DE102014111279A1 - Halbleiterchip mit integrierten Serienwiderständen - Google Patents

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Abstract

Ein Halbleiterchip weist einen Halbleiterkörper mit einer Unterseite, sowie mit einer Oberseite, die in einer vertikalen Richtung von der Unterseite beabstandet ist, ein aktives Transistorgebiet und ein nicht-aktives Transistorgebiet, eine in dem Halbleiterkörper ausgebildete Driftzone, ein Kontaktanschlusspad zur externen Kontaktierung des Halbleiterchips, und eine Vielzahl von Transistorzellen, die in dem Halbleiterkörper ausgebildet sind. Eine jede der Transistorzellen weist eine erste Elektrode auf. Eine jede einer Vielzahl von Verbindungsleitungen verbindet eine andere der ersten Elektroden an einer Verbindungsstelle der betreffenden Verbindungsleitung elektrisch mit dem Kontaktanschlusspad. Eine jede der Verbindungsleitungen weist einen Widerstandsabschnitt auf, der gebildet ist aus wenigstens einem von: einer lokal reduzierten Querschnittsfläche der Verbindungsleitung; und einem lokal erhöhten spezifischen Widerstand. eine jede der Verbindungsstellen und jeder der Widerstandsabschnitte ist im ein nicht-aktives Transistorgebiet angeordnet.

Description

  • Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Halbleiterchip, insbesondere einen Halbleiterchip, der eine Vielzahl von Transistorzellen aufweist.
  • Transistoren wie zum Beispiel IGFETs (Insulated Gate Field Effect Transistors), welche MOSFETs und IGBTs umfassen, werden weithin als elektronische Schalter in verschiedenen Arten von Anwendungen wie beispielsweise Invertern, Spannungsreglern, Stromreglern oder Treiberschaltkreisen zum Treiben elektrischer Lasten wie zum Beispiel Lampen, Ventilen, Motoren, etc. eingesetzt. Transistoren, die üblicherweise als Leistungstransistoren betrieben werden, enthalten eine Vielzahl von identischen Transistorzellen, die in einem Transistorzellenfeld angeordnet und elektrisch parallel geschaltet sind.
  • Bei vielen modernen Leistungstransistoren werden vertikale Feldplatten verwendet, die den Vorteil des „Ladungskompensationsprinzips“ verwenden, um einen geringen Einschaltwiderstand (RON) des Transistors zu erreichen. Bei dem „Ladungsträgerkompensationsprinzip“ erstrecken sich Feldplatten, die elektrisch an eine Sourcezone oder an eine Emitterzone des Transistors angeschlossen sind, in die Driftzone des Transistors, um Ladungsträger zu kompensieren, die von Dotierstoffen bereitgestellt werden, welche den Leitungstyp (n oder p) der Driftzone bewirken. Allerdings führen die Feldplatten zu einem Anstieg der Ausgangskapazität eines derartigen Transistors. Als Folge hiervon führt das abwechselnde Ein- und Ausschalten des Transistors zu unerwünschten Spannungsspitzen, die durch unvermeidliche Induktivitäten eines elektronischen Schaltkreises hervorgerufen werden, mit denen der Transistor verbunden ist. Da die Höhe der Überspannungspulse mit der Flankensteilheit des elektrischen Stroms durch den Transistor ansteigt, streben herkömmliche Transistoren unter Verwendung eines Dämpfungswiderstandes, der mit den Feldplatten in Reihe geschaltet ist, an, die Flankensteilheit zu verringern, was im Hinblick auf die erforderliche hohe Stromtragfähigkeit dieses Widerstands viel Raum des Chips verbraucht. Weiterhin ist das Schaltverhalten der Transistorzellen eines derartigen Transistors inhomogen, d.h., die Transistorzellen schalten nicht simultan ein und aus.
  • Deshalb besteht ein Bedarf nach einem Transistor, der einen niedrigen Einschaltwiderstand aufweist, eine geringe Ausgangskapazität, sowie ein homogenes Schaltverhalten.
  • Gemäß einer Ausgestaltung weist ein Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einer Unterseite und einer in einer vertikalen Richtung von der Unterseite beabstandeten Oberseite auf. Der Halbleiterchip weist weiterhin ein aktives Transistorgebiet mit den Transistorzellen auf, sowie ein nicht-aktives Transistorgebiet ohne Transistorzellen. Der Halbleiterchip enthält weiterhin eine Driftzone, die in dem Halbleiterkörper ausgebildet ist, eine oder mehrere Kontaktanschlusspads, um den Halbleiterchip extern zu kontaktieren, und eine Anzahl von Transistorzellen, die in dem Halbleiterkörper ausgebildet sind. Eine jede der Transistorzellen besitzt eine erste Elektrode. Eine jede von einer Anzahl von Verbindungsleitungen verbindet elektrisch eine andere der ersten Elektroden an einer Verbindungsstelle der betreffenden Verbindungsleitung mit dem Kontaktanschlusspad. Eine jede der Verbindungsleitungen weist einen Widerstandsabschnitt auf, wobei eine jede der Verbindungsleitungen und ein jeder der Verbindungsabschnitte in dem nicht-aktiven Transistorgebiet angeordnet ist. Ein jeder der Widerstandsabschnitte ist aus wenigstens einem der folgenden gebildet:
    Einer lokal verringerten Querschnittsfläche des Abschnitts der Verbindungsleitung und/oder einem lokal erhöhten, spezifischen Widerstand.
  • Bei einer jeder der ersten Elektroden kann es sich um eine Feldelektrode einer anderen der Transistorzellen handeln. Alternativ kann es sich bei einer jeden der ersten Elektroden um eine Gateelektrode einer anderen der Transistorzellen handeln.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips das Bereitstellen eines Halbleiterkörpers mit einer Unterseite und mit einer von der Unterseite in einer vertikalen Richtung beabstandet angeordneten Oberseite auf. Ein aktives Transistorgebiet und ein nichtaktives Transistorgebiet werden in dem Halbleiterkörper erzeugt, so dass der Halbleiterkörper als integrierte Teile eine Driftzone, ein Kontaktanschlusspad zur externen Kontaktierung des Halbleiterchips aufweist, sowie eine Vielzahl von Transistorzellen. Eine jede der Transistorzellen enthält eine erste Elektrode. Eine Vielzahl von Verbindungsleitungen verbinden elektrisch eine andere der ersten Elektroden an einer Verbindungsstelle der betreffenden Verbindungsleitung mit dem Kontaktanschlusspad, wobei eine jede der Verbindungsleitungen einen Widerstandsabschnitt aufweist, der aus wenigstens einem der folgenden gebildet ist: Einer lokal reduzierten Querschnittsfläche und einem lokal erhöhten spezifischen Widerstand. Eine jede der Verbindungsstellen und ein jeder der Widerstandsabschnitte ist in dem nicht-aktiven Transistorgebiet angeordnet.
  • Es werden nun Beispiele unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren dienen dazu, das Grundprinzip zu veranschaulichen, so dass nur diejenigen Aspekte gezeigt, die zum Verständnis des Grundprinzips erforderlich sind. Die Figuren sind nicht maßstäblich. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung eines Halbleiterkörpers eines Transistors, die die Anordnung der Transistorzellen und der Widerstandsbereiche veranschaulicht.
  • 2 veranschaulicht die Verschaltung der ersten Elektroden und der Verbindungsleitungen mit den integrierten Widerstandsabschnitten der in 1 gezeigten Ausgestaltung, wobei die ersten Elektroden über entsprechende Verbindungsleitungen elektrisch an eine gemeinsame Sourceelektrode angeschlossen sind.
