DE102013105567A1 - Halbleitervorrichtung mit Trenchstrukturen - Google Patents

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Abstract

Ein Halbleiterkörper (100) einer Halbleitervorrichtung (500) umfasst eine dotierte Schicht (120) eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine oder mehrere dotierte Zonen (105) eines zweiten Leitfähigkeitstyps. Die eine oder mehreren dotierten Zonen (105) sind zwischen der dotierten Schicht (120) und der ersten Oberfläche (101) eines Halbleiterkörpers (100) gebildet. Trenchstrukturen (190) erstrecken sich von einer Oberfläche aus der ersten Oberfläche (101) und der zweiten, gegenüberliegenden Oberfläche (102) in den Halbleiterkörper (100). Die Trenchstrukturen (190) sind zwischen Teilen des Halbleiterkörpers (100) angeordnet, die elektrisch miteinander verbunden sind. Die Trenchstrukturen (190) können angeordnet sein, um eine mechanische Spannung zu mildern, eine Ladungsträgerbeweglichkeit lokal zu steuern, eine Ladungsträger-Rekombinationsrate lokal zu steuern und/oder vergrabene Diffusionszonen zu formen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Das Herstellen von Halbleitervorrichtungen umfasst ein Vorsehen von Halbleiterwafern mit Metallschichten mit einer Dicke von 10 Mikrometern und mehr auf einem Halbleitersubstrat mit einer Dicke von 200 Mikrometer oder weniger. Die Metallschicht kann den Halbleiterwafer um einige Millimeter biegen. Das Biegen behindert ein anschließendes Verarbeiten der Halbleiterwafer und kann Risse verursachen, die zu einer Verminderung der Produktionsausbeute führen. Typischerweise kompensieren Pufferschichten zwischen der Metallschicht und dem Halbleitermaterial, beispielsweise duktile oder biegsame Schichten, eine mechanische Spannung zwischen der Metallschicht und dem Halbleitermaterial. Es ist wünschenswert, weiter eine Produktionsausbeute für Halbleitervorrichtungen mit hoher Stoßenergiekapazität und Robustheit gegen kosmische Strahlung bei niedrigen Schaltverlusten zu steigern.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Halbleitervorrichtung anzugeben, die diesen Anforderungen genügt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Halbleiterkörper mit einer dotierten Schicht eines ersten Leitfähigkeits- bzw. Leitungstyps und einer oder mehreren dotierten Zonen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt zu dem ersten Leitfähigkeitstyp ist. Die eine oder mehreren dotierten Zonen werden zwischen der dotierten Schicht und einer ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers gebildet. Trench- oder Grabenstrukturen erstrecken sich von der ersten oder einer zweiten entgegengesetzten Oberfläche in den Halbleiterkörper. Die Trenchstrukturen sind zwischen Teilen des Halbleiterkörpers angeordnet, welche elektrisch miteinander verbunden sind. Die Trenchstrukturen umfassen nicht leitende Strukturen, die elektrisch von dem Halbleiterkörper isoliert und elektrisch mit einer anderen Struktur außerhalb der Trenchstrukturen verbunden sind.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Halbleiterkörper, der eine dotierte Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine dotierte Zone eines zweiten Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu dem ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, wobei die dotierte Zone zwischen der dotierten Schicht und einer ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers gebildet ist. Trenchstrukturen erstrecken sich von einer Oberfläche aus der ersten Oberfläche und einer zweiten entgegengesetzten Oberfläche in den Halbleiterkörper. Die Trenchstrukturen umfassen jeweils eine Rekombinationsstruktur am Boden. Die Rekombinationsstrukturen grenzen direkt an die dotierte Zone an und weisen eine Oberflächenrekombinationsrate von wenigstens 104 cm/s an einer Zwischenfläche zu der dotierten Zone auf.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung ein Ätzen von Trenches bzw. Gräben von einer ersten Oberfläche in einen Halbleiterkörper, wobei der Halbleiterkörper eine oder mehrere dotierte Zonen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die an die erste Oberfläche angrenzen, und eine dotierte Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt zu dem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, aufweist, wobei die dotierte Schicht eine planare Zwischenfläche parallel zu der ersten Oberfläche bildet. Eine dielektrische Struktur ist auf Seitenwänden der Trenches vorgesehen. Eine Rekombinationsstruktur ist jeweils an dem Boden der Trenches angeordnet.
  • Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Lesen der folgenden Detailbeschreibung und Betrachten der begleitenden Zeichnungen erkennen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und sie sind in die Offenbarung eingebunden und bilden einen Teil von dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung von Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung und beabsichtigte Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende Detailbeschreibung besser zu verstehen sind.
  • 1A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das Trenchstrukturen vorsieht, um eine mechanische Spannung abzubauen.
  • 1B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleiterdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel, das verschiedene Trenchstrukturen vorsieht.
  • 2A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleiterdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf mit Metall gefüllte Trenchstrukturen bezieht.
  • 2B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf einen IGFET (Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate) bezieht, wobei Trenchstrukturen vorgesehen sind.
  • 3A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleiterscheibe während der Herstellung, um ein Ausführungsbeispiel zu veranschaulichen, das sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen nach Implantieren von Wannen eines zweiten Leitfähigkeitstyps in eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps bezieht.
  • 3B ist eine schematische Schnittdarstellung der Halbleiterscheibe von 3A nach Vorsehen von Trenchstrukturen, die die Wannen des zweiten Leitfähigkeitstyps begrenzen.
  • 3C ist eine schematische Schnittdarstellung der Halbleiterscheibe von 3B nach einem Glühen.
  • 4A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleiterscheibe während eines Herstellens, um ein Ausführungsbeispiel zu veranschaulichen, das sich auf ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen nach Bilden von Trenches bezieht.
  • 4B ist eine schematische Schnittdarstellung der Halbleiterscheibe von 4A während eines Einführens von Fremdstoffen durch die Trenchstrukturen.
  • 4C ist eine schematische Schnittdarstellung der Halbleiterscheibe von 4B nach einem Glühen.
  • 5A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das Rekombinationsstrukturen an dem Boden von Trenchstrukturen in einer Distanz zu einem pn-Übergang vorsieht.
  • 5B ist ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen von Fremdstoffprofilen gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf die Halbleitervorrichtung von 5A bezieht.
  • 6A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf ausdiffundierte Segmente eines Feldstoppteils an dem Boden von Trenchstrukturen einschließlich Rekombinationsstrukturen bezieht.
  • 6B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf eine verschmolzene oder verbundene pin-Schottky-Diode bezieht.
  • 7A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Abschnitts einer Halbleitervorrichtung parallel zu einer ersten Oberfläche eines Halbleiterkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf fleck- oder punktförmige Trenchstrukturen bezieht.
  • 7B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Abschnitts einer Halbleitervorrichtung parallel zu einer ersten Oberfläche eines Halbleiterkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf streifenförmige Trenchstrukturen bezieht.
  • 7C ist eine schematische Schnittdarstellung eines Abschnitts einer Halbleitervorrichtung parallel zu einer ersten Oberfläche eines Halbleiterkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel, das sich auf Trenchstrukturen bezieht, die ein Gitter bilden.
  • 8A ist eine schematische Draufsicht einer Halbleitervorrichtung zum Veranschaulichen von Abmessungsbeziehungen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 8B ist eine schematische Schnittdarstellung, die Details einer Randabschlusskonstruktion einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.
  • 9 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • DETAILBESCHREIBUNG
  • In der folgenden Detailbeschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen für Veranschaulichungszwecke spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht oder beschrieben sind, bei oder zusammen mit anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um zu noch einem anderen Ausführungsbeispiel zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen umfasst. Die Beispiele sind mittels einer spezifischen Sprache beschrieben, die nicht als den Bereich der beigefügten Patentansprüche begrenzend aufzufassen ist. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich für Veranschaulichungszwecke. Zur Klarheit sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen versehen, falls nicht etwas anderes festgestellt ist.
  • Begriffe wie "umfassen", "enthalten", "aufweisen" und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe, d.h., neben den "umfassten" Elementen können weitere Elemente vorliegen. Mit bestimmten und unbestimmten Artikeln gekennzeichnete Elemente können sowohl im Singular als auch im Plural vorhanden sind, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes festgestellt ist.
  • Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von "–" oder "+" nächst zu dem Dotierungstyp "n" oder "p". Beispielsweise bedeutet "n–" eine Dotierungskonzentration, die niedriger ist als die Dotierungskonzentration eines "n"-Dotierungsbereiches, während ein "n+"-Dotierungsbereich eine höhere Dotierungskonzentration als ein "n"-Dotierungsbereich hat. Dotierungsbereiche der gleichen relativen Dotierungskonzentration müssen nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration haben. Beispielsweise können zwei verschiedene "n"-Dotierungsbereiche die gleiche oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen aufweisen.
