DE102015116579A1 - Superjunction semiconductor device and manufacturing method - Google Patents

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Abstract

In einem Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung beschrieben. Ein erstes Muster von ersten Trenches (108) wird in einem Halbleiterkörper (105) gebildet. Das erste Muster umfasst einen ersten Mitte-Mitte-Abstand (p1) längs einer ersten lateralen Richtung (x). Erste Bereiche werden gebildet und sind gemäß dem ersten Muster angeordnet. Danach wird ein zweites Muster von zweiten Trenches (114) in dem Halbleiterkörper (105) gebildet. Das zweite Muster umfasst einen zweiten Mitte-Mitte-Abstand (p2) längs der ersten lateralen Richtung (x). Ein Versatz zwischen den ersten und zweiten Mustern längs der ersten lateralen Richtung (x) ist geringer als jeder der ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände (p1, p2). Zweite Bereiche werden gebildet und sind gemäß dem zweiten Muster angeordnet.In one embodiment, a method of manufacturing a semiconductor device is described. A first pattern of first trenches (108) is formed in a semiconductor body (105). The first pattern includes a first center-to-center distance (p1) along a first lateral direction (x). First areas are formed and arranged according to the first pattern. Thereafter, a second pattern of second trenches (114) is formed in the semiconductor body (105). The second pattern includes a second center-to-center distance (p2) along the first lateral direction (x). An offset between the first and second patterns along the first lateral direction (x) is less than each of the first and second center-to-center distances (p1, p2). Second regions are formed and arranged according to the second pattern.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Superjunction- bzw. Superübergang-(SJ-)Halbleitervorrichtungen, beispielsweise SJ-Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (SJ IGFETs) oder SJ-Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (SJN IGBTs) beruhen auf wechselseitiger Raumladungskompensation von n- und p-dotierten Bereichen in einem Halbleiterkörper, um einen verbesserten Abgleich bzw. Ausgleich zwischen geringem Fläche-spezifischem Einschaltwiderstand Ron × A und hoher Durchbruchspannung Vbr zwischen Lastanschlüssen, wie Source und Drain, zu erlauben. Wenn SJ-Halbleitervorrichtungen zu kleineren Mitte-Mitte-Abständen bzw. Pitches in Kombination mit substantiellen bzw. wesentlichen Tiefen von Ladungskompensationsbereichen geschrumpft werden, werden Herstellungsprozesse hinsichtlich Prozessstabilität und Zuverlässigkeit herausfordernd.Superjunction (SJ) semiconductor devices, for example, SJ insulated gate field effect transistors (SJ IGFETs) or SJ bipolar insulated gate transistors (SJN IGBTs) are based on mutual space charge compensation of n- and p-doped regions in a semiconductor body, to allow an improved balance between low area-specific on-resistance Ron × A and high breakdown voltage Vbr between load terminals, such as source and drain. As SJ semiconductor devices shrunk to smaller center-to-center pitches in combination with substantial depths of charge compensation regions, manufacturing processes become challenging in terms of process stability and reliability.

Es ist wünschenswert, Stabilität und Zuverlässigkeit eines Herstellungsprozesses von SJ-Halbleitervorrichtungen zu verbessern und jeweilige SJ-Halbleitervorrichtungen vorzusehen.It is desirable to improve stability and reliability of a manufacturing process of SJ semiconductor devices and to provide respective SJ semiconductor devices.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen definiert. Weitere Ausführungsforme sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The invention is defined in the independent claims. Further embodiments are given in the dependent claims.

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Superjunction-Halbleitervorrichtung. Ein erstes Muster bzw. eine erste Struktur von ersten Trenches bzw. Gräben wird in einem Halbleiterkörper gebildet. Das erste Muster umfasst einen ersten Mitte-Mitte-Abstand längs einer ersten lateralen Richtung. Erste Bereiche sind gebildet und gemäß dem ersten Muster angeordnet. Danach wird ein zweites Muster von zweiten Trenches bzw. Gräben in dem Halbleiterkörper gebildet. Das zweite Muster umfasst einen zweiten Mitte-Mitte-Abstand längs der ersten lateralen Richtung. Ein Versatz bzw. Offset zwischen den ersten und zweiten Mustern längs der ersten lateralen Richtung ist geringer als jeder der ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände. Zweite Bereiche sind gebildet und gemäß dem zweiten Muster angeordnet.The present description relates to a method of manufacturing a superjunction semiconductor device. A first pattern or a first structure of first trenches or trenches is formed in a semiconductor body. The first pattern includes a first center-to-center distance along a first lateral direction. First areas are formed and arranged according to the first pattern. Thereafter, a second pattern of second trenches or trenches is formed in the semiconductor body. The second pattern includes a second center-to-center distance along the first lateral direction. An offset between the first and second patterns along the first lateral direction is less than each of the first and second center-to-center distances. Second regions are formed and arranged according to the second pattern.

Die vorliegende Beschreibung bzw. Offenbarung bezieht sich auch auf eine Superjunction-Halbleitervorrichtung. Die Superjunction-Halbleitervorrichtung umfasst eine Superjunction-Struktur. Die Superjunction-Struktur umfasst eine zusammenhängende bzw. angrenzende Zone in einem Halbleiterkörper und eine Vielzahl von streifenförmigen Bereichen, die voneinander beabstandet und in einer zweidimensionalen Anordnung bzw. Array bezüglich einer Oberfläche des Halbleiterkörpers gelegen sind. Wenigstens einige der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen umfassen einen gewölbten bzw. gekrümmten bzw. ausgebeulten Teil.The present disclosure also relates to a superjunction semiconductor device. The superjunction semiconductor device includes a superjunction structure. The superjunction structure comprises a contiguous zone in a semiconductor body and a plurality of stripe-shaped areas spaced apart and located in a two-dimensional array with respect to a surface of the semiconductor body. At least some of the plurality of strip-shaped portions include a curved portion.

Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Lesen der folgenden Detailbeschreibung und Betrachten der begleitenden Zeichnungen erkennen.Those skilled in the art will recognize additional features and advantages after reading the following detailed description and considering the accompanying drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die begleitenden Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und sie sind in die Offenbarung einbezogen und bilden einen Teil von dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern von Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung und beabsichtigte Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende Detailbeschreibung besser verstanden werden.The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this disclosure. The drawings illustrate the embodiments of the present invention and, together with the description, serve to explain principles of the invention. Other embodiments of the invention and intended advantages will be readily appreciated as they become better understood by reference to the following detailed description.

1 ist ein schematisches Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. 1 FIG. 10 is a schematic flowchart for illustrating a method of manufacturing a semiconductor device. FIG.

2A bis 2F sind schematische Schnittdarstellungen eines Halbleiterkörpers zum Veranschaulichen von Prozessmerkmalen einer Herstellung einer Superjunction-Halbleitervorrichtung. 2A to 2F 10 are schematic sectional views of a semiconductor body for illustrating process features of manufacturing a superjunction semiconductor device.

2G bis 2I sind schematische Schnittdarstellungen zum Veranschaulichen von Prozessmerkmalen zum Herstellen von Superjunction-Halbleitertransistoren einschließlich planarer Gates und Trechgates. 2G to 2I 12 are schematic cross-sectional views illustrating process features for fabricating superjunction semiconductor transistors including planar gates and turn gates.

3A und 3B sind schematische Draufsichten eines Halbleiterkörpers zum Veranschaulichen von verschiedenen Geometrien und eines Layouts bzw. einer Gestaltung von Ladungskompensationsbereichen. 3A and 3B FIG. 15 are schematic plan views of a semiconductor body illustrating various geometries and a layout of charge compensation regions. FIG.

