DE102013214196B4 - Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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Abstract

Halbleiterbauelement, das aufweist:einen Halbleiterkörper (100);in dem Halbleiterkörper (100): ein Sourcegebiet (13), ein Bodygebiet (14) und ein Driftgebiet (11) mit einem ersten Driftgebietabschnitt (11) und einem zweiten Driftgebietabschnitt (11), wobei das Sourcegebiet (13) und das Driftgebiet (11) in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet sind, wobei das Bodygebiet (14) zwischen dem Sourcegebiet (13) und dem Driftgebiet (11) angeordnet ist und wobei der zweite Driftgebietabschnitt (11) in der vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers an den ersten Driftgebietabschnitt (11) angrenzt;eine zu dem Bodygebiet (14) benachbarte und durch ein Gatedielektrikum (22) dielektrisch von dem Bodygebiet (14) isolierte Gateelektrode;ein Diodengebiet (15) eines zu dem Halbleitertyp des Driftgebiets (11) komplementären Halbleitertyps, wobei das Diodengebiet (15) in dem Driftgebiet (11) und in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet zu der Gateelektrode (21) angeordnet ist; undeine Sourceelektrode (30), die elektrisch an das Sourcegebiet (13), das Bodygebiet (14) und das Diodengebiet (15) angeschlossen ist, wobei wenigstens ein erster Abschnitt (30) der Sourceelektrode (30) in einem Graben angeordnet ist, der sich benachbart zu dem Sourcegebiet (13), dem Bodygebiet (14) und dem ersten Driftgebietabschnitt (11) an das Diodengebiet (15) erstreckt,wobei das Diodengebiet (15) die Gateelektrode (21) in einer lateralen Richtung des Halbleiterkörpers (100) überlappt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, insbesondere ein Halbleiterbauelement, das ein vertikales Transistorbauelement und eine parallel zu dem Transistorbauelement geschaltete Diode umfasst.
  • Leistungstransistoren, die Transistoren mit Spannungsfestigkeiten bis einigen hundert Volt und hoher Strombelastbarkeit sind, können als vertikale Grabentransistoren realisiert werden. In diesem Fall ist eine Gateelektrode des Transistors in einem Graben angeordnet, der sich in einer vertikalen Richtung in dem Halbleiterkörper erstreckt. Die Gateelektrode ist dielektrisch gegenüber den Source-, Body- und Driftgebieten des Transistors isoliert und grenzt seitlich an das Bodygebiet des Halbleiterkörpers an. Üblicherweise grenzt ein Draingebiet an das Driftgebiet an und eine Sourceelektrode ist mit dem Sourcegebiet verbunden.
  • In vielen Anwendungen ist es wünschenswert, wenn eine Diode parallel zu einer Laststrecke (Drain-Source-Strecke) des Transistors geschaltet ist. Für diesen Zweck kann eine Bodydiode des Transistors verwendet werden. Die Bodydiode wird durch einen pn-Übergang zwischen dem Bodygebiet und dem Driftgebiet gebildet. Um die Bodydiode parallel zu der Laststrecke des Transistors zu schalten, kann das Bodygebiet einfach mit der Sourceelektrode elektrisch leitend verbunden sein. Jedoch kann die Bodydiode eine für einige Anwendungen geringere Strombelastbarkeit aufweisen als gewünscht.
  • Leistungstransistoren können mittels konventioneller Halbleitermaterialien wie Silizium (Si) oder Siliziumkarbid (SiC) realisiert werden. Dank der spezifischen Eigenschaften von SiC, ermöglicht die Nutzung von SiC die Realisierung von Leistungstransistoren mit höheren Spannungsfestigkeiten (bei gegebenem Einschaltwiderstand) als für Silizium. Hohe Sperrspannungen sorgen jedoch für hohe elektrische Felder in dem Halbleitkörper, besonders am pn-Übergang zwischen dem Bodygebiet und dem Driftgebiet. In der Regel sind Abschnitte der Gateelektrode und des Gatedielektrikums nahe dieses pn-Übergangs angeordnet. Jedoch können Probleme dann auftreten, wenn die dielektrische Spannungsfestigkeit des Gatedielektrikums nicht ausreichend für eine gewünschte Spannungsfestigkeit des Halbleiterbauelements ist. In diesem Fall kann das Gatedielektrikum frühzeitig durchbrechen.
  • U. Starke: „Non-basal Plane of SiC surfaces: Anisotropic structures and low-dimensional electron systems“ in Phys. Stat. Sol. B, V246, N7, pp 1569-1579, beschreibt die Eigenschaften verschiedener Kristallebenen in monokristallinem SiC, wie beispielsweise der a-Ebene ((1120)-Ebene) oder der m-Ebene ((1100)-Ebene).
  • Die Druckschrift US 2006 / 0 060 916 A1 zeigt in 5 einen vertikalen MOSFET mit einer in einem Graben eines Halbleiterkörpers angeordneten Gateelektrode, die durch ein Gatedielektrikum gegenüber einem Sourcegebiet, einem Bodygebiet und einem Driftgebiet dielektrisch isoliert ist, wobei das Driftgebiet in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers beabstandet zu dem Sourcegebiet angeordnet ist und durch das Bodygebiet von dem Sourcegebiet getrennt ist. Eine Sourceelektrode ist in einer lateralen Richtung beabstandet zu der Gatelektrode angeordnet, grenzt an das Sourcegebiet und das Bodygebiet an und erstreckt sich in einer vertikalen Richtung bis an ein Diodengebiet, das in dem Driftgebiet angeordnet ist und einem zu einem Dotierungstyp des Driftgebiets komplementären Dotierungstyp hat.
  • Die Druckschrift US 6 057 558 A beschreibt einen vertikalen MOSFET auf Basis eines SiC-Halbleiterkörpers, der eine in einem Graben angeordnete Gateelektrode aufweist.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Halbleiterbauelement mit einem Transistorbauelement und einer Diode zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Gateelektrode des Transistors vor hohen elektrischen Feldern geschützt ist und bei dem die Diode eine hohe Strombelastbarkeit und geringe Verluste aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird jeweils durch ein Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, Anspruch 2 und Anspruch 3 und ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Spezifische Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
  • Ein erster Aspekt betrifft ein Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst einen Halbleiterkörper; und im Halbleiterkörper umfasst das Halbleiterbauelement ein Sourcegebiet, ein Bodygebiet und ein Driftgebiet mit einem ersten Driftgebietabschnitt und einem zweiten Driftgebietabschnitt. Das Sourcegebiet und das Driftgebiet sind in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers voneinander beabstandet, wobei das Bodygebiet zwischen Sourcegebiet und dem Driftgebiet angeordnet ist und wobei der zweite Driftgebietabschnitt an den ersten Driftgebietabschnitt in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers angrenzt. Eine Gateelektrode ist benachbart zu dem Bodygebiet angeordnet und ist gegenüber dem Bodygebiet mittels eines Gatedielektrikums isoliert, und ein Diodengebiet eines zum Halbleitertyp des Driftgebiets komplementären Halbleitertyps ist im Driftgebiet angeordnet und von der Gateelektrode in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers beabstandet. Des Weiteren ist eine Sourceelektrode elektrisch leitend mit dem Sourcegebiet, dem Bodygebiet und dem Diodengebiet verbunden, wobei mindestens ein erster Abschnitt der Sourceelektrode in einem Graben angeordnet ist, der sich neben dem Sourcegebiet, dem Bodygebiet und einem ersten Abschnitt des Driftgebiets zum Diodengebiet hin erstreckt.
  • Ein zweiter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Halbleiterkörpers mit einer ersten Halbleiterschicht eines ersten Dotierungstyps, einer zweiten Halbleiterschicht eines zu dem ersten Dotierungstyp komplementären Dotierungstyps auf der ersten Halbleiterschicht, einer dritten Halbleiterschicht des ersten Dotierungstyps auf der zweiten Halbleiterschicht und mit mindestens einem ersten Halbleitergebiet des zweiten Dotierungstyps in der ersten Halbleiterschicht, das von der zweiten Halbleiterschicht in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers beabstandet ist. Das Verfahren umfasst zudem das Herstellen eines ersten Grabens, der durch die dritte Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht zu der ersten Halbleiterschicht reicht, das Herstellen einer ersten Elektrode, die in einer lateralen Richtung des Halbleiterkörpers neben mindestens einem Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist und dielektrisch gegenüber diesem Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht mittels einer Dielektrikumsschicht isoliert ist, das Herstellen eines zweiten Grabens, der durch die dritte Halbleiterschicht, die zweite Halbleiterschicht und einen Abschnitt der ersten Halbleiterschicht zu mindestens einem ersten Halbleitergebiet reicht; und das Ausbilden einer zweiten Elektrode mindestens in dem zweiten Graben, wobei die zweite Elektrode das mindestens eine erste Halbleitergebiet am Boden des zweiten Grabens und die zweite Halbleiterschicht an mindestens einer Seitenwand des zweiten Grabens elektrisch leitend kontaktiert.
  • Beispiele werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung des Grundprinzips, so dass nur solche Aspekte, die zum Verständnis des Grundprinzips notwendig sind, dargestellt ist. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche Merkmale.
    • 1 veranschaulicht eine vertikale Querschnittsansicht eines vertikalen Transistorbauelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels.
    • 2 veranschaulicht eine Draufsicht des Halbleiterbauelements aus 1.
    • 3 veranschaulicht eine Modifikation des Halbleiterbauelements aus 1.
    • 4 (die 4A bis 4L umfasst) veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines vertikalen Transistorbauelements, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist.
    • 5 (die 5A und 5B umfasst) veranschaulicht ein Verfahren zur Bereitstellung eines Halbleiterkörpers, wie er im Verfahren in 4A bis 4L genutzt wird.
    • 6 veranschaulicht eine vertikale Querschnittsansicht eines vertikalen Transistorbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels.