  • Der Ausdruck "elektrisch verbunden" beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hochdotierten Halbleiter. Der Ausdruck "elektrisch gekoppelt" schließt ein, dass ein oder mehrere dazwischen liegende Elemente, die für eine Signalübertragung geeignet sind, zwischen den elektrisch gekoppelten Elementen vorgesehen sein können, beispielsweise Elemente, die steuerbar sind, um zeitweise eine niederohmige Verbindung in einem ersten Zustand und ein hochohmiges elektrisches Entkoppeln in einem zweiten Zustand vorzusehen.
  • 1A zeigt einen Halbleiterkörper 100 einer Halbleitervorrichtung 500. Der Halbleiterkörper 100 ist aus einem monokristallinen Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium Si, Siliziumcarbid SiC, Germanium Ge, einem Silizium-Germanium-Kristall SiGe, Galliumnitrid GaN oder Galliumarsenid GaAs gebildet. Der Halbleiterkörper 100 hat eine erste Oberfläche 101 und eine zweite Oberfläche 102, die parallel zu der ersten Oberfläche 101 auf der entgegengesetzten Seite des Halbleiterkörpers 100 ist. Eine Distanz oder ein Abstand zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 101, 102 liegt in dem Bereich von hundert Mikrometer oder mehr und ist eine Funktion der Rückwärts-Durchbruchspannung, die für die Halbleitervorrichtung 500 spezifiziert ist, wobei die Rückwärts-Durchbruchspannung die minimale angelegte Spannung in Rückwärtsrichtung ist, welche die Halbleitervorrichtung 500 zum Durchbrechen veranlasst. Der Halbleiterkörper 100 kann ein Zellgebiet und ein Randgebiet, das das Zellgebiet umgibt, haben. Das Randgebiet kann eine Randabschlusskonstruktion einschließen, die die gewünschte Rückwärts-Durchbruchspannung auch längs der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 unterhält. Das Zellgebiet kann eine geeignete rechteckförmige Gestalt mit gerundeten Ecken aufweisen, und die Randabschlusskonstruktion kann eine Länge in dem Bereich von einigen Millimetern haben. Die Normale zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 definiert eine vertikale Richtung und Richtungen orthogonal zu der Normalen sind seitliche oder laterale Richtungen.
  • Der Halbleiterkörper 100 umfasst eine dotierte Schicht 120 eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine dotierte Zone 105 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt zu dem ersten Leitfähigkeitstyp ist. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der erste Leitfähigkeitstyp der n-Typ, und der zweite Leitfähigkeitstyp ist der p-Typ. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist der erste Leitfähigkeitstyp der p-Typ, und der zweite Leitfähigkeitstyp ist der n-Typ. Die dotierte Zone 105 und die dotierte Schicht 120 bilden einen pn-Übergang, der sich im Wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 erstreckt. Die dotierte Schicht 120 kann direkt an die zweite Oberfläche 102 angrenzen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können weitere dotierte Schichten zwischen der dotierten Schicht 120 und der zweiten Oberfläche 102 vorgesehen sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 kann weiterhin wenigstens eine Metallschicht 300 aufweisen, die in einem direkten Kontakt mit wenigstens Abschnitten der ersten Oberfläche 101 oder der zweiten Oberfläche 102 ist. Gemäß dem veranschaulichten Beispiel ist die Metallschicht 300 in direktem Kontakt mit nahezu der gesamten zweiten Oberfläche 102. Die Metallschicht 300 kann aus Aluminium Al, Kupfer Cu oder Legierungen von Aluminium oder Kupfer, beispielsweise AlSi, AlCu oder AlSiCu bestehen oder diese als Hauptbestandteil(e) aufweisen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen enthält die Metallschicht 300 als Hauptbestandteile Nickel Ni, Titan Ti, Silber Ag, Gold Au, Platin Pt und/oder Palladium Pd. Beispielsweise kann die Metallschicht 300 eine oder mehrere Unterschichten umfassen, wobei jede Unterschicht einen Stoff oder mehrere Stoffe aus Ni, Ti, Ag, Au, Pt, Pd als Hauptbestandteile und/oder Legierungen hiervon enthält.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 umfasst weitere Schichten, Unterschichten, dotierte Bereiche oder Elektroden. Beispielsweise ist die Halbleitervorrichtung 500 eine Leistungshalbleiterdiode, wobei die Metallschicht 300 eine Kathodenelektrode bildet, und eine Anodenelektrode ist in Kontakt mit der ersten Oberfläche 101 angeordnet. Die dotierte Zone 105 kann einen hochdotierten Grund- oder Basisteil, um die Anodenwirksamkeit zu steigern, und einen niedriger dotierten Feldstoppteil einschließen. Die dotierte Schicht 120 kann eine oder mehrere Unterschichten umfassen, beispielsweise einen hochdotierten Teil zum Steigern der Kathodenwirksamkeit, einen niedriger dotierten Feldstoppteil und/oder einen niedrig dotierten Driftteil. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen ist die Halbleitervorrichtung 500 ein IGFET (Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate) mit der Metallschicht 300, die eine Drainelektrode bildet. N-dotierte Sourcezonen können angrenzend an die erste Oberfläche 101 vorgesehen und elektrisch mit einer Sourceelektrode verbunden sein, die über der ersten Oberfläche 101 angeordnet ist. Gateelektroden können einen Stromfluss zwischen den Sourcezonen und einem durch die dotierte Schicht 120 gebildeten Drainbereich steuern. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Halbleitervorrichtung 500 ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) mit einer weiteren p-Typ-Schicht, die zwischen der Metallschicht 300 und der mit dem n-Typ dotierten Schicht 120 gebildet ist.
  • Aufgrund von verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallschicht 300 und des Halbleiterkörpers 100 kann sich während eines Herstellens der Halbleitervorrichtung 500 eine Waferanordnung, die eine Vielzahl von mechanisch verbundenen Halbleiterscheiben für die Halbleitervorrichtung 500 einschließt, um einige Millimeter biegen oder absinken.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen erstrecken sich Trenchstrukturen 190 von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können sich die Trenchstrukturen 190 von der zweiten Oberfläche 102 in den Halbleiterkörper 100 erstrecken. Die Trenchstrukturen 190 mildern und lockern oder kompensieren eine mechanische Spannung, die auf den verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallschicht 300 und des Halbleiterkörpers 100 beruht. Anders als herkömmliche Pufferschichten, wie beispielsweise TiW- oder TiN-Schichten sind die Trenchstrukturen 190 hochwirksam, selbst mit Metallschichten mit einer Dicke von 20 Mikrometer oder mehr, wie diese für Leistungshalbleitervorrichtungen verwendet werden. Die Trenchstrukturen 190 reduzieren merklich das Biegen der Waferanordnung und Vermeiden Risse in der Waferanordnung. Die Anzahl und Anordnung der Trenchstrukturen 190 sowie die Tiefe und die Breite bzw. Weite der Trenchstrukturen 190 kann in verschiedenen Teilen der Halbleitervorrichtung 500 variieren. Gemäß dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel enthalten die Trenchstrukturen 190 ein gasförmiges Fluid, beispielsweise Stickstoff oder atmosphärische Luft.
  • Die Tiefe der Trenchstrukturen 190 bezüglich der ersten Oberfläche 101 kann in dem Bereich von 1 bis 20 Mikrometer liegen. Ein mittlerer Abstand zwischen direkt benachbarten Trenchstrukturen 190 kann gleich oder größer sein als 1,0 Mikrometer oder bis zu 30 Mikrometer oder weniger. Eine Weite oder Breite der Trenchstrukturen 190 kann gleich oder größer sein als 0,3 Mikrometer oder 3 Mikrometer oder weniger. Anders als bekannte flache Trenchisolationsstrukturen werden die Trenchstrukturen 190 zwischen elektrisch verbundenen Teilen des Halbleiterkörpers 100 gebildet.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1B sind die ersten Trenchstrukturen 190a mit einem ersten Füllmaterial oder einer ersten Materialkombination 191a gefüllt, und zweite Trenchstrukturen 190b sind mit einem zweiten Füllmaterial oder einer Materialkombination 191b gefüllt. Die ersten und zweiten Materialien oder Materialkombinationen 191a, 191b können verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, was ein lokales Feinabstimmen einer Kompensation einer mechanischen Spannung erlaubt. Die ersten und zweiten Materialien oder Materialkombinationen 191a, 191b können beispielsweise dielektrische Materialien und dielektrische Materialkombinationen sein, wobei der Ausdruck "dielektrisches Material" gasförmige Fluids wie Stickstoff oder atmosphärische Luft einschließt.