4A bis 4C sind schematische Draufsichten eines Halbleiterkörpers zum Veranschaulichen von Arrays bzw. Anordnungen von streifenförmigen Ladungskompensationsbereichen einschließlich gewölbten bzw. gekrümmten Teilen an entgegengesetzten Endabschnitten der streifenförmigen Ladungskompensationsbereiche. 4A to 4C 10 are schematic plan views of a semiconductor body illustrating arrays of stripe-shaped charge compensation regions including curved parts at opposite end portions of the stripe-shaped charge compensation regions.

5A bis 5C sind schematische Draufsichten eines Halbleiterkörpers zum Veranschaulichen von Arrays bzw. Anordnungen von streifenförmigen Ladungskompensationsbereichen einschließlich gewölbten bzw. gekrümmten Teilen in einer Mitte der streifenförmigen Ladungskompensationsbereiche. 5A to 5C FIG. 15 are schematic plan views of a semiconductor body illustrating arrays of stripe-shaped charge compensation regions including curved parts in one. FIG Middle of the strip-shaped charge compensation areas.

DETAILBESCHREIBUNGLONG DESCRIPTION

In der folgenden Detailbeschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen für Veranschaulichungszwecke spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für ein Ausführungsbeispiel dargestellt oder beschrieben sind, bei oder im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um zu noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen einschließt. Die Beispiele sind mittels einer spezifischen Sprache beschrieben, die nicht als den Bereich der beigefügten Patentansprüche begrenzend aufgefasst werden sollte. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen nur für Veranschaulichungszwecke. Zur Klarheit sind die gleichen Elemente durch entsprechende Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen angegeben, wenn nicht etwas anderes festgestellt wird.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the disclosure, and in which, for purposes of illustration, specific embodiments are shown in which the invention may be practiced. It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. For example, features illustrated or described for one embodiment may be used in or in connection with other embodiments to arrive at yet another embodiment. It is intended that the present invention include such modifications and changes. The examples are described by means of a specific language, which should not be construed as limiting the scope of the appended claims. The drawings are not to scale and are for illustration purposes only. For clarity, the same elements are indicated by corresponding reference numerals in the various drawings, unless otherwise stated.

Die Begriffe ”haben”, ”enthalten”, ”umfassen”, ”aufweisen” und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe, und diese Begriffe geben das Vorhandensein der festgestellten Strukturen, Elemente oder Merkmale an, schließen jedoch das Vorhandensein von zusätzlichen Elementen oder Merkmalen nicht aus. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular bezeichnen, wenn sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anderes ergibt.The terms "have," "include," "include," "have," and similar terms are open-ended terms, and these terms indicate the presence of the identified structures, elements, or features, but do not exclude the presence of additional elements or features , The indefinite articles and the definite articles are meant to denote both the plural and the singular, unless the context clearly dictates otherwise.

Der Begriff ”elektrisch verbunden” beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hochdotierten Halbleiter. Der Begriff ”elektrisch gekoppelt” umfasst, dass ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente, die für eine Signalübertragung geeignet sind, zwischen den elektrisch gekoppelten Elementen vorhanden sein können, beispielsweise Elemente, die zeitweise eine niederohmige Verbindung in einem ersten Zustand und eine hochohmige elektrische Entkopplung in einem zweiten Zustand vorsehen.The term "electrically connected" describes a permanent low-resistance connection between electrically connected elements, for example a direct contact between the relevant elements or a low-resistance connection via a metal and / or a heavily doped semiconductor. The term "electrically coupled" includes that one or more intermediate elements suitable for signal transmission may be present between the electrically coupled elements, for example, elements that temporarily comprise a low resistance connection in a first state and a high impedance electrical isolation in one provide second state.

Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von ”–” oder ”+” nächst zu dem Dotierungstyp ”n” oder ”p”. Beispielsweise bedeutet ”n” eine Dotierungskonzentration, die niedriger als die Dotierungskonzentration eines ”n”-Dotierungsbereiches ist, während ein ”n+”-Dotierungsbereich eine höhere Dotierungskonzentration hat als ein ”n”-Dotierungsbereich. Dotierungsbereiche der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene ”n”-Dotierungsbereiche die gleichen oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen haben.The figures illustrate relative doping concentrations by indicating "-" or "+" next to the doping type "n" or "p". For example, "n - " means a doping concentration lower than the doping concentration of an "n" -doping region, while an "n + " -doping region has a higher doping concentration than an "n" -doping region. Doping regions of the same relative doping concentration do not necessarily have the same absolute doping concentration. For example, two different "n" doping regions may have the same or different absolute doping concentrations.

Die Begriffe ”Wafer”, ”Substrat”, ”Halbleiterkörper” oder ”Halbleitersubstrat”, die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können irgendeine auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halbleiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie Silizium (Si), Silizium-auf-Isolator (SOI), Silizium-auf-Saphir (SOS), dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Schichten aus Silizium, getragen durch eine Basishalbleiterunterlage, und andere Halbleiterstrukturen umfassen. Der Halbleiter braucht nicht auf Silizium zu beruhen. Der Halbleiter könnte ebenso Silizium-Germanium (SiGe), Germanium (Ge) oder Galliumarsenid (GaAs) sein. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können Siliziumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) das Halbleitersubstratmaterial bilden.The terms "wafer," "substrate," "semiconductor body" or "semiconductor substrate" used in the following description may include any semiconductor-based structure having a semiconductor surface. Wafer and structure are understood to include silicon (Si), silicon on insulator (SOI), silicon on sapphire (SOS), doped and undoped semiconductors, silicon epitaxial layers supported by a base semiconductor pad, and others Semiconductor structures include. The semiconductor does not need to rely on silicon. The semiconductor could also be silicon germanium (SiGe), germanium (Ge) or gallium arsenide (GaAs). In other embodiments, silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) may form the semiconductor substrate material.

Der Begriff ”horizontal”, wie dieser in der vorliegenden Beschreibung verwendet ist, soll eine Orientierung im Wesentlichen parallel zu einer ersten oder Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats oder -körpers beschreiben. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder einer Halbleiterdie bzw. eines Halbleiterchips sein.The term "horizontal" as used in the present specification is intended to describe an orientation substantially parallel to a first or major surface of the semiconductor substrate or body. This may be, for example, the surface of a wafer or of a semiconductor die or of a semiconductor chip.

Der Begriff ”vertikal”, wie dieser in der vorliegenden Beschreibung verwendet ist, soll eine Orientierung angeben, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Oberfläche, d. h. parallel zu der Normalrichtung der ersten Oberfläche des Halbleitersubstrates oder -körpers angeordnet ist.The term "vertical" as used in the present specification is intended to indicate an orientation substantially perpendicular to the first surface, i. H. is arranged parallel to the normal direction of the first surface of the semiconductor substrate or body.

In dieser Beschreibung wird eine zweite Oberfläche des Halbleitersubstrats oder Halbleiterkörpers als durch die untere oder rückseitige oder Rückfläche gebildet angesehen, während die erste Oberfläche als durch die obere, Vorder- oder Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates gebildet betrachtet wird. Die Begriffe ”über” und ”unter”, wie diese in der vorliegenden Beschreibung verwendet sind, geben daher eine relative Lage eines strukturellen Merkmales zueinander an.In this specification, a second surface of the semiconductor substrate or semiconductor body is considered to be formed by the lower or back or rear surface while the first surface is considered to be formed by the upper, front or main surface of the semiconductor substrate. The terms "above" and "below" as used in the present specification therefore indicate a relative position of a structural feature to each other.