  • 3 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 2 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein erstes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 4 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 2 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein zweites Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 5 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 2 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein drittes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 6 zeigt eine horizontale Schnittansicht der in 5 dargestellten Anordnung in einer Schnittebene C-C.
  • 7 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 2 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein viertes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 8 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 2 aufweist, in einer Schnittebene A-A bzw. einer Schnittebene G-G von 10, was ein fünftes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 9 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines ersten Beispiels einer Zellstruktur der Ausgestaltungen gemäß 1 in einer Schnittebene B-B bzw. von den 3, 4, 5, 7, 14, 15, 16 in einer Schnittebene D-D.
  • 10 zeigt eine vertikale Schnittansicht, die ein zweites Beispiel einer Zellstruktur von Ausgestaltungen gemäß 1 in einer Schnittebene B-B oder gemäß den 8 bzw. 12 in einer Schnittebene E-E veranschaulicht.
  • 11 zeigt eine detailliertere Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 8 und betrifft die vertikalen Schnittansichten gemäß 1 in einer Schnittebene A-A oder von den 8 bzw. 12 in einer Schnittebene G-G.
  • 12 zeigt eine horizontale Schnittansicht der in 11 gezeigten Anordnung in einer Schnittebene K-K.
  • 13 zeigt, ähnlich zu der Anordnung gemäß 2, die Verschaltung der ersten Elektroden und der Verbindungsleitungen mit den integrierten Widerstandsabschnitten der in 1 gezeigten Ausgestaltung, mit dem Unterschied, dass die ersten Elektroden über entsprechende Verbindungsleitungen elektrisch leitend an ein gemeinsames Gatekontaktpad angeschlossen sind.
  • 14 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 13 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein erstes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 15 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 13 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein zweites Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 16 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 13 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein drittes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht.
  • 17 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Halbleiterchips, der planare Gateelektroden aufweist, die oberhalb des Halbleiterkörpers angeordnet sind, und keine Feldelektroden zur Realisierung eines Kompensationsbauelements.
  • Die 18A bis 22B zeigen verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer ersten Elektrode und einer elektrisch an diese angeschlossene Verbindungsleitung.
  • In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügten Figuren, die einen Teil hiervon bilden und in denen anhand der Illustration konkreter Ausführungsbeispiele gezeigt wird, wie die Erfindung umgesetzt werden kann. In diesem Zusammenhang wird richtungsgebundene Terminologien, wie beispielsweise „obere“, „untere“, „vorne“, „hinten“, „vordere“, „nachfolgend“ etc. im Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figuren verwendet. Da Bestandteile der Ausführungsbeispiele in einer Vielzahl von Ausrichtungen positioniert werden können, wird die richtungsgebundene Terminologie zum Zweck der Veranschaulichung verwendet und ist in keiner Weise beschränkend zu verstehen. Andere Ausgestaltungen können verwendet oder strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die nachfolgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinn zu verstehen, und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Halbleiterkörper 1 eines Transistors 100. Der Halbleiterkörper 1 weist ein typisches Halbleitermaterial wie beispielsweise Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC), Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid (GaP), oder jedes andere IV-IV, III-V, II-VI Halbleitermaterial auf. Der Transistor 100 weist eine Anzahl von Transistorzellen 30 auf, die in den Halbleiterkörper 1 integriert sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Transistorzellen 30 als Streifenzellen realisiert, die parallel zueinander verlaufen. Allerdings können die einzelnen Transistorzellen 30 jede andere Zellstruktur wie beispielsweise rechteckig, quadratisch, hexagonal oder beliebig polygonal aufweisen.
  • Die Transistorzellen 30 sind in einem aktiven Transistorgebiet 18 angeordnet, d.h. in einem Bereich des Halbleitertransistors 100, der dieselbe Grundfläche aufweist, wie alle Transistorzellen 30 zusammen. In diesem Zusammenhang ist die Grundfläche in der Ebene der Unterseite 12 des Halbleiterkörpers 1 zu ermitteln, siehe z.B. 3.
  • Der aktive Transistorbereich 18 des Transistors 100 kann aus nur einem Transistorbereich bestehen, oder er kann zwei oder mehr Transistorbereiche aufweisen, die voneinander beabstandet sind. Der aktive Transistorbereich ist ein Bereich, in dem ein leitender Kanal eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate (IGFET = Insulated Gate Field Effect Transistor) aktiviert werden kann, z.B. die Sourcezone. Entsprechend weist der Transistor 100 einen nicht-aktiven Transistorbereich 19 auf, der durch den Bereich außerhalb des aktiven Transistorbereichs 18 des Transistors 100 definiert ist. Der nicht-aktive Bereich 19 kann nur genau einen Transistorbereich aufweisen, oder er kann zwei oder mehr voneinander beabstandete Transistorbereiche aufweisen. Insbesondere kann sich ein nicht-aktiver Transistorbereich 19 von einer lateralen Oberfläche des Transistors 100 bis zu einem aktiven Transistorbereich 18 erstrecken, und/oder zwischen zwei aktiven Transistorbereichen 18.
  • Wie ebenfalls in 1 gezeigt ist, ist für jede der Transistorzellen 30 eine elektrische Verbindungsleitung 23 vorhanden, die ein erstes Ende 235 aufweist, sowie ein zweites Ende 236. Wie in 2 detaillierter dargestellt ist, ist das erste Ende 235 einer jeden Verbindungsleitung 23 elektrisch an eine erste Elektrode 21 der betreffenden Transistorzellen 30 angeschlossen, und die zweiten Enden 236 sind elektrisch an ein gemeinsames Kontaktpad 41 des Transistors 100 angeschlossen. Deshalb werden die zweiten Enden 236 auch als „Anschlussstellen“ bezeichnet. Beispielsweise kann es sich bei den ersten Elektroden 21 um Feldplatten handeln, von denen eine jede unterhalb der Gateelektroden der Transistorzellen 30 angeordnet ist, und bei dem gemeinsamen Kontaktpad 41 kann es sich um ein Sourcepad des Transistors 100 handeln. Andere Ausgestaltungen, bei denen es sich bei den ersten Elektroden um Gateelektroden der Transistorzellen 30 handelt und bei dem gemeinsamen Kontaktpad um ein Gatepad des Transistors 100, werden unter Bezugnahme auf die 13 und folgende erläutert.
  • 13 ist eine vertikale Schnittansicht der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltungen gemäß 2 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein erstes Beispiel zur Realisierung der Widerstandsabschnitte veranschaulicht. Die Schnittebene A-A verläuft durch eine Transistorzelle 30, die eine Feldelektrode 21 und eine Gateelektrode 22 aufweist, die in einem gemeinsamen, in dem Halbleiterkörper 1 ausgebildeten Graben angeordnet sind. Die Gateelektrode 22 ist zusammen mit den Gateelektroden 22 der anderen Transistorzellen 30 elektrisch an ein gemeinsames Gatekontaktpad 43 angeschlossen.