  • Die Teile des Halbleiterkörpers auf entgegengesetzten Seiten der Trenchstrukturen 190 sind elektrisch mit einer ersten Elektrodenschicht 310 verbunden, die über oder direkt auf der ersten Oberfläche 101 vorgesehen ist. Eine zweite Elektrodenschicht 320 ist in direktem Kontakt mit der zweiten Oberfläche 102 angeordnet.
  • 2A zeigt eine erste Elektrodenschicht 310, die erste Teile, die Trenchstrukturen 190 bilden, die sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100 erstrecken, und einen zweiten Teil außerhalb der Kontur oder des Umrisses des Halbleiterkörpers 100 und in direktem Kontakt mit der ersten Oberfläche 101 umfasst. Eine zweite Metallschicht 320 grenzt direkt an die zweite Oberfläche 102 an.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 von 2A liefert eine Diode mit der ersten Metallschicht 310, die eine Anodenelektrode bildet, und der zweiten Metallschicht 320, die eine Kathodenelektrode bildet. Die Trenchstrukturen 190, die aus dem Material der ersten Elektrodenschicht 310 gemacht sind, grenzen direkt an den Halbleiterkörper 100 an. Eine maximale Tiefe der Trenchstrukturen 190 bezüglich der ersten Oberfläche 101 kann kleiner sein als ein Abstand zwischen der ersten Oberfläche 101 und dem pn-Übergang, der durch die Zwischenfläche zwischen der dotierten Zone 105 und der dotierten Schicht 120 gebildet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen einer Bodenfläche oder einem Rand an dem Boden der Trenchstrukturen 190 und dem pn-Übergang derart gewählt, dass eine Verarmungszone, die sich von dem pn-Übergang in der Richtung der ersten Oberfläche 101 und/oder in der Richtung der Trenchstrukturen 190 erstreckt, nicht irgendeine Trenchstruktur 190 bei der Rückwärts-Durchbruchspannung erreicht, die für die Halbleitervorrichtung 500 spezifiziert ist.
  • In 2B ist die Halbleitervorrichtung 500 ein IGFET. Ein Halbleiterkörper 100 umfasst eine dotierte Schicht 120 des ersten Leitfähigkeitstyps und eine Vielzahl von dotierten Zonen 105 des zweiten Leitfähigkeitstyps. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Dotierung der dotierten Zonen 105 an der Grenze zu der dotierten Schicht 120 und an der Grenze zu der ersten Oberfläche 101 niedriger sein und in der Richtung der Trenchstrukturen 190 höher sein.
  • Die dotierte Schicht 120 kann eine n-Typ-Driftschicht vorsehen, und die dotierten Zonen 105 können p-Typ-Bodybereiche bilden. Der Halbleiterkörper 100 umfasst weiterhin n-Typ-Sourcezonen, die an die erste Oberfläche 101 angrenzend gebildet sind, wobei die dotierten Zonen 105 die Sourcezonen 103 von der dotierten Schicht 120 trennen. Eine n-Typ-Substratschicht 130 kann zwischen der dotierten Schicht 120 und der zweiten Oberfläche 102 vorgesehen sein, wobei die Substratschicht 130 eine Nettodotierungskonzentration hat, die höher ist als diejenige der dotierten Schicht 120.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Dotierung der Substratschicht 130 an der Grenze zu der dotierten Schicht 120 niedriger und in der Richtung zu der zweiten Oberfläche 102 höher sein.
  • Gateelektrodenstrukturen 330 sind über der ersten Oberfläche 101 gebildet, und sie sind so angeordnet, dass ein Potential an den Gateelektrodenstrukturen 330 die Ladungsträgerverteilung in Teilen der dotierten Zonen 105, die an die erste Oberfläche 101 angrenzen, durch ein Zwischengatedielektrikum steuert. In einem Ein-Zustand des IGFET bilden Minoritätsladungsträger einen leitenden Kanal zwischen den Sourcezonen 103 und der dotierten Schicht 120 in einem Kanalteil der dotierten Zonen 105, der an die erste Oberfläche 101 unter den Gateelektrodenstrukturen 330 angrenzt.
  • Eine dielektrische Schichtstruktur 210 trennt die Gateelektrodenstrukturen 330 von dem Halbleiterkörper 100 und einer ersten Elektrodenschicht 310, die eine Sourceelektrode bildet. In Öffnungen der dielektrischen Schichtstruktur 310 sind Kontaktteile 301a, 301b der ersten Elektrodenschicht 310 in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper 100. Die Kontaktteile 301a, 301b können direkt auf der ersten Oberfläche 101 liegen oder sich in den Halbleiterkörper 100 erstrecken. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Kontaktteile 301a, 301b auch die dotierten Zonen 105 kontaktieren. Ein Kontaktteil der ersten elektrischen Schicht 310 liegt auf der dielektrischen Struktur 210. Eine zweite Elektrodenschicht 320, die eine Drainelektrode bildet, kann in direktem Kontakt mit der zweiten Oberfläche 102 gebildet sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 umfasst weiterhin Trenchstrukturen 190. Die Trenchstrukturen 190 können in Abständen von 0,2 bis 40 Mikrometer beabstandet sein. Die Abstände können ungefähr gleich sein. Eine Breite oder Weite der Trenchstrukturen 190 kann in dem Bereich von 0,1 bis 4 Mikrometer liegen, und eine totale Tiefe der Trenchstrukturen 190 kann in dem Bereich von 0,1 bis 20 Mikrometer sein.
  • Die Trenchstrukturen 190 können in Gebieten gebildet sein, in denen die dotierte Schicht 120 an die erste Oberfläche 101 angrenzt. Um einen Gebietsverlust zu vermeiden, der für den Vorwärtsstrom wirksam ist, bilden gemäß dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel die ersten Kontaktteile 301a jeweils einen oberen Teil von einer der Trenchstrukturen 190. Jede Trenchstruktur 190 umfasst einen weiteren Teil 191, der sich von dem Boden des ersten Kontaktteils 301a in den Halbleiterkörper 100 erstreckt. Die weiteren Teile 191 können aus einem dielektrischen Material oder einer Kombination von dielektrischen Materialien 191 vorgesehen sein. Die weiteren Teile 191 können unterhalb der zweiten Kontaktteile 301b abwesend sein bzw. fehlen. In der veranschaulichten Schnittebene kann eine Breite oder Weite der ersten Kontaktteile 301a, die nicht einen Teil der Trenchstrukturen 190 bilden, ungefähr gleich zu einer Breite oder Weite der Trenchstrukturen 190 sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Breite oder Weite der Trenchstrukturen 190, die ein dielektrisches Material enthalten, größer sein als die Breite oder Weite der ersten Kontaktteile 301a, die nicht in den Trenchstrukturen 190 enthalten sind. Die ersten Kontaktteile 301a können eine Tiefe in dem Bereich von 0,1 bis 1,0 Mikrometer aufweisen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Trenchstrukturen 190 weiterhin angeordnet, um eine Ladungsträgerbeweglichkeit in einem Teil des Halbleiterkörpers 100 nahe zu dem pn-Übergang zu reduzieren. Die Trenchstrukturen können verwendet werden, um lokal eine mechanische Spannung bzw. einen mechanischen Zug zu steigern oder zu vermindern, um dadurch lokal eine Ladungsträgerbeweglichkeit zu reduzieren, so dass die Sperreigenschaften der Halbleitervorrichtung 500 verbessert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kreuzen die Trenchstrukturen 190 den pn-Übergang zwischen der dotierten Zone 105 und der dotierten Schicht 120.
  • Die 3A bis 3C beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel, das Trenchstrukturen 190 verwendet, um die Stoßstromfähigkeit einer Diode zu verbessern. Gemäß 3A ist eine Dotierstoffmaske 402 auf einer ersten Oberfläche 101 eines n-Typ-Halbleiterkörpers 100 einer Halbleiterscheibe 501 vorgesehen. Durch Öffnungen in der Dotierstoffmaske 402 werden p-Typ-Fremdstoffe eingeführt, um flache Wannen 105c beispielsweise durch einen Diffusionsprozess oder durch einen Implantationsprozess zu bilden. Die Dotierstoffmaske 402 wird entfernt. Eine Ätzmaskenschicht 404 wird auf der ersten Oberfläche 101 abgelagert oder aufgetragen und durch lithographische Verfahren gemustert. Durch Öffnungen in der Ätzmaske 404 werden Trenches oder Gräben 406 in den Halbleiterkörper 100 geätzt, wobei die Trenches 406 die p-dotierten flachen Wannen 105c von n-Typ-Teilen des an die erste Oberfläche 101 angrenzenden Halbleiterkörpers trennen. Ein thermisches Glühen wird derart vorgenommen, dass die p-Typ-Fremdstoffe von den flachen Wannen 105c in angrenzende Teile des Halbleiterkörpers 100 diffundieren. Der Diffusionsprozess wird gestoppt, nachdem die p-Typ-Fremdstoffe in einem ausreichenden Maß um die Endteile der Trenches 406 diffundiert sind.