In dieser Beschreibung sind Ausführungsbeispiele veranschaulicht, die p- und n-dotierte Halbleiterbereiche einschließen. Alternativ können die Halbleitervorrichtungen mit entgegengesetzten Dotierungsbeziehungen gebildet sein, so dass die dargestellten p-dotierten Bereiche n-dotiert und die dargestellten n-dotierten Bereiche p-dotiert sind.In this description, exemplary embodiments are illustrated that include p-type and n-type semiconductor regions. Alternatively, the semiconductor devices may be formed with opposite doping relationships such that the n-doped p-doped regions shown and the n-doped regions shown are p-doped.

Die Halbleiter kann Anschlusskontakte haben, wie Kontaktpads bzw. -kissen (oder Elektroden), die eine elektrische Kontaktgabe mit der integrierten Schaltung oder einer diskreten Halbleitervorrichtung, enthalten in dem Halbleiterkörper, erlauben. Die Elektroden können eine oder mehrere Elektrodenmetallschichten umfassen, die auf das Halbleitermaterial der Halbleiterchips aufgetragen sind. Die Elektrodenmetallschichten können mit irgendeiner gewünschten geometrischen Gestalt und irgendeiner gewünschten Materialzusammensetzung hergestellt sein. Die Elektrodenmetallschichten können beispielsweise in der Form einer eine Fläche bzw. ein Gebiet bedeckenden Schicht sein. Irgendein gewünschtes Metall, beispielsweise Cu, Ni, Sn, Au, Ag, Pt, Pd, Al, Ti und eine Legierung von einem oder mehrerer dieser Metalle kann als das Material verwendet werden. Die Elektrodenmetallschicht bzw. die Elektrodenmetallschichten brauchen nicht homogen oder gerade aus einem Material hergestellt zu sein, d. h., verschiedene Zusammensetzungen und Konzentrationen der in der Elektrodenmetallschicht bzw. in den Elektrodenmetallschichten enthaltenen Materialien sind möglich. Als ein Beispiel können die Elektrodenschichten groß genug dimensioniert sein, um mit einem Draht gebondet bzw. verbunden zu werden.The semiconductors may have terminal contacts, such as contact pads (or electrodes), that allow electrical contact with the integrated circuit or a discrete semiconductor device contained in the semiconductor body. The electrodes may include one or more electrode metal layers deposited on the semiconductor material of the semiconductor chips. The electrode metal layers may be fabricated with any desired geometric shape and material composition. For example, the electrode metal layers may be in the form of a layer covering a surface. Any desired metal, for example, Cu, Ni, Sn, Au, Ag, Pt, Pd, Al, Ti and an alloy of one or more of these metals may be used as the material. The electrode metal layer (s) do not need to be homogeneous or straight made of a material, i. That is, various compositions and concentrations of the materials contained in the electrode metal layer and electrode metal layers are possible. As an example, the electrode layers may be sized large enough to be bonded to a wire.

In den hier offenbarten Ausführungsbeispielen werden eine oder mehrere leitende Schichten, insbesondere elektrisch leitende Schichten, angewandt bzw. aufgebracht. Es sollte betont werden, dass irgendein derartiger Ausdruck, wie ”gebildet” oder ”angewandt” bzw. ”aufgebracht” bedeuten soll, wörtlich alle Arten und Techniken eines Anwendens bzw. Auftragens von Schichten abzudecken. Insbesondere sollen sie Techniken abdecken, in welchen Schichten einmal als Ganzes aufgetragen werden, wie beispielsweise Lamellierungs- bzw. Schichtungstechniken, sowie Techniken, in welchen Schichten in einer sequentiellen Weise aufgetragen werden, wie beispielsweise Sputtern bzw. Zerstäuben, mit einer Schicht überziehen, Formen, CVD (chemische Dampfabscheidung), physikalische Dampfabscheidung (PVD), Verdampfung, hybride physikalisch-chemische Dampfabscheidung (HPCVD), usw.In the exemplary embodiments disclosed here, one or more conductive layers, in particular electrically conductive layers, are applied or applied. It should be emphasized that any such term as "formed" or "applied" or "applied" is intended to literally cover all types and techniques of applying layers. In particular, they are intended to cover techniques in which layers are applied as a whole, such as lamination techniques, and techniques in which layers are applied in a sequential manner, such as sputtering, coating, forming, CVD (chemical vapor deposition), physical vapor deposition (PVD), evaporation, hybrid physico-chemical vapor deposition (HPCVD), etc.

Die aufgetragene leitende Schicht kann unter anderem eine oder mehrere aus einer Schicht aus Metall, wie Al, Cu oder Sn oder einer Legierung hiervon, einer Schicht einer leitenden Paste und einer Schicht eines Bondmaterials umfassen. Die Schicht eines Metalls kann eine homogene Schicht sein. Die leitende Paste kann Metallpartikel umfassen, die in einem verdampfbaren oder härtbaren Polymermaterial verteilt sind, wobei die Paste fluid-, viskos- oder wachsförmig sein kann. Das Bondmaterial kann aufgetragen werden, um elektrisch und mechanisch den Halbleiterchip beispielsweise mit einem Träger oder beispielsweise einem Kontaktclip bzw. einer Kontaktklammer zu verbinden. Ein weiches Lotmaterial oder insbesondere ein Lotmaterial, das in der Lage ist, Diffusionslotbonds zu bilden, kann verwendet werden, beispielsweise ein Lotmaterial das einen oder mehrere Stoffe aus Sn, SnAg, SnAu, SnCu, In, InAg, InCu und InAu, aufweist.The deposited conductive layer may include, but is not limited to, one or more of a layer of metal such as Al, Cu or Sn or an alloy thereof, a layer of conductive paste and a layer of bonding material. The layer of a metal may be a homogeneous layer. The conductive paste may comprise metal particles dispersed in a volatilizable or curable polymeric material, which paste may be fluid, viscous or waxy. The bonding material can be applied to electrically and mechanically connect the semiconductor chip, for example, to a carrier or, for example, a contact clip or a contact clip. A soft solder material or, in particular, a solder material capable of forming diffusion solder bonds may be used, for example a solder material comprising one or more of Sn, SnAg, SnAu, SnCu, In, InAg, InCu and InAu.

Ein Dicing- bzw. Zerteilungsprozess kann verwendet werden, um den Wafer in einzelne Chips zu unterteilen. Irgendeine Technik zum Zerteilen kann angewandt werden, beispielsweise ein Blattzerteilen (Sägen), ein Laserzerteilen, ein Ätzen usw. Der Halbleiterkörper, beispielsweise ein Halbleiterwafer, kann zerteilt werden, indem der Halbleiterwafer auf einem Band, insbesondere einem Zerteilungsband, angebracht wird, ein Zerteilungsmuster, insbesondere ein rechteckförmiges Muster, auf den Halbleiterwafer angewandt wird, beispielsweise gemäß einer oder mehrerer der oben erwähnten Techniken, und indem das Band beispielsweise längs vier orthogonalen Richtungen in der Ebene des Bandes gezogen wird. Durch Ziehen des Bandes wird der Halbleiterwafer in eine Vielzahl von Halbleiterdies (Chips) zerteilt.A dicing process can be used to divide the wafer into individual chips. Any technique for dicing may be used, for example, blade sawing, laser dicing, etching, etc. The semiconductor body, for example, a semiconductor wafer, may be diced by attaching the semiconductor wafer on a tape, particularly a dicing tape, a dicing pattern. in particular, a rectangular pattern to which semiconductor wafers are applied, for example, according to one or more of the above-mentioned techniques, and by drawing the tape along, for example, four orthogonal directions in the plane of the tape. By pulling the tape, the semiconductor wafer is divided into a plurality of semiconductor dies (chips).

