DE102010060782B4

DE102010060782B4 - Halbleitervorrichtung mit driftzone und halbleitersubzonen und herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102010060782B4
Application number: DE102010060782.7A
Authority: DE
Inventors: Gerald Deboy; Hans Weber
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: US20130214395A1; US8421196B2; US20140284774A1; DE102010060782A1; US8759202B2; US20110121437A1; US8901717B2

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (100), umfassend: eine Driftzone (102b) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, die in einem Halbleiterkörper (104) ausgebildet ist, wobei eine von zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Driftzone (102b) an eine erste Zone (108a) innerhalb des Halbleiterkörpers (104) angrenzt und die andere Seite an eine zweite Zone (108b) innerhalb des Halbleiterkörpers (104) angrenzt; erste Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, wobei die ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) jeweils innerhalb der ersten und zweiten Zone (108a, 108b) ausgebildet sind und sich in einer lateralen Richtung (110), die sich parallel zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers (104) erstreckt, gegenüberliegen und räumlich voneinander getrennt sind; eine zweite Halbleitersubzone (118a, 118b) innerhalb jeder der ersten und zweiten Zonen (108a, 108b), die entlang der lateralen Richtung (110) jeweils zwischen den ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) ausgebildet ist; und wobei eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) in einem Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung dieser Halbleitersubzone (118a, 118b) entlang einer zur Oberfläche senkrechten vertikalen Richtung (120) kleiner ist als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsbereiches der Driftzone (102b).

Description

Halbleiterkompensationsbauelemente wie n- oder p-Kanal Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (n- oder p-Kanal MOSFETs), Dioden, Silicon-Controlled Rectifiers (SCRs), Gate Turn-Off Thyristoren (GTO-Thyristoren) werden vielfältig in Anwendungen mit geringem Einschaltwiderstand R_DS(ON) eingesetzt. Diese Vorrichtungen basieren auf einer gegenseitigen Ladungskompensation von n- und p-dotierten Gebieten in einem Halbleiterkörper der Vorrichtung. Die n- und p-dotierten Gebiete sind räumlich derart angeordnet, dass eine Raumladung des n-dotierten Gebiets in einem Rückwärtsbetriebsmodus die Raumladung des p-dotierten Gebiets kompensiert. Bei Verwenden dieser Kompensation der p- und n-Dotierung kann eine Dotierstoffkonzentration desjenigen dieser Gebiete, das eine Driftzone darstellt, erhöht werden, wodurch sich trotz eines möglichen Verlustes in der stromführenden Fläche ein Gewinn im R_DS(on) erzielen lässt. Fertigungsschwankungen wie lithografische Schwankungen oder Abweichungen von der Zieldotierstoffkonzentration können zu Abweichungen in der gewünschten Ladungskompensation der n- und p-dotierten Gebiete führen. Dies kann einen negativen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung haben, z. B. zu einer erniedrigten Durchbruchsspannung der Vorrichtung führen. In den Druckschriften US 2006/0 197 152 A1 sowie US 2008/0 211 020 A1 sind beispielhaft Halbleiterbauelemente mit Ladungskompensationsstrukturen offenbart.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Halbleitervorrichtung mit verbesserter Ladungskompensation sowie ein Herstellungsverfahren hierfür anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Bereichs einer Halbleiterkompensationsvorrichtung in Form eines lateralen FETs mit ersten und zweiten Halbleitersubzonen gemäß einer Ausführungsform.
1B zeigt ein Beispiel eines Konzentrationsprofils von Dotierstoffen entlang einer Linie A-A’ der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung mit intrinsischen zweiten Halbleitersubzonen.
1C zeigt ein Beispiel eines Konzentrationsprofils von Dotierstoffen entlang der Linie A-A’ der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung mit ersten und zweiten Halbleitersubzonen vom selben Leitfähigkeitstyp.
1D zeigt ein Beispiel eines Konzentrationsprofils von Dotierstoffen entlang der Linie A-A’ der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung mit ersten und zweiten Halbleitersubzonen von verschiedenem Leitfähigkeitstyp.
2A zeigt eine Querschnittsansicht eines Bereichs einer Halbleiterkompensationsvorrichtung in Form eines FETs mit vertikalem Kanal mit ersten und zweiten Halbleitersubzonen von verschiedenem Leitfähigkeitstyp gemäß einer weiteren Ausführungsform.
2B zeigt eine Querschnittsansicht eines Bereichs einer Halbleiterkompensationsvorrichtung in Form eines FETs mit lateralem Kanal mit ersten bis dritten Halbleitersubzonen gemäß einer weiteren Ausführungsform.
3 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiterkompensationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiterkompensationsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
5A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterkörperbereichs zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiterkompensationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
5B ist eine schematische Querschnittsansicht des in 5A gezeigten Halbleiterkörperbereichs nach dem Ausbilden erster und zweiter Gräben.
5C ist eine schematische Querschnittsansicht des in 5B gezeigten Halbleiterkörperbereichs nach dem Ausbilden einer epitaktischen Halbleiterschicht.
5D ist eine schematische Querschnittsansicht des in 5C gezeigten Halbleiterkörperbereichs während der elektrochemischen alkalischen Nassätzung der epitaktischen Halbleiterschicht.
5E ist eine schematische Querschnittsansicht des in 5D gezeigten Halbleiterkörperbereichs am Ende der elektrochemischen alkalischen Nassätzung der epitaktischen Halbleiterschicht.
5F ist eine schematische Querschnittsansicht des in 5E gezeigten Halbleiterkörperbereichs nach der elektrochemischen alkalischen Nassätzung der epitaktischen Halbleiterschicht sowie nach einer anisotropen Ätzung der epitaktischen Halbleiterschicht.
5G ist eine schematische Querschnittsansicht des in 5F gezeigten Halbleiterkörperbereichs nach dem Füllen der ersten und zweiten Gräben mit einem Halbleitermaterial.