  • 3C zeigt die sich ergebende Gestalt der mit dem p-Typ dotierten Zonen 105, die aus der Diffusion der p-Typ-Fremdstoffe ausgehend von der Anordnung von 3B hervorgehen. Trenchstrukturen 190, die durch Füllen der Trenches 406 von 3B erhalten werden können, trennen dotierte Zonen 105 von Ausdehnungsteilen 120a einer dotierten Schicht 102 des n-Typs. Die dotierte Schicht 102 enthält weiterhin einen angrenzenden bzw. zusammenhängenden Teil 120b, der pn-Übergänge mit den dotierten Zonen 105 bildet und direkt an die Ausdehnungsteile 120a angrenzt. Die pn-Übergänge erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche 101. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Ausdehnungsteile 120a einen hochdotierten Kontaktteil 120c umfassen, der direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzt.
  • Ein Abstand zwischen den pn-Übergängen und der ersten Oberfläche 101 ist größer als ein maximaler Abstand zwischen einer Bodenfläche der Trenchstrukturen 190 und der ersten Oberfläche 101. Jede dotierte Zone 105 umfasst einen Grund- bzw. Basisteil 105a zwischen den angrenzenden Trenchstrukturen 190 und einem Diffusionsteil 105d, der sich unterhalb der Trenchstrukturen 190 in der lateralen Richtung in Richtung der Ausdehnungsteile 120a der dotierten Schicht 120 erstreckt. Ein Abstand zwischen direkt benachbarten Diffusionsteilen 105d von benachbarten dotierten Zonen 105 ist kleiner als eine maximale Weite oder Breite des Ausdehnungsteils 120a zwischen benachbarten Trenchstrukturen 190.
  • Die Trenchstrukturen 190 erlauben ein genaues Definieren der lateralen Erstreckung der Diffusionsteile 105d in einen vorbestimmten Abstand zu der ersten Oberfläche 101. Die Möglichkeit, die laterale Erstreckung sehr genau zu definieren, erlaubt es, einen vergleichsweise kleinen Abstand zwischen benachbarten Diffusionsteilen 105d vorzusehen. Die Breiten oder Weiten der Ausdehnungsteile 120a in einem durch die Diffusionszonen 105d eingeengten Abschnitt kann sehr genau selbst für enge Ausdehnungsteile 120a eingestellt werden. Sofern die Ausdehnungsteile 120a ausreichend eng oder schmal sind, kann eine hohe Stoßenergiekapazität mit einer hohen Rückwärts-Durchbruchspannung kombiniert werden.
  • Die 4A bis 4C beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei welchem Fremdstoffe, die durch die Trenchböden eingeführt sind, die Diffusionsteile 105d in einem Halbleiterkörper 100 formen. Wie in 4A gezeigt ist, können die Trenches 406 in den Halbleiterkörper 100 durch Öffnungen in einer Ätzmaske 404 geätzt werden.
  • Eine Dotierstoffmaske 402 wird gebildet, wie dies in 4B gezeigt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Ätzmaske 404 von 4A entfernt, eine Dotierstoffmaskenschicht wird durch eine lithographische Einrichtung aufgetragen und gemustert. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dotierstoffmaske 402 aus Teilen der Ätzmaske 406 von 4A gebildet werden. Die Dotierstoffmaske 402 legt die Öffnungen der Trenches 406 und Abschnitte der ersten Oberfläche 101 frei. P-Typ-Fremdstoffe werden durch die Öffnungen in der Dotierstoffmaske 402 beispielsweise durch eine Implantation oder durch eine Ausdiffusion aus einer gasförmigen Phase oder einer Fremdstoffschicht eingeführt. P-Typ-Fremdstoffe, die durch die Bodengebiete der Trenches 406 eingeführt sind, bilden trenchausgerichtete Wannen 105e in dem Halbleiterkörper 100. P-Typ-Fremdstoffe, die durch freiliegende Abschnitte der ersten Oberfläche 101 eingeführt sind, bilden flache Wannen 105c.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können die flachen Wannen 105c und die trench-ausgerichteten Wannen 105e aus einem Gebrauch von zwei verschiedenen Prozessen des Einführens von Implantationen mittels verschiedener Dotierstoffmasken und/oder verschiedener Fremdstoffdosen resultieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden durch Bodengebiete der Trenches 406 Fremdstoffe mit einer geringeren Dosis als durch freiliegende Abschnitte der ersten Oberfläche 101 eingeführt. Ein thermisches Glühen wird derart vorgenommen, dass die p-Typ-Fremdstoffe aus den flachen Wannen 105c und den trenchausgerichteten Wannen 105e in angrenzende Teile des Halbleiterkörpers 100 diffundieren.
  • Wie in 4C veranschaulicht ist, kann der Diffusionsprozess gestoppt werden, nachdem die trench-ausgerichteten Wannen 105e Diffusionsteile 105d gebildet haben, die mit Grund- bzw. Basisteilen 105a zwischenverbunden sind, die aus den flachen Wannen 105c hervorgegangen sind. Anders als bei dem Ausführungsbeispiel der 3A bis 3C ist bei dem Ausführungsbeispiel der 4A bis 4C die verbleibende Breite zwischen benachbarten Diffusionsteilen 105d stark unabhängig von prozessbedingten Tiefenänderungen der Trenchstrukturen 190, die durch Füllen der Trenches 406 von 4B mit beispielsweise einem oder mehreren dielektrischen Materialien vorgesehen sind. In diesem Fall kann der pn-Übergang, der zwischen den dotierten Zonen 105 und der dotierten Schicht 120b gebildet ist, eine Kerbe oder einen Einschnitt haben, wie dies durch die Strichlinie in 4C gezeigt ist.
  • 5A bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, das Trenchstrukturen 190 verwendet, um Halbleitervorrichtungen 500 vorzusehen, die niedrige Schaltverluste, eine hohe Stoßenergiekapazität und Robustheit gegen hohe kosmische Strahlung vereinigen. Die Halbleitervorrichtung 500 umfasst einen Halbleiterkörper 100 mit einer ersten Oberfläche 101 und einer zweiten, gegenüberliegenden Oberfläche 102. Eine erste Elektrodenschicht 310 kann in direktem Kontakt mit der ersten Oberfläche 101 gebildet werden, und eine zweite Elektrodenschicht 320 kann in direktem Kontakt mit der zweiten Oberfläche 102 gebildet werden. Die ersten und zweiten Elektrodenschichten 310, 320 sind Metallschichten, die Kupfer Cu, Aluminium Al, Nickel Ni, Titan Ti, Silber Ag, Gold Au, Platin Pt, Palladium Pd als Hauptbestandteil(e) oder Legierungen oder Schichten, die Kupfer Cu und/oder Aluminium Al, beispielsweise AlCu, AlSi oder AlSiCu oder die oben erwähnten Materialien umfassen können.
  • Der Halbleiterkörper 100 umfasst eine dotierte Schicht 120 des ersten Leitfähigkeitstyps und eine dotierte Zone 105 des zweiten Leitfähigkeitstyps. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der erste Leitfähigkeitstyp der n-Typ, und der zweite Leitfähigkeitstyp ist der p-Typ. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen ist der erste Leitfähigkeitstyp der p-Typ, und der zweite Leitfähigkeitstyp ist der n-Typ. Die Halbleitervorrichtung 500 bildet eine Leistungshalbleiterdiode mit der ersten Elektrodenschicht 310, die eine Anodenelektrode vorsieht, und der zweiten Elektrodenschicht 320, die eine Kathodenelektrode vorsieht. Die dotierte Zone 105 ist zwischen der dotierten Schicht 120 und der ersten Oberfläche 101 angeordnet. Die dotierte Schicht 120 ist zu der zweiten Oberfläche 102 orientiert und kann direkt an die zweite Oberfläche 102 und die zweite Elektrodenschicht 320 angrenzen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine hochdotierte Substratschicht 130 des ersten Leitfähigkeitstyps zwischen der dotierten Schicht 120 und der zweiten Oberfläche 102 vorgesehen. Die dotierte Schicht 120 kann einen niedriger dotierten Driftteil 121 und einen höher dotierten Feldstoppteil 122 aufweisen, der zu der zweiten Oberfläche 102 ausgerichtet angeordnet ist, wobei die Nettodotierungskonzentration in dem Feldstoppteil 122 größer ist als in dem Driftteil 121 und niedriger als in der Substratschicht 130. Die dotierte Zone 105 kann einen hochdotierten Grund- bzw. Basisteil 105a, der zu der ersten Oberfläche 101 ausgerichtet ist, und einen niedriger dotierten Feldstoppteil 105b, der einen pn-Übergang mit dem Driftteil 121 der dotierten Schicht 120 bildet, aufweisen.