    • 7 (die 7A bis 7L umfasst) veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines vertikalen Transistorbauelements, wie es in 6 dargestellt ist.
    • 8 veranschaulicht eine vertikale Querschnittsansicht eines vertikalen Transistorbauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiels.
    • 9 (die 9A bis 7Q umfasst) veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines vertikalen Transistorbauelements gemäß 8.
  • 1 veranschaulicht eine vertikale Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements, speziell eines vertikalen Halbleiterbauelements und, noch spezieller, eines vertikalen Transistorbauelements mit integrierter Diode. Das Halbleiterbauelement umfasst einen Halbleiterkörper 100. Im Halbleiterkörper 100 umfasst das Halbleiterbauelement ein Sourcegebiet 13, ein Bodygebiet 14 und ein Driftgebiet 11, wobei das Driftgebiet 11 einen ersten Driftgebietabschnitt 111 und einen zweiten Driftgebietabschnitt 112 aufweist. Das Sourcegebiet 13 und das Driftgebiet 11 sind in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 zueinander beabstandet, wobei das Bodygebiet 14 zwischen dem Sourcegebiet 13 und dem Driftgebiet 11 angeordnet ist. Der zweite Driftgebietabschnitt 112 grenzt in den vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 an den ersten Driftgebietabschnitt 111 an. Die „vertikale Richtung“ ist eine Richtung, die senkrecht zu einer ersten (Haupt-) Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 verläuft. Die Schnittebene, die in 1 dargestellt ist, ist senkrecht zu dieser ersten Oberfläche 101.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst das Halbleiterbauelement außerdem, eine Gateelektrode 21, die benachbart zu dem Bodygebiet 14 angeordnet ist und die dielektrisch gegenüber dem Bodygebiet 14 mittels eines Gatedielektrikums 22 isoliert ist. Die Gateelektrode 21 ist in einem Graben angeordnet, der von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper reicht und erstreckt sich durch das Sourcegebiet 13 und das Bodygebiet 14 an oder in den ersten Driftgebietabschnitt 111 .
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst das Halbleiterbauelement außerdem ein an das Driftgebiet 11 angrenzendes Draingebiet 12. Optional kann ein Feldstoppgebiet (nicht dargestellt) desselben Dotierungstyps wie das Driftgebiet 11 aber höher dotiert als das Driftgebiet 11 zwischen dem Driftgebiet 11 und dem Draingebiet 12 angeordnet sein. Das Draingebiet 12 ist elektrisch leitend mit einem Drainanschluss D (in 1 nur schematisch dargestellt) verbunden, wobei die Gateelektrode 21 mit einem Gateanschluss G und das Sourcegebiet 13 mit einem Sourceanschluss S verbunden ist. Das Sourcegebiet 13 ist mit dem Sourceanschluss S mittels einer Sourceelektrode 30 verbunden, die elektrisch leitend mit dem Sourcegebiet 13 und dem Bodygebiet 14 des Halbleiterbauelements verbunden ist.
  • Mindestens ein Abschnitt 301 der Sourceelektrode 30 ist in einem weiteren Graben angeordnet. Dieser Graben erstreckt sich von der ersten Oberfläche 101 durch das Sourcegebiet 13, das Bodygebiet 14 und den ersten Driftgebietabschnitt 111 zu einem Diodengebiet 15. Das Diodengebiet 15 ist von dem Bodygebiet 14 in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 beabstandet, so dass das Diodengebiet 15 in dem Driftgebiet 11 „vergraben“ ist. Außerdem weist das Diodengebiet 15 einen Dotierungstyp auf, der komplementär zum Dotierungstyp des Driftgebiets 11 ist. Der Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 ist elektrisch leitend mit dem Sourcegebiet 13 und dem Bodygebiet 14 über Seitenwände des Grabens verbunden und ist elektrisch leitend mit dem Diodengebiet 15 am Boden des Grabens verbunden. Optional ist die Sourceelektrode 30 ebenfalls oberhalb der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 angeordnet und elektrisch leitend mit dem Sourcegebiet 13 im Bereich der ersten Oberfläche 101 verbunden. Eine Isolationsschicht 23 auf der Gateelektrode 21 isoliert die Sourceelektrode 30 elektrisch gegenüber der Gateelektrode 21.
  • Bezugnehmend auf 1 ist eine Sperrschichtisolation zwischen dem ersten Driftgebietabschnitt 111 und der Sourceelektrode 30 im Graben gebildet. Dazu wird ein Halbleitergebiet 16 mit einem zum Dotierungstyp des ersten Driftgebiets komplementären Dotierungstyp zwischen dem ersten Driftgebietabschnitt 111 und der Sourceelektrode 30 angeordnet. Bezugnehmend auf die Darstellung im rechten Abschnitt in 1, kann dieses Halbleitergebiet 16 nur in dem ersten Driftgebietabschnitt 111 bereitgestellt sein. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das im linken Abschnitt in 1 dargestellt ist, kann das Halbleitergebiet 16, das den gleichen Dotierungstyp wie das Bodygebiet 14 und das Diodengebiet 15 aufweist, auch im Bodygebiet 14 und im Diodengebiet 15 vorhanden sein. Das Halbleitergebiet 16 kann eine höhere Dotierungskonzentration als das Bodygebiet 14 und das Diodengebiet 15 aufweisen und kann dabei helfen, einen ohmschen Kontakt zwischen der Sourceelektrode 30 und dem Bodygebiet 14 und dem Diodengebiet 15 bereitzustellen.
  • Der erste Driftgebietabschnitt 111 und der zweite Driftgebietabschnitt 112 können die gleiche Dotierungskonzentration oder unterschiedliche Dotierungskonzentrationen aufweisen. Gemäß einem Ausführungsbeispiels, hat der erste Driftgebietabschnitt 111 eine höhere Dotierungskonzentration als der zweite Driftgebietabschnitt 112 . Die Dotierungskonzentration des zweiten Driftgebietabschnitts 112 liegt beispielsweise zwischen 1E14 cm-3 und 1E16 cm-3. Der erste Driftgebietabschnitt 111 weist eine Dotierungskonzentration auf, die beispielsweise zwischen der Dotierungskonzentration des zweiten Driftgebietabschnitts 112 und einigen E17 cm-3 liegt, wie z.B. 5E17 cm-3.
  • Optional kann das Driftgebiet 11 einen dritten Driftgebietabschnitt 114 aufweisen, der auf der einen Seite an den ersten Driftgebietabschnitt 111 und auf der gegenüberliegenden Seite an den zweiten Driftgebietabschnitt 112 angrenzt und der an das Diodengebiet 15 angrenzt. Die Dotierungskonzentration der dritten Driftgebietabschnitts 114 kann im gleichen Bereich wie die Dotierungskonzentration des ersten Driftgebietabschnitts 111 liegen (z.B. zwischen 1E14 cm-3 und 1E16 cm-3). Die Dotierungskonzentrationen des ersten und des zweiten Driftgebietabschnitts 111 , 112 können gleich oder verschieden sein. Die Dotierungskonzentration des Bodygebiets 14 liegt beispielsweise zwischen 5E16 cm-3 und 5E17 cm-3. Die Dotierungskonzentrationen der Source- und Draingebiete 13, 12 sind beispielsweise größer als 1E19 cm-3. Die Dotierungskonzentration des Diodengebiets 15 liegt beispielsweise zwischen 1E18 cm-3 und 1E19 cm-3. Die Dotierungskonzentration des Halbleitergebiets 16 liegt beispielsweise zwischen 1E19 cm-3 und 1E20 cm-3.
  • Das Transistorbauelement aus 1 ist ein MOS-Transistorbauelement. Das Transistorbauelement kann als n-leitendes oder p-leitendes Bauelement realisiert werden. In einem n-leitenden Bauelement sind das Sourcegebiet 13 und das Driftgebiet 11 n-dotiert, wogegen das Bodygebiet 14 p-dotiert ist. In einem p-leitenden Bauelement sind das Sourcegebiet 13 und das Driftgebiet 11 p-dotiert, wogegen das Bodygebiet 14 n-dotiert ist. Das Transistorbauelement kann als Anreichungsbauelement (engl.: enhancement device) oder als Verarmungsbauelement (engl.: depletion device) realisiert werden. In einem Anreicherungsbauelement grenzt das Bodygebiet 14 an das Gatedielektrikum 22 an. In einem Verarmungsbauelement gibt es ein Kanalgebiet 17 desselben Dotierungstyps wie das Sourcegebiet 13 und das Driftgebiet 11 entlang des Gatedielektrikums. Dieses Kanalgebiet 17 reicht von dem Sourcegebiet 13 zum Driftgebiet 11 entlang eines Gatedielektrikums 22 und kann verarmt an Ladungsträgern sein wenn sich das Transistorbauelement im ausgeschalteten Zustand befindet. Alternativ enthält das Gatedielektrikum 22 feste Ladungen die das Ausbilden eines leitenden Kanale im Bodygebiet 14 entlang des Gatedielektrikums bewirken, wenn die Gatesteuerspannung (Gate-Source-Spannung) Null ist. Des Weiteren kann das Halbleiterbauelement als MOSFET oder als IGBT realisiert werden. Bei einem MOSFET hat das Draingebiet 12 den gleichen Dotierungstyp wie das Sourcegebiet 13 und das Driftgebiet 11, wogegen in einem IGBT das Draingebiet 12 einen zum Dotierungstyp des Driftgebiets 11 komplementären Dotierungstyp aufweist. In einem IGBT wird das Draingebiet 12 auch als Kollektorgebiet bezeichnet.