1A zeigt eine Ausführungsform einer Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 mit lateralem Kanal, die Driftzonen 102a...102c eines ersten Leitfähigkeitstyps innerhalb eines Halbleiterkörpers 104 aufweist. Ausgehend von einer Vorderseite 106 des Halbleiterkörpers 104 erstrecken sich Zonen 108a, 108b entlang einer vertikalen Richtung 120 in eine Tiefe des Halbleiterkörpers 104. Die Driftzonen 102a...102c und die Zonen 108a, 108b sind entlang einer lateralen Richtung 110, die sich parallel zur Vorderseite 106 des Halbleiterkörpers 104 erstrecken, abwechselnd angeordnet.
In der in 1 gezeigten Kompensationsvorrichtung 100 entspricht die Abfolge dieser Elemente entlang der lateralen Richtung 110 der Driftzone 102a, der Zone 108a, der Driftzone 102b, der Zone 108b und der Driftzone 102c. Eine Seite 112a sich gegenüberliegender Seiten 112a, 112b der Driftzone 102b grenzt an eine Seite 114a der Zone 108a an und die andere Seite 112b der sich gegenüberliegenden Seiten 112a, 112b der Driftzone 102b grenzt an eine Seite 114b der Zone 108b innerhalb des Halbleiterkörpers 104 an. Erste Halbleitersubzonen 116a...116d eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps sind an gegenüberliegenden Seiten 114a, 115a und 114b, 115b innerhalb der Zonen 108a, 108b ausgebildet. Die ersten Halbleitersubzonen 116a, 116b grenzen an die Driftzonen 102a, 102b an und die ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d grenzen an die Driftzonen 102b, 102c an.
Zweite Halbleitersubzonen 118a, 118b sind innerhalb der Zonen 108a, 108b angeordnet. Die zweite Halbleitersubzone 118a grenzt an die ersten Halbleitersubzonen 116a, 116b an und die zweite Halbleitersubzone 118b grenzt an die ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d an. In einer Ausführungsform weist jede der ersten und zweiten Halbleitersubzonen 116a...116d, 118a, 118b eine kolumnare Form auf, d. h. eine Abmessung jeder dieser Halbleitersubzonen ist in der vertikalen Richtung 120 größer als in der lateralen Richtung 110. Eine Unterseite 140 jeder der ersten Halbleitersubzonen 116a...116d und jeder der zweiten Halbleitersubzonen 118a, 118b grenzt an einen Bereich des Halbleiterkörpers 104 vom ersten Leitfähigkeitstyp an.
Die Halbleitervorrichtung 100 umfasst zudem Bodygebiete 120a, 120b vom zweiten Leitfähigkeitstyp. Die Bodygebiete 120a, 120b sind an einer Oberseite 142 der ersten und zweiten Halbleitersubzonen 116a...116d, 118a, 118b angeordnet. Sourcegebiete 122a, 122b vom ersten Leitfähigkeitstyp sind an der Vorderseite 106 innerhalb des Halbleiterkörpers 104 angeordnet. Die Sourcegebiete 122a, 122b und die Bodygebiete 120a, 120b sind elektrisch an eine leitfähige Struktur 124 gekoppelt. Gatestrukturen 126a...126c mit Gateelektroden 128a...128c, Gatedielektrika 130a...130c und Isolationsstrukturen 132a...132c sind an der Vorderseite 106 des Halbleiterkörpers 104 angeordnet. Die Gatestrukturen 126a...126c eignen sich zur Steuerung der Leitfähigkeit lateraler Kanalgebiete, die innerhalb des Bereichs der Bodygebiete 120a, 120b ausgebildet sind, die zwischen den Sourcegebieten 122a, 122b und den Driftzonen 102a...102c an der Vorderseite 106 liegen. Ein Draingebiet 134 vom ersten Leitfähigkeitstyp ist an einer Rückseite 136 des Halbleiterkörpers 104 gegenüber der Vorderseite 106 angeordnet.
Die Oberseite 142 jeder der ersten Halbleitersubzonen 116a...116d und jeder der zweiten Halbleitersubzonen 118a, 118b grenzt an eine Unterseite der Bodygebiete 120a, 120b an. Eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzonen 118a, 118b entlang 10 % bis 90 % einer Erstreckung d der zweiten Halbleitersubzonen 118a, 118b entlang der vertikalen Richtung 120 ist kleiner als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsabschnitts innerhalb der Driftzonen 102a...102c. Dieser Erstreckungsabschnitt entlang 10 % bis 90 % von d ist schematisch mit d’ gekennzeichnet.
In der Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 lässt sich eine Ladungskompensation der Driftzonen 102a...102c, der zweiten Halbleitersubzonen 118a, 118b und der ersten Halbleitersubzonen 116a...116d durch Einstellen einer Dicke der ersten Halbleitersubzonen 116a...116d in einem elektrochemischen alkalischen Nassätzprozess auf präzise Weise erzielen. Eine Abmessung l₁ jeder der Driftzonen 102a...102c entlang der lateralen Richtung 110 kann größer sein als die laterale Abmessung l₂ jeder der zweiten Halbleitersubzonen 118a, 118b. Es gilt zu berücksichtigen, dass die 1A auf die Darstellung eines Bereichs der Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 beschränkt ist. Der in 1 gezeigte Aufbau kann sich in weitere Bereiche der Halbleitervorrichtung 100 erstrecken und die Halbleitervorrichtung 100 kann eine Mehrzahl von Transistorzellen umfassen, die wie die in 1 gezeigten Transistorzellen aufgebaut sind. Die Halbleitervorrichtung 100 kann weitere nicht in 1 gezeigte Elemente umfassen, etwa weil diese innerhalb eines Vorrichtungsbereichs angeordnet sind, der von dem in 1 gezeigten Bereich verschieden ist oder auch weil diese Elemente der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Beispiele für derartige in 1 nicht dargestellte Elemente umfassen etwa Randabschlussstrukturen und Maßnahmen zur Erhöhung der Avalanche-Festigkeit durch Einstellen eines Dotierstoffprofils innerhalb der Driftzonen, durch Einstellen eines Neigungswinkels der ersten und zweiten Zonen oder durch Einstellen eines Dotierstoffkonzentrationsprofils innerhalb der ersten und zweiten Zonen.