1 ist ein schematisches Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens 100 zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. 1 FIG. 10 is a schematic flowchart illustrating a method. FIG 100 for manufacturing a semiconductor device.

Es soll betont werden, dass, während das Verfahren 100 als eine Reihe von Handlungen oder Ereignissen dargestellt und unten beschrieben ist, die dargestellte Reihenfolge von solchen Handlungen oder Ereignissen nicht in einem begrenzenden Sinn zu interpretieren ist. Beispielsweise können einige Handlungen in unterschiedlichen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignissen auftreten, die von den dargestellten und/oder hier beschriebenen Handlungen oder Ereignissen verschieden sind. Zusätzlich können nicht alle dargestellten Handlungen notwendig sein, um einen oder mehrere Aspekte von Ausführungsbeispielen der hier angegebenen Erfindung auszuführen. Auch können eine oder mehrere der hier angegebenen Handlungen in einer oder mehreren getrennten Handlungen und/oder Phasen ausgeführt werden.It should be emphasized that while the procedure 100 presented as a series of acts or events and described below, the illustrated order of such acts or events should not be interpreted in a limiting sense. For example, some acts may occur in different orders and / or concurrently with other acts or events that are different from the acts or events depicted and / or described herein. In addition, not all acts shown may be necessary to carry out one or more aspects of embodiments of the invention hereof. Also, one or more of the actions specified herein may be performed in one or more separate acts and / or phases.

Ein Prozessmerkmal S100 umfasst ein Bilden eines ersten Musters bzw. einer ersten Struktur von ersten Trenches in einem Halbleiterkörper, wobei das erste Muster einen ersten Mitte-Mitte-Abstand längs einer ersten lateralen Richtung umfasst. Der Halbleiterkörper kann ein vorprozessiertes einkristallines Halbleitersubstrat, beispielsweise ein einkristallines Siliziumsubstrat (Si-Substrat), ein SiC-Substrat, ein GaN-Substrat, ein GaAs-Substrat oder ein Silizium-auf-Isolator-Substrat sein. Der Halbleiterkörper kann keine, eine oder eine Vielzahl von dotierten und/oder undotierten Schichten auf dem einkristallinen Halbleitersubstrat aufweisen, beispielsweise epitaktische Halbleiterschichten. Als ein Beispiel kann eine Dicke der Halbleiterschicht bzw. der Halbleiterschichten, die auf dem einkristallinen Halbleitersubstrat gebildet ist bzw. sind, sowie ein Dotieren der einen oder mehreren Schichten geeignet im Hinblick auf eine gewünschte Spannungssperrfähigkeit der Halbleitervorrichtung gewählt werden, die in dem Halbleiterkörper zu bilden ist. Insbesondere sollte der Dotierungspegel des Halbleiterkörpers so gewählt werden, dass der Ladungsausgleich der endgültigen Kompensationsvorrichtung für ein gewünschtes Sperrverhalten angemessen ist.A process feature S100 includes forming a first pattern of first trenches in a semiconductor body, wherein the first pattern includes a first center-to-center distance along a first lateral direction. The semiconductor body may be a preprocessed single crystal semiconductor substrate, for example a single crystal silicon substrate (Si substrate), a SiC substrate, a GaN substrate, a GaAs substrate or a silicon on insulator substrate. The semiconductor body may be none, one or a plurality of doped and / or have undoped layers on the single crystal semiconductor substrate, for example, epitaxial semiconductor layers. As an example, a thickness of the semiconductor layer (s) formed on the single-crystalline semiconductor substrate and doping of the one or more layers may be appropriately selected in view of a desired voltage blocking capability of the semiconductor device to be formed in the semiconductor body is. In particular, the doping level of the semiconductor body should be chosen such that the charge compensation of the final compensation device is adequate for a desired blocking behavior.

Ein Prozessmerkmal S110 umfasst ein Bilden von ersten Bereichen, wobei die ersten Bereiche gemäß dem ersten Muster bzw. der ersten Struktur angeordnet sind. Die ersten Bereiche können beispielsweise in und/oder durch Seitenwände der ersten Trenches prozessiert werden.A process feature S110 includes forming first regions, wherein the first regions are arranged according to the first pattern and the first structure, respectively. For example, the first regions may be processed in and / or through sidewalls of the first trenches.

Prozessmerkmale S120 und S130 werden nach den Prozessmerkmalen S100 und S110 ausgeführt.Process features S120 and S130 are executed according to process features S100 and S110.

Ein Prozessmerkmal S120 umfasst ein Bilden eines zweiten Musters bzw. einer zweiten Struktur von zweiten Trenches in dem Halbleiterkörper, wobei das zweite Muster einen zweiten Mitte-Mitte-Abstand längs der ersten lateralen Richtung aufweist und wobei ein Versatz bzw. Offset zwischen den ersten und zweiten Mustern längs der ersten lateralen Richtung kleiner bzw. geringer als jeder der ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände ist.A process feature S120 includes forming a second pattern of second trenches in the semiconductor body, the second pattern having a second center-to-center distance along the first lateral direction, and an offset between the first and second Patterns along the first lateral direction is less than or less than each of the first and second center-to-center distances.

Ein Prozessmerkmal S130 umfasst ein Bilden von zweiten Bereichen, wobei die zweiten Bereiche gemäß dem zweiten Muster angeordnet sind. Die zweiten Bereiche können beispielsweise in und/oder durch Seitenwände der zweiten Trenches prozessiert werden.A process feature S130 includes forming second regions, wherein the second regions are arranged according to the second pattern. The second regions can be processed, for example, in and / or through side walls of the second trenches.

In einigen Ausführungsbeispielen wird vor Ausführen des Prozessmerkmals S100 der Halbleiterkörper vorgesehen durch Bilden von einer oder einer Vielzahl von Schichten auf dem einkristallinen Halbleitersubstrat. Die Vielzahl von Schichten umfasst Dotierstoffe des ersten und zweiten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise n-Typ-Dotierstoffe in Silizium, wie einen oder mehrere Stoffe aus Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb), und/oder p-Typ-Dotierstoffe in Silizium, wie Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In). Eine Vielzahl von Schichten kann gebildet werden durch wiederholtes Bilden einer Einzelschicht und Dotieren der Einzelschicht in situ oder durch Ionenimplantation und/oder Ausdiffusion einer Diffusionsquelle mit n- und/oder p-Typ-Dotierstoffen. In einigen Ausführungsbeispielen wird jede Einzelschicht mit n- oder p-Typ-Dotierstoffen dotiert. In einigen anderen Ausführungsbeispielen wird jede Einzelschicht mit n- oder p-Typ-Dotierstoffen dotiert. Ein thermischer Prozess kann folgen, um eine Homogenisierung der Dotierstoffe längs einer vertikalen Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Halbleiterkörpers zu steigern.In some embodiments, prior to performing the process feature S100, the semiconductor body is provided by forming one or a plurality of layers on the single crystal semiconductor substrate. The plurality of layers includes dopants of the first and second conductivity types, for example, n-type dopants in silicon, such as one or more of phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and / or p-type dopants in silicon, such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In). A plurality of layers may be formed by repeatedly forming a single layer and doping the single layer in situ or by ion implantation and / or outdiffusion of a diffusion source with n- and / or p-type dopants. In some embodiments, each monolayer is doped with n- or p-type dopants. In some other embodiments, each monolayer is doped with n- or p-type dopants. A thermal process may follow to enhance homogenization of the dopants along a vertical direction perpendicular to a surface of the semiconductor body.