  • Der Halbleiterkörper 1 weist eine Anzahl von dotierten Halbleiterzonen auf, von denen lediglich zwei (Bezugszeichen 15 und 16) in dem Schnitt zu sehen sind. Die dotierten Halbleiterzonen werden unter Bezugnahme auf 9 erläutert. Die Transistorzellen 30 sind in dem aktiven Transistorgebiet 18 angeordnet. Ein Dielektrikum 50 isoliert die erste Elektrode 21 dielektrisch gegenüber der Halbleiterzone 15 und gegenüber der Gateelektrode 22. Das Dielektrikum 50 kann aus demselben dielektrischen Material bestehen oder aus verschiedenen dielektrischen Materialien zusammengesetzt sein.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dienen die ersten Elektroden 21 als Feldplatten, die einen signifikanten Teil der Äquipotentiallinien des elektrischen Potentials dazu veranlassen, durch den vergleichsweise dicken Abschnitt des Dielektrikums 50 zwischen der ersten Elektrode 21 und der Driftzone 15 im Wesentlichen parallel zu den ersten Elektroden 21 zu verlaufen.
  • Eine jede der ersten Elektroden 21 ist elektrisch an ein erstes Ende 235 einer Verbindungsleitung 23 angeschlossen. Ein zweites Ende 236 der Verbindungsleitung 23 ist an ein Kontaktpad 41 (bei diesem Ausführungsbeispiel eine Sourceelektrode) des Transistors 100 angeschlossen. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung sind die Stellen, an denen die zweiten Enden 236 der Verbindungsleitungen 23 in physikalischem und elektrischem Kontakt mit einem gemeinsamen Kontaktpad (dem Sourcekontaktpad 41) stehen, auch als „Verbindungsstellen“ bezeichnet und mit dem selben Bezugszeichen (hier: 236) gekennzeichnet wie die zweiten Enden.
  • Eine jede der Verbindungsleitungen 23 weist einen Widerstandsabschnitt 231 auf, einen optionalen Abschnitt 232, der zwischen dem Widerstandsabschnitt 231 und dem ersten Ende 235 angeordnet ist, einen optionalen Abschnitt 233, der sowohl unterhalb des Niveaus der Oberseite der ersten Elektrode 21 angeordnet als auch elektrisch zwischen den Widerstandsabschnitt 231 des zweiten Endes 236 und einem optionalen Abschnitt 234 angeordnet ist, der zwischen dem zweiten Ende und dem Niveau der Oberseite der ersten Elektrode 21 angeordnet ist. In dieser Hinsicht ist das Niveau der Oberseite der ersten Elektrode 21 als die Tangentenebene angesehen, die parallel zu einer Unterseite 12 des Halbleiterkörpers 1 durch die Oberseiten der ersten Elektroden 21 verläuft. Die Unterseite 12 erstreckt sich in einer Ebene, die durch eine erste laterale Richtung r1 und eine zu der ersten lateralen Richtung r1 senkrechte zweite laterale Richtung r2 definiert wird. Eine vertikale Richtung v verläuft senkrecht sowohl zu der ersten, als auch zu der zweiten lateralen Richtung r1, r2.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Widerstandsabschnitt 231 im Vergleich zu dem spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens einem oder beiden der Abschnitte 232, 233, die unmittelbar an den Widerstandsabschnitt 231 angrenzen, einen erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand auf. Bei anderen Ausgestaltungen kann der Widerstandsabschnitt 231 unmittelbar angrenzend an das erste Ende 235 angeordnet sein, oder, wie in 4 gezeigt, unmittelbar angrenzend an das zweite Ende 236. Bei der Ausgestaltung gemäß 4 erstreckt sich der Widerstandsbereich 231 vom Niveau der Oberseite der ersten Elektrode 21 bis zum zweiten Ende 236.
  • Weiterhin kann der Widerstandsabschnitt 231 bei Ausführungsbeispielen im Vergleich zum spezifischen elektrischen Widerstand der betreffenden ersten Elektrode 21 optional einen lokal erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen.
  • Bei der in 5 gezeigten Ausgestaltung ist der Widerstandsabschnitt 231 durch eine lokal verringerte Querschnittsfläche der Verbindungsleitung 23 gebildet, die beispielsweise durch einen Einschnitt 230 gebildet werden kann, der sich in die Verbindungsleitung 23 hinein erstreckt. Der Einschnitt 230 kann sich in der vertikalen Richtung v und/oder – wie in der horizontalen Schnittansicht gemäß 6 gezeigt – in der horizontalen Richtung r2 erstrecken.
  • Bei einer Ausgestaltung, bei der der spezifische elektrische Widerstand des Widerstandsabschnitts gegenüber dem spezifischen elektrischen Widerstand von einem oder beiden der Abschnitte 231, 233, die unmittelbar an den Widerstandsabschnitt 231 angrenzen, lokal erhöht ist, kann der Widerstandsabschnitt 231 aus dotiertem oder undotiertem polykristallinem Halbleitermaterial hergestellt sein. Irgendeine oder sämtliche der Abschnitte 232, 233, 234 können aus dotiertem Halbleitermaterial oder aus Metall hergestellt sein.
  • Entsprechend kann der Widerstandsabschnitt 231 bei jeder Ausgestaltung, bei der der spezifische elektrische Widerstand des Widerstandsabschnitts 231 durch eine lokal verringerte Querschnittsfläche der Verbindungsleitung 23 gebildet ist, aus dotiertem oder undotiertem polykristallinem Halbleitermaterial hergestellt sein, oder aus Metall. Ein beliebiger oder sämtliche der Abschnitte 232, 233, 234 können aus dotiertem oder undotiertem Halbleitermaterial oder aus Metall hergestellt sein.
  • Wie in 6 zu sehen ist, kann die Weite des Grabens, in der die Verbindungsleitung 23 angeordnet ist, konstant sein (siehe auch 8). In 6 weist das elektrisch leitende Material, das in dem in dem Halbleiterkörper 1 gebildeten Graben angeordnet ist, in dem aktiven Transistorgebiet 18 eine erste Weite w1 auf, und in dem nicht-aktiven Transistorgebiet 19 eine zweite Weite w2. Wie in 6 gezeigt ist, kann die erste Weite w1 größer sein als die zweite Weite w2. Allerdings kann die erste Weite w1 auch identisch oder kleiner sein als die zweite Weite w2.
  • Wie weiterhin in 7 gezeigt ist, kann ein Widerstandsabschnitt 231 sowohl durch einen spezifischen elektrischen Widerstand erzeugt werden, der gegenüber dem spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens einem oder beiden der Abschnitte 232, 233, die unmittelbar an den Widerstandsabschnitt 231 angrenzen, lokal erhöht ist, als auch durch eine lokal verringerte Querschnittsfläche der Verbindungsleitung 23.
  • Bei der in 8 gezeigten Ausgestaltung handelt es sich bei der ersten Elektrode 21 um eine Elektrode, die aus einem elektrisch leitenden Material 212, z.B. einem Metall, beispielsweise Wolfram (W), besteht oder ein solches aufweist. Die erste Elektrode 21 kann weiterhin eine Barriereschicht 211 aufweisen, die in dem aktiven Transistorgebiet 18 zwischen dem elektrisch leitenden Material 212 und dem Halbleiterkörper 1 angeordnet ist, um zu verhindern, dass das elektrisch leitende Material 212 signifikant in den Halbleiterkörper 1 eindiffundiert. In dem Fall, dass das elektrisch leitende Material ein dotiertes oder undotiertes polykristallines Halbleitermaterial, z.B. polykristallines Silizium, ist, kann auf die Barriereschicht 211 verzichtet werden. Die Barriereschicht 211 kann beispielsweise eine dünne Schicht sein, die aus Titannitrid (TiN) besteht oder dieses aufweist.