Der erste Leitfähigkeitstyp kann beispielsweise ein n-Typ sein und der zweite Leitfähigkeitstyp kann ein p-Typ sein.
Der Halbleiterkörper 104 kann eine epitaktische Schicht auf einem Substrat wie etwa eine epitaktische Si-Schicht auf einem Si-Substrat umfassen. Beispielsweise kann ein n⁺-Typ Siliziumsubstrat das Draingebiet 134 ausbilden und eine auf dem n⁺-Typ Substrat ausgebildete epitaktische n-Typ Siliziumschicht kann die Driftzonen 102a...102c darstellen. Eine zusätzliche epitaktische Schicht, die eine im Vergleich zu den Driftzonen 102a...102c höhere mittlere Dotierstoffkonzentration und eine im Vergleich zum Substrat geringere mittlere Dotierstoffkonzentration aufweist, kann beispielsweise zwischen dem Substrat und den Driftzonen 102...102c angeordnet sein.
Die ersten Halbleitersubzonen 116a...116d können epitaktische Schichten umfassen, die an Seiten der Zonen 108a, 108b ausgebildet sind. Die zweite Halbleitersubzone 118a kann eine epitaktische Schicht umfassen, die zwischen den ersten Halbleitersubzonen 116a, 116b ausgebildet ist. Die zweite Halbleitersubzone 118b kann eine epitaktische Schicht umfassen, die zwischen den ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d ausgebildet ist.
Die leitfähige Struktur 124 kann leitfähige Stöpsel und mit den leitfähigen Stöpseln verbundene leitfähige Schichten umfassen. Beispiele für leitfähige Materialien dieser Elemente schließen Metalle und dotierte Halbleiter ein.
1B zeigt ein Beispiel eines Dotierstoffkonzentrationsprofils entlang einer Linie A-A’ der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung. In der unteren Hälfte des Diagramms sind die Dotierstoffe vom ersten Leitfähigkeitstyp und in der oberen Hälfte des Diagramms sind die Dotierstoffe von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, dargestellt.
Die Driftzone 102b enthält Dotierstoffe vom ersten Leitfähigkeitstyp, die verschieden sind von den Dotierstoffen vom zweiten Leitfähigkeitstyp, welche innerhalb der ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d ausgebildet sind. Ein Konzentrationsprofil der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp enthält entlang der lateralen Richtung A-A’ ein Maximum innerhalb jeder der ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d. Die Konzentration der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp an der Stelle des Maximums kann etwa in einem Bereich zwischen 10¹⁵ cm^–3 bis 5 × 10¹⁶ cm^–3 liegen.
Eine Ladungsträgerkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone 118b ist intrinsisch, d. h. die zweite Halbleitersubzone ist undotiert, und weist einen Wert der Konzen tration der Dotierstoffe von weniger als 10¹⁴ cm^–3 auf, falls Silizium als Material für die zweiten Halbleitersubzonen 118b gewählt ist.
1C zeigt ein weiteres Beispiel eines Dotierstoffkonzentrationsprofils entlang der Linie A-A’ der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung. In der unteren Hälfte des Diagramms sind die Dotierstoffe vom ersten Leitfähigkeitstyp und in der oberen Hälfte des Diagramms sind die Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, dargestellt.
Die Driftzone 102b enthält Dotierstoffe vom ersten Leitfähigkeitstyp, die verschieden sind von den Dotierstoffen vom zweiten Leitfähigkeitstyp, welche innerhalb der ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d ausgebildet sind. Ein Konzentrationsprofil der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp enthält entlang der lateralen Richtung A-A’ ein Maximum innerhalb jeder der ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d. Die Konzentration der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp an der Stelle des Maximums kann in einem Bereich zwischen 10¹⁵ cm^–3 bis 5 × 10¹⁶ cm^–3 liegen.
Die zweite Halbleitersubzone 118b ist vom zweiten Leitfähigkeitstyp und das Konzentrationsprofil der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp enthält entlang der lateralen Richtung A-A’ wenigstens ein Minimum innerhalb der zweiten Halbleitersubzone 118b. Die die ersten und zweiten Halbleitersubzonen 116c, 116d, 118b ausbildenden Dotierstoffspezies können übereinstimmen oder auch voneinander verschieden sein.
1D zeigt ein weiteres Beispiel eines Dotierstoffkonzentrationsprofils entlang der Linie A-A’ der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung. In der unteren Hälfte des Diagramms sind die Dotierstoffe vom ersten Leitfähigkeitstyp und in der oberen Hälfte des Diagramms sind die Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, dargestellt.
Die Driftzone 102b enthält Dotierstoffe vom ersten Leitfähigkeitstyp, die verschieden sind von den Dotierstoffen vom zweiten Leitfähigkeitstyp, welche in den ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d ausgebildet sind. Ein Konzentrationsprofil der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyp umfasst entlang der lateralen Richtung A-A’ ein Maximum innerhalb jeder der ersten Halbleitersubzonen 116c, 116d. Die Konzentration der Dotierstoffe vom zweiten Leitfähigkeitstyps an der Stelle des Maximums kann etwa in einem Bereich zwischen 10¹⁵ cm^–3 bis 5 × 10¹⁶ cm^–3 liegen.
Die zweite Halbleitersubzone 118b ist vom ersten Leitfähigkeitstyp und eine maximale Konzentration der Dotierstoffe innerhalb der zweiten Halbleitersubzone 118b ist kleiner als die maximale Konzentration der Dotierstoffe innerhalb der Driftzone 102b.
Die in jeder der oberen und unteren Hälften von 1B bis 1D gezeigten Dotierstoffkonzentrationsprofile können über eine oder mehrere Dotierstoffspezies vom selben Leitfähigkeitstyp, d. h. vom ersten Leitfähigkeitstyp in der unteren Hälfte des Diagramms und vom zweiten Leitfähigkeitstyp in der oberen Hälfte, ausgebildet sein.