  • In dem Halbleiterbauelement, das in 1 dargestellt ist, bilden das Diodengebiet 15, das Driftgebiet 11 und das Draingebiet 12 eine Diode, die parallel zu einer Laststrecke (Drain-Source-Strecke) D-S des MOS-Transistors geschaltet ist. Ein Schaltsymbol dieser Diode ist in 1 ebenfalls dargestellt (die Polung des Schaltsymbols in 1 bezieht sich auf ein n-leitendes Halbleiterbauelement; in einem p-leitenden Bauelement ist die Polung vertauscht). Diese Diode sperrt wenn eine Spannung einer ersten Polung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird, und leitet, wenn eine Spannung einer zweiten Polung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird. Bei einem n-leitenden Halbleiterbauelement sperrt die Diode wenn eine positive Spannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird, und leitet wenn eine negative Spannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S (was eine positive Spannung zwischen den Source- und Drainanschlüssen S, D ist) angelegt wird. Die Diode ist parallel zu der Bodydiode des MOS-Transistors, wobei die Bodydiode die Diode ist, die durch das Bodygebiet 14 und das Driftgebiet 11 gebildet wird. Jedoch können die Eigenschaften der zusätzlichen Diode im Gegensatz zur Bodydiode weitestgehend unabhängig von den Eigenschaften des MOS-Transistors eingestellt werden. Insbesondere kann die zusätzliche Diode so realisiert sein, dass sie eine hohe Strombelastbarkeit aufweist, wenn des vergrabene Diodengebiet 15 so realisiert wird, dass der pn-Übergang zwischen dem Diodengebiet 15 und dem Driftgebiet 11 eine relativ große Fläche aufweist.
  • Das Halbleiterbauelement kann mit einer Vielzahl von identischen Bauelementzellen 10 verwirklicht werden. In 1 sind zwei dieser Bauelementzellen dargestellt. Jede Bauelementzelle umfasst ein Sourcegebiet 13, ein Bodygebiet 14, eine Gateelektrode 21, ein Gatedielektrikum 22 und ein Diodengebiet 15 sowie einen Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30. Bezugnehmend auf 1 können zwei benachbarte Bauelementzellen 10 sich eine Gateelektrode 21 teilen und zwei benachbarte Bauelementzellen können sich einen Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 und ein Diodengebiet 15 teilen. In dem Ausführungsbeispiel in 1 teilt sich die Bauelementzelle, die im rechten Abschnitt in 1 dargestellt ist, die Gateelektrode 21 mit der Bauelementzelle, die im linken Abschnitt in 1 dargestellt ist, und teilt sich den Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 und das Diodengebiet 15 mit der Bauelementzelle 10 rechts (diese Bauelementzelle ist nicht vollständig in 1 dargestellt). Die einzelnen Bauelementzellen teilen sich das Driftgebiet 11 und das Draingebiet 12, wobei der erste Driftgebietabschnitt 111 mehrere Abschnitte aufweist, die voneinander durch die Gräben mit der Sourceelektrode 30 getrennt sind, wobei jeder dieser Abschnitte zwei Bauelementzellen gemeinsam ist. Im Ausführungsbeispiel in 1 sind zwei benachbarte Bauelementzellen symmetrisch bezüglich entweder einer zentralen Linie (Symmetrieachse) CL1 (als gepunktete Linie in 1 dargestellt), die durch die Gateelektrode 21 verläuft, oder einer zentralen Linie CL2 (als gepunktete Linie in 1 dargestellt), die durch den Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 verläuft. Im Ausführungsbeispiel in 1 ist die hervorgehobene Bauelementzelle (diejenige, die mit Bezugszeichen 10 versehen ist) symmetrisch zu der Bauelement zu ihrer Linken bezüglich der zentralen Line CL1, und die Bauelementzelle ist symmetrisch zu der Bauelementzelle zur Rechten bezüglich der zentralen Line CL2.
  • Die einzelnen Bauelementzellen sind dadurch parallel geschaltet, dass die Gateelektroden 21 der einzelnen Bauelementzellen an den Gateanschluss G angeschlossen sind und dass die Sourceelektrode 30 an die Sourcegebiete 13, die Bodygebiete 14 und den Diodengebiete 15 der einzelnen Bauelementzellen angeschlossen ist.
  • Das Halbleiterbauelement aus 1 kann wie ein herkömmlicher MOS-Transistor betrieben werden, indem eine Lastspannung zwischen die Drain- und Sourceanschlüsse D, S und eine Steuerspannung an die Gateelektrode G angelegt werden. Dieses Funktionsprinzip wird kurz an Hand eines n-leitenden Halbleiterbauelements erklärt. Dieses Funktionsprinzip gilt allerdings auch für ein p-leitendes Halbleiterbauelemente, wobei in diesem Fall die Polung der Spannungen, die im Folgenden erklärt werden, geändert werden müssen. Das Halbleiterbauelement befindet sich im vorwärts gepolten Zustand wenn eine Lastspannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird, die die Bodydiode und die zusätzliche Diode rückwärts polt. Diese Spannung ist eine positive Spannung bei einem n-leitenden Bauelement. Im vorwärts gepolten Zustand kann das Halbleiterbauelement durch die Steuerspannung, die an den Gateanschluss G angelegt wird, ein- und ausgeschaltet werden, wobei das Halbleiterbauelement eingeschaltet ist, wenn die an den Gateanschluss G angelegte Steuerspannung einen leitenden Kanal 17 im Bodygebiet 14 zwischen dem Sourcegebiet 13 und dem Driftgebiet 11 erzeugt, und das Halbleiterbauelement ausgeschaltet ist, wenn der leitende Kanal 17 unterbrochen ist.
  • Das Halbleiterbauelement ist im rückwärts gepolten Zustand wenn eine Spannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird, die die Bodydiode und die zusätzliche Diode vorwärts polt. In diesem Betriebszustand kann das Halbleiterbauelement nur durch die Polung der Lastspannung aber nicht durch die an den Gateanschluss G angelegte Steuerspannung gesteuert werden.
  • Wenn sich das Halbleiterbauelement im vorwärts gepolten Zustand befindet und wenn das Halbleiterbauelement ausgeschaltet ist, ist ein pn-Übergang zwischen dem Diodengebiet 15 und dem Driftgebiet 11 und ein pn-Übergang zwischen dem Bodygebiet 14 und dem Driftgebiet 11, genauer dem ersten Driftgebietabschnitt 111 , rückwärts gepolt, so dass sich ein Verarmungsgebiet im Driftgebiet 11 ausbreitet. Wenn die Lastspannung steigt, breitet sich das Verarmungsgebiet tiefer in Richtung des Draingebiets 12 in das Driftgebiet 11 aus. Wenn die Lastspannung steigt und sich das Verarmungsgebiet tiefer in das Driftgebiet 11 ausbreitet, steigt auch die Stärke des elektrischen Felds an den pn-Übergängen. Da einer dieser pn-Übergange, nämlich der pn-Übergang zwischen dem Bodygebiet 14 und dem ersten Driftgebietabschnitt 111 , nahe dem Gatedielektrikum 22 ist, kann das Gatedielektrikum 22 beschädigt werden, wenn hohe Lastspannungen angelegt werden, so dass hohe Feldstärken auftreten können. Im Halbleiterbauelement gemäß 1 wirken die Diodengebiete 15 zweier benachbarter Bauelementzellen zusammen mit dem Driftgebiet 11 als JFET (Junction Field Effect Transistor). Dieser JFET weist ein Kanalgebiet 113 unterhalb der Gateelektrode 21 auf. Wenn die Lastspannung steigt und das elektrische Potential des Driftgebiets 11 steigt, schnürt der JFET das Kanalgebiet 113 ab und verhindert somit ein weiteres Ansteigen einer Feldstärke eines elektrischen Feldes am pn-Übergang zwischen dem Bodygebiet 14 und dem ersten Driftgebietabschnitt 111 , wenn die Lastspannung weiter ansteigt. Die Lastspannung, bei der der Kanal 113 des JFET abgeschnürt wird, hängt beispielsweise von dem Abstand zweier benachbarter Diodengebiete 15 in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers 100 ab. Die „laterale Richtung“ des Halbleiterkörpers 100 ist senkrecht zu der vertikalen Richtung. Der Abstand liegt beispielsweise zwischen 0.5 □m und 2 □m oder zwischen dem 0,25-fachen und dem 1,5-fachen der Breite der Gateelektrode 21. Im Ausführungsbeispiel in 1 überlappt das Diodengebiet 15 jedes Transistors die entsprechende Gateelektrode 21 in horizontaler Richtung, so dass der Abstand zweier benachbarter Diodengebiete 15 kleiner ist als eine Breite der Gateelektrode 21. In diesem Fall wird jedes Bodygebiet 14 komplett von einem Diodengebiet 15 überlappt. Die „Breite der Gateelektrode 21“ ist die Abmessung der Gateelektrode 21 zwischen zwei Bodygebieten 14.
  • Der Halbleiterkörper 100 kann ein herkömmliches Halbleitermaterial umfassen, insbesondere eine Halbleitermaterial mit großem Bandabstand wie Siliziumkarbid (SiC) oder ähnliche. Die in 1 dargestellte Bauelementstruktur ist insbesondere für Halbleiterbauelemente geeignet, die mit SiC-Technologie verwirklicht sind. Wenn der Halbleiterkörper 100 beispielsweise SiC umfasst, kann das Gatedielektrikum 22 als Siliziumoxid (SiO2) realisiert sein. Ein Gatedielektrikum 22 aus SiO2 kann zunehmend geschädigt werden, wenn es hohen Feldstärken, die in Hochspannungsbauelementen auftreten können, ausgesetzt ist. In solchen Bauelementen schützt der durch die Diodengebiete 15 und das Driftgebiet 11 gebildete JFET das Gatedielektrikum 22 wirksam wenn das Halbleiterbauelement ausgeschaltet wird und eine hohe Lastspannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird. Im rückwärts gepolten Zustand ist die zusätzliche Diode, die direkt mit der Sourceelektrode 30 verbunden ist, eine hocheffiziente Diode mit niedrigen Verlusten, die parallel zu der Laststrecke des MOS-Transistor geschaltet ist.