  • Die Verbindungsleitung 23 besitzt einen Widerstandsabschnitt 231, der unmittelbar an die erste Elektrode 21 angrenzt, sowie einen Abschnitt 234, der unmittelbar an den Widerstandsabschnitt 231 angrenzt und der sich von dem Widerstandsabschnitt 231 bis zu dem gemeinsamen Kontaktpad 41 erstreckt. Sowohl der Widerstandsabschnitt 231 als auch der Abschnitt 234 weist dotiertes Halbleitermaterial auf, wobei der spezifische elektrische Widerstand des Abschnitts 234 geringer ist als der spezifische elektrische Widerstand des Widerstandsabschnitts 231.
  • 9 ist eine vertikale Schnittansicht, die in dem aktiven Transistorgebiet 19 genommen ist und die ein erstes Beispiel einer möglichen Zellstruktur veranschaulicht, sowie der Ausführungsbeispiele gemäß 1 in einer Schnittebene G-G bzw. der 3, 4, 5, 7, 14, 15, 16 in einer Schnittebene D-D. Die in 9 (und ebenso in den 10, 11, 14 und 18) gezeigte Verschaltung ist lediglich dazu vorgesehen, die elektrische Verbindung zwischen verschiedenen Teilen des Transistors 100 zu erläutern und enthält keine Information über das physikalische Layout der Schaltung.
  • Der Transistor 100 weist einen Halbleiterkörper 1 mit einer Unterseite 12 und einer von der Unterseite 12 in einer vertikalen Richtung v beabstandeten Oberseite 11 auf. Der Halbleiterkörper 1 weist eine Driftzone 15 von einem ersten Leitungstyp auf, eine Sourcezone 13 vom ersten Leitungstyp, und eine Bodyzone 14 von einem zum ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyp. Die Drainzone 16 ist auf der der Oberseite 11 abgewandten Seite der Driftzone 15 angeordnet. Die Drainzone 16 ist stärker dotiert als die Driftzone 15, und sie kann vom ersten Leitungstyp sein, d.h. vom selben Leitungstyp wie die Driftzone 15, oder sie kann vom zweiten Leitungstyp sein. Ein MOS Transistorbauelement, das als MOSFET ausgebildet ist, erhält man im Fall des ersteren, ein MOS Transistorbauelement, das als IGBT ausgebildet ist, erhält man im zuletzt genannten Fall. Ein Drainkontaktpad kontaktiert physikalisch und elektrisch die Drainzone 16.
  • Eine Dotierungskonzentration der Driftzone 15 kann, beispielsweise, im Bereich von 1013 cm–3 bis 1017 cm–3 liegen, eine Dotierungskonzentration der Sourcezone 13 kann, beispielsweise, im Bereich von 1019 cm–3 bis 1020 cm–3 liegen, und eine Dotierungskonzentration der Drainzone 16 liegt beispielsweise im Bereich von 1019 cm–3 für einen MOSFET und beispielsweise im Bereich von 1017 cm–3 bis 1019 cm–3 für einen IGBT. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck „Dotierungskonzentration“ die Konzentration von Dotierstoffatomen, die den Leitfähigkeitstyp eines dotierten Halbleitergebiets verursachen.
  • Ein Kontaktpad 41 (d.h. ein Sourcekontaktpad) ist elektrisch an die Sourcezone 13 angeschlossen. Die Sourceelektrode 41 ist beispielsweise aus einem Metall oder einem stark dotierten polykristallinen Halbleitermaterial zusammengesetzt, wie beispielsweise Polysilizium (polykristallines Silizium). Optional kann die Sourceelektrode 41 derart an die Bodyzone 14 angeschlossen sein, dass die Sourcezone 13 und die Bodyzone 14 kurz geschlossen sind, wie dies vom Prinzip her bei MOS Transistorbauelementen bekannt ist.
  • Die Transistorzellen 30 weisen Paare auf, von denen ein jedes eine Gateelektrode 22 aufweist, sowie eine erste Elektrode 21, bei der es sich um eine Feldelektrode handelt. Jedes Paar ist in einem gemeinsamen Graben angeordnet, der in dem Halbleiterkörper 1 ausgebildet ist. Die erste Elektrode 21 ist zwischen der Gateelektrode 22 des betreffenden Paars und der Unterseite 12 angeordnet und dielektrisch gegenüber der betreffenden Gateelektrode 22 isoliert. Dabei ist der Abstand zwischen den ersten Elektroden 21 und der Unterseite 12 größer als der Abstand zwischen der Driftzone 15 und der Unterseite 12.
  • Die Gateelektroden 22, die benachbart zu der Bodyzone 14 angeordnet und durch ein Gatedielektrikum 53, beispielsweise ein Halbleiteroxid, das einen Teil des Dielektrikums 50 darstellt, dielektrisch gegenüber dem Halbleiterkörper 1 isoliert ist, dienen dazu, der Bodyzone 14 einen elektrisch leitenden Kanal entlang des Gatedielektrikums 53 zwischen der Sourcezone 13 und der Driftzone 15 zu erzeugen. Das heißt, der leitende Kanal ist gegenüberliegend der Oberfläche des Gatedielektrikums 53 in der Bodyzone 14 angeordnet. Das Gatedielektrikum 53 ist ein zwischen der ersten Elektrode 21 und der Driftzone 15 angeordneter Abschnitt 54 des Dielektrikums 50. Allerdings kann die Dicke des Abschnitts 54, das heißt der Abstand zwischen einer jeden der Feldplatten 21 und der Driftzone 15, kleiner sein als 5 µm.
  • Wie weiterhin in 9 gezeigt ist, kann für eine jede der ersten Elektroden 21 die Differenz d1 – d2 zwischen einer Dicke d1 des Halbleiterkörpers 1 und dem Abstand d2 zwischen der ersten Elektrode 21 und der Unterseite 12 optional wenigstens 0,7 µm betragen.
  • 10 ist eine vertikale Schnittansicht, die in dem aktiven Transistorgebiet 19 des Transistors gemäß den 8 bzw. 12 genommen ist, in einer Schnittebene E-E. Der Querschnitt entspricht auch der in 1 gezeigten Schnittebene B-B. Wie 10 zu entnehmen ist, kann die Barriereschicht 211 U-förmig geformt und mit einem elektrisch leitenden Material 212 gefüllt sein. Sofern die ersten Elektroden 21 eine hohe Stromtragfähigkeit erfordern (was der Fall ist für erste Elektroden 21, die wie gezeigt als Feldplatten dienen), ermöglicht die Verwendung eines Metalls für das elektrisch leitende Material 212 – im Vergleich zu einer ersten Elektrode 21, die aus dotiertem polykristallinem Halbleitermaterial (siehe z.B. 9) hergestellt ist, das einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist – eine Verringerung der Weite der ersten Elektrode 21 damit einhergehend eine Verringerung der Weite der Transistorzellen 30. Allerdings sind aus Gründen der Vereinfachung die Weiten der Zellen 30 in den 10 und 9 identisch dargestellt.
  • 11 ist eine detailliertere Darstellung der Ausgestaltung gemäß 8 und betrifft vertikale Schnittansichten gemäß 1 in einer Schnittebene A-A bzw. gemäß 10 in einer Schnittebene G-G. 12 stellt eine horizontale Schnittansicht der in 11 gezeigten Anordnung in einer Schnittebene K-K dar. „Detaillierter“ bedeutet, dass die Geometrie der dargestellten Elemente einem realen Bauelement ähnlicher ist als das schematische Bild gemäß 8.