2A zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Kompensationsvorrichtung 200 mit einem vertikalen Kanal. Ähnlich zu der in 1A gezeigten Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 umfasst die Halbleiterkompensationsvorrichtung 200 Driftzonen 202a...202c, Zonen 208a, 208b, Bodygebiete 220a...220d, Sourcegebiete 222a...222c, eine leitfähige Struktur 224 und ein Draingebiet 234.
Verschieden von der Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 in 1A stellen die zweiten Halbleitersubzonen 218a, 218b weitere Driftzonen der Vorrichtung 200 dar, da die Gatestrukturen 226a...226d mit den Gateelektroden 228a...228d, Gatedielektrika 230a...230d, Isolationsstrukturen 232a...232d derart angeordnet sind, dass sich Strompfade zwischen Source und Drain sowohl durch die Driftzonen 202a...202c als auch die die weiteren Driftzonen darstellenden zweiten leitfähigen Halbleitersubzonen 218a, 218b erstrecken. In einer Ausführungsform ist eine der Gatestrukturen wie etwa die Gatestruktur 226b an einer oberen Seite und in Kontakt mit einer der zweiten Halbleitersubzonen wie etwa der zweiten Halbleitersubzone 218a angeordnet und eine der Gatestrukturen wie etwa die Gatestruktur 226a ist an einer Oberseite und in Kontakt mit einer der Driftzonen wie etwa der Driftzone 202a angeordnet. Eine Beziehung zwischen den mittleren Dotierstoffkonzentrationen innerhalb der zweiten Halbleitersubzonen 218a, 218b und der Driftzonen 202a...202c kann dem in 1A gezeigten Beispiel folgen. Eine laterale Abmessung l₁ jeder der Driftzonen 202a...202c kann der lateralen Abmessung l₂ der zweiten Halbleitersubzone entsprechen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann l₁ auch verschieden von l₂ sein, z. B. l₁ > l₂.
2B zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Halbleiterkompensationsvorrichtung 250 mit lateralem Kanal. Ähnlich wie die in 1A gezeigte Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 umfasst die Halbleiterkompensationsvorrichtung 250 Driftzonen 252a, 252b, eine Zone 258a, Bodygebiete 270a...270c, Sourcegebiete 272a...272c, eine leitfähige Struktur 274, Draingebiete 284, Gatestrukturen 276a...276e mit Gateelektroden 278a...278e, Gatedielektrika 280a...280e und Isolationsstrukturen 282a...282e.
Anders als die in 1A gezeigte Halbleiterkompensationsvorrichtung 100 umfasst die Zone 258a zudem dritte Halbleitersubzonen 286a, 286b in Bezug auf die ersten Halbleitersubzonen 266a...266d von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp. Von jeder Seite zweier sich gegenüberliegender Seiten 264a, 265a innerhalb der Zone 258a sind erste und dritte Halbleitersubzonen 266a...266d, 286a, 286b entlang der lateralen Richtung 260 abwechselnd angeordnet. Die zweite Halbleitersubzone 268a ist zwischen den ersten Halbleiterzonen 266b, 266c ausgebildet. Die dritten Halbleitersubzonen 286a, 286b stellen weitere Driftzonen der Vorrichtung 250 dar.
Eine Beziehung zwischen den mittleren Dotierstoffkonzentrationen innerhalb der zweiten Halbleitersubzone 268a und den Driftzonen 252a, 252b kann dem in 1A gezeigten Beispiel folgen.
3 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiterkompensationsvorrichtung. Bei S100 wird eine Driftzone eines ersten Leitfähigkeitstyps innerhalb eines Halbleiterkörpers ausgebildet, wobei eine von zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Driftzone an eine erste Zone innerhalb des Halbleiterkörpers angrenzt und die andere Seite an eine zweite Zone innerhalb des Halbleiterkörpers angrenzt.
Bei S110 werden erste Halbleitersubzonen eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet, wobei die ersten Halbleitersubzonen innerhalb der ersten und zweiten Zonen und einander entlang einer parallel zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers verlaufenden lateralen Richtung gegenüberliegend angeordnet werden.
Bei S120 wird eine zweite Halbleitersubzone innerhalb der ersten und zweiten Zone und entlang der lateralen Richtung zwischen den ersten Halbleitersubzonen positioniert ausgebildet.
Bei S130 werden Dotierstoffe innerhalb der zweiten Halbleitersubzone und innerhalb der Driftzone erzeugt, wobei eine mittlere Konzentration der Dotierstoffe innerhalb der zweiten Halbleitersubzone im Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung der zweiten Halbleitersubzone in einer vertikalen Richtung senkrecht zur Oberfläche kleiner eingestellt wird als die mittlere Konzentration der Dotierstoffe entlang einem entsprechenden Erstreckungsbereich innerhalb der Driftzone.
Verfahrensmerkmale, die in S100 bis S130 genannt sind, können zusammen mit, vor oder auch nach anderen der in S100 bis S130 genannten Merkmale durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Ausbilden der Dotierstoffe innerhalb der Driftzone bei S130 zusammen mit S100 ausgeführt werden.
4 zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiterkompensationsvorrichtung. Neben dem Merkmal S200, das dem in 3 gezeigten Merkmal S100 entspricht, werden bei dem in 4 gezeigten Verfahren bei S210 von jeder Seite zweier sich gegenüberliegender Seiten innerhalb der ersten und zweiten Zone eine Anzahl von n (n ≥ 1) erster Halbleitersubzonen eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps sowie eine Anzahl n – 1 dritter Halbleitersubzonen vom ersten Leit-fähigkeitstyp ausgebildet und innerhalb der jeweiligen Zone entlang einer lateralen Richtung, die sich parallel zur Oberfläche des Halbleiterkörpers erstreckt, abwechselnd angeordnet.
Bei S220 wird eine zweite Halbleitersubzone zwischen der Anzahl von n ersten Halbleitersubzonen und n – 1 dritten Halbleitersubzonen auf einer Seite sowie der Anzahl von n ersten Halbleitersubzonen und n – 1 dritten Halbleitersubzonen auf der anderen Seite ausgebildet.
