiten Kontaktelektroden 11' abnimmt.
  • Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläutert wurden, auch mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, selbst wenn das zuvor nicht explizit erwähnt wurde.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Transistorbauelements, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer Halbleiteranordnung, die aufweist: einen Halbleiterkörper (100) mit einer ersten Seite (101) und wenigstens einem ersten Graben (103), der sich ausgehend von der ersten Seite (101) erstreckt, wobei der wenigstens eine erste Graben (103) Seitenwände und einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt (103A, 103B) aufweist, und eine erste Feldelektrode (11), die in dem unteren Grabenabschnitt (103A) des wenigstens einen ersten Grabens (103) angeordnet ist und die gegenüber dem Halbleiterkörper (100) durch ein Feldelektrodendielektrikum (21) isoliert ist; Herstellen einer Dielektrikumsschicht (31) auf der ersten Feldelektrode (11) in dem wenigstens einen ersten Graben (103), wobei das Herstellen der Dielektrikumsschicht (31) einen Abscheideprozess umfasst, durch den ein dielektrisches Material auf die erste Seite (101) des Halbleiterkörpers (100) und auf die erste Feldelektrode (11) mit einer höheren Abscheiderate abgeschieden wird als auf die Seitenwände des wenigstens einen ersten Grabens (103); Herstellen eines Gatedielektrikums (41), wobei das Gatedielektrikum (41) wenigstens die Seitenwände in dem oberen Grabenabschnitt (103A) des wenigsten einen ersten Grabens (103) bedeckt; Herstellen einer Gateelektrode (51) in dem oberen Grabenabschnitt (103A), wobei die Gateelektrode (51) gegenüber der ersten Feldelektrode (11) isoliert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Herstellen der Dielektrikumsschicht (31) außerdem aufweist: Herstellen einer Schutzschicht (200), die die Dielektrikumsschicht (31) in dem wenigstens einen ersten Graben (103) und auf der ersten Seite (101) überdeckt, wobei die Schutzschicht (200) den wenigstens einen ersten Graben (103) vollständig auffüllt; vollständiges Entfernen der Schutzschicht (200) oberhalb der ersten Seite (101) und wenigstens teilweises Entfernen der Dielektrikumsschicht (31) oberhalb der ersten Seite (101) und wenigstens teilweises Belassen der Schutzschicht (200) in dem wenigstens einen ersten Graben (103); Entfernen der Schutzschicht (200) aus dem wenigstens einen ersten Graben (103).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das vollständige Entfernen der Schutzschicht (200) oberhalb der ersten Seite und das wenigstens teilweise Entfernen der Dielektrikumsschicht (31) oberhalb der ersten Seite (101) einen Ätzprozess umfasst, der das Material der Schutzschicht (200) und das Material der Dielektrikumsschicht (31) ätzt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Dielektrikumsschicht (31) eine Oxidschicht oder eine Nitridschicht ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Schutzschicht (200) eine Lackschicht, eine Kohlenstoffschicht oder Karbonschicht oder eine kohlenstoffhaltige oder karbonhaltige Schicht ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Entfernen der Schutzschicht (200) aus dem wenigstens einen ersten Graben (103) einen Ätzprozess umfasst, der das Material der Schutzschicht (201) selektiv ätzt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, das weiterhin aufweist: Abscheiden der Dielektrikumsschicht (30) auf die Seitenwände in dem oberen Grabenabschnitt (103B), wenn die Dielektrikumsschicht (30) auf die Feldelektrode (100) und auf die erste Seite (101) des Halbleiterkörpers (100) abgeschieden wird; vollständiges Entfernen der Dielektrikumsschicht von der ersten Seite (101) des Halbleiterkörpers (100) und von den Seitenwänden des wenigstens einen ersten Grabens (103) in dem oberen Grabenabschnitt (103B) nach Entfernen der Schutzschicht (200) und vor Herstellen des Gatedielektrikums (41).
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin aufweist: Herstellen einer Sourcezone (62) und einer Bodyzone (61) benachbart zu dem Gatedielektrikum (41) in dem Halbleiterkörper (100) nach Herstellen der Gateelektrode (51).