  • In den vorangehenden Figuren wurden die ersten Elektroden als Feldplatten 21 beschrieben. Allerdings kann das selbe Prinzip in Verbindung mit Gateelektroden 22 eingesetzt werden, was nun unter Bezugnahme auf die 13 bis 19 erläutert wird, in denen die Gateelektroden 22 auch als „erste Elektroden“ bezeichnet werden.
  • Wie 12 ebenso zu entnehmen ist, muss nicht notwendigerweise die Weite des Grabens, in dem die Verbindungsleitung 23 (siehe auch 1) angeordnet ist, konstant sein. In 12 besitzt das elektrisch leitende Material, das in dem in dem Halbleiterkörper 1 gebildeten Graben angeordnet ist, in dem aktiven Transistorgebiet 18 eine erste Weite w1, die kleiner ist als eine zweite Weite w2, die der Graben in dem nicht-aktiven Transistorgebiet 19 aufweist. Um den optionalen Einschnitt 230, wie er in 5 gezeigt ist, bereit zu stellen, kann das elektrisch leitende Material, das in dem in dem Halbleiterkörper 1 gebildeten Graben angeordnet ist, eine dritte Weite w3 aufweisen, die geringer ist als die erste Weite w1. Ebenso optional kann die dritte Weite w3 kleiner sein als die zweite Weite w2. Bei anderen Ausgestaltungen kann die erste Weite w1 mit der zweiten Weite w2 identisch oder größer als diese sein.
  • 13 veranschaulicht, ähnlich zu der Anordnung gemäß 2, die Verschaltung der ersten Elektroden 22 und der Verbindungsleitungen mit den integrierten Widerstandsabschnitten in 1 veranschaulichten Ausgestaltungen mit dem Unterschied, dass die ersten Elektroden 22 über entsprechende Verbindungsleitungen 24 elektrisch an ein gemeinsames Gatekontaktpad 43 angeschlossen sind.
  • 14 ist eine vertikale Schnittansicht eines Abschnitts der Anordnung gemäß 1, die die Verschaltung gemäß 3 aufweist, in einer Schnittebene A-A, was ein erstes Beispiel zur Realisierung des Widerstandsabschnitts 241 veranschaulicht. Die Schnittebene A-A verläuft durch eine Transistorzelle 30, die eine Feldelektrode 21 und eine erste Elektrode 22 (hier eine Gateelektrode) aufweist, die in einem gemeinsamen Graben angeordnet sind, welcher in dem Halbleiterkörper 1 ausgebildet ist. Die Struktur der Transistorzellen 30 und daher des Querschnitts in der Schnittebene D-D kann ebenso sein, wie oben unter Bezugnahme auf 9 erläutert.
  • Die Transistorzellen 30 sind ebenfalls in dem aktiven Transistorgebiet 18 angeordnet. Die Feldelektrode 21 ist, zusammen mit den Feldelektroden 21 der anderen Transistorzellen 30, elektrisch an ein gemeinsames Kontaktpad 41, das Sourcekontaktpad, angeschlossen.
  • Bei der vorliegenden Ausgestaltung dienen die ersten Elektroden 22 als Gateelektroden und sie besitzen die Funktion, wie oben beschrieben einen elektrisch leitenden Kanal in der Bodyzone auszubilden. Jede der ersten Elektroden 22 ist elektrisch an ein erstes Ende 245 einer Verbindungsleitung 24 angeschlossen. Ein zweites Ende 246 der Verbindungsleitung ist an ein Kontaktpad 43 des Transistors 100, in dieser Ausgestaltung ein Gatekontaktpad, angeschlossen. In der vorliegenden Offenbarung sind die Stellen, an denen die zweiten Enden 246 der Verbindungsleitungen 24 in physikalischem und elektrischem Kontakt mit einem gemeinsamem Kontaktpad (hier das Gatekontaktpad 43) stehen, auch als „Verbindungsstellen“ bezeichnet und mit demselben Bezugszeichen (hier: 246) gekennzeichnet wie die zweiten Enden.
  • Eine jede der Verbindungsleitungen 24 enthält einen Widerstandsabschnitt 241, sowie einen optionalen Abschnitt 242, der zwischen dem Widerstandsabschnitt 241 und dem ersten Ende 245 angeordnet ist. Der Widerstandsabschnitt 241 besitzt im Vergleich zum spezifischen elektrischen Widerstand des Abschnitts 242, der unmittelbar an den Widerstandsabschnitt 241 angrenzt, einen lokal erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand. Bei anderen Ausgestaltungen kann der Widerstandsabschnitt 241 unmittelbar angrenzend an das erste Ende 245 oder sowohl vom ersten als auch vom zweiten Ende 245, 246 beabstandet angeordnet sein. Die Verbindungsleitungen 24 können aus dotiertem polykristallinem Halbleitermaterial hergestellt sein, das im Bereich des Widerstandsabschnitts 241 eine verringerte Dotierungskonzentration aufweist, so dass der Widerstandsabschnitt 241 mit dem spezifischen elektrischen Widerstand des Abschnitts 242 einen verringerten spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.
  • Bei der in 15 veranschaulichten Ausgestaltung ist der Widerstandsabschnitt 241 durch eine lokal reduzierte Querschnittsfläche der Verbindungsleitung 24 gebildet, die beispielsweise durch einen Einschnitt 240 erzielt werden kann, der sich in die Verbindungsleitung 24 hinein erstreckt. Der Einschnitt 240 kann sich in der vertikalen Richtung v und/oder – auf dieselbe Weise, wie dies in der horizontalen Schnittansicht gemäß 6 für den Einschnitt 230 veranschaulicht ist – in der horizontalen Richtung r2 erstrecken. Wie 15 ebenso zu entnehmen ist, kann die Verbindungsleitung 24 einen oder mehrere weitere Widerstandsabschnitte 242, 243 und 244 aufweisen.
  • Bei der in 16 veranschaulichten Ausgestaltung ist der Widerstandsabschnitt 241 durch eine Kombination der unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschriebenen Prinzipien gebildet, d.h. durch eine im Bereich des Widerstandsabschnitts 241 lokal reduzierte Querschnittsfläche der Verbindungsleitung 24, sowie durch einen im Bereich des Widerstandsabschnitts 241 lokal erhöhten spezifischen Widerstand.
  • In den 14, 15 und 16 ist die Schnittansicht in der Schnittebene D-D dieselbe, wie sie oben unter Bezugnahme auf 9 erläutert wurde.
  • Eine Anzahl von Ausgestaltungen zum elektrischen Verbinden einer ersten Elektrode mit einem Kontaktpad wurde beispielsweise unter Verwendung einer Feldelektrode oder Feldplatte 21 erläutert, die an ein Sourcekontaktpad 41 angeschlossen ist, und für eine Gateelektrode 22, die an ein Gatekontaktpad 43 angeschlossen ist. Die Prinzipien, Ausführungen und Materialien, welche im Hinblick auf die Verbindung zwischen der Feldelektrode oder Feldplatte 21 und einem Sourcekontaktpad 41 erwähnt wurden, können ebenso auf die Verbindung zwischen einer Gateelektrode 22 und ein Gatekontaktpad 43 angewendet werden. Umgekehrt können die Prinzipien, Ausführungen und Materialien, die im Hinblick auf die Verbindung zwischen der Gateelektrode und einem Gatekontaktpad 41 erwähnt wurden, ebenso auf die Verbindung zwischen einer Feldelektrode oder Feldplatte 22 und einem Sourcekontaktpad 41 angewendet werden.