  • Trenchstrukturen 190 erstrecken sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Trenchstrukturen 190 ungefähr bis zu einer Zwischenfläche zwischen dem Grund- bzw. Basisteil 105a und dem Feldstoppteil 105b der dotierten Zone 105. Eine vertikal integrierte Nettodotierungskonzentration in dem Feldstoppteil 105b kann in dem Bereich von 5 × 1011 cm–2 bis 1013 cm–2, beispielsweise in dem Bereich von 1012 cm–2 bis 2 × 1012 cm–2 sein. Eine vertikal integrierte Nettodotierungskonzentration in dem Grund- bzw. Basisteil 105a kann in dem Bereich von 5 × 1013 cm–2 bis 1016 cm–2, beispielsweise in dem Bereich von 5 × 1014 cm–2 bis 5 × 1015 cm–2 liegen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können sich die Trenchstrukturen 190 in den Feldstoppteil 105b der dotierten Schicht 105 erstrecken. Einige der, eine Majorität der oder alle Trenchstrukturen 190 umfassen eine Rekombinationsstruktur 195. Für jede betroffene Trenchstruktur 190 grenzt die Rekombinationsstruktur 195 direkt an den Feldstoppteil 105b der dotierten Zone 105 an einer Bodenfläche an, die einen vergrabenen Rand der Trenchstrukturen 190 bildet. Die Bodenfläche kann flach oder angenähert parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 sein. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann die Bodenfläche der Trenchstrukturen 190 gebogen oder gekrümmt sein.
  • Die Trenchstrukturen 190 können weiterhin dielektrische Strukturen 192 umfassen, die die Rekombinationsstruktur 195 von dem Halbleiterkörper 100 in einer lateralen Richtung parallel zu der ersten Oberfläche 101 trennt. Die dielektrischen Strukturen 192 isolieren die Rekombinationsstrukturen 195 von dem hochdotierten Grund- bzw. Basisteil 105a der dotierten Zone 105. Das Material der dielektrischen Struktur 192 kann beispielsweise aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder Siliziumoxynitrid bestehen oder diese Stoffe enthalten. Die dielektrischen Strukturen 192 können durch eine Oxidation des Materials des Halbleiterkörpers 100 oder durch eine konforme Abscheidung oder Ablagerung eines dielektrischen Materials vor der Bildung der Rekombinationsstrukturen 195 gebildet sein, wobei das abgeschiedene oder aufgewachsene dielektrische Material einem anisotropen Ätzen unterworfen sein kann, das das dielektrische Material an dem Bodenteil entfernt, während das dielektrische Material wenigstens längs der Trench-Seitenwände zurückgehalten wird.
  • Eine Füllstruktur 194 kann zwischen der ersten Oberfläche 101 und der Rekombinationsstruktur 195 und der dielektrischen Struktur 192 vorgesehen sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Material der Füllstruktur 194 das gleiche wie das Material der dielektrischen Struktur 192. Das Material oder eine Materialkombination, das bzw. die die Füllstruktur 194 bildet, kann aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, einem gasförmigem Fluid, wie beispielsweise Stickstoff oder atmosphärische Luft, oder aus Siliziumglas, beispielsweise BPSG (Bor-Phosphor-Silikatglas), BSG (Bor-Silikatglas), PSG (Phosphor-Silikatglas), oder aus einem Stapel von Schichten, die eines oder mehrere dieser Materialien enthalten, bestehen oder die genannten Materialien enthalten. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel besteht das Füllmaterial aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise einem intrinsischen Halbleitermaterial, amorphem Silizium oder dotiertem Silizium, oder das Füllmaterial enthält das genannte Halbleitermaterial. Die Füllstruktur 194 kann eine Kombination von verschiedenen Materialien umfassen, um eine ausreichende Kompensation einer mechanischen Spannung oder Dehnung zu erzielen. Das Füllmaterial kann leitendes Material enthalten, wobei das leitende Material ohne elektrische Verbindung zu einer anderen leitenden Struktur außerhalb der Trenchstrukturen und/oder ohne elektrische Verbindung zu den Rekombinationsstrukturen 195 ist.
  • An der Bodenfläche weist die Rekombinationsstruktur 195 eine Oberflächenrekombinationsrate auf, die viel größer ist als die Rekombinationsraten von typischen Halbleiter-Isolator-Zwischenflächen. Beispielsweise haben perfekte Si-zu-SiO2-Zwischenflächen eine Rekombinationsrate in dem Bereich von 30...100 cm/s. Wenn eine höhere Dichte von Fangstellen an der Zwischenfläche vorhanden ist, können Rekombinationsraten in dem Bereich bis zu 104 cm/s beobachtet werden. Die durch die Rekombinationsstruktur 195 gelieferten Oberflächen-Rekombinationsraten können größer als 104 cm/s oder größer als 105 cm/s oder sogar größer als 106 cm/s sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht die Rekombinationsstruktur 195 aus einem Metall oder einer Metallverbindung oder enthält diese, beispielsweise ein leitendes Metallsilizid, wie CoSi2, HfSi2, MoSi2, NiSi2, PdSi2, PtSi, TaSi2, TiSi2, WSi2 oder ZrSi2, die eine hohe Temperaturstabilität derart haben, dass die Rekombinationsstruktur 195 zu einer frühen Stufe bei dem Herstellungsprozess vorgesehen werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird CoSi2 oder TiSi2 verwendet, da diese beiden Silizide in Trenches bzw. Gräben mit hohen Aspektverhältnissen vorgesehen werden können. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen ist die Rekombinationsstruktur 195 aus Aluminium oder einer Aluminiumverbindung, wie AlSi oder AlSiCu vorgesehen, das bzw. die in einer wirtschaftlichen Weise aufgetragen bzw. abgeschieden und geätzt werden kann. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen sind die Rekombinationsstrukturen 195 aus einem verzerrten bzw. verdrehten einkristallinen Halbleitermaterial vorgesehen, das beispielsweise durch eine Implantation bei hohen Implantationsdosen und/oder hoher Implantationsenergie oder durch Auftragen von amorphem, nanokristallinem, mikrokristallinem oder polykristallinem Halbleitermaterial gebildet sein kann. Der weitere Herstellungsprozess wird gesteuert, um sicherzustellen, dass der beschädigte Kristall die gewünschten Rekombinationseigenschaften für die finale bzw. fertiggestellte Halbleitervorrichtung 500 beibehält.
  • Die Rekombinationsstruktur 195 heftet das Ladungsträgerfluten an einer Zwischenfläche zu dem Feldstoppteil 105b auf Null. Als eine Konsequenz kann das Ladungsträgerfluten an der ersten Oberfläche 101 durch den Abstand zwischen den Rekombinationsstrukturen 195 und bis zu einem gewissen Grad durch die laterale oder seitliche Erstreckung bzw. Ausdehnung der Rekombinationsstrukturen 195 definiert werden. Die Nettodotierungskonzentration des Feldstoppteils 105b der dotierten Zone 105 bestimmt die Menge des Ladungsträgerflutens in dem Driftteil 121 der dotierten Schicht 120, wenn die Nettodotierungskonzentration einen signifikanten Teil des Ladungsträgerflutens erreicht. Eine Ladungsträgerkonzentration, ab welcher die Rekombinationsstrukturen 195 beginnen, wirksam zu werden, ist durch die maximale Dotierungskonzentration festgelegt bzw. definiert. Als eine Konsequenz kann die maximale Dotierungskonzentration verwendet werden, um die Vorwärts- und die Schalteigenschaften der Halbleitervorrichtung 500 als eine Funktion der Vorstromdichte abzustimmen. Je niedriger die Nettodotierungskonzentration in dem Feldstoppteil 105b ist, desto geringer ist die Ladungsträgerdichte, die für den Feldstoppteil 105b der dotierten Zone erreichbar ist.