Die ersten und zweiten Trenches können durch einen geeigneten Prozess, beispielsweise Trocken- und/oder Nassätzen, gebildet werden. Als ein Beispiel können die ersten und zweiten Trenches in einem Siliziumkörper durch einen anisotropen Plasmaätzprozess, beispielsweise reaktives Ionenätzen (RIE) mittels eines geeigneten Ätzgases, beispielsweise wenigstens einem Gas aus Cl2, Br2, CCl4, CHCl3, CHBr3, BCl3, HBr, gebildet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können Seitenwände der ersten und zweiten Trenches geringfügig spitz zulaufen, beispielsweise unter Einschluss eines Konuswinkels zwischen 88° und 90°. Geringfügig spitz zulaufende Trenchseitenwände können vorteilhaft hinsichtlich eines Vermeidens von Trenchhohlräumen sein, wenn die ersten und zweiten Trenches aufgefüllt werden.The first and second trenches may be formed by a suitable process, such as dry and / or wet etching. As an example, the first and second trenches may be formed in a silicon body by an anisotropic plasma etching process, such as reactive ion etching (RIE) using a suitable etching gas, for example, at least one of Cl 2 , Br 2 , CCl 4 , CHCl 3 , CHBr 3 , BCl 3 , HBr. According to one embodiment, sidewalls of the first and second trenches may be slightly tapered, for example, including a cone angle between 88 ° and 90 °. Slightly tapered trench sidewalls may be advantageous in avoiding trench cavities as the first and second trenches are filled.

In einigen Ausführungsbeispielen sind die ersten und zweiten Trenches gleich hinsichtlich Abmessungen. Gleiche Abmessungen können beispielsweise gleiche laterale Abmessungen der ersten und zweiten Trenches an einer Oberfläche des Halbleiterkörpers, von welcher sich jeweils die ersten und zweiten Trenches in den Halbleiterkörper erstrecken, umfassen. Gleiche Abmessungen können beispielsweise auch gleiche vertikale Ausdehnungen oder Tiefen jeweils der ersten und zweiten Trenches in den Halbleiterkörper umfassen. Beispiele von Geometrien der ersten und zweiten Trenches an einer Oberfläche oder in einer Ebene bei einem vertikalen Abstand zu der Oberfläche des Halbleiterkörpers, von welcher sich die ersten und zweiten Trenches in den Halbleiterkörper erstrecken, umfassen kreisförmige, elliptische, polygonale, quadratische und streifenförmige Geometrien, wobei beispielsweise Ecken, verursacht durch Prozesstechnologie, gerundet sein können. Zusätzliche Trenches, die verschiedene Abmessungen als die ersten und zweiten Trenches haben, können beispielsweise in einem Randabschlussbereich vorhanden sein, der beispielsweise ein aktives Gebiet zum Ändern eines Ladungsausgleichs umgibt.In some embodiments, the first and second trenches are the same in dimensions. Equal dimensions may include, for example, equal lateral dimensions of the first and second trenches on a surface of the semiconductor body from which each of the first and second trenches extend into the semiconductor body. By way of example, identical dimensions can also include identical vertical expansions or depths of the first and second trenches in the semiconductor body. Examples of geometries of the first and second trenches on a surface or in a plane at a vertical distance to the surface of the semiconductor body from which the first and second trenches extend into the semiconductor body include circular, elliptical, polygonal, square, and striped geometries, for example, corners caused by process technology may be rounded. For example, additional trenches having different dimensions than the first and second trenches may be present in an edge termination area surrounding, for example, an active area for changing a charge balance.

In einigen Ausführungsbeispielen sind die ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände gleich. Als ein Beispiel kann die Versatz eine Hälfte von jedem einzelnen der ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände sein.In some embodiments, the first and second center-to-center distances are the same. As one example, the offset may be one-half of each one of the first and second center-to-center distances.

In einigen Ausführungsbeispielen ist jedes der ersten und zweiten Muster eine zweidimensionale Anordnung bzw. ein zweidimensionales Array.In some embodiments, each of the first and second patterns is a two-dimensional array.

Jedes einzelne der ersten und zweiten Muster kann eine Anordnung von streifenförmigen Trenches sein, die nacheinander längs der ersten lateralen Richtung angeordnet sind, wobei jeder einzelne der streifenförmigen Trenches sich längs einer zweiten lateralen Richtung erstreckt, die von der ersten lateralen Richtung verschieden ist. Die ersten und zweiten lateralen Richtungen können beispielsweise senkrecht zueinander sein. Each one of the first and second patterns may be an array of stripe-shaped trenches arranged successively along the first lateral direction, each one of the stripe-shaped trenches extending along a second lateral direction that is different from the first lateral direction. For example, the first and second lateral directions may be perpendicular to each other.

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Bilden von jedem einzelnen der ersten und zweiten Bereiche ein Bilden von Halbleitermaterial in dem entsprechenden einen Trench der ersten und zweiten Trenches. Das Halbleitermaterial kann durch einen epitaktischen Wachstumsprozess gebildet werden, beispielsweise chemische Dampfabscheidung (CVD), wie CVD unter atmosphärischem Druck (APCVD), CVD bei unteratmosphärischem Druck (SACVD) oder CVD unter Niederdruck (LPCVD).In some embodiments, forming each of the first and second regions includes forming semiconductor material in the corresponding one trench of the first and second trenches. The semiconductor material may be formed by an epitaxial growth process such as chemical vapor deposition (CVD) such as atmospheric pressure (APCVD), sub-atmospheric pressure (SACVD) or low-pressure CVD (LPCVD).

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Bilden von jedem einzelnen der ersten und zweiten Bereiche ein Einführen von Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps in den Halbleiterkörper durch Seitenwände des entsprechenden einen Trenches der ersten und zweiten Trenche. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Prozess eines Einführens von Dotierstoffen in den Halbleiterkörper ein Plasmadotieren.In some embodiments, forming each of the first and second regions includes introducing dopants of the second conductivity type into the semiconductor body through sidewalls of the corresponding one trench of the first and second trenches. In some embodiments, the process of introducing dopants into the semiconductor body comprises plasma doping.