  • Bezugnehmend auf 2, die eine horizontale Querschnittsansicht des Halbleiterkörpers 100 in einer horizontalen Schnittebene A-A zeigt, die in 1 gezeigt ist, können die einzelnen Bauelementzellen als lang gestreckte Bauelementzellen realisiert werden. In diesem Fall sind die Sourcegebiete 13, die Bodygebiete 14 die Gateelektrode 21 und die Grabenabschnitte 301 der Sourceelektrode 30 lang gestreckte Bauelementstrukturen. Bezugnehmend auf 2 können die einzelnen Gateelektroden 21 elektrisch leitend durch eine Verbindungselektrode 28 miteinander verbunden sein. Die Verbindungselektrode 28 kann in einem Graben angeordnet sein, der sich senkrecht zu den Gräben mit den Gateelektroden 21 erstreckt und der elektrisch gegenüber den Bodygebieten 14 (und den Sourcegebieten 13, die außerhalb der Ansicht in 2 sind) mittels einer Isolationsschicht 29 isoliert ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verbindungselektrode 28 an den Gateanschluss G angeschlossen.
  • Alternativ reichen die Gateelektroden 21 mit ihren longitudinalen Enden bis zur Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100, wo sie an den Gateanschluss G angeschlossen sind.
  • Bezugnehmend auf 1 kann die Sourceelektrode 30 mehrere Elektrodenschichten umfassen, wie z.B. eine erste Elektrodenschicht 31, die mit dem Diodengebiet 15, dem Bodygebiet 14 und dem Sourcegebiet 13 in Kontakt ist, und eine zweiten Elektrodenschicht 32, die die erste Elektrodenschicht 31 überdeckt. Die erste Elektrodenschicht 31 enthält beispielsweise Titan (Ti), Platin (Pt), Nickellegierungen oder ähnliche. Die zweite Elektrodenschicht 32 enthält beispielsweise Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder ähnliche.
  • 3 zeigt eine Modifikation des Halbleiterbauelements gemäß 1. In dem Halbleiterbauelement gemäß 3 ist eine Schottkydiode parallel zu der Bodydiode 14 und der weiteren Diode geschaltet. Die Schottkydiode wird durch einen Schottkykontakt zwischen der Sourceelektrode 30 und einem Abschnitt des Driftgebiets 11, der durch das Bodygebiet 15 zum Boden des Grabens mit der Sourceelektrode 30 reicht, gebildet. Zumindest am Boden des Grabenabschnitts 301 , wo der Grabenabschnitt 301 das Driftgebiet 11 berührt, kann der Grabenabschnitt 301 Titan, Wolfram, Nickel, Platin enthalten, damit ein Schottkykontakt mit dem Driftgebiet gebildet wird.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß 1 wird an Hand von 4A bis 4L unten erläutert. In diesen Figuren sind vertikale Querschnittsansichten des Halbleiterkörpers 100 während verschiedenen Verfahrensschritten des Verfahrens dargestellt.
  • Bezugnehmend auf 4A, wird in ersten Verfahrensschritten ein Halbleiterkörper 100 bereitgestellt. Der Halbleiterkörper 100 umfasst eine erste Halbleiterschicht 11 eines ersten Dotierungstyps, eine zweite Halbleiterschicht 14 eines zweiten zum ersten Dotierungstyp der ersten Halbleiterschicht 11 komplementären Dotierungstyps und eine dritte Halbleiterschicht 13 des ersten Dotierungstyps auf der zweiten Halbleiterschicht 14. Die erste Halbleiterschicht 11 bildet das Driftgebiet des Halbleiterbauelements, das durch den Prozess erhalten wird, die zweite Halbleiterschicht 14 bildet das Bodygebiet und die dritte Halbleiterschicht 13 bildet das Sourcegebiet. Zu Darstellungszwecken und für ein besseres Verständnis entsprechen die Bezugszeichen der Halbleiterschichten den Bezugszeichen der von ihnen im Halbleiterbauelement gebildeten Halbleitergebieten. Bezugnehmend auf 4A umfasst der Halbleiterkörper 100 zudem mindestens ein Diodengebiet 15 des zweiten Dotierungstyps in der ersten Halbleiterschicht 11, das von der zweiten Halbleiterschicht 14 beabstandet ist.
  • Bezugnehmend auf die 5A und 5B kann das Herstellen des Halbleiterkörpers 100 aus 4A das Bereitstellen eines Halbleitersubstrats 110 des ersten Dotierungstyps (5A) und das Implantieren von Dotieratomen des zweiten Dotierungstyps in das Halbleitersubstrat 110 mittels einer Implantierungsmaske 201 umfassen, so dass das mindestens eine Diodengebiet 15 gebildet wird (5B). Diese Gebiete des Halbleitersubstrats 110, die nicht während des Implantierungs- und/oder des Diffusionsprozesses dotiert werden, bilden den zweiten Driftgebietabschnitt 112 des Halbleiterbauelements, wobei das Draingebiet 12 (nicht in 5A dargestellt) durch einen Implantierungsprozess hergestellt werden kann. Alternativ umfasst das Substrat 110, das in 5A dargestellt ist, eine Epitaxieschicht, die auf einem hoch dotierten Halbleitersubstrat gewachsen wurde und das Draingebiet 12 bildet.
  • Basierend auf der Struktur, die in 5B dargestellt ist, kann der Halbleiterkörper aus 4A durch Herstellen einer zwischenliegenden Halbleiterschicht 111 des ersten Dotierungstyps auf dem Substrat 110 erhalten werden, indem die erste Schicht 14 auf der zwischenliegenden Schicht 111 und die zweite Schicht 13 auf der ersten Schicht 14 gebildet wird. Die zwischenliegende Schicht 111 bildet den ersten Driftgebietabschnitt 111 . Der optionale dritte Driftgebietabschnitt (114 in 1 und 3) kann durch Implantieren von Dotierstoffatomen in das Halbleitersubstrat 110 vor oder nach dem Ausbilden der Diodengebiete 15 erzeugt werden.
  • Die Halbleiterschichten, die auf dem Substrat 110 gebildet werden, sind beispielsweise Epitaxieschichten, die während dem epitaktischen Prozess in-situ dotiert werden können. Alternativ wird die zweite Halbleiterschicht 13, die das Sourcegebiet des Halbleiterbauelements bildet, mittels eines Implantierungsprozesses in der ersten Halbleiterschicht, die das Bodygebiet 14 bildet, hergestellt. Gemäß einer weiteren Alternative, kann die zwischenliegende Schicht, die den ersten Driftgebietabschnitt 111 bildet, weggelassen werden, wenn das Diodengebiet 15 durch einen Implantierungsprozess gebildet wird, so dass es sich entfernt von einer Oberfläche 111 des Halbleitersubstrats 110 befindet. In diesem Fall bildet ein Halbleitergebiet des Substrats 110 zwischen dem Diodengebiet 15 und der Oberfläche 111 den ersten Driftgebietabschnitt 111 .
  • Jeder der zuvor und nachfolgend erklärten Implantierungsprozesse erfordert einen Aktivierungsprozess, der die implantierten Dotieratome aktiviert. Der Aktivierungsprozess umfasst einen Temperaturprozess, bei dem mindestens diejenigen Gebiete des Halbleiterkörpers 100, in die Dotieratome implantiert wurden, auf eine Aktivierungstemperatur erhitzt werden. Bei SiC liegt die Aktivierungstemperatur beispielsweise zwischen 1500 °C und 1800 °C. Ein Aktivierungsprozess kann für jeden Implantierungsprozess durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich einen Aktivierungsprozess durchzuführen nachdem zwei oder mehr Implantierungsprozesse durchgeführt wurden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Dotieratome aktiviert bevor dielektrische Schichten, wie die Gatedielektrikumsschichten 22 aus 1, hergestellt werden.
  • Bezugnehmend auf 4B werden mindestens zwei Graben 131, 132 im Halbleiterkörper 100 hergestellt, nämlich ein erster Graben 131, um die Gateelektrode (21 in 1) zu bilden, und ein zweiter Graben 132, um den Grabenabschnitt (301 in 1) des Sourceelektrode zu bilden. Die Gräben 131, 132 werden durch einen Ätzprozess unter Verwendung einer Ätzmaske 201 hergestellt. Die Gräben 131, 132 sind derart ausgebildet, dass sie von der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 durch das Sourcegebiet 13, das Bodygebiet 14 an oder in den ersten Driftgebietabschnitt 111 reichen.
  • Im nächsten Verfahrensschritt, der in 4C dargestellt ist, wird eine Schutzschicht 202 auf dem Boden und an den Seitenwänden des ersten Grabens 131 ausgebildet und der zweite Graben 132 wird tiefer in den Halbleiterkörper 100 erstreckt, so dass der zweite Graben 132 an oder in das Diodengebiet 15 reicht. Um den zweiten Graben 132 tiefer in den Halbleiterkörper 100 zu erstrecken wird ein Ätzprozess genutzt, der beispielsweise ein Ätzprozess ist, der das Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers 100 und zudem die Ätzmaske 201 wegätzt. Daraus ergeben sich abgeschrägte Seitenwände des zweiten Grabens 132. Die Schutzschicht, die den ersten Graben 131 schützt, umfasst beispielsweise einen Photolack, der nicht während des Ätzprozesses geätzt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Ätzmaske 201 und das Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers 100 mit einer Selektivität von etwa 1:1 im Ätzprozess geätzt, was bedeutet, dass diese Materialien gleichermaßen in diesem Prozess geätzt werden. Im Allgemeinen liegt die Selektivität zwischen etwa 2:1 und etwa 1:2.