  • Als eine Konsequenz beeinflusst die Nettodotierungskonzentration des hochdotierten Basis- bzw. Grundteils 105a nicht die dynamischen Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 500. Ein hoher Wert für die Nettodotierungskonzentration in dem Grund- bzw. Basisteil 105a der dotierten Zone 105 kann ohne negativen Einfluss auf die dynamischen Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 500 vorgesehen sein. Ein hochdotierter Grund- bzw. Basisteil 105a steigert die kosmische Strahlungsrobustheit und die Kommutierungsrobustheit. Zusätzlich kann ein hochdotierter Grund- bzw. Basisteil 105a eine höhere Leitfähigkeit während eines Stoßimpulsbetriebes und somit eine höhere Stoßstromfähigkeit liefern.
  • Der Feldstoppteil 105b ist im Wesentlichen zwischen einer Bodenfläche der Trenchstrukturen 190 und der dotierten Schicht 120 angeordnet. Die integrierte Nettodotierungskonzentration des Feldstoppteiles 105b ist gleich wie oder größer als die Höhe der Durchbruchladung, wobei im Silizium die Durchbruchladung ungefähr 1 × 1012 p-Typ-Fremdstoffatome je cm2 beträgt.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 5A ist der Feldstoppteil 105b der dotierten Zone 105 eine angrenzende Schicht, die ungefähr planare Zwischenflächen mi der dotierten Schicht 120 und dem Grund- bzw. Basisteil 105a der dotierten Zone 105 bildet. An der Zwischenfläche des Feldstoppteiles 105b zu dem Grund- bzw. Basisteil 105a der dotierten Zone 105 kann die Dotierungskonzentration die gleiche sein wie die Dotierungskonzentration des Grund- bzw. Basisteils 105a der dotierten Zone 105 oder von dieser abweichen. Die Dotierungskonzentration der dotierten Zone 105 kann in einer vertikalen Richtung über der Tiefe in den Halbleiterkörper 100 variieren. Der Dotierungspegel an dem Trenchboden kann verwendet werden, um eine Zwischenfläche zwischen dem Grund- bzw. Basisteil 105a und dem Feldstoppteil 105b zu definieren.
  • 5B bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Feldstoppteil 105b und der Grund- bzw. Basisteils 105a der dotierten Zone 105 aus der gleichen Dotierungsquelle, beispielsweise einer Implantations- oder einer Diffusionsquelle, resultieren. Das Diagramm gibt die Dotierungskonzentrationen H als eine Funktion des Abstandes d zu der ersten Oberfläche 101 an. Beispielsweise kann Bor (B) unter einer hohen Dosis, beispielsweise einer Dosis von 5 × 1014 cm–2 oder höher implantiert werden, und es wird ein Hochenergieglühen vorgenommen. Beispielsweise kann das Glühen bei einer Temperatur von 1150°C oder einer niedrigeren Temperatur für mehr als eine Stunde durchgeführt werden, was zu dem Dotierungsprofil 406 führt. In einer Distanz d2 ist die p-Typ-Dotierungskonzentration gleich zu der n-Typ-Dotierungskonzentration in dem Driftteil 121 der dotierten Schicht 120, und es wird ein pn-Übergang gebildet. In einer Distanz d1, die enger zu der ersten Oberfläche 101 als die Distanz d2 ist, wird die Rekombinationsstruktur 195 gebildet. Ein Teil der Diffusionszone, die durch das Dotierungsprofil 406 zwischen der Rekombinationsstruktur 195 und dem pn-Übergang gegeben ist, definiert den Feldstoppteil 105b.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel werden der Grund- bzw. Basisteil 105a und der Feldstoppteil 105b der dotierten Zone 105 gebildet, indem getrennte Implantationen verwendet werden, so dass ein Dotierungsprofil des Feldstoppteils 105b einen hinteren Rand des Dotierungsprofiles des Grund- bzw. Basisteiles 105a derart überlappt, dass der Feldstoppteil 105b von dem Grund- bzw. Basisteil 105a getrennt werden kann.
  • 6A bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der Feldstoppteil 105b räumlich von dem Grund- bzw. Basisteil 105a getrennt ist. Die Distanz zwischen den Bodenflächen an dem Bodenrand der Trenchstrukturen 190 und der ersten Oberfläche 101 ist größer als die Distanz zwischen dem vergrabenen Rand des Grund- bzw. Basisteiles 105a und der ersten Oberfläche 101. Der Feldstoppteil 105b umfasst eine Vielzahl von räumlich getrennten Segmenten, wobei jedes Segment mit einem der Trenchböden ausgerichtet ist. Die Segmente des Feldstoppteiles 105b können von dem Grund- bzw. Basisteil 105a getrennt sein. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können die Segmente des Feldstoppteiles 105b direkt an den Grund- bzw. Basisteil 105a angrenzen. Demgemäß können die Feldstoppteile 105b mit einem Potential verbunden sein, das an der Anodenelektrode anliegt, oder sie können ein Potential haben, das in dem Rückwärtsmodus der Halbleitervorrichtung 500 negativer ist als das Anodenpotential.
  • Zum Bilden der Feldstoppteile 105b kann ein p-Typ-Dotierstoff wenigstens an dem Boden der Trenchstrukturen 190 implantiert werden, bevor die Trenchstrukturen 190 gefüllt werden oder bevor die Rekombinationsstrukturen 195 gebildet werden. Die Implantation wird geglüht entweder in einem zugeeigneten Glühprozess oder durch Verwenden der Temperaturbudgets von nachfolgenden Prozessen, wobei der Dotierstoff in die angrenzenden Teile des Halbleiterkörpers 100 diffundiert, um die Segmente der Feldstoppteile 105b zu bilden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Implantation maskiert und lediglich in den Trenchstrukturen 190 durchgeführt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Implantation nicht maskiert, da die Implantationsdosis merklich niedriger ist als die Implantationsdosis, die zur Bildung des Grund- bzw. Basisteiles 105a vorgesehen ist.
  • Die Distanz zwischen dem pn-Übergang und der ersten Oberfläche 101 beeinflusst die Avalanche- bzw. Durchbrucheigenschaften der Halbleitervorrichtung 500. Je weiter sich der Feldstoppteil 105b in der Richtung der zweiten Oberfläche 102 erstreckt, desto mehr nimmt in dem Rückwärtsmodus die elektrische Feldstärke an dem pn-Übergang zu. Als ein Ergebnis kann die Durchbruchspannung auf einem Zellgebiet der Halbleitervorrichtung 500 festgehalten werden, wobei die dotierte Zone 105 in dem Zellgebiet gebildet wird, wohingegen wenigstens der Grund- bzw. Basisteil 105a in ein das Zellgebiet umgebenden Randgebiet abwesend ist bzw. fehlt. Die Halbleitervorrichtung 500 kann ausgelegt werden, um zuverlässig in dem Zellgebiet durchzubrechen, bevor eine Durchbruchbedingung in dem Randgebiet auftritt. Als ein Ergebnis ist die Avalanche- bzw. Durchbruch-Robustheit der Halbleitervorrichtung 500 verbessert. Das Ausführungsbeispiel kann mit einer stufenweisen Implantation der dotierten Zone 105 realisiert werden, indem einige Energiepegel benutzt werden. Nach aufeinander folgenden Prozessen, die ein bestimmtes Temperaturbudget liefern, kann das Dotierungsprofil für die dotierte Zone 105 eine stufenweise Kontur mit einer gewissen Welligkeit aufweisen. Andere Ausführungsbeispiele können ein stufenweises Wachstum von epitaktischen Schichten vorsehen, die mit jeweils p-Typ-Fremdstoffen nach jedem Wachstumsschritt implantiert sind.
  • 6B kombiniert Merkmale des Ausführungsbeispiels von 6A mit Merkmalen des Ausführungsbeispiels von 3C. Die Trenchstrukturen 190 sind zwischen Grund- bzw. Basisteilen 105a der dotierten Zone 105 und Ausdehnungsteilen 120a der dotierten Schicht 120 vorgesehen. Die Ausdehnungsteile 120 grenzen direkt an die erste Oberfläche 101 an und sind im Wesentlichen zwischen der ersten Oberfläche 101 und einem vergrabenen Rand der Grund- bzw. Basisteile 105a der dotierten Zonen 105 angeordnet. Die Grund- bzw. Basisteile 105a sind zwischen benachbarten Trenchstrukturen 190 gebildet. Ausdehnungsteile 120a der dotierten Schicht 120 und Grund- bzw. Basisteile 105a der dotierten Zonen 105 sind in einer abwechselnden Reihenfolge vorgesehen.