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiteranordnung weiterhin aufweist: wenigstens einen zweiten Graben (105) in dem Halbleiterkörper, wobei der wenigstens eine zweite Graben (105) Seitenwände und einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt aufweist; eine zweite Feldelektrode (12), die in dem unteren und dem oberen Grabenabschnitt des wenigstens einen zweiten Grabens (105) angeordnet ist und die gegenüber dem Halbleiterkörper (100) durch ein zweites Feldelektrodendielektrikum (23) isoliert ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Dielektrikumsschicht (30) auch auf der wenigstens einen zweiten Feldelektrode (12) abgeschieden wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiteranordnung weiterhin aufweist: wenigstens einen dritten Graben, der einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt aufweist, und eine MOS-Gate-Diodenstruktur, die in dem wenigstens einen dritten Graben angeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei das Herstellen der MOS-Gate-Diodenstruktur aufweist: Herstellen einer dritten Feldelektrode (13) in dem unteren und dem oberen Grabenabschnitt des wenigstens einen dritten Grabens (106); Herstellen einer dritten Feldelektrodendielektrikumsschicht (24), die die dritte Feldelektrode (13) in dem unteren Grabenabschnitt des wenigstens einen dritten Grabens (106) gegenüber dem Halbleiterkörper (100) isoliert; Herstellen einer Gateelektrode (81) zwischen der dritten Feldelektrode (13) und dem Halbleiterkörper (100) in dem oberen Abschnitt des wenigstens einen dritten Grabens (106), wobei die Gateelektrode der Diode in den wenigstens einen dritten Graben (106) gegenüber dem Halbleiterkörper und gegenüber der dritten Feldelektrode (13) durch ein Gatedielektrikum (71) der Diode isoliert ist.
  13. Ein Transistorbauelement, das aufweist: einen Halbleiterkörper (100) mit einer ersten Seite (101) und wenigstens einem ersten Graben (103), der sich ausgehend von der ersten Seite (101) erstreckt, wobei der wenigstens eine erste Graben (103) Seitenwände und einen unteren und einen oberen Grabenabschnitt (103A, 103B) aufweist; eine erste Feldelektrode (11), die in dem unteren Grabenabschnitt (103A) des wenigstens einen ersten Grabens (103) angeordnet ist und die gegenüber dem Halbleiterkörper (100) durch ein Feldelektrodendielektrikum (21) isoliert ist, wobei die erste Feldelektrode (11) eine vertikale Länge besitzt; eine Dielektrikumsschicht (31) auf der ersten Feldelektrode (11) in dem wenigstens einen ersten Graben (103); ein Gatedielektrikum (41), wobei das Gatedielektrikum (41) wenigstens die Seitenwände in dem oberen Grabenabschnitt 103B des wenigstens einen ersten Grabens (103) bedeckt; eine Gateelektrode (51) in dem oberen Grabenabschnitt, wobei die Gateelektrode (51) gegenüber der ersten Feldelektrode (11) durch die Dielektrikumsschicht (31) isoliert ist, wobei eine Dicke der Dielektrikumsschicht (31) wenigstens 50% der vertikalen Länge der Feldelektrode (11) beträgt.
  14. Transistorbauelement nach Anspruch 13, bei dem die Dicke der Dielektrikumsschicht (31) geringer als die oder gleich der vertikalen Länge der Feldelektrode (11) ist.
  15. Transistorbauelement nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die Dicke der Dielektrikumsschicht (31) eine Dicke in der Mitte des wenigstens einen ersten Grabens (103) und gemessen in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) ist, und bei dem die vertikale Länge der Feldelektrode (11) eine Länge in der Mitte des wenigstens einen ersten Grabens (103) und gemessen in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) ist.
  16. Transistorbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 15, das weiterhin aufweist: einen Randbereich des Halbleiterkörpers (100); einen zweiten Graben (105), der im Randbereich angeordnet ist und der sich ausgehend von der ersten Seite (101) in den Halbleiterkörper (100) erstreckt; eine zweite Feldelektrode (12), die in dem zweiten Graben (105) angeordnet ist, wobei die zweite Feldelektrode (12) gegenüber dem Halbleiterkörper (100) durch ein zweites Feldelektrodendielektrikum (23) isoliert ist und sich weiter in Richtung der ersten Seite (101) erstreckt als die erst Feldelektrode (11).
  17. Transistorbauelement nach Anspruch 16, bei dem sich die zweite Feldelektrode 12 bis zu der ersten Seite (101) oder über die erste Seite (101) hinaus erstreckt.
  18. Transistorbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 17, das außerdem eine MOS-Gate-Diodenstruktur aufweist, wobei die MOS-Gate-Diodenstruktur aufweist: einen dritten Graben (106) in dem Halbleiterkörper (100), der einen unteren Grabenabschnitt und einen oberen Grabenabschnitt aufweist; eine dritte Feldelektrode (13), die in dem dritten Graben (106) angeordnet ist und die in dem unteren Grabenabschnitt gegenüber dem Halbleiterkörper durch ein drittes Feldelektrodendielektrikum (24) isoliert ist; eine zweite Gateelektrode (81), die in dem oberen Grabenabschnitt zwischen der dritten Feldelektrode (13) und dem Halbleiterkörper (100) angeordnet ist, und die gegenüber dem Halbleiterkörper (100) und der dritten Feldelektrode (13) durch eine Dielektrikumsschicht (71) isoliert ist.
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