  • Weiterhin kann der erste Leitungstyp 'n' und der zweite Leitungstyp 'p' sein, wie dies durchgängig in den Zeichnungen dargestellt ist. Alternativ kann bei anderen Ausgestaltungen der erste Leitungstyp 'p' und der zweite Leitungstyp 'n' sein.
  • Die in der obigen Beschreibung erwähnten Source-, Drain- und Gatekontaktpads 41, 42 und 43 können an der Oberfläche des Halbleiterchips 100 frei liegen, um eine externe elektrische Verbindung zu ermöglichen. Diese Pads 41, 42, und 43 können Metall wie beispielsweise Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung aufweisen oder daraus bestehen, oder dotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweisen oder daraus bestehen.
  • Gemäß einem weiteren optionalen Aspekt kann eine jede der ersten Elektroden 21, 22 in einer zu der vertikalen Richtung v senkrechten ersten lateralen Richtung r1 einen ersten Widerstand pro Länge aufweisen, und jede der Verbindungsleitungen 23, 24 kann in ihrem Widerstandsabschnitt 231, 241 und ebenfalls in der ersten lateralen Richtung r1 einen zweiten Widerstand pro Länge aufweisen. Dabei kann für jede der Verbindungsleitungen 23, 24 das Verhältnis zwischen dem zweiten Widerstand pro Länge und dem ersten Widerstand pro Länge der die betreffende Verbindungsleitung 23, 24 kontaktierenden ersten Elektrode 21, 22 größer sein als 1.
  • Der Halbleiterchip gemäß den vorliegenden Ausgestaltungen kann aber muss nicht notwendigerweise das Ladungsträgerkompensationsprinzip anwenden. Das bedeutet, unter anderem, dass ein Halbleiterchip gemäß der vorliegenden Offenbarung Feldplatten, wie sie eingangs beschrieben wurden, aufweisen kann oder nicht. Weiterhin kann eine Gateelektrode 21 eines Halbleiterchips gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem in dem Halbleiterkörper des Halbleiterchips ausgebildeten Graben angeordnet sein, allerdings ist dies nicht notwendigerweise erforderlich. Das bedeutet, unter anderem, dass eine Gateelektrode auch eine sogenannte „planare Gateelektrode“ oder „ebene Gateelektrode“ sein kann, die auf der Oberseite des Halbleiterkörpers des Halbleiterchips angeordnet ist. Ein Beispiel für einen Halbleiterchip 100, der eine Zellstruktur mit planaren Gateelektroden 22 aufweist, ist in 17 gezeigt, die eine Schnittansicht in einer in 1 dargestellten Ebene B-B darstellt. Die planaren Gateelektroden 22, die sich parallel zueinander in einer Richtung r1 erstrecken können, welche senkrecht zur Zeichenebene verläuft, sind oberhalb der Oberseite 11 des Halbleiterkörpers 1, aber nicht in einem in dem Halbleiterkörper 1 ausgebildeten Graben angeordnet. Das Sourcekontaktpad 41 kontaktiert die Sourcezonen 13 unmittelbar. Die Bodyzonen 14 verbinden sowohl die Sourcezonen 13 als auch die Driftzonen 15 direkt. Das Dielektrikum 50 isoliert die Gateelektroden 22 elektrisch sowohl gegenüber dem Halbleiterkörper 1 als auch dem Sourcepad 41.
  • Abgesehen von den Tatsachen, dass die Gateelektroden 22 nicht in in dem Halbleiterkörper 1 ausgebildeten Gräben angeordnet sind und dass der Halbleiterchip 100 keine Feldelektroden zur Realisierung eines Kompensationsbauelements aufweist, kann der elektrische Widerstand der Gateelektroden 22 und der Verbindungsleitungen 24, die die Gateelektroden 22 elektrisch mit dem Gatepad 43 verbinden, auf die selbe Weise eingestellt werden, wie dies oben beschrieben wurde, d.h. durch die Bereitstellung eines Einschnitts 240 in der Verbindungsleitung 24, wie dies unter Bezugnahme auf 15 erläutert wurde, und/oder durch die Bereitstellung unterschiedlicher Widerstandsabschnitte 241, 242, 243, wie dies unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 erläutert wurde.
  • Unter Bezugnahme auf die 18A bis 22A werden nun verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer ersten Elektrode 30 und einer Verbindungsleitung 23, die elektrisch an diese erste Elektrode angeschlossen ist, veranschaulicht. Ein derartiges Verfahren kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein Halbleiterbauelement 100 herzustellen, wie es in den 11 und 12 gezeigt ist. Die 18A, 19A, 20A und 21A stellen Schnittansichten der in den 18B, 19B, 20B bzw. 21B gezeigten Anordnungen dar, und zwar in der selben Schnittebene K-K.
  • Entsprechend den 18A und 18B wird in dem Halbleiterkörper 1 durch maskiertes anisotropes Ätzen ein Graben 6 erzeugt. Der Graben 6 erstreckt sich von der Oberseite 11 des Halbleiterkörpers 1 in Richtung der Unterseite 12 des Halbleiterkörpers 1 in den Halbleiterkörper 1. Zum Ätzen kann eine Maske verwendet werden, die über der Oberseite 11 liegt und die eine Öffnung in dem Bereich des zu ätzenden Grabens 6 aufweist.
  • Der Graben 6 weist einen ersten Abschnitt 61 auf, der im Bereich des herzustellenden aktiven Transistorgebiets 18 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 62, der im Bereich des herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiets 19 angeordnet ist. In dem ersten Abschnitt 61 besitzt der Graben 6 eine erste Weite t1 und in dem zweiten Abschnitt 62 eine zweite Weite t2, die größer ist als die erste Weite t1. Die 18A und 18B veranschaulichen die Anordnung nach der Fertigstellung des Grabens 6.
  • Nachfolgend wird, wie in den 19A und 19B gezeigt ist, eine dielektrische Schicht 50 erzeugt, die die Oberfläche des Grabens 6 bedeckt. Beispielsweise kann die dielektrische Schicht 50 durch thermisches Oxidieren einer Oberflächenschicht des Halbleiterkörpers 1 hergestellt werden. Alternativ kann die dielektrische Schicht 50 durch konformes Abscheiden eines dielektrischen Materials auf der Oberfläche des Grabens erzeugt werden. In jedem Fall weist der nach der Fertigstellung der dielektrischen Schicht 50 verbleibende Graben 6' in dem herzustellenden aktiven Transistorgebiet 18 eine erste Weite w1 und in dem herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiet 19 eine zweite Weite w2 auf, die größer ist als die erste Weite w1.
  • Dann werden in dem verbleibenden Graben 6' ein oder mehrere elektrisch leitende Schichten 211, 212 aus einem oder mehreren ersten elektrisch leitenden Materialien konform auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht 50 abgeschieden, so dass der verbleibende Graben 6' in dem herzustellenden aktiven Transistorgebiet 18 vollständig gefüllt ist (d.h. in dem ersten Abschnitt 61 des vorherigen Grabens 6), und dass der verbleibende Graben 6' in dem herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiet 19 (d.h. in dem zweiten Abschnitt 62 des vorherigen Grabens 6) nicht vollständig gefüllt ist. Wie in den 20A und 20B im Ergebnis gezeigt ist, ist der vorherige zweite Abschnitt 62 vollständig gefüllt, wohingegen ein Abschnitt 62'' des vorherigen Grabens 6 ungefüllt bleibt.