  • Die Grund- bzw. Basisteile 105a können merklich breiter oder weiter sein als die Ausdehnungsteile 120a, beispielsweise um einen Faktor 2 oder mehr, beispielsweise um einen Faktor 10 oder mehr. Segmente des Feldstoppteiles 105b verengen die Verbindung zwischen den Ausdehnungsteilen 120a und einem angrenzenden Teil der dotierten Schicht 120 zwischen den unteren Rändern des Feldstoppteiles 105b und der dotierten Schicht 130. Beispielsweise kann in der Querschnittsebene eine Breite der Grund- bzw. Basisteile 105a in dem Bereich von 1 bis 40 Mikrometer liegen, und die Breite der Ausdehnungsteile 120a kann von 0,1 bis 3 Mikrometer reichen. Eine seitliche oder laterale Überlappung der Feldstoppteile 105b mit den Ausdehnungsteilen 120a kann bis zu 1,5 Mikrometer betragen.
  • 7A zeigt fleck- bzw. punktförmige Trenchstrukturen 190 mit Rekombinationsstrukturen 195 und dielektrischen Strukturen 192, die elektrisch die Rekombinationsstrukturen 195 von dem umgebenden Halbleiterkörper 100 isolieren. Die Querschnittsgestalt der Flecken bzw. Punkte kann ein Rechteck mit abgerundeten Ecken, ein Kreis oder ein Ellipsoid sein. Die Trenchstrukturen 190 können in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Distanzen zwischen Trenchstrukturen 190 in verschiedenen Bereichen des Halbleiterkörpers verschieden sein.
  • 7B bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel mit streifenförmigen Trenchstrukturen 190. Eine dielektrische Struktur 192 trennt die Rekombinationsstrukturen 195 von dem Halbleiterkörper 100. Die Trenchstrukturen 190 können in einem regelmäßigen Linienmuster bei gleichen Distanzen angeordnet sein. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel können die Distanzen bzw. Abstände zwischen benachbarten Trenchstrukturen 190 für verschiedene Bereiche der Halbleitervorrichtung variieren. Für Ausführungsbeispiele, wie diese hinsichtlich der 6 beschrieben sind, können Ausdehnungsteile 120a der dotierten Schicht 120 zwischen streifenförmigen Trenchstrukturen 190 gebildet sein, die eng zueinander unter einem ersten Abstand d1 angeordnet sind, und Grund- bzw. Basisteile 105a der dotierten Zone 105 können zwischen den streifenförmigen Trenchstrukturen vorgesehen sein, die unter einem zweiten Abstand d2 angeordnet sind, der weiter um einen Faktor 2,5 oder mehr als der erste Abstand d1 ist.
  • 7C bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei welchem Trenchstrukturen 190 ein Gitter bilden. Dielektrische Strukturen 192 trennen die Rekombinationsstrukturen 195, die ein Gitter gegenüber punkt- bzw. fleckförmigen Teilen des Halbleiterkörpers 100 bilden. Für Ausführungsbeispiele, wie diese anhand der 6B beschrieben sind, können Ausdehnungsteile 120a der dotierten Schicht 120 in einem Teil der punkt- bzw. fleckförmigen Teile des Halbleiterkörpers 100 gebildet sein.
  • 8A zeigt eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 500. In einem Zellgebiet bildet eine erste Elektrodenschicht 310 eine Anodenelektrode. Unterhalb der Anodenelektrode bildet ein hochdotierter Grund- bzw. Basisteil einer p-Typ-dotierten Zone einen Anodenbereich. In einem äußeren Teil eines das Zellgebiet umgebenden Randgebietes ist eine Randabschlusskonstruktion, die eine Feldplatte 340 enthalten kann, vorgesehen, welche sich längs eines Randes des Halbleiterkörpers 100 erstrecken kann. Ein Feldstoppteil 105b der mit dem p-Typ-dotierten Zone 105 kann von dem Zellgebiet in einen inneren Teil des Randgebietes vorstoßen, wobei der innere Teil eine Breite d3 hat. Die Breite des inneren Teiles kann größer sein als die Diffusionslänge der Ladungsträger in dem Feldstoppteil. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt die Breite des inneren Teiles wenigstens das Dreifache der Diffusionslänge der Ladungsträger in dem Feldstoppteil 105b. Der innere Teil kann nicht größer sein als die ambipolare Diffusionslänge oder beispielsweise nicht größer als die dreifache ambipolare Diffusionslänge. Der Feldstoppteil 105b kann in dem Gebiet der Randkonstruktion abwesend sein bzw. fehlen.
  • 8B zeigt eine Schnittdarstellung einer Halbleitervorrichtung 500, die das Zellgebiet von 5A mit der oben beschriebenen Randabschlusskonstruktion verbindet. Eine Feldplatte 340 kann in einem Randgebiet 690 eines Halbleiterkörpers 100 vorgesehen sein. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Feldplatte 340 in einem äußeren Teil des Randgebietes 690, ausgerichtet zu dem Rand des Halbleiterkörpers 100 und in einem Abstand zu der ersten Elektrodenschicht 310, die eine Sourceelektrode bilden kann, vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Feldplatte 340 in einem inneren Teil des Randgebietes 690 abwesend sein bzw. fehlen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Feldplatte 340 in einem inneren Teil des Randgebietes 690, ausgerichtet zu einem Zellgebiet 610 und in einem Abstand zu dem Rand des Halbleiterkörpers, oder sowohl in dem inneren als auch dem äußeren Teil des Randgebietes 690 vorgesehen sein. Die Feldplatte 340 kann mit der ersten Elektrodenschicht 310 verbunden oder von der ersten Elektrodenschicht 310 getrennt sein.
  • Eine dielektrische Schicht 220 kann die Feldplatte 340 von wenigstens Teilen des Halbleiterkörpers 100 isolieren. Die dielektrische Schicht 220 kann eine gleichmäßige Dicke haben, und die Feldplatte 340 kann eine einstufige Feldplatte sein. Alternativ kann die Dicke der dielektrischen Schicht 220 mit abnehmendem Abstand zu dem Rand zunehmen, und die Feldplatte 340 kann eine mehrstufige Feldplatte sein. Zusätzlich zu der oder alternativ für die Feldplatte 340 kann der äußere Teil des Randgebietes 690 Elemente für weitere Randabschlusskonstruktionen, beispielsweise Schutzringe, einen Kanal-Stopper, eine niedrig dotierte JTE-(Übergang-Abschluss-Ausdehnung) oder eine VLD-(Variation der Lateraldotierung-)Struktur sowie eine Passivierungsschicht, beispielsweise ein Polyimid, ein Siliziumoxid oder ein Glas, vorsehen.
  • In dem Zellgebiet 610, das durch das Randgebiet 690 umgeben ist, bilden hochdotierte Grund- bzw. Basisteile 105a einen Anodenbereich. Die hochdotierten Grund- bzw. Basisteile 105a fehlen in dem Randgebiet 690. Feldstoppteile 105b sind in dem Zellgebiet 610 und in dem inneren Teil des Randgebietes 690 gebildet. Die Feldstoppteile 105b in dem inneren Teil des Randgebietes 690 können ausgerichtet zu den Bodenteilen der Trenchstrukturen 190 gebildet sein. In dem Zellgebiet 610 können die Feldstoppteile 105b ausgerichtet zu den Trenchböden der Trenchstrukturen 190 oder, wie veranschaulicht, als eine Schicht gebildet sein. Der innere Teil hat eine Breite, die größer, beispielsweise drei Mal größer, als die ambipolare Diffusionslänge der Ladungsträger ist. Die Breite des inneren Teiles kann kleiner als das Vierfache der ambipolaren Diffusionslänge der Ladungsträger sein.
  • 9 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. Trenches werden von einer ersten oder einer zweiten Oberfläche in einen Halbleiterkörper geätzt, der eine oder mehrere dotierte Zonen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die an die erste Oberfläche angrenzen, und eine dotierte Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt zu dem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, hat (902). Auf Seitenwänden der Trenches ist eine dielektrische Struktur vorgesehen (904). Eine Rekombinationsstruktur wird an dem Boden von jedem Trench gebildet (906). Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Rekombinationsstruktur ein Metallsilizid.
  • Das Metallsilizid kann durch Auftragen oder Ablagern eines Metalles, beispielsweise Titan oder Kobalt, vorgesehen sein. Ein Glühen wird vorgenommen, um ein Metallsilizid in Bereichen zu bilden, wo das aufgetragene bzw. abgeschiedene Metall in Kontakt mit einem Silizium-Halbleiterkörper ist. Nicht-silizierte Teile des aufgetragenen Metalles werden entfernt, und wenigstens Teile der Trenches können mit einem Füllmaterial, beispielsweise einem dielektrischen Material oder einem leitenden Material, das nicht mit leitenden Strukturen außerhalb der Trenchstrukturen verbunden ist, gefüllt werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vor dem Erzeugen der Rekombinationsstruktur eine Implantation, die Fremdstoffe für segmentierte Feldstoppteile liefert, am Boden der Trenches, beispielsweise vor oder nach dem Vorsehen von dielektri- schen Strukturen längs der Seitenwand der Trenches, vorgenommen werden.