Bei S230 werden Dotierstoffe innerhalb der zweiten Halbleitersubzone sowie innerhalb der Driftzone ausgebildet, wobei eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone im Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung der zweiten Halbleitersubzone in einer vertikalen Richtung senkrecht zur Oberfläche kleiner eingestellt wird als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsbereichs innerhalb der Driftzone.
Die Anzahl n kann z. B. Eins, Zwei, Drei oder Vier betragen oder auch größer als Vier sein.
Neben den in 3 oder 4 gezeigten Verfahrensmerkmalen können weitere Schritte zusammen mit einem der dargestellten Verfahrensschritte, vor oder nach einem dieser Schritte oder zwischen beliebigen dieser Schritte ausgeführt werden. Beispielsweise können diese Verfahren auch eine Ausbildung von Elementen wie einem Sourcegebiet, einem Draingebiet, einer Gatestruktur, einer leitfähigen Struktur, die elektrisch mit innerhalb eines aktiven Gebiets des Halbleiterkörpers ausgebildeten Halbleiterelementen gekoppelt ist, umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden der ersten Halbleitersubzonen ein Ausbilden erster und zweiter Gräben im Halbleiterkörper, Ausbilden einer epitaktischen Schicht auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers, an Seitenwänden und an einer Unterseite der ersten und zweiten Gräben sowie ein Ätzen der epitaktischen Schicht durch elektrochemische alkalische Nassätzung, um eine Dicke der epitaktischen Schicht einzustellen. Durch elektrochemische alkalische Nassätzung können die Abmessungen der ersten Halbleitersubzonen eingestellt werden, um eine präzise Ladungskompensation der Driftzonen und der ersten und zweiten Halbleitersubzonen zu erzielen. Als elektrochemische alkalische Lösung, die sich zur Ätzung der ersten Halbleitersubzonen aus Silizium eignet, kann etwa Kaliumhydroxid (KOH) oder Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) verwendet werden.
Beim Ätzen der epitaktischen Schicht kann eine Sperrspannung zwischen den Halbleiterkörper und die epitaktische Schicht angelegt werden. Die Sperrspannung kann derart gewählt werden, dass sich eine Raumladung in ein gesamtes Volumen der Driftzone erstreckt, so dass diese Zone an freien Ladungsträgern verarmt ist. Da der Prozess des Ätzens der ersten Halbleitersubzonen mit einer elektrochemischen alkalischen Lösung endet, wenn in den ersten Halbleitersubzonen eine vollständige Verarmung an freien Ladungsträgern erzielt ist, sich z. B. eine Raumladungszone über ein gesamtes Volumen der ersten Halbleitersubzonen erstreckt, ist eine Dicke der ersten Halbleitersubzonen ursprünglich so zu wählen, dass ein neutrales Halbleitervolumen innerhalb der ersten Halbleitersubzonen auch während dem Anlegen der Sperrspannung verbleibt, so dass freie Ladungsträger zum Einleiten des elektrochemischen alkalischen Ätzprozesses zur Verfügung stehen.
Die epitaktische Schicht kann durch Ätzen von der Oberfläche des Halbleiterkörpers und von einer Unterseite innerhalb jeder der ersten und zweiten Gräben entfernt werden, so dass die epitaktische Schicht an den Seitenwänden der ersten und zweiten Gräben verbleibt. Diese Ätzung kann beispielsweise als anisotrope Trockenätzung durchgeführt werden.
Gatestrukturen können in Kontakt mit den zweiten Halbleitersubzonen angeordnet werden. Dadurch kann eine weitere Driftzone erzielt werden, die durch die zweiten Halbleitersubzonen definiert ist und dieses Halbleitervolumen kann zu einem Strompfad zwischen Source und Drain beitragen.
5A bis 5G zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleiterkörperbereichs 404 während verschiedener Prozessstadien zur Herstellung einer Halbleiterkompensationsvorrichtung.
In 5A wird ein Halbleiterkörper 404 mit einem n⁺-Typ Substrat 440 und einer darauf ausgebildeten epitaktischen n-Typ Schicht 442 als Grundmaterial bereit gestellt.
Eine Dicke d der epitaktischen Schicht 442 kann abgestimmt auf eine Zieldicke des Volumens gewählt werden, das eine Sperrspannung im Betriebszustand des fertig gestellten Bauelements aufnimmt. Eine Dotierstoffkonzentration innerhalb der epitaktischen Schicht 442 kann mit der Zieldotierstoffkonzentration von n-Typ Säulen, welche Driftzonen der fertig gestellten Halbleiterkompensationsvorrichtung darstellen, übereinstimmen. Die Konzentration der Dotierstoffe innerhalb der Halbleiterschicht 442 kann Fertigungstoleranzen unterliegen. Diese Fertigungstoleranzen können beispielsweise auf eine begrenzte Genauigkeit der Einstellung der Dotierstoffkonzentration während der Epitaxie zurückzuführen sein.
In der schematischen Querschnittsansicht von 5B werden erste und zweite Gräben 408a, 408b in der epitaktischen Schicht 442 ausgebildet und diese erstrecken sich von einer Vorderseite 406 entlang einer vertikalen Richtung 420 in eine Tiefe des Halbleiterkörpers 404. Die Gräben 408a, 408b können etwa unter Verwendung einer Ätzmaske wie einer Hartmaske 444 auf der Oberfläche 406 des Halbleiterköpers 404 in den Halbleiterkörper 404 geätzt werden. Eine Unterseite der Gräben 408a, 408b kann beispielsweise innerhalb der Halbleiterschicht 442 liegen. Ein Mesagebiet zwischen den Gräben 408a, 408b kann die Driftzonen 402 ausbilden.
In der schematischen Querschnittsansicht des Halbleiterkörperbereichs 404 von 5C wird eine epitaktische Schicht 415 vom p-Leitfähigkeitstyp an der Vorderseite 406 des Halbleiterkörpers 404 sowie an Seitenwänden und an einer Unterseite der ersten und zweiten Gräben 408a, 408b ausgebildet.