  • In einem nachfolgenden Schritt können die elektrisch leitenden Schichten 211, 212 isotrop geätzt werden, so dass die Schichten 211, 212 in dem herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiet 19 vollständig und in dem herzustellenden aktiven Transistorgebiet 18 nur teilweise entfernt werden. In jedem Fall verbleibt, wie in den 21A und 21B zu sehen ist, eine unterbrochene Schicht des dielektrischen Materials 50, das die Oberfläche des früheren Grabens 6 in dem herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiet überdeckt. In dem herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiet 19 bleibt ein Abschnitt 62''' des früheren Grabens 6 ungefüllt.
  • Nachfolgend wird der Abschnitt 62''' mit einem zweiten elektrisch leitenden Material 231 gefüllt. Das Ergebnis ist in den 22A und 22B gezeigt. Das zweite elektrisch leitende Material 231 kann von dem wenigstens einen ersten elektrisch leitenden Material 211, 212 verschieden sein. Ein in dem herzustellenden aktiven Transistorgebiet 18 angeordneter Rest des ersten elektrisch leitenden Materials oder der ersten elektrisch leitenden Materialien 211, 212 bildet die erste Elektrode 30. Entsprechend bildet ein in dem herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiet 19 angeordneter Rest des zweiten elektrisch leitenden Materials oder der zweiten elektrisch leitenden Materialien 231 die Verbindungsleitung 23, oder einen Teil der Verbindungsleitung 23.
  • Räumlich relative Begriffe wie "unter", "unterhalb", "niedriger", "über", "obere" und dergleichen werden zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet, um die Positionierung von einem Element relativ zu einem zweiten Element zu erläutern. Diese Ausdrücke sollen Ausrichtungen mit einschließen, die verschieden sind von den in den Figuren gezeigten. Weiterhin werden Ausdrücke wie "erste", "zweite" und dergleichen auch dazu verwendet, verschiedene Elemente, Bereich, Abschnitte etc. zu beschreiben und sie sind nicht beschränkend gemeint. Gleiche Ausdrücke beziehen sich durch die gesamte Beschreibung hindurch auf gleiche Elemente.
  • Die hierin verwendeten Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und dergleichen sind offene Ausdrücke, die das Vorhandensein des genannten Elements oder Merkmals angeben, die aber zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel "ein", "eine" und "der/die/das" sollen die Mehrzahl ebenso mit einschließen wie die Einzahl., sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.
  • Es ist zu verstehen, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Obwohl hierin spezielle Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass eine Vielfalt von alternativen und/oder äquivalenten Ausführungen die speziellen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele ersetzen kann, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Diese Anmeldung soll beliebige Anpassungen oder Variationen der speziellen, hierin diskutierten Ausführungsbeispiele abdecken. Deshalb ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.

Claims (27)

  1. Ein Halbleiterchip (100), der aufweist: einen Halbleiterkörper (1) mit einer Unterseite (12), sowie mit einer Oberseite (11), die in einer vertikalen Richtung (v) von der Unterseite (12) beabstandet ist; ein aktives Transistorgebiet (18) und ein nicht-aktives Transistorgebiet (19); eine in dem Halbleiterkörper (1) ausgebildete Driftzone (15); ein Kontaktanschlusspad (41, 43) zur externen Kontaktierung des Halbleiterchips (100); eine Vielzahl von Transistorzellen (30), die in dem Halbleiterkörper (1) ausgebildet sind, wobei eine jede der Transistorzellen (30) eine erste Elektrode (21, 22) aufweist; und eine Vielzahl von Verbindungsleitungen (23), von denen eine jede eine andere der ersten Elektroden (21, 22) an einer Verbindungsstelle (236) der betreffenden Verbindungsleitung (23) elektrisch mit dem Kontaktanschlusspad (41, 43) verbindet, wobei eine jeder der Verbindungsleitungen (23) einen Widerstandsabschnitt (231) aufweist, der gebildet ist aus wenigstens einem von: einer lokal reduzierten Querschnittsfläche; einem lokal erhöhten spezifischen Widerstand, und wobei eine jede der Verbindungsstellen (236) und jeder der Widerstandsabschnitte (231) im ein nicht-aktives Transistorgebiet (19) angeordnet ist.
  2. Halbleiterchip nach Anspruch 1, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21, 22) in einem in dem Halbleiterkörper (1) ausgebildeten Graben angeordnet ist.
  3. Halbleiterchip nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Transistorzellen (30) eine längliche Gestalt aufweisen; und die ersten Elektroden (21, 22) der Transistorzellen (30) eine längliche Gestalt aufweisen und in einer zur vertikalen Richtung (v) senkrechten lateralen Richtung (r1) parallel zueinander verlaufen.
  4. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der Verbindungsleitungen (23) einen ersten Einschnitt (230) in dem Widerstandsabschnitt (231) aufweisen.
  5. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine jede der Verbindungsleitungen (23) in dem Widerstandsabschnitt (231) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen: einen ersten Einschnitt (230), der sich in einer Richtung parallel zur vertikalen Richtung (v) in die betreffende Verbindungsleitung (23) hinein erstreckt; einen zweiten Einschnitt, der sich in einer Richtung senkrecht zur vertikalen Richtung (v) in die betreffende Verbindungsleitung (23) hinein erstreckt.
  6. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der Verbindungsleitungen (23) in dem Widerstandsabschnitt (231) einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der höher ist als wenigstens einer der folgenden spezifischen elektrischen Widerstände: ein spezifischer elektrischer Widerstand eines ersten Abschnitts (232) der Verbindungsleitung (23), wobei der erste Abschnitt (232) elektrisch zwischen den Widerstandsabschnitt (231) und die betreffende erste Elektrode (21, 22) geschaltet ist; und ein spezifischer elektrischer Widerstand eines zweiten Abschnitts (233, 234) der Verbindungsleitung (23), wobei der zweite Abschnitt (233, 234) elektrisch zwischen den Widerstandsabschnitt (231) und das Kontaktanschlusspad (41, 43) geschaltet ist.
  7. Halbleiterchip nach Anspruch 6, bei dem der erste Abschnitt (232) einer jeden der Verbindungsleitungen (23) ein dotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweist.
  8. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der Verbindungsleitungen (23) einen ersten Abschnitt (232) aufweist, wobei der erste Abschnitt (232) elektrisch zwischen den Widerstandsabschnitt (231) und die betreffende erste Elektrode (21, 22) geschaltet ist; der Widerstandsabschnitt (231) dotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweist, das eine erste Dotierungskonzentration besitzt; der erste Abschnitt (232) dotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweist, das eine zweite Dotierungskonzentration besitzt; und die zweite Dotierungskonzentration größer ist als die erste Dotierungskonzentration.
  9. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der Verbindungsleitungen (23) einen zweiten Abschnitt (233) der Verbindungsleitung (23) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (232) elektrisch zwischen den Widerstandsabschnitt (231) und die Verbindungsstelle (236) der betreffenden Verbindungsleitung (23) geschaltet ist; der Widerstandsabschnitt (231) dotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweist, das eine erste Dotierungskonzentration besitzt; der zweite Abschnitt (233) dotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweist, das eine dritte Dotierungskonzentration besitzt; und die dritte Dotierungskonzentration größer ist als die erste Dotierungskonzentration.
  10. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der ersten Elektroden (22) eine Gateelektrode ist.