  • Bezugnehmend auf 4D wird das Halbleitergebiet 16, das einen pn-Übergang mit dem ersten Driftgebietabschnitt 111 bildet, im zweiten Graben 132 hergestellt. Das Herstellen dieses Halbleitergebiets 16 kann einen Implantierungsprozess umfassen, bei dem Dotieratome mindestens in den Driftgebietabschnitt 111 an den Seitenwänden des zweiten Grabens 132 eingebracht werden. Im Ausführungsbeispiel, das in 4D dargestellt ist, wird das Halbleitergebiet 16 an den Seitenwänden und dem Boden des zweiten Grabens 132 im Sourcegebiet 13, dem Bodygebiet 14, dem ersten Driftgebietabschnitt 111 und dem Diodengebiet 15 gebildet.
  • In den nächsten Verfahrensschritten, die in 4E und 4F dargestellt sind, werden die Ätzmaske 201 und die Schutzschicht 202 entfernt (4E) und eine Dielektrikumsschicht 22' wird auf der Halbleiterstruktur mit dem ersten und zweiten Graben 131, 132, nämlich auf der ersten Oberfläche 101 und auf den Seitenwänden und den Böden des ersten und zweiten Grabens 132, hergestellt. Diese Dielektrikumsschicht 22' bildet ein Gatedielektrikum des Halbleiterbauelements. Des Weiteren wird eine Elektrodenschicht 21' auf der dielektrischen Schicht 22' abgeschieden. Die Elektrodenschicht 21' füllt den ersten und zweiten Graben 131, 132 komplett auf und bedeckt die Dielektrikumsschicht 22' oberhalb der ersten Oberfläche 101 im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Elektrodenschicht 21' kann nur ein Elektrodenmaterial umfassen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Elektrodenschicht mehrere Unterschichten (nicht dargestellt), die übereinander abgeschieden werden.
  • Die Dielektrikumsschicht 22' kann ein Oxid, wie beispielsweise ein Halbleiteroxid, aufweisen und kann mittels eines Abscheidungsprozesses hergestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers 100 SiC, wogegen das Gatedielektrikum ein Siliziumoxid ist (SiO2). Die Elektrodenschicht umfasst ein elektrisch leitendes Material, wie z.B. ein Metall oder ein hoch dotiertes polykristallines Halbleitermaterial, wie beispielsweise Polysilizium.
  • In den nächsten Verfahrensschritten, die in 4G dargestellt sind, wird die erste Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 freigelegt und eine Isolationsschicht 23' wird oberhalb der ersten Oberfläche 101 hergestellt. Das Freilegen der ersten Oberfläche kann ein Planarisierungsverfahren umfassen, wie beispielsweise ein chemisch mechanisches Polieren (CMP), ein mechanisches Polieren oder ein chemisches Polieren. In diesem Prozess wird die Elektrodenschicht 21' in mehrere Elektrodenabschnitte und die Dielektrikumsschicht 22' in mehrere Schichtabschnitte unterteilt. Ein erster Schichtabschnitt 22 der dielektrischen Schicht 22' in dem vorherigen ersten Graben 131 bildet ein Gatedielektrikum, und ein erster Schichtabschnitt der Elektrodenschicht 21' auf dem Gatedielektrikum 22 bildet die Gateelektrode. Die Gateelektrode 21 und das Gatedielektrikum 22 verbleiben in dem ersten Graben 131, wogegen Elektrodenabschnitte 21" und dielektrische Abschnitte 22" im zweiten Graben 132 Opferschichten darstellen, die letztendlich entfernt werden.
  • In den nächsten Verfahrensschritten, die in 4H dargestellt sind, wird die Isolationsschicht 23' strukturiert. Das Strukturieren der Isolationsschicht 23' kann ein Herstellen einer Ätzmaske 203 auf denjenigen Abschnitten der Isolationsschicht 23', die verbleiben sollen, und Ätzen der Isolationsschicht 23' in den Abschnitten, die von der Ätzmaske 203 nicht bedeckt sind, umfassen. Das Ätzen des Isolationsschicht 23' umfasst zudem das Ätzen von Abschnitten des Halbleiterkörpers 100, die von der Ätzmaske 203 nicht bedeckt sind, und von der Elektrodenschicht 21" und der dielektrischen Schicht 22" im zweiten Graben 132. Im Ausführungsbeispiel, das in 4H dargestellt ist, umfasst das Ätzen des Halbleiterkörpers 100 das Wegätzen der Gebiete der Sourcegebiete 13, die nicht von der Ätzmaske 203 bedeckt sind, um das Bodygebiet 14 auf der ersten Oberfläche 101 freizulegen. Der Ätzprozess, der die Isolationsschicht 23' ätzt, und der Ätzprozess, der den Halbleiterkörper 100 ätzt, können anisotrope Ätzprozesse sein, so dass am Ende des Ätzprozesses eine Seitenwand der Ätzmaske 203 und Seitenwände der Isolationsschicht 23 des Sourcegebiets 13 aufeinander ausgerichtet sind.
  • Bezugnehmend auf 4I werden in den nächsten Verfahrensschritten die verbleibenden Abschnitte 21" der Elektrodenschicht und der dielektrischen Schicht von den Graben 132 entfernt.
  • Nächste Verfahrensschritte , die in den 4J bis 4L dargestellt sind, umfassen das Herstellen der Sourceelektrode 30. Bezugnehmend auf 4J, können diese Verfahrensschritte das Freilegen von Abschnitten des Sourcegebiets 13 unterhalb der Ätzmaske 203 umfassen. Dies kann ein Ätzen der Isolationsschicht 23 mittels eines isotropen Ätzprozesses umfassen. Als Ergebnis dieses Prozesses ist ein Abschnitt des Sourcegebiets 13, das an die erste Oberfläche 101 angrenzt, freigelegt. Dieser Prozess kann zudem das Entfernen der dielektrischen Schicht 22" vom Boden und den Seitenwänden des zweiten Grabens 132 umfassen.
  • In den nächsten Verfahrensschritten, die in 4K dargestellt sind, wird die Kontaktschicht 31 auf dem Boden und den Seitenwänden des zweiten Grabens 132 und auf den Source- und Bodygebieten 13, 14 auf der ersten Oberfläche 101 hergestellt. Dieser Prozess kann das Abscheiden einer ersten Kontaktschicht 311 auf diejenigen Gebiete, die nicht von der Ätzmaske bedeckt sind, umfassen. Die erste Kontaktschicht 311 kann Silizium (Si), Polysilizium, Nickel oder Aluminium (Al) umfassen. Die erste Kontaktschicht 311 wird auf den Boden und die Seitenwände des zweiten Grabens 132 und auf diejenigen Abschnitte des Bodygebiets 14 abgeschieden, die nicht von der Ätzmaske 203 bedeckt sind. Des Weiteren wird eine zweite Kontaktschicht 312 auf der ersten Kontaktschicht 311 gebildet. Ein Dampfabscheidungs- oder Sputterprozess kann genutzt werden um die zweite Kontaktschicht 312 zu bilden. Daher wird die zweite Kontaktschicht 312 ebenfalls auf dem Sourcegebiet 13 unterhalb der Ätzmaske 203 gebildet. Die zweite Kontaktschicht 312 umfasst beispielsweise Ni1-xAlx.
  • Schließlich wird die Ätzmaske 203 entfernt und eine Legierung wird zwischen der Kontaktschicht 31 und dem Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers 100 hergestellt, und die zweite Kontaktschicht 32 wird auf der ersten Kontaktschicht und der Isolationsschicht 32 hergestellt, um die Sourceelektrode 30 fertig zu stellen. Das Ausbilden der Legierung umfasst beispielsweise einen RTP-Prozess (Rapid Thermal Annealing), der zumindest die Gebiete, wo die Legierung hergestellt wird, auf Temperaturen zwischen etwa 800 °C und 1000 °C für eine Dauer zwischen etwa 1 Minute und 2 Minuten aufheizt. Die zweite Kontaktschicht 32 umfasst beispielsweise Titan (Ti) und Aluminium (Al).
  • 6 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht eines vertikalen Halbleiterbauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des Ausführungsbeispiels von 1 darstellt. Im Ausführungsbeispiel von 1 sind Gateelektroden 21, Bodygebiete 14 und Gräben mit der Sourceelektrode 301 abwechselnd angeordnet, so dass eine Gateelektrode 21 und jeder benachbarte Grabenabschnitt 301 voneinander durch ein Bodygebiet 14 getrennt sind. Mit anderen Worten: Zwei benachbarte Bauelementzellen 10 sind symmetrisch bezüglich der gemeinsamen Gateelektrode 21 oder symmetrisch bezüglich dem gemeinsamen Grabenabschnitt 301 . Bodygebiete 14 grenzen zu beiden Seiten der Gateelektrode 21 an das Gatedielektrikum 22 an.
  • Im Halbleiterbauelement in 6 sind die einzelnen Bauelementzellen identisch, aber benachbarte Bauelementzellen sind nicht symmetrisch. Jede Bauelementzelle umfasst ein Sourcegebiet 13, ein Bodygebiet 14, einen ersten Abschnitt 111 eines Driftgebiets, eine Gateelektrode 21 und ein Gatedielektrikum 22, das die Gateelektrode 21 von dem Bodygebiet 14, einem Diodengebiet 15 und dem Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 trennt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus 1 grenzt ein Bodygebiet 14 nur auf einer Seite der Gateelektrode 21 an die Gateelektrode 21 an. Das Bodygebiet 14 befindet sich zwischen der Gateelektrode 21 einer Bauelementzelle und dem Graben und der Sourceelektrode einer benachbarten Bauelementzelle. Zwischen der Seite der Gateelektrode 21, die von dem Bodygebiet 14 weg zeigt, und der Sourceelektrode 30 ist eine Isolationsschicht 23 angeordnet. Bei dem Halbleiterbauelement aus 6 haben die Kanalgebiete in den Bodygebieten die gleiche Orientierung in jeder Bauelementzelle bezüglich der Orientierung des Halbleiterkristalls des Halbeiterkörpers 100. Das Kanalgebiet ist das Gebiet des Bodygebiets 14, das an das Gatedielektrikum 22 angrenzt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der Halbleiterkörper 100 SiC, und das Kanalgebiet ist eine a-Ebene des Kristallgitters des SiC-Halbleiterkörpers. Es ist allgemein bekannt, dass eine a-Ebene in einem SiC-Halbleiterkörper bezüglich der Elektronenmobilität anderen Ebenen in dem SiC-Kristallgitter überlegen ist. Dadurch kann bei einem Transistorbauelement, bei dem die einzelnen Kanalgebiete in einer a-Ebene angeordnet sind, verglichen mit herkömmlichen Transistorbauelementen in SiC-Technologie verbesserte Bauelementeigenschaften erreicht werden.