In der schematischen Querschnittsansicht des in 5D gezeigten Halbleiterkörperbereichs 404 wird die epitaktische Schicht 415 einer elektrochemischen alkalischen Nassätzung unter Verwendung einer elektrochemischen alkalischen Lösung 446 unterzogen. Wird beispielsweise Silizium geätzt, kann die elektrochemische alkalische Lösung KOH oder TMAH sein oder umfassen. Eine Spannung V₁ wird zwischen die epitaktische Halbleiterschicht 415 und die elektrochemische alkalische Lösung 446 angelegt. Ein Übergang zwischen der elektrochemischen alkalischen Lösung 446 und der epitaktischen Halbleiterschicht 415 ähnelt einem Schottky-Übergang. Somit baut sich ein Schottky-Verarmungsgebiet 448 an dieser Grenzfläche auf. Die Spannung V₁ kann derart gewählt werden, dass der zwischen der epitaktischen Halbleiterschicht 415 und der elektrochemischen alkalischen Lösung 446 ausgebildete Übergang der Schottky-Diode kurzgeschlossen oder in Vorwärtsrichtung gepolt ist.
Eine Spannung V₂ wird zwischen die epitaktische p-Typ Halbleiterschicht 415 und den n-Typ Halbleiterkörper 404 angelegt, so dass der pn-Übergang zwischen diesen Gebieten in Sperrrichtung gepolt ist und ein Raumladungsgebiet erzeugt wird, das eine erste Verarmungsschicht 450 innerhalb des Halbleiterkörpers enthält, als auch eine zweite Verarmungsschicht 452 innerhalb der epitaktischen Halbleiterschicht 415. Ein Wert V₂ kann derart gewählt werden, dass ein Volumen des Halbleiterkörpers 404 zwischen den ersten und zweiten Gräben 408a, 408, d. h. die Driftzone 402, an freien Ladungsträgern verarmt. Eine Dicke der epitaktischen Halbleiterschicht 415 kann derart gewählt werden, dass die Verarmungsgebiete 448, 452 einander nach Anlegen der Spannungen V₁ und V₂ nicht berühren. Mit anderen Worten können die Spannungen V₁ und V₂ so gewählt werden, dass ein neutrales Volumen 454, das kein Raumladungsgebiet darstellt, verbleibt.
In der schematischen Querschnittsansicht des Halbleiterkörpers 404 von 5E wird das Ätzen der epitaktischen Halbleiterschicht 415 beendet, sobald sich die Verarmungsgebiete 452 und 448 treffen. Das Volumen der epitaktischen Halbleiterschicht 415 umfasst zwei Teile, nämlich das Volumen der Schottky-Verarmungsschicht 448 und das Volumen der pn-Verarmungsschicht 452. Die Verarmungsschicht 452 sorgt für eine präzise Kompensation der im Halbleiterkörper 404 ausgebildeten anderen pn-Verarmungsschicht 450. Diese Ladungskompensation wird nicht durch Fertigungstoleranzen während der Herstellung dieser Bauelemente beeinträchtigt. Die Ladungen der Schottky-Verarmungsschicht 448 stellen Überschussladungen im Hinblick auf eine ideale Ladungskompensation dar, da die Schottky-Barriere nach dem Entfernen der elektrochemischen alkalischen Lösung nicht verbleibt. Diese Überschussladungen können gegenkompensiert werden oder in späteren Prozessstufen entfernt werden. Beispielsweise können die Ladungen der Schottky-Verarmungsschicht 458 durch eine isotrope Trocken- oder Nassätzung eines entsprechenden Bereichs der epitaktischen Halbleiterschicht 415 entfernt werden. Als weiteres Beispiel können diese Ladungen der Schottky-Verarmungsschicht 448 auch durch thermische Oxidation eines entsprechenden Bereichs der epitaktischen Halbleiterschicht 415 und darauf folgendes Entfernen der Oxidschicht durch einen Ätzprozess entfernt werden. Als weiteres Beispiel können die Ladungen der Schottky-Verarmungsschicht 458 kompensiert werden, indem die Gräben 408a, 408b mit einem epitaktischen Halbleitermaterial gefüllt werden, das einen Leitfähigkeitstyp aufweist, der vom Leitfähigkeitstyp der epitaktischen Halbleiterschicht 415 verschieden ist. Das Entfernen der Überschussladungen mit obigen Prozessen kann nach dem Entfernen der elektrochemischen alkalischen Lösung 446 und vor dem Füllen der Gräben 408a, 408b mit einem Halbleitermaterial, wie in dem späteren in 5G gezeigten Prozessstadium beschrieben ist, erfolgen.
Mit Bezug auf die schematische Querschnittsansicht des in 5F gezeigten Halbleiterkörperbereichs 404 wird die epitaktische Halbleiterschicht 415 geätzt, um diejenigen Bereiche dieser Schicht zu entfernen, welche sich an einer Unterseite innerhalb der Gräben 408a, 408b als auch an der Vorderseite 406 des Halbleiterkörpers 404 befinden. Beispielsweise kann eine anisotrope Trockenätzung verwendet werden, um die Halbleiterschicht 415 zu ätzen. Nach der Ätzung definieren die verbleibenden Teile dieser Schicht erste Halbleitersubzonen 416a...416d innerhalb der ersten und zweiten Gräben 408a, 408b.
In der schematischen Querschnittsansicht des Halbleiterkörperbereichs 404 von 5G werden die ersten und zweiten Gräben 408, 408b mit einem Halbleitermaterial gefüllt und definieren eine zweite Halbleitersubzone. Eine Dotierstoffkonzentration innerhalb dieser zweiten Halbleiterstruktur kann derart gewählt werden, dass die Überschussladungsträger der in 5D, 5E gezeigten Schottky-Verarmungsschicht 448 kompensiert werden. Hierdurch lässt sich eine präzise Ladungskompensation in Bezug auf die Halbleiterschicht 442, die ersten Halbleitersubzonen 416a...416d und die zweiten Halbleitersubzonen 418a, 418b erzielen. Die zweiten Halbleitersubzonen 418a, 418b können ebenso als intrinsische Halbleitersubzonen ausgebildet sein, z. B. im Falle einer vorherigen Entfernung der Überschussladungsträger der Schottky-Verarmungsschicht 458 durch eine wie oben beschriebene Ätzung.