Ein Plasmadotieren über Seitenwände der ersten und zweiten Trenches erlaubt Hochdosisimplantationen bei geringen Energien und ist auch bekannt als PLAD (Plasmadotieren) oder PIII (Plasmaimmersionsionenimplantation). Diese Verfahren erlauben ein genaues Dotieren eines Teiles des Halbleiterkörpers an den Seitenwänden der ersten und zweiten Trenches. Ein konformes Dotieren des Teiles des Halbleiterkörpers an den Seitenwänden der ersten und zweiten Trenches kann erzielt werden durch Anlegen einer Spannung an ein Substrat, das durch ein Hochfrequenz-(HF-)Plasma umgeben ist, das ein Dotierstoffgas enthält. Zusammenstöße zwischen Ionen und neutralen Atomen sowie das Vorspannen des Substrats führen zu einer breiten ringförmigen Verteilung der Dotierstoffe, was ein homogenes Dotieren über die Trenchseitenwände erlaubt. Auch kann ein kleiner vertikaler Gradient in der Dosis des Dotierens in dem Teil des Halbleiterkörpers durch Plasmadotieren erzielt werden. Dies erlaubt eine vertikale Variation eines Grades einer Ladungskompensation, was eine Stabilität der Herstellung und/oder eine Avalanche-Robustheit verbessert. Eine vertikale Variation einer Dotierungsdosis kann kleiner als 20% oder kleiner als 10% oder kleiner als 5% sein. Wenn ein Dotieren mit PLAD erfolgt, ist das Halbleitersubstrat, beispielsweise ein Halbleiterwafer, einem Plasma ausgesetzt, das Ionen von Dotierstoffen enthält. Diese Ionen werden durch ein elektrisches Feld zu dem Substrat beschleunigt und in eine freiliegende Oberfläche des Substrats implantiert. Eine implantierte Dosis kann eingestellt oder gesteuert werden über Gleichspannungsimpulse, beispielsweise negative Spannungsimpulse. Ein Faraday-System erlaubt eine Einstellung oder Steuerung der Dosis. Zwei Sätze von Spulen, d. h. eine horizontale Spule und eine vertikale Spule, erlauben es, das Plasma zu erzeugen und dieses homogen zu halten. Eine Ionendichte kann eingestellt werden über einen Abstand zwischen den Spulen und dem Substrat. Eine Wechselwirkung zwischen den vertikalen Spulen und den horizontalen Spulen erlaubt eine Einstellung oder Steuerung der Homogenität und der Ionendichte. Eine Eindringtiefe der Dotierstoffe in den Halbleiterkörper und die Implantationsdosis können eingestellt werden über eine gepulste Gleichspannung, die zwischen dem Halbleitersubstrat und einem dieses umgebenden Schirmring liegt.Plasma doping across sidewalls of the first and second trenches permits high dose high energy implantation and is also known as PLAD (plasma doping) or PIII (plasma immersion ion implantation). These methods allow accurate doping of a portion of the semiconductor body at the sidewalls of the first and second trenches. Compliant doping of the portion of the semiconductor body at the sidewalls of the first and second trenches can be accomplished by applying a voltage to a substrate surrounded by a radio frequency (RF) plasma containing a dopant gas. Collisions between ions and neutral atoms as well as biasing of the substrate result in a broad annular distribution of the dopants, allowing for homogeneous doping across the trench sidewalls. Also, a small vertical gradient in the dose of doping in the part of the semiconductor body can be achieved by plasma doping. This allows vertical variation of a degree of charge compensation, which enhances manufacturing stability and / or avalanche robustness. A vertical variation of a doping dose may be less than 20% or less than 10% or less than 5%. When PLAD doping occurs, the semiconductor substrate, such as a semiconductor wafer, is exposed to a plasma containing ions of dopants. These ions are accelerated by an electric field to the substrate and implanted in an exposed surface of the substrate. An implanted dose may be adjusted or controlled via DC pulses, such as negative voltage pulses. A Faraday system allows adjustment or control of the dose. Two sets of coils, d. H. a horizontal coil and a vertical coil, make it possible to generate the plasma and keep it homogeneous. An ion density can be adjusted over a distance between the coils and the substrate. An interaction between the vertical coils and the horizontal coils allows adjustment or control of homogeneity and ion density. A penetration depth of the dopants into the semiconductor body and the implantation dose can be adjusted via a pulsed DC voltage, which lies between the semiconductor substrate and a surrounding shielding ring.

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Bilden der ersten und zweiten Bereiche durch Plasmadotieren ein Einführen der Dotierstoffe in einen Teil des Halbleiterkörpers über die Seitenwände bei einer Dosis in einer Spanne von 5 × 1011 cm–2 bis 5 × 1012 cm–2 oder in einer Spanne von 7 × 1011 cm–2 bis 2 × 1012 cm–2. Diese vergleichsweise niedrige Dosis erfordert Modifikationen der typischerweise verwendeten gepulsten Gleichspannung. Typische Dosen, die 1015 cm–2 überschreiten, werden bei diesen Techniken implantiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Impulsabstand der Gleichspannungsimpulse in einer Spanne von 100 μs bis 10 ms, insbesondere zwischen 500 μs und 5 ms, eingestellt. Eine Gleichspannungsimpuls-Anstiegszeit kann beispielsweise auf einen Wert kleiner als 0,1 μs eingestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt eine Impulsbreite zwischen 0,5 μs und 20 μs oder zwischen 1 μs und 10 μs.In some embodiments, forming the first and second regions by plasma doping comprises introducing the dopants into a portion of the semiconductor body via the sidewalls at a dose in a range of 5 × 10 11 cm -2 to 5 × 10 12 cm -2 or in one Range of 7 × 10 11 cm -2 to 2 × 10 12 cm -2 . This comparatively low dose requires modifications to the pulsed DC voltage typically used. Typical doses exceeding 10 15 cm -2 are implanted using these techniques. According to one exemplary embodiment, a pulse interval of the DC voltage pulses is set in a range of 100 μs to 10 ms, in particular between 500 μs and 5 ms. For example, a DC pulse rise time may be set to a value less than 0.1 μs. According to one embodiment, a pulse width is between 0.5 μs and 20 μs or between 1 μs and 10 μs.

In einigen Ausführungsbeispielen kann ferner zum Plasmadotieren des Teiles des Halbleiters an den Seitenwänden der ersten und zweiten Trenches eine Variation bzw. Veränderung eines Dotierens längs der vertikalen Richtung in einem Siliziumhalbleiterkörper durch Hochenergieimplantation von Protonen für ein n-Dotieren oder von Helium für ein p-Dotieren erzielt werden. Dies erlaubt eine Steigerung einer Avalanche-Robustheit der Vorrichtung.In some embodiments, further, for plasma doping the portion of the semiconductor on the sidewalls of the first and second trenches, there may be variation of doping along the vertical direction in a silicon semiconductor body by high energy implantation of protons for n-type doping or helium for p-type doping be achieved. This allows an increase in avalanche robustness of the device.

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Halbleiterkörper eine Driftzone des ersten Leitfähigkeitstyps. Ein Dotieren des Teiles des Halbleiterkörpers an Seitenwänden der ersten und zweiten Trenches durch Plasmadotieren umfasst ein Dotieren des Teiles des Halbleiterkörpers mit Dotierstoffen eines zweiten Leitfähigkeitstyps komplementär zu dem ersten Leitfähigkeitstyp. Der dotierte Teil des Halbleiterkörpers an Seitenwänden der ersten Trenches bildet erste Ladungskompensationsbereiche, beispielsweise eine p-dotierte Säule zwischen einer n-dotierten Driftzone einer Superjunction-Halbleitervorrichtung. Der dotierte Teil des Halbleiterkörpers an Seitenwänden der zweiten Trenches bildet zweite Ladungskompensationsbereiche, beispielsweise eine p-dotierte Säule zwischen einer n-dotierten Driftzone einer Superjunction-Halbleitervorrichtung. In einigen Ausführungsbeispielen ist die Halbleitervorrichtung eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einer Durchbruchspannung oder einer Spannungssperrfähigkeit von wenigstens 100 V oder wenigstens 300 V.In some embodiments, the semiconductor body comprises a drift zone of the first conductivity type. Doping the portion of the semiconductor body at sidewalls of the first and second trenches by plasma doping comprises doping the portion of the semiconductor body with dopants of a second conductivity type complementary to the first conductivity type. The doped part of the semiconductor body on sidewalls of the first Trenches forms first charge compensation regions, for example a p-doped pillar, between an n-doped drift zone of a superjunction semiconductor device. The doped part of the semiconductor body on sidewalls of the second trenches forms second charge compensation regions, for example a p-doped pillar, between an n-doped drift zone of a superjunction semiconductor device. In some embodiments, the semiconductor device is a power semiconductor device having a breakdown voltage or a voltage blocking capability of at least 100 V or at least 300 V.