  • Wie bei dem Halbleiterbauelement gemäß 1 erstreckt sich der Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 tiefer in den Halbleiterkörper als die Gateelektrode 21 und ist elektrisch an das Diodengebiet 15 angeschlossen. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) erstreckt sich die Gateelektrode 21 tiefer in den Halbleiterkörper 00 als der Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30. Zwischen dem Grabenabschnitt 301 der Sourceelektrode 30 und dem ersten Driftgebietabschnitt 111 ist ein pn-Übergang vorhanden. Alles, was bezüglich des Halbleiterbauelements gemäß 1 erläutert wurde, gilt für das Halbleiterbauelement gemäß 6 entsprechend. Außerdem könnte das Halbleiterbauelement gemäß 6 leicht dahingehend modifiziert werden, dass es eine Schottkydiode am Boden des Grabens mit der Sourceelektrode aufweist, wie anhand von 3 erläutert ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements des in 6 dargestellten Typs, ist nachfolgend anhand der 7A bis 7L erläutert. Bezugnehmend auf 7A beginnt das Verfahren mit Bereitstellen des Halbleiterkörpers 100 mit der ersten Halbleiterschicht 11 des ersten Dotierungstyps, der zweiten Halbleiterschicht 14 des zweiten Dotierungstyps auf der ersten Halbleiterschicht und der dritten Halbleiterschicht 13 des ersten Dotierungstyps auf der zweiten Halbleiterschicht 14 und mit dem wenigstens einen vergrabenen Diodengebiet 15 des zweiten Dotierungstyps in der ersten Halbleiterschicht 11. Wie bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel bildet die erste Halbleiterschicht 11 das Driftgebiet des Halbleiterbauelements, die zweite Halbleiterschicht 14 bildet das Bodygebiet und die dritte Halbleiterschicht 13 bildet das Sourcegebiet. Der Halbleiterkörper 100 mit den ersten, zweiten und dritten Halbleiterschichten 11, 14 und 13 und mit dem vergrabenen Diodengebiet 15 kann wie anhand der 4A, 5A und 5B erläutert hergestellt werden. Wie bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel kann das Driftgebiet 11 ein höher dotiertes Gebiet 114 aufweisen, in dass das Diodengebiet 15 eingebettet ist.
  • In nächsten Verfahrensschritten, deren Ergebnis in 7D dargestellt ist, werden erste Gräben 141 in dem Halbleiterkörper 100 hergestellt. Die ersten Gräben 141 erstrecken sich von der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 durch das Sourcegebiet 13 und das Bodygebiet 14 zu dem oder in den ersten Driftgebietabschnitt 111 . Die ersten Gräben 141 können so hergestellt werden, dass sie schräge Seitenwände aufweisen, also Seitenwände, die einen Winkel α, der sich von 90° unterscheidet, mit der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 definieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Winkel α zwischen 91° und 100°, insbesondere zwischen 92° und 98°. In einem Halbleiterkörper 100, der SiC aufweist, entspricht der Winkel α dem Winkel zwischen der 100-Ebene in dem SiC-Kristall und der c-Achse (hexagonale Hauptachse) in dem SiC-Kristall.
  • Bezugnehmend auf die 7B und 7C kann das Herstellen der ersten Gräben 141 einen Ätzprozess unter Verwendung einer ersten Ätzmaske 301 auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 und einer zweiten Ätzmaske 302 auf der ersten Ätzmaske 301 umfassen. Die erste Ätzmaske ist beispielsweise ein Oxid, während die zweite Ätzmaske 302 beispielsweise ein Photolack ist. Zunächst wird die zweite Ätzmaske strukturiert, wie in 7C dargestellt ist. Dann wird in einem ersten Ätzprozess die erste Ätzmaske 301 unter Verwendung der zweiten Ätzmaske 302 strukturiert, und zwar so, dass die zweite Ätzmaske 301 schräge Seitenwände aufweist. Das Ende dieses Prozesses ist in 7D in gestrichelten Linien dargestellt. Am Ende dieses Prozessschritts kann ein Teil der ersten Ätzmaske 301 auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 verbleiben. Außerdem können Ecken zwischen den Boden und den Seitenwänden der ersten Ätzmaske 301 unter Verwendung eines Ätzprozesses abgerundet werden. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann der Halbleiterkörper 100 bis hinunter zu dem ersten Driftgebietabschnitt 111 unter Verwendung der ersten Ätzmaske 301 geätzt. Da die erste Ätzmaske 301 schräge Seitenwände aufweist, besitzt der unter Verwendung der ersten Ätzmaske 301 in den Halbleiterkörper 100 geätzte Graben ebenfalls schräge Seitenwände. Jede der ersten Gräben 141 weist eine erste Seitenwand 1411 und eine der ersten Seitenwand 1411 gegenüberliegende zweite Seitenwand 1412 auf.
  • In nächsten Verfahrensschritten, die in 7E dargestellt sind, werden die ersten Gräben 141 teilweise mit einer Schutzschicht 303 gefüllt, die die Seitenwände 1412 und einen Teil des Bodenabschnitts der Gräben 141 bedeckt. Die Schutzschicht 303 umfasst beispielsweise einen Photolack. Diese Schutzschicht 303 lässt einen Abschnitt des Sourcegebiets 13 auf der ersten Oberfläche 101 und Abschnitte des ersten Driftgebietabschnitts 111 am Boden der ersten Gräben 141 unbedeckt (vgl. 7E).
  • Bezugnehmend auf 7F wird in jedem ersten Graben 141 durch Ätzen des ersten Grabens 141 am Boden bis hinunter zu dem Diodengebiet 15 ein zweiter Graben 142 hergestellt. Bei dem in 7F dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Sourcegebiet 13 in solchen Abschnitten, die an der ersten Oberfläche 101 unbedeckt sind, entfernt. Außerdem wird das Halbleitergebiet 16 des zweiten Dotierungstyps an den ersten Seitenwänden 1411 wenigsten im ersten Driftgebietabschnitt 111 hergestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird das Halbleitergebiet 16, das einen pn-Übergang mit dem ersten Driftgebietabschnitt 111 bildet, in dem Bodygebiet 14, dem ersten Driftgebietabschnitt 111 und dem Diodengebiet 15 hergestellt. Die Dotierungskonzentrationen des Driftgebiets 11, des Draingebiets 12, des Sourcegebiets 13 und des Bodygebiets 14 können der Dotierungskonzentration der entsprechenden, zuvor erläuterten, Bauelementgebiete entsprechen.
  • Bezugnehmend auf 7G wird die Schutzschicht 303 entfernt und eine Dielektrikumsschicht 22' wird gleichmäßig auf der Halbleiterstruktur abgeschieden, d. h. auf der ersten Oberfläche 101 und dem Boden und den Seitenwänden der ersten und zweiten Gräben 141, 142. Die ersten und zweiten Gräben 141, 142 grenzen bei diesem Ausführungsbeispiel aneinander an. Mit anderen Worten: Es gibt einen Graben mit zwei Grabenabschnitten, nämlich einen ersten Grabenabschnitt, in dem die Gateelektrode hergestellt werden wird, und einen zweiten Grabenabschnitt, in dem die Sourceelektrode hergestellt werden wird, wobei der zweite Grabenabschnitt sich tiefer in den Halbleiterkörper erstrecken kann als der erste Grabenabschnitt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel erstreckt sich der zweite Grabenabschnitt nicht tiefer in den Halbleiterkörper wie der erste Grabenabschnitt. Auf der Dielektrikumsschicht 22' wird eine Elektrodenschicht 21' hergestellt.
  • In nächsten Verfahrensschritten, die in 7H dargestellt sind, wird die Elektrodenschicht 21' geätzt, so dass Abschnitte der Elektrodenschicht 21 entlang der ersten Seitenwand 1411 und der zweiten Seitenwand 1412 verbleiben, wobei der Elektrodenabschnitt entlang der zweiten Seitenwand die Gateelektrode 21 bildet. Die Dielektrikumsschicht 22' entlang der zweiten Seitenwand 1412 bildet das Gatedielektrikum. Außerdem wird eine Isolationsschicht 24 hergestellt, die die Gateelektrode 21 überdeckt. Die Isolationsschicht 24 kann so abgeschieden werden, dass sie die Halbleiterstruktur vollständig überdeckt.
  • Bezugnehmend auf 7I wird eine Ätzmaske 304 auf der Isolationsschicht 24 hergestellt. Die Ätzmaske 304 wird so hergestellt, dass sie die Isolationsschicht 24 oberhalb der ersten Seitenwand 1411 und oberhalb Abschnitten der ersten Oberfläche 101, die an die erste Seitenwand 1411 angrenzen, unbedeckt lässt. Unter Verwendung der Ätzmaske 304 wird die Isolationsschicht 24 von der ersten Oberfläche 1411 , einem Bodenabschnitt, der an die erste Seitenwand 1411 angrenzt und oberhalb einem Abschnitt der ersten Oberfläche 101 entfernt, und der Abschnitt der Elektrodenschicht 21 entlang der ersten Seitenwand 1411 wird entfernt.