Weitere Prozesse können folgen oder vor, zwischen als auch zusammen mit den in 5A bis 5G gezeigten Prozessen ausgeführt werden, um die Halbleiterkompensationsvorrichtung zu vervollständigen.
Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, sofern eine derartige Kombination nicht explizit ausgeschlossen wurde.

Claims

Eine Halbleitervorrichtung (100), umfassend: eine Driftzone (102b) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, die in einem Halbleiterkörper (104) ausgebildet ist, wobei eine von zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Driftzone (102b) an eine erste Zone (108a) innerhalb des Halbleiterkörpers (104) angrenzt und die andere Seite an eine zweite Zone (108b) innerhalb des Halbleiterkörpers (104) angrenzt; erste Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, wobei die ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) jeweils innerhalb der ersten und zweiten Zone (108a, 108b) ausgebildet sind und sich in einer lateralen Richtung (110), die sich parallel zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers (104) erstreckt, gegenüberliegen und räumlich voneinander getrennt sind; eine zweite Halbleitersubzone (118a, 118b) innerhalb jeder der ersten und zweiten Zonen (108a, 108b), die entlang der lateralen Richtung (110) jeweils zwischen den ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) ausgebildet ist; und wobei eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) in einem Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung dieser Halbleitersubzone (118a, 118b) entlang einer zur Oberfläche senkrechten vertikalen Richtung (120) kleiner ist als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsbereiches der Driftzone (102b).
Die Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei ein Dotierstoffkonzentrationsprofil vom zweiten Leitfähigkeitstyp innerhalb jeder der ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) wenigstens ein Maximum entlang der lateralen Richtung (110) aufweist.
Die Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Halbleitersubzone (118a, 118b) vom zweiten Leitfähigkeitstyp ist und das Dotierstoffkonzentrationsprofil vom zweiten Leitfähigkeitstyp innerhalb der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) wenigstens ein Minimum entlang der lateralen Richtung aufweist.
Die Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Dotierstoffkonzentration vom zweiten Leitfähigkeitstyp an dem wenigstens einen Maximum in einem Bereich von 10¹⁵ cm^–3 bis 5 × 10¹⁶ cm^–3 liegt.
Die Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Halbleitersubzone (118a, 118b) vom ersten Leitfähigkeitstyp ist.
Die Halbleitervorrichtung (200) nach Anspruch 5, wobei die zweite Halbleitersubzone (218a, 218b) eine Driftzone darstellt.
Die Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten Halbleitersubzonen (116b, 116c) eine epitaktische Halbleiterschicht umfassen, die an die Driftzone (102b) angrenzt.
Die Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine laterale Abmessung (l₁) der Driftzone (102b) zwischen der ersten und zweiten Zone (108a, 108b) größer ist als die laterale Abmessung (l₂) der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b).
Die Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Unterseite der ersten und zweiten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d, 118a, 118b) an eine Oberseite einer dritten Halbleiterzone vom ersten Leitfähigkeitstyp angrenzt.
Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei eine Unterseite der dritten Halbleiterzone an eine Oberseite einer vierten Halbleiterzone vom ersten Leitfähigkeitstyp angrenzt und eine mittlere Dotierstoffkonzentration in der vierten Halbleiterzone um wenigstens einen Faktor von 10 größer ist als in der Driftzone.
Eine Halbleitervorrichtung (250), umfassend: eine Driftzone (252b) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, die innerhalb eines Halbleiterkörpers ausgebildet ist, wobei eine Seite (264a) von sich gegenüberliegenden Seiten der Driftzone (252b) an eine erste Zone (258a) innerhalb des Halbleiterkörpers (254) angrenzt und die andere Seite (265a) an eine zweite Zone innerhalb des Halbleiterkörpers (254) angrenzt; wobei ausgehend von jeder Seite der zwei sich gegenüberliegenden Seiten (264a, 265a) innerhalb jeweils der ersten (258a) und zweiten Zone eine Anzahl von n (n ≥ 1) ersten Halbleitersubzonen (266a, 266b; 266c, 266d) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, und eine Anzahl von n – 1 dritten Halbleitersubzonen (286a; 286b) vom ersten Leitfähigkeitstyp entlang einer sich parallel zur Oberfläche des Halbleiterkörpers erstreckenden lateralen Richtung alternierend innerhalb der jeweiligen Zone angeordnet sind, wobei eine zweite Halbleitersubzone (268a) zwischen der Anzahl n erster und räumlich voneinander getrennter Halbleitersubzonen (266a, 266b) und n – 1 dritter und räumlich voneinander getrennter Halbleitersubzonen (286a) auf der einen Seite sowie der Anzahl von n ersten und räumlich voneinander getrennten Halbleitersubzonen (266c, 266d) und n – 1 dritten und räumlich voneinander getrennten Halbleitersubzonen (286b) auf der anderen Seite angeordnet ist; und wobei eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone (268a) in einem Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung dieser Halbleitersubzone entlang einer zur Oberfläche senkrechten vertikalen Richtung kleiner ist als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsbereiches der Driftzone (252b).
Die Halbleitervorrichtung (250) nach Anspruch 11, wobei jede der dritten Halbleitersubzonen (286a, 286b) eine weitere Driftzone darstellt.
Die Halbleitervorrichtung (250) nach Anspruch 11 oder 12, wobei eine laterale Abmessung der Driftzone (252b) zwischen der ersten (258a) und zweiten Zone größer ist als die laterale Abmessung der zweiten Halbleitersubzone (268a).
Die Halbleitervorrichtung (250) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei eine Unterseite der ersten und zweiten Halbleitersubzonen (266a, 266b, 266c, 266d, 268a) an eine Oberseite einer dritten Halbleiterzone vom ersten Leitfähigkeitstyp angrenzt.