  11. Halbleiterchip nach Anspruch 10, bei dem eine jede der Gateelektroden (22) elektrisch mit dem Kontaktanschlusspad (43) verbunden ist, und bei dem das Kontaktanschlusspad (43) ein Gateelektrodenpad ist.
  12. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21) eine Feldplatte ist, die benachbart zur Driftzone (15) angeordnet ist.
  13. Halbleiterchip nach Anspruch 12, bei dem ein Abstand zwischen einer jeden der Feldplatten (21) und der Driftzone (15) kleiner ist als 5 µm.
  14. Halbleiterchip nach Anspruch 12 oder 13, bei dem eine jede der Feldplatten (21) elektrisch mit dem Kontaktanschlusspad (41) verbunden ist, und bei dem das Kontaktanschlusspad (41) ein Sourceelektrodenpad ist.
  15. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine Sourcemetallisierung (41) aufweist, die auf der Oberseite (11) angeordnet ist, sowie eine Drainmetallisierung (42), die auf der Unterseite (12) angeordnet ist.
  16. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21, 22) einen zweiten Einschnitt aufweist, der sich von der der Unterseite (12) abgewandten Seite der betreffenden ersten Elektrode (21, 22) in die betreffende erste Elektrode (21, 22) hinein erstreckt und der mit einer dielektrischen Füllung (51) gefüllt ist, die einen Festkörper aufweist.
  17. Halbleiterchip nach Anspruch 16, bei dem für eine jede der ersten Elektroden (21, 22) ein Abstand zwischen der dielektrischen Füllung (51) dieser erste Elektrode (21, 22) und der Driftzone (15) kleiner ist als 5 µm.
  18. Halbleiterchip nach Anspruch 16 oder 17, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21, 22) eine Metallschicht aufweist.
  19. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21, 22) aufweist: ein elektrisch leitendes Material (212); und eine zwischen dem elektrisch leitenden Material (212) und der Driftzone (15) angeordnete Barriereschicht (211), die Titannitrid (TiN) aufweist.
  20. Halbleiterchip nach Anspruch 19, bei dem wenigstens eines der folgenden Merkmale zutrifft. das elektrisch leitende Material (212) enthält Wolfram; und die Barriereschicht (211) enthält Titannitrid (TiN).
  21. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21, 22) in einer zur vertikalen Richtung (v) senkrechten ersten lateralen Richtung (r1) einen ersten Widerstand pro Länge aufweist; eine jede der Verbindungsleitungen (23) in ihrem Widerstandsabschnitt (231) in der ersten lateralen Richtung (r1) einen zweiten Widerstand pro Länge aufweist; und für jede der Verbindungsleitungen (23) das Verhältnis zwischen dem zweiten Widerstand und dem ersten Widerstand derjenigen ersten Elektrode (21), die die betreffende Verbindungsleitung (23) kontaktiert, größer ist als 1.
  22. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem für eine jede der ersten Elektroden (21, 22) die Differenz zwischen eine Dicke (d1) des Halbleiterkörpers (1) und dem Abstand (d2) zwischen der ersten Elektrode (21, 22) und der Unterseite (12) kleiner ist als 0,7 µm.
  23. Halbleiterchip nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine Vielzahl von in dem Halbleiterkörper (1) ausgebildeten Gräben aufweist, wobei in einem jeden der Gräben eine der ersten Elektroden (21, 22) und die Verbindungsleitung (23), die die erste Elektrode (21, 22) elektrisch mit dem Kontaktanschlusspad (41, 43) verbindet, angeordnet sind.
  24. Halbleiterchip nach Anspruch 23, bei dem ein elektrisch leitendes Material, das in jedem der Gräben angeordnet ist, in einem ersten Abschnitt (18) in dem die betreffende erste Elektrode (21, 22) angeordnet ist, eine erste Weite (w1) aufweist, und in einem zweiten Abschnitt (19), in dem die betreffende Verbindungsleitung (23) angeordnet ist, eine zweite Weite (w2) aufweist, die weiter ist als die erste Weite (w1).
  25. Halbleiterchip nach Anspruch 23, bei dem eine jede der ersten Elektroden (21, 22) und die Verbindungsleitung (23), die die erste Elektrode (21, 22) mit dem Kontaktanschlusspad (41, 43) verbindet, einen zusammenhängenden Kompositleiter bildet; ein jeder der Kompositleiter eine Grenzstelle aufweist, an der die erste Elektrode (21, 22) von diesem Kompositleiter in physikalischem Kontakt mit der Verbindungsleitung (23) von diesem Kompositleiter steht; und ein jeder der Kompositleiter (23) eine in einer lateralen Richtung von der betreffenden ersten Elektrode (21, 22) zu der betreffenden Verbindungsleitung (23), einen Widerstand pro Länge aufweist, der sich an der Grenzstelle um einen Faktor von wenigstens 2 erhöht.
  26. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips (100), wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (1) mit einer Unterseite (12), sowie mit einer Oberseite (11), die in einer vertikalen Richtung (v) von der Unterseite (12) beabstandet ist; Erzeugen eines aktiven Transistorgebiets (18) und eines nicht-aktiven Transistorgebiets (19) in dem Halbleiterkörper (1), so dass der Halbleiterkörper (1) als integrierte Teile aufweist: – eine Driftzone (15); – ein Kontaktanschlusspad (41, 43) zur externen Kontaktierung des Halbleiterchips (100); und – eine Vielzahl von Transistorzellen (30); wobei eine jede der Transistorzellen (30) eine erste Elektrode (21, 22) aufweist, wobei eine jede von einer Vielzahl von Verbindungsleitungen (23) eine andere der ersten Elektroden (21, 22) an einer Verbindungsstelle (236) der betreffenden Verbindungsleitung (23) elektrisch mit dem Kontaktanschlusspad (41, 43) verbindet, wobei eine jeder der Verbindungsleitungen (23) einen Widerstandsabschnitt (231) aufweist, der gebildet ist aus wenigstens einem von: einer lokal reduzierten Querschnittsfläche; einem lokal erhöhten spezifischen Widerstand, und wobei eine jede der Verbindungsstellen (236) und jeder der Widerstandsabschnitte (231) im ein nicht-aktives Transistorgebiet (19) angeordnet ist.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem eine jede der Verbindungsleitungen (23) hergestellt wird durch: Erzeugen eines Grabens (6), der einen ersten Abschnitt (61) aufweist, welcher im Bereich des herzustellenden aktiven Transistorgebiets (18) angeordnet ist; und einen zweiten Abschnitt (62), welcher im Bereich des herzustellenden nicht-aktiven Transistorgebiets (19) angeordnet ist; Konformes Abscheiden eines ersten elektrisch leitenden Materials (211, 212) in dem Graben (6) derart, dass das ersten elektrisch leitende Material (211, 212) den ersten Abschnitt (61) vollständig füllt und den zweiten Abschnitt (62) unvollständig; isotropes Ätzen des ersten elektrisch leitenden Materials (211, 212) derart, dass das erste elektrisch leitende Material (211, 212) vollständige aus dem zweiten Graben (62) entfernt wird und dass ein Rückstand des ersten elektrisch leitenden Materials (211, 212) in dem ersten Graben (61) verbleibt; und nach dem isotropen Ätzen des ersten elektrisch leitenden Materials (211, 212): Abscheiden eines zweiten elektrisch leitenden Materials (231) in dem zweiten Abschnitt (62), wobei das zweite elektrisch leitende Material (231) eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die sich von einer elektrischen Leitfähigkeit des ersten elektrisch leitenden Materials (211, 212) unterscheidet.
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