  • Das Ergebnis dieser Bearbeitung ist in 7J dargestellt. Ein Ätzprozess zum Ätzen der Isolationsschicht 24 kann ein isotroper Ätzprozess sein, so dass auch Abschnitte der Isolationsschicht 24 unterhalb der Ätzmaske 304 entfernt werden. Mit anderen Worten: Die Ätzmaske 304 wird unterschnitten. Bei diesem Ätzprozess (oder einem nachfolgenden Ätzprozess) wird auch die Dielektrikumsschicht 22' von der zweiten Seitenwand 1412 , dem Bodenabschnitt, der an die erste Seitenwand 1411 angrenzt, und der ersten Oberfläche 101 entfernt.
  • In nächsten Verfahrensschritten, die in 7K dargestellt sind, wird die erste Elektrodenschicht 31 auf solchen Abschnitten der Oberfläche des Halbleiterkörpers 100 hergestellt, die nicht durch die Ätzmaske 304 bedeckt sind, während die Ätzmaske noch vorhanden ist. Das Herstellen der ersten Elektrodenschicht 21 kann das Herstellen der ersten und zweiten Kontaktschichten 311 , 312 mit den zuvor anhand von 4K erläuterten Verfahrensschritten umfassen.
  • Bezugnehmend auf 7L wird die Ätzmaske 304 schließlich entfernt und die zweite Elektrodenschicht 32 wird hergestellt, um die Sourceelektrode 30 fertigzustellen.
  • 8 veranschaulicht eine Modifikation des Halbleiterbauelements gemäß 6. Während bei dem Halbleiterbauelement gemäß 6 das Diodengebiet 15 das Bodygebiet 14 überlappt, überlappt das Diodengebiet 15 bei dem Halbleiterbauelement gemäß 8 das Bodygebiet 14 nicht. Außerdem ist bei dem Halbleiterbauelement gemäß 8 die Seitenwand des Grabens, in dem die Gateelektrode 21 angeordnet ist und entlang dessen sich das Kanalgebiet erstreckt, nicht abgeschrägt, sondern ist senkrecht. Allerdings könnte das Halbleiterbauelement gemäß 8 ebenso mit einer abgeschrägten Seitenwand des Gateelektrodengrabens hergestellt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen des Halbleiterbauelements gemäß 8 ist nachfolgend anhand der 9A bis 9Q erläutert.
  • Bezugnehmend auf 9A wird ein Halbleiterkörper 100 mit einer ersten Halbleiterschicht 11 eines ersten Dotierungstyps, einer zweiten Halbleiterschicht 14 eines zweiten Dotierungstyps auf der ersten Halbleiterschicht 11 und eine dritte Halbleiterschicht 13 des ersten Dotierungstyps auf der zweiten Halbleiterschicht 14 bereitgestellt. Die zweiten und dritten Halbleiterschichten 14, 12 können unter Verwendung eines epitaktischen Wachstumsprozesses auf der ersten Halbleiterschicht 11 hergestellt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Halbleiterkörper mit einer Grunddotierung der ersten Halbleiterschicht 11 bereitgestellt, und die zweiten und dritten Halbleiterschichten 13, 14 werden unter Verwendung von Implantations- und/oder Diffusionsprozessen hergestellt. Die erste Halbleiterschicht 11 kann zwei Unterschichten aufweisen, eine erste Unterschicht, die den zweiten Driftgebietabschnitt 112 bildet, und eine zweite Unterschicht, die den ersten Driftgebietabschnitt 111 bildet. Der Driftgebietabschnitt 111 kann als Epitaxieschicht auf dem zweiten Driftgebietabschnitt 112 vor Herstellen der zweiten und dritten Halbleiterschichten 14, 14 hergestellt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der erste Driftgebietabschnitt 111 unter Verwendung eines Implantationsprozesses hergestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Halbleiterkörper, der die Basis des Halbleiterkörpers 100 bildet, eine Grunddotierung, die der Dotierung des zweiten Driftgebietabschnitts 112 entspricht.
  • In nächsten Prozessschritten, die in den 9B und 9C dargestellt sind, wird wenigstens ein Diodengebiet 15 in der ersten Halbleiterschicht 11, die das Driftgebiet des Halbleiterbauelements bildet, hergestellt. Das Herstellen des Diodengebiets 15 umfasst das Herstellen eines Grabens 151, der sich durch die zweiten und dritten Halbleiterschichten 14, 13, die die Body- und Sourcegebiet bilden, zu dem oder in das Driftgebiet 11 erstreckt. Der Graben 151 kann unter Verwendung einer Ätzmaske 401 (9B) hergestellt werden. Nach Herstellen des Grabens 151 werden Dotierstoffatome in den Boden des Grabens 151 implantiert. Ein Abstand zwischen dem Boden des Grabens und dem Diodengebiet 15 kann über die Implantationsenergie in dem Implantationsprozess eingestellt werden. Optional wird eine Streuschicht 402, wie beispielsweise ein Oxid, wenigstens am Boden des Grabens hergestellt, bevor die Dotierstoffatome implantiert werden.
  • Die nächsten Verfahrensschritte entsprechen den zuvor anhand der 7E bis 7L erläuterten Verfahrensschritten. Diese Verfahrensschritte umfassen: Herstellen der Schutzschicht 303 auf der ersten Seitenwand 1511 und einem Abschnitt des Bodens des Grabens 151 (9D); Ätzen des Halbleiterkörpers am Boden des Grabens 151 und in solchen Gebieten der ersten Oberfläche 101, die nicht durch die Schutzschicht 303 bedeckt sind (9E); Herstellen des Halbleitergebiets 16 wenigstens in dem Driftgebietabschnitt 111 , der in dem Graben unbedeckt ist (9F); Entfernen der Schutzschicht 303 (9G); und Herstellen der Dielektrikumsschicht 22' und der Elektrodenschicht 21' ( 9H).
  • Im Gegensatz zu dem anhand der 7A bis 7L erläuterten Verfahren, wird die Gateelektrode 21 aus deren Elektrodenschicht 21' unter Verwendung einer weiteren Ätzmaske 305 hergestellt, die solche Gebiete der Elektrodenschicht 21' abdeckt, die verbleiben. Unter Verwendung der Ätzmaske 305 wird die Elektrodenschicht 21' oberhalb einer ersten Oberfläche 1511 des Grabens, oberhalb solcher Bodenabschnitte des Grabens 151, wo sich der Graben 151 bis hinunter zu dem Diodengebiet 15 erstreckt, und oberhalb Abschnitten der ersten Oberfläche 101 entfernt. Das Ergebnis dieses Ätzprozesses ist in 9J dargestellt. Nachdem die Gateelektrode 21 hergestellt wurde, wird die Ätzmaske 305 entfernt und die Isolationsschicht 24 wird auf der Gateelektrode 21 hergestellt. Die Isolationsschicht 24 kann überall auf der Halbleiterstruktur abgeschieden werden, d. h. auch am Boden und der ersten Seitenwand 1511 des Grabens. Die Dielektrikumsschicht 22' kann die ersten Seitenwand 1511 und den Boden des Grabens 151 in dieser Phase des Herstellungsprozesses immer noch überdecken.
  • Bezugnehmend auf 9M wird eine weitere Ätzmaske 304, die der zuvor anhand von 7K erläuterten Ätzmaske entspricht, hergestellt. Unter Verwendung dieser Ätzmaske 304 wird die Isolationsschicht 24 und die Dielektrikumsschicht 22' von dem Bodenabschnitt des Grabens, der an das Diodengebiet 15 angrenzt, und von Abschnitten der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers entfernt, um das Halbleitergebiet 16 entlang der ersten Seitenwand 151 freizulegen, und entlang des Bodens des Grabens 151 entfernt, um das Sourcegebiet 13 auf der ersten Oberfläche 101 freizulegen. In nächsten Verfahrensschritten wird die Sourceelektrode 30 hergestellt. Diese Verfahrensschritte entsprechen den zuvor anhand der 7K und 7L erläuterten Verfahrensschritten und umfassen: Herstellen der ersten Elektrodenschicht 31 mit den ersten und zweiten Kontaktschichten311 , 312 (9P) und Herstellen der zweiten Elektrodenschicht 32 auf der ersten Elektrodenschicht 31 (9Q).

Claims (23)

  1. Halbleiterbauelement, das aufweist: einen Halbleiterkörper (100); in dem Halbleiterkörper (100): ein Sourcegebiet (13), ein Bodygebiet (14) und ein Driftgebiet (11) mit einem ersten Driftgebietabschnitt (111) und einem zweiten Driftgebietabschnitt (112), wobei das Sourcegebiet (13) und das Driftgebiet (11) in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet sind, wobei das Bodygebiet (14) zwischen dem Sourcegebiet (13) und dem Driftgebiet (11) angeordnet ist und wobei der zweite Driftgebietabschnitt (112) in der vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers an den ersten Driftgebietabschnitt (111) angrenzt; eine zu dem Bodygebiet (14) benachbarte und durch ein Gatedielektrikum (22) dielektrisch von dem Bodygebiet (14) isolierte Gateelektrode; ein Diodengebiet (15) eines zu dem Halbleitertyp des Driftgebiets (11) komplementären Halbleitertyps, wobei das Diodengebiet (15) in dem Driftgebiet (11) und in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet zu der Gateelektrode (21) angeordnet ist; und eine Sourceelektrode (30), die elektrisch an das Sourcegebiet (13), das Bodygebiet (14) und das Diodengebiet (15) angeschlossen ist, wobei wenigstens ein erster Abschnitt (301) der Sourceelektrode (30) in einem Graben angeordnet ist, der sich benachbart zu dem Sourcegebiet (13), dem Bodygebiet (14) und dem ersten Driftgebietabschnitt (111) an das Diodengebiet (15) erstreckt, wobei das Diodengebiet (15) die Gateelektrode (21) in einer lateralen Richtung des Halbleiterkörpers (100) überlappt.