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Einführen von Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps in den Halbleiterkörper eine Ionenimplantation, beispielsweise eine geneigte bzw. schräge Implantation durch Seitenwände jeweils der ersten und zweiten Trenches.In some embodiments, introducing dopants of the second conductivity type into the semiconductor body includes ion implantation, for example, oblique implantation through sidewalls of each of the first and second trenches.

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren weiterhin ein Füllen von jedem der ersten und zweiten Trenches mit wenigstens einem Material aus einem Halbleiter und einem dielektrischen Material. Falls die ersten und zweiten Trenches mit Halbleitermaterial aufgefüllt werden, kann das Halbleitermaterial undotiert sein oder kann typischerweise eine Dotierungskonzentration unterhalb der Dotierungskonzentration umfassen, die durch das oben beschriebene Plasmadotieren eingeführt ist, oder kann eine Dotierungskonzentration aufweisen, die ähnlich zu der Dotierung des Halbleiterkörpers 210 ist, so dass sie zu einem Stromfluss mit niedrigem Widerstand beitragen kann. In einigen Ausführungsbeispielen wird ein thermisches Aufheizen bzw. Erwärmen ausgeführt, um weiter ein laterales Dotierungsprofil der durch Plasmadotieren und/oder Ionenimplantation und/oder Diffusion eingeführten Dotierstoffe zu erweitern. Wenn die ersten und zweiten Trenches mit intrinsischem oder leicht dotiertem Halbleitermaterial zusammen mit einem Halbleiterkörper, der erste Dotierstoffe eines ersten Leitfähigkeitstyps und zweite Dotierstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist, aufgefüllt werden, können eine Driftzone und Ladungskompensationsbereiche durch Dotieren des intrinsischen oder schwach dotierten Halbleitermaterials in den ersten und zweiten Trenches durch einen thermischen Diffusionsprozess gebildet werden, der mehr der ersten Dotierstoffe in das Halbleitermaterial als der zweiten Dotierstoffe einführt, um dadurch netto p-dotierte und n-dotierte Bereiche zu bilden. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Driftzone in einem Gebiet gebildet, das das Halbleitermaterial in den ersten und zweiten Trenches umfasst, und ein Ladungskompensationsbereich wird in einem Gebiet gebildet, das wenigstens einen Teil des angrenzenden Halbleiterkörpers umfasst, der die ersten und zweiten Trenches umgibt. In einigen anderen Ausführungsbeispielen wird der Ladungskompensationsbereich in einem Gebiet gebildet, das das Halbleitermaterial in den ersten und zweiten Trenches umfasst, und die Driftzone wird in einem Gebiet gebildet, das wenigstens einen Teil des die ersten und zweiten Trenches umgebenden angrenzenden Halbleiterkörpers umfasst.In some embodiments, the method further comprises filling each of the first and second trenches with at least one of a semiconductor and a dielectric material. If the first and second trenches are filled with semiconductor material, the semiconductor material may be undoped or may typically comprise a doping concentration below the doping concentration introduced by the plasma doping described above, or may have a doping concentration similar to the doping of the semiconductor body 210 so that it can contribute to a low resistance current flow. In some embodiments, thermal heating is performed to further expand a lateral doping profile of dopants introduced by plasma doping and / or ion implantation and / or diffusion. When the first and second trenches of intrinsic or lightly doped semiconductor material are filled together with a semiconductor body comprising first dopants of a first conductivity type and second dopants of a second conductivity type, a drift zone and charge compensation regions may be formed by doping the intrinsic or lightly doped semiconductor material into the first and second trenches are formed by a thermal diffusion process that introduces more of the first dopants into the semiconductor material than the second dopants to thereby form net p-doped and n-doped regions. In some embodiments, the drift zone is formed in a region comprising the semiconductor material in the first and second trenches, and a charge compensation region is formed in a region that includes at least a portion of the adjacent semiconductor body surrounding the first and second trenches. In some other embodiments, the charge compensation region is formed in a region comprising the semiconductor material in the first and second trenches, and the drift zone is formed in a region comprising at least a portion of the adjacent semiconductor body surrounding the first and second trenches.

Weitere Prozesse zum Herstellen einer Superjunction-Halbleitervorrichtung können ausgeführt werden, beispielsweise Prozesse zum Bilden von Body, Source, Drain, Gate, Kontakt(en), Verdrahtung(en) und Dielektrikum (a).Other processes for fabricating a superjunction semiconductor device may be performed, for example, processes for forming body, source, drain, gate, contact (s), wiring (s), and dielectric (a).

Die 2A bis 2I sind schematische Schnittdarstellungen eines Halbleiterkörpers 105 zum Veranschaulichen von Prozessen eines Verfahrens zum Herstellen einer Superjunction-Halbleitervorrichtung.The 2A to 2I are schematic sectional views of a semiconductor body 105 to illustrate processes of a method of manufacturing a superjunction semiconductor device.

Unter Bezugnahme auf die schematische Schnittdarstellung 200 von 2A wird ein erstes Muster bzw. eine erste Struktur von ersten Trenches 108 in dem Halbleiterkörper 105 gebildet. Der Halbleiterkörper kann von einem ersten Leitfähigkeitstyp, von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der verschieden von dem ersten Leitfähigkeitstyp ist, sein, oder kann Dotierstoffe des ersten und zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen. Das erste Muster umfasst einen ersten Mitte-Mitte-Abstand p1 längs einer ersten lateralen Richtung x. Die ersten Trenches 108 können an einer ersten Oberfläche 109 des Halbleiterkörpers 105 durch einen maskierten Ätzprozess, beispielsweise durch Trockenätzen, gebildet werden. Ein Maskenmuster kann beispielsweise durch Fotolithographie gebildet werden. Das Maskenmuster kann beispielsweise als ein Hartmaskenmuster oder als ein Resistmuster gebildet werden. Die erste Oberfläche 109 des Halbleiterkörpers 105 ist entgegengesetzt zu einer zweiten Oberfläche 110.With reference to the schematic sectional view 200 from 2A becomes a first pattern or structure of first trenches 108 in the semiconductor body 105 educated. The semiconductor body may be of a first conductivity type, a second conductivity type other than the first conductivity type, or may include first and second conductivity type dopants. The first pattern includes a first center-to-center distance p1 along a first lateral direction x. The first trenches 108 can at a first surface 109 of the semiconductor body 105 be formed by a masked etching process, for example by dry etching. A mask pattern can be formed, for example, by photolithography. The mask pattern may be formed, for example, as a hard mask pattern or as a resist pattern. The first surface 109 of the semiconductor body 105 is opposite to a second surface 110 ,

Unter Bezugnahme auf die schematische Schnittansicht 201 von 2B sind erste Bereiche eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der vom ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, gemäß dem ersten Muster angeordnet durch Füllen der ersten Trenches mit erstem Halbleitermaterial 112, beispielsweise einer durch epitaktische Prozesse gebildeten epitaktischen Siliziumschicht. Überschüssiges Material, das auf der ersten Oberfläche 109 gebildet ist, kann durch chemische und/oder mechanische Prozesse, beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) und/oder einen oder mehrere Ätzprozesse entfernt werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird das erste Halbleitermaterial in-situ dotiert. In einigen anderen Ausführungsbeispielen ist das erste Halbleitermaterial 112 leicht bzw. schwach dotiert oder intrinsisch, beispielsweise durch Bilden des ersten intrinsischen Materials ohne irgendwelche beabsichtigte Dotierungsprozesse. With reference to the schematic sectional view 201 from 2 B For example, first regions of a second conductivity type different from the first conductivity type are arranged according to the first pattern by filling the first trenches with first semiconductor material 112 , For example, an epitaxial silicon layer formed by epitaxial processes. Excess material on the first surface 109 can be removed by chemical and / or mechanical processes, for example by chemical mechanical polishing (CMP) and / or one or more etching processes. In some embodiments, the first semiconductor material is doped in-situ. In some other embodiments, the first semiconductor material is 112 lightly doped or intrinsic, for example, by forming the first intrinsic material without any intended doping processes.