  • Da die erforderliche Fremdstoffkonzentration bedeutend niedriger als die Fremdstoffkonzentration in dem Grund- bzw. Basisteil der dotierten Zone ist, kann die Implantation ohne eine Implantationsmaske vorgenommen werden.
  • Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hier veranschaulicht und beschrieben sind, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass eine Vielzahl von anderen und/oder äquivalenten Ausführungen für die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele herangezogen werden kann, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll daher alle Anpassungen und Veränderungen der hier diskutierten spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken. Daher soll die Erfindung lediglich durch die Patentanmeldung und deren Äquivalente begrenzt sein.

Claims (25)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Halbleiterkörper (100), umfassend: eine dotierte Schicht (120) eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine dotierte Zone (105) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt zu dem ersten Leitfähigkeitstyp ist, wobei die dotierte Zone (105) zwischen der dotierten Schicht (120) und einer ersten Oberfläche (101) des Halbleiterkörpers (100) gebildet ist, und Trenchstrukturen (190), die sich von einer Oberfläche aus der ersten (101) und einer zweiten (102) gegenüberliegenden Oberfläche in den Halbleiterkörper (100) erstrecken, wobei die Trenchstrukturen (190) zwischen elektrisch verbundenen Teilen des Halbleiterkörpers (100) angeordnet sind und die Trenchstrukturen (190) nicht bzw. keine leitende Strukturen aufweisen, die elektrisch von dem Halbleiterkörper (100) isoliert und auch elektrisch mit einer anderen Struktur außerhalb der Trenchstrukturen (190) verbunden sind.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Metallschicht (300), die an eine Oberfläche aus der ersten und zweiten Oberfläche (101, 102) angrenzt.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Trenchstrukturen (190) ein gasförmiges Fluid enthalten.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Trenchstrukturen (190) eine oder mehrere dielektrische Strukturen aufweisen oder aus diesen bestehen.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Trenchstrukturen (190) eine leitende Struktur aufweisen oder aus dieser bestehen, welche direkt an die dotierte Zone (105) angrenzt und erste Teile einer Elektrodenstruktur bildet.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Elektrodenstruktur einen zweiten Teil aufweist, der direkt an die erste Oberfläche (101) angrenzt.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine maximale Tiefe der Trenchstrukturen (190) kleiner ist als ein Abstand zwischen der ersten Oberfläche (101) und einer planaren Zwischenfläche zwischen einer oder mehreren dotierten Zonen (105) und der dotierten Schicht (120), wobei die planare Zwischenfläche parallel zu der ersten Oberfläche (101) ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend eine Vielzahl von dotierten Zonen (105).
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Trenchstrukturen (190) jeweils zwischen einer der dotierten Zonen (105) und einem Ausdehnungsteil der dotierten Schicht (120) gebildet sind, wobei die Ausdehnungsteile an die erste Oberfläche (101) angrenzen und zwischen der ersten Oberfläche (101) und einem angrenzenden Teil der dotierten Schicht (105) gebildet sind, wobei der angrenzende Teil und die dotierten Zonen (105) wenigstens in Teilen planare Zwischenflächen parallel zu der ersten Oberfläche (101) bilden.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, bei der: ein Abstand zwischen der wenigstens in Teilen planaren Zwischenfläche und der ersten Oberfläche (101) größer ist als eine maximale Tiefe der Trenchstrukturen (190) und die dotierten Zonen (105) Diffusionsteile aufweisen, wobei jeder Diffusionsteil sich um einen Bodenteil von einer der Trenchstrukturen erstreckt und ein Abstand zwischen benachbarten Diffusionsteilen enger ist als ein Abstand zwischen Trenchstrukturen, die einem mittleren Ausdehnungsteil der dotierten Schicht zugeordnet sind.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin umfassend eine Rekombinationsstruktur (195) jeweils an dem Boden der Trenchstrukturen (190), wobei die Rekombinationsstrukturen (195) direkt an die dotierte Zone (105b) angrenzen und die Rekombinationsstruktur (195) eine Oberflächen- Rekombinationsrate von wenigstens 104 cm/s an einer Zwischenfläche zu der dotierten Zone (105b) aufweist.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Rekombinationsstruktur (195) aus einem Metall oder einer leitenden Metallverbindung besteht oder dieses bzw. diese enthält.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der die Rekombinationsstruktur (195) aus wenigstens einem Material besteht oder dieses enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die amorphes Halbleitermaterial, nanokristallines Halbleitermaterial, mikrokristallines Halbleitermaterial, polykristallines Halbleitermaterial und hochgeschädigtes monokristallines Halbleitermaterial enthält.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der die Trenchstrukturen (190) jeweils eine dielektrische Struktur aufweisen, wobei jede dielektrische Struktur die entsprechende Rekombinationsstruktur (190) von dem Halbleiterkörper (100) in einer lateralen Richtung parallel zu der ersten Oberfläche (101) trennt.
  15. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die Trenchstrukturen (190) jeweils eine Füllstruktur aufweisen, wobei jede Füllstruktur die Rekombinationsstruktur (195) von der ersten Oberfläche (101) trennt.
  16. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der die dotierte Zone (105) einen Feldstoppteil (105b) aufweist, der zwischen einem vergrabenen Rand der Trenchstruktur (190) und der dotierten Schicht (105) angeordnet ist.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Feldstoppteil (105b) eine angrenzende Schicht ist, die planare Zwischenflächen mit den dotierten Zonen (105) und der dotierten Schicht (120) bildet.
  18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der der Feldstoppteil (105b) Segmente aufweist, die mit den Trenchböden ausgerichtet und voneinander getrennt sind.
  19. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei der der Feldstoppteil (105b) von der dotierten Zone (105) getrennt ist.
  20. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei der der Feldstoppteil (105b) eine Ausdehnung längs einer Richtung senkrecht zu der ersten Oberfläche (101) hat, die größer ist als die Ladungsträger-Diffusionslänge in dem Feldstoppteil (105b).
  21. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Feldstoppteil (105b) eine Ausdehnung längs einer Richtung senkrecht zu der ersten Oberfläche (101) hat, die größer ist als das Dreifache der Ladungsträger-Diffusionslänge in dem Feldstoppteil (105b).
  22. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Trenchstrukturen (190) jeweils zwischen einer dotierten Zone (105) und einem Ausdehnungsteil der dotierten Schicht (120) gebildet sind, wobei der Ausdehnungsteil an die erste Oberfläche (101) angrenzt und zwischen der ersten Oberfläche (101) und einem angrenzenden Teil der dotierten Schicht gebildet ist, wobei der angrenzende Teil Zwischenflächen mit den dotierten Zonen (105) bildet und die Zwischenflächen parallel zu der ersten Oberfläche (101) sind.
  23. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei der die dotierte Zone (105) in einem Zellgebiet des Halbleiterkörpers (100) gebildet ist und in einem das Zellgebiet umgebenden Randgebiet fehlt, und bei der die Trenchstrukturen (190) in dem Zellgebiet gebildet sind.
  24. Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Halbleiterkörper (100) umfassend: eine dotierte Schicht (120) eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine dotierte Zone (105) eines zweiten Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu dem ersten Leitfähigkeitstyp, wobei die dotierte Zone zwischen der dotierten Schicht (120) und einer ersten Oberfläche (101) des Halbleiterkörpers (100) gebildet ist, und Trenchstrukturen (190), die sich von einer Oberfläche aus der ersten (101) und einer zweiten (102) entgegengesetzten Oberfläche in den Halbleiterkörper (100) erstrecken, wobei die Trenchstrukturen (190) eine Rekombinationsstruktur (195) jeweils am Boden aufweisen, die Rekombinationsstrukturen ((195) direkt an die dotierte (105) angrenzen und die Rekombinationsstruktur (195) eine Oberflächen-Rekombinationsrate von wenigstens 104 cm/s an einer Zwischenfläche zu der dotierten Zone (105) aufweist.
  25. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung (500), umfassend: Ätzen von Trenches (190) von einer ersten Oberfläche (101) in einen Halbleiterkörper (100) mit einer oder mehreren dotierten Zonen (105) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die an die erste Oberfläche (101) angrenzen, und einer dotierten Schicht (120) eines ersten Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt zu dem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, wobei die dotierte Schicht (120) eine planare Zwischenfläche parallel zu der ersten Oberfläche (101) bildet, Vorsehen einer dielektrischen Struktur auf Seitenwänden der Trenches (190) und Vorsehen einer Rekombinationsstruktur (195) an dem Boden jedes Trenches (190).
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