Integrierte Schaltung, die eine Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung (100), umfassend: Ausbilden einer Driftzone (102b) von einem ersten Leitfähigkeitstyp in einem Halbleiterkörper (104), wobei eine von zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Driftzone (102b) an eine erste Zone (108a) innerhalb des Halbleiterkörpers angrenzt und die andere Seite an eine zweite Zone (108b) innerhalb des Halbleiterkörpers (104) angrenzt; Ausbilden erster Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, wobei die ersten Halbleitersubzonen jeweils innerhalb der ersten und zweiten Zone (108a, 108b) ausgebildet werden und sich in einer lateralen Richtung (110), die sich parallel zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers (104) erstreckt, gegenüberliegen und räumlich voneinander getrennt sind; Ausbilden einer zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) innerhalb jeder der ersten und zweiten Zonen (108a, 108b), die entlang der lateralen Richtung (110) jeweils zwischen den ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) ausgebildet ist; und Ausbilden von Dotierstoffen in der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) und in der Driftzone (102b), wobei eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) im Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung der zweiten Halbleitersubzone (118a, 118b) in einer zur Oberfläche senkrechten vertikalen Richtung kleiner eingestellt wird als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsbereiches der Driftzone (102b).
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ausbilden der ersten Halbleitersubzonen (116a, 116b, 116c, 116d) umfasst: Ausbilden erster und zweiter Gräben (408a, 408b) in den Halbleiterkörper (404); Ausbilden einer epitaktischen Schicht (415) auf einer Oberfläche (406) des Halbleiterkörpers (404), an Seitenwänden sowie an einer Unterseite der ersten und zweiten Gräben (408a, 408b); Ätzen der epitaktischen Schicht (415) mit einer elektrochemischen alkalischen Nassätzung; und Entfernen der epitaktischen Schicht von der Oberfläche (406) des Halbleiterkörpers (404) und von einer Unterseite der ersten und zweiten Gräben (408a, 408b) durch Ätzen, wobei die epitaktische Schicht (415) jeweils an den Seitenwänden der ersten und zweiten Gräben (408a, 408b) verbleibt.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Ätzen der epitaktischen Schicht (415) ein Anlegen einer Sperrspannung (V₂) zwischen den Halbleiterkörper (404) und die epitaktische Schicht (415) umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, weiter umfassend: Ausbilden eines Sourcegebiets an einer ersten Oberfläche (406) des Halbleiterkörpers (404) und Ausbilden eines Draingebiets an einer zweiten Oberfläche des Halbleiterkörpers (404) gegenüber der ersten Oberfläche; und Ausbilden von Gatestrukturen mit einem Gatedielektrikum und einer Gateelektrode, wobei wenigstens eine der Gatestrukturen in Kontakt mit der Driftzone ausgebildet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei wenigstens eine weitere der Gatestrukturen in Kontakt mit der zweiten Halbleitersubzone, die eine weitere Driftzone darstellt, ausgebildet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei eine laterale Abmessung der Driftzone zwischen sich gegenüberliegenden Seitenwänden dieser Zone größer eingestellt wird als die laterale Abmessung der zweiten Halbleitersubzone.
Das Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 16 bis 21, weiter umfassend: Ausbilden eines Bodygebiets vom zweiten Leitfähigkeitstyp, wobei eine Unterseite des Bodygebiets in Kontakt mit einer Oberseite der zweiten Halbleitersubzone ausgebildet wird.
Ein Verfahren zum Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Ausbilden einer Driftzone (252b) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, die innerhalb eines Halbleiterkörpers ausgebildet wird, wobei eine von sich gegenüberliegenden Seiten der Driftzone an eine erste Zone (258a) innerhalb des Halbleiterkörpers angrenzt und die andere Seite an eine zweite Zone innerhalb des Halbleiterkörpers angrenzt; Ausbilden, ausgehend von jeder Seite zweier sich gegenüberliegender Seiten innerhalb der ersten und zweiten Zone, einer Anzahl von n (n ≥ 1) ersten Halbleitersubzonen (266a, 266b; 266c, 266d) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, und einer Anzahl von n – 1 dritten Halbleitersubzonen (286a; 286b) vom ersten Leitfähigkeitstyp, die entlang einer sich parallel zur Oberfläche des Halbleiterkörpers erstreckenden lateralen Richtung alternierend innerhalb der jeweiligen Zone angeordnet werden, wobei eine zweite Halbleitersubzone (268a) zwischen der Anzahl n erster und räumlich voneinander getrennter Halbleitersubzonen (266a, 266b) und n – 1 dritter und räumlich voneinander getrennter Halbleitersubzonen (286a) auf der einen Seite sowie der Anzahl n erster und räumlich voneinander getrennter Halbleitersubzonen (266c, 266d) und n – 1 dritter und räumlich voneinander getrennter Halbleitersubzonen (286b) auf der anderen Seite angeordnet wird; und Ausbilden von Dotierstoffen in der zweiten Halbleitersubzone (268a) und in der Driftzone (252b), wobei eine mittlere Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleitersubzone (268a) im Bereich von 10 % bis 90 % einer Erstreckung der zweiten Halbleitersubzone (268a) in einer zur Oberfläche senkrechten vertikalen Richtung kleiner eingestellt wird als die mittlere Dotierstoffkonzentration entlang eines entsprechenden Erstreckungsbereiches der Driftzone (252b).
Das Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Ausbilden der ersten Halbleitersubzonen (266a, 266b, 266c, 266d) umfasst: Ausbilden erster und zweiter Gräben in den Halbleiterkörper; Ausbilden einer epitaktischen Schicht auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers, an Seitenwänden sowie an einer Unterseite der ersten und zweiten Gräben; Ätzen der epitaktischen Schicht mit einer elektrochemischen alkalischen Nassätzung; und Entfernen der epitaktischen Schicht von der Oberfläche des Halbleiterkörpers und von einer Unterseite der ersten und zweiten Gräben durch Ätzen, wobei die epitaktische Schicht jeweils an den Seitenwänden der ersten und zweiten Gräben verbleibt.
Das Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Ätzen der epitaktischen Schicht ein Anlegen einer Sperrspannung zwischen den Halbleiterkörper und die epitaktische Schicht umfasst.