  2. Halbleiterbauelement, das aufweist: einen Halbleiterkörper (100); in dem Halbleiterkörper (100): ein Sourcegebiet (13), ein Bodygebiet (14) und ein Driftgebiet (11) mit einem ersten Driftgebietabschnitt (111) und einem zweiten Driftgebietabschnitt (112), wobei das Sourcegebiet (13) und das Driftgebiet (11) in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet sind, wobei das Bodygebiet (14) zwischen dem Sourcegebiet (13) und dem Driftgebiet (11) angeordnet ist und wobei der zweite Driftgebietabschnitt (112) in der vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers an den ersten Driftgebietabschnitt (111) angrenzt; eine zu dem Bodygebiet (14) benachbarte und durch ein Gatedielektrikum (22) dielektrisch von dem Bodygebiet (14) isolierte Gateelektrode; ein Diodengebiet (15) eines zu dem Halbleitertyp des Driftgebiets (11) komplementären Halbleitertyps, wobei das Diodengebiet (15) in dem Driftgebiet (11) und in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet zu der Gateelektrode (21) angeordnet ist; eine Sourceelektrode (30), die elektrisch an das Sourcegebiet (13), das Bodygebiet (14) und das Diodengebiet (15) angeschlossen ist, wobei wenigstens ein erster Abschnitt (301) der Sourceelektrode (30) in einem Graben angeordnet ist, der sich benachbart zu dem Sourcegebiet (13), dem Bodygebiet (14) und dem ersten Driftgebietabschnitt (111) an das Diodengebiet (15) erstreckt; und ein Halbleitergebiet (16) desselben Dotierungstyps wie das Diodengebiet (15), das zwischen dem ersten Driftgebietabschnitt (111) und dem ersten Abschnitt der Sourceelektrode (30) angeordnet ist.
  3. Halbleiterbauelement, das aufweist: einen Halbleiterkörper (100); in dem Halbleiterkörper (100): ein Sourcegebiet (13), ein Bodygebiet (14) und ein Driftgebiet (11) mit einem ersten Driftgebietabschnitt (111) und einem zweiten Driftgebietabschnitt (112), wobei das Sourcegebiet (13) und das Driftgebiet (11) in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet sind, wobei das Bodygebiet (14) zwischen dem Sourcegebiet (13) und dem Driftgebiet (11) angeordnet ist und wobei der zweite Driftgebietabschnitt (112) in der vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers an den ersten Driftgebietabschnitt (111) angrenzt; eine zu dem Bodygebiet (14) benachbarte und durch ein Gatedielektrikum (22) dielektrisch von dem Bodygebiet (14) isolierte Gateelektrode; ein Diodengebiet (15) eines zu dem Halbleitertyp des Driftgebiets (11) komplementären Halbleitertyps, wobei das Diodengebiet (15) in dem Driftgebiet (11) und in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet zu der Gateelektrode (21) angeordnet ist; eine Sourceelektrode (30), die elektrisch an das Sourcegebiet (13), das Bodygebiet (14) und das Diodengebiet (15) angeschlossen ist, wobei wenigstens ein erster Abschnitt (301) der Sourceelektrode (30) in einem Graben angeordnet ist, der sich benachbart zu dem Sourcegebiet (13), dem Bodygebiet (14) und dem ersten Driftgebietabschnitt (111) an das Diodengebiet (15) erstreckt; und einen Schottkykontakt zwischen dem ersten Abschnitt der Sourceelektrode und dem zweiten Driftgebietabschnitt (112).
  4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der erste Driftgebietabschnitt (111) eine höhere Dotierungskonzentration als der zweite Driftgebietabschnitt (112) aufweist.
  5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das weiterhin aufweist: mehrere Bauelementzellen (10), wobei jede Bauelementzelle (10) ein Sourcegebiet (13), ein Bodygebiet (14), einen ersten Driftgebietabschnitt (111), eine Gateelektrode (21), ein Gatedielektrikum (22) und ein Diodengebiet (15) aufweist.
  6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, bei dem zwei benachbarte Bauelementzellen (10) sich eine Gateelektrode (21) teilen und bei dem zwei benachbarte Bauelementzellen (10) sich einen ersten Abschnitt (301) einer Sourceelektrode (30) teilen.
  7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, bei dem der erste Abschnitt (301) der Sourceelektrode (30) jeder Bauelementzelle (10) durch eine Isolationsschicht von der Gateelektrode (21) der entsprechenden Bauelementzelle (10) getrennt ist.
  8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, bei dem der Halbleiterkörper (100) einen SiC-Kristall aufweist und bei dem eine Grenzfläche zwischen dem Bodygebiet (14) und dem Gatedielektrikum (22) eine a-Ebene des SiC-Kristalls ist.
  9. Halbeleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Driftgebietabschnitt (111) und das Bodygebiet (14) epitaktisch gewachsene Halbleitergebiete sind.
  10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, bei dem das Sourcegebiet (13) ein epitaktisch gewachsenes Halbleitergebiet ist.
  11. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der erste Driftgebietabschnitt (111), das Bodygebiet (14) und das Sourcegebiet (13) Implantationsgebiete sind.
  12. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (100) mit einer ersten Halbleiterschicht (11) eines ersten Dotierungstyps, einer zweiten Halbleiterschicht (14) eines zu dem ersten Dotierungstyp komplementären Dotierungstyp auf der ersten Halbleiterschicht (11), einer dritten Halbleiterschicht (13) des ersten Dotierungstyps auf der zweiten Halbleiterschicht (14) und mit wenigstens einem ersten Halbleitergebiet (15) des zweiten Dotierungstyps in der ersten Halbleiterschicht (11), das in einer vertikalen Richtung des Halbleiterkörpers (100) zu der zweiten Halbleiterschicht beabstandet ist; Herstellen eines ersten Grabens, der sich durch die dritte Halbleiterschicht (13), die zweite Halbleiterschicht (14) zu der ersten Halbleiterschicht (11) erstreckt; Herstellen einer ersten Elektrode, die wenigstens zu einem Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (14) in einer lateralen Richtung des Halbleiterkörpers (100) benachbart ist und die durch eine Dielektrikumsschicht (22) von diesem Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (14) dielektrisch isoliert ist; Herstellen eines zweiten Grabens, der sich durch die dritte Halbleiterschicht (13), die zweite Halbleiterschicht (14) und einen Abschnitt der ersten Halbleiterschicht zu dem wenigstens einem ersten Halbleitergebiet (15) erstreckt; Herstellen einer zweiten Elektrode (30) wenigstens in dem zweiten Graben, wobei die zweite Elektrode (30) das wenigstens eine erste Halbleitergebiet (15) an einem Boden des zweiten Grabens und die zweite Halbleiterschicht (14) wenigstens an einer Seitenwand des zweiten Grabens elektrisch kontaktiert.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin aufweist: vor Herstellen der zweiten Elektrode (30), Herstellen einer zweiten Halbleiterschicht des zweiten Dotierungstyps in solchen Gebieten der ersten Halbleiterschicht (1), die an einer Seitenwand des zweiten Grabens freiliegen, um eine Sperrschichtisolation zwischen der zweiten Halbleiterschicht (11) und der zweiten Elektrode (30) zu bilden.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Bereitstellen des Halbleiterkörpers (100) aufweist: Bereitstellen einer ersten Teilschicht (112) der ersten Halbleiterschicht; Herstellen wenigstens eines ersten Halbleitergebiets (15) in der ersten Teilschicht (112); Herstellen einer zweiten Teilschicht (111) der ersten Halbleiterschicht (11) auf der ersten Teilschicht (112); Herstellen der zweiten Schicht (14) auf der ersten Halbleiterschicht (11); und Herstellen der dritten Schicht (13) auf der zweiten Halbleiterschicht (14).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem zweite und dritte Halbleiterschichten (14, 13) epitaktisch gewachsen sind.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Herstellen der zweiten und dritten Halbleiterschichten (14, 13) aufweist: Herstellen einer epitaktischen Halbleiterschicht auf der ersten Halbleiterschicht (11); und Durchführen wenigstens eines Implantations- und/oder Diffusionsprozesses, um Dotierstoffatome in die epitaktische Halbleiterschicht einzubringen, um wenigstens eine der dritten und zweiten Halbleiterschichten (14, 13) zu bilden.
  17. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Bereitstellen des Halbleiterkörpers (100) aufweist: Bereitstellen der ersten Halbleiterschicht (11), der zweiten Halbleiterschicht (14) und der dritten Halbleiterschicht (14) vor Herstellen des zweiten Grabens; und Herstellen des wenigstens einen ersten Halbleitergebiets (15) nach Herstellen des zweiten Grabens am Boden des zweiten Grabens und vor Herstellen der zweiten Elektrode (30).
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem wenigstens eine der zweiten und dritten Halbleiterschichten (14, 13) unter Verwendung eines Implantations- und/oder Diffusionsprozesses hergestellt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der erste Graben und die zweiten Gräben in einer lateralen Richtung des Halbleiterkörpers (100) beabstandet sind.
  20. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die ersten und zweiten Gräben so hergestellt werden, dass sie aneinander angrenzen.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem eine Isolationsschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode hergestellt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem ein Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers (100) SiC ist und bei dem der erste Graben so hergestellt wird, dass eine Seitenwand des Grabens, der an den Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (14) angrenzt, in einer a-Ebene eines Halbleiterkristalls des Halbleiterkörpers liegt.
  23. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Herstellen der ersten und zweiten Gräben aufweist: Herstellen des ersten Grabens; Herstellen des zweiten Grabens durch Verlängern eines Abschnitts des ersten Grabens tiefer in den Halbleiterkörper.
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