Unter Bezugnahme auf die schematische Schnittansicht 202 von 2C wird ein zweites Muster von zweiten Trenches 114 in dem Halbleiterkörper 105 gebildet. Das zweite Muster umfasst einen zweiten Mitte-Mitte-Abstand p2 längs der ersten lateralen Richtung x. In der schematischen Schnittansicht 202 sind die ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände p1, p2 gleich, d. h. p1 = p2. In anderen Ausführungsbeispielen können die ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände auch voneinander abweichen. Ähnlich zu den ersten Trenches 108 können die zweiten Trenches 114 auch an der ersten Oberfläche 109 des Halbleiterkörpers 105 durch einen maskierten Ätzprozess, beispielsweise durch Trockenätzen, gebildet werden. Ein Maskenmuster kann beispielsweise durch Fotolithographie gebildet werden. In einigen anderen Ausführungsbeispielen kann eine gemeinsame Maske, beispielsweise eine strukturierte bzw. gemusterte Hartmaskenschicht verwendet werden, um jeweils die ersten und zweiten Trenches zu bilden. In einem ersten Prozessschritt kann ein Muster von Öffnungen in der gemeinsamen Maske entsprechend dem zweiten Muster bedeckt werden, um dadurch eine Trenchbildung der zweiten Trenches zu unterdrücken, wenn die ersten Trenches gebildet werden.With reference to the schematic sectional view 202 from 2C becomes a second pattern of second trenches 114 in the semiconductor body 105 educated. The second pattern includes a second center-to-center distance p2 along the first lateral direction x. In the schematic sectional view 202 the first and second center-to-center distances p1, p2 are equal, ie p1 = p2. In other embodiments, the first and second center-to-center distances may also differ. Similar to the first trenches 108 can the second trenches 114 also on the first surface 109 of the semiconductor body 105 be formed by a masked etching process, for example by dry etching. A mask pattern can be formed, for example, by photolithography. In some other embodiments, a common mask, such as a patterned hardmask layer, may be used to form the first and second trenches, respectively. In a first process step, a pattern of openings in the common mask may be covered in accordance with the second pattern to thereby suppress trenching of the second trenches when the first trenches are formed.

Unter Bezugnahme auf die schematische Schnittansicht 203 von 2D sind zweite Bereiche gemäß dem ersten Muster durch Füllen der zweiten Trenches mit zweitem Halbleitermaterial 116, beispielsweise einer durch epitaktische Prozesse gebildeten epitaktischen Siliziumschicht, angeordnet. Überschüssiges Material, das auf der ersten Oberfläche 109 gebildet ist, kann durch chemische und/oder mechanische Prozesse, beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) und/oder einen oder mehrere Ätzprozesse entfernt werden. In einigen Ausführungsbeispielen ist das zweite Halbleitermaterial 116 in-situ dotiert. In einigen anderen Ausführungsbeispielen ist das zweite Halbleitermaterial 116 leicht bzw. schwach dotiert oder intrinsisch, beispielsweise durch Bilden des intrinsischen Materials ohne irgendwelche beabsichtigte Dotierungsprozesse. Überschüssiges Material des ersten und zweiten Halbleitermaterials 112, 116 kann auch durch einen bzw. mehrere gemeinsame chemische und/oder mechanische Prozesse entfernt werden.With reference to the schematic sectional view 203 from 2D are second regions according to the first pattern by filling the second trenches with second semiconductor material 116 , For example, an epitaxial silicon epitaxial layer formed by epitaxial processes, arranged. Excess material on the first surface 109 can be removed by chemical and / or mechanical processes, for example by chemical mechanical polishing (CMP) and / or one or more etching processes. In some embodiments, the second semiconductor material is 116 doped in situ. In some other embodiments, the second semiconductor material is 116 lightly doped or intrinsic, for example, by forming the intrinsic material without any intended doping processes. Excess material of the first and second semiconductor material 112 . 116 can also be removed by one or more common chemical and / or mechanical processes.

Die Schnittansicht 203 von 2E veranschaulicht Ausführungsbeispiele zum Bilden von Mustern bzw. Strukturen der ersten und zweiten Bereiche durch Einführen von Dotierstoffen durch eine Oberfläche, beispielsweise Seitenwände und/oder eine Bodenseite jeweils der ersten und zweiten Trenches 108, 114. In einigen Ausführungsbeispielen, die oben in 2E veranschaulicht sind, können die Dotierstoffe durch einen Diffusionsprozess von einer Diffusionsquelle eingeführt werden, die die Oberfläche jeweils der ersten und zweiten Trenches 108, 114 auskleidet (vgl. Pfeil 250). Als eine Alternative oder zusätzlich können die Dotierstoffe in den Halbleiterkörper 105 durch eine Oberfläche jeweils der ersten und zweiten Trenches 108, 114 durch einen schrägen bzw. geneigten Ionenimplantationsprozess und/oder durch Plasmadotieren eingeführt werden. Ein dotierter Halbleiterbereich 117, der eine Oberfläche jeweils der ersten und zweiten Trenches 108, 114 auskleidet, bildet dann jeweils die ersten und zweiten Berieche oder einen Teil hiervon. Die ersten und zweiten Trenches 108, 114 werden mit einer Füllstruktur gefüllt, die intrinsisches und/oder leicht bzw. schwach dotiertes oder intrinsisches Halbleitermaterial umfasst. Wenn die ersten und zweiten Trenches 108, 114 voll oder teilweise mit schwach dotiertem Halbleitermaterial gefüllt werden, kann eine Dotierungskonzentration des schwach dotierten Halbleitermaterials geeignet gewählt werden, um beispielsweise nicht eine Ladungskompensation zu beeinträchtigen, die durch die ersten und zweiten Ladungskompensationsbereiche eingestellt ist.The sectional view 203 from 2E illustrates embodiments for forming patterns of the first and second regions by introducing dopants through a surface, for example, sidewalls and / or a bottom side of each of the first and second trenches 108 . 114 , In some embodiments, the above in 2E are illustrated, the dopants may be introduced by a diffusion process from a diffusion source which is the surface of each of the first and second trenches 108 . 114 lining (see arrow 250 ). As an alternative or in addition, the dopants may be incorporated into the semiconductor body 105 through a surface of each of the first and second trenches 108 . 114 by an oblique ion implantation process and / or by plasma doping. A doped semiconductor region 117 which has a surface of each of the first and second trenches 108 . 114 then forms respectively the first and second areas or a part thereof. The first and second trenches 108 . 114 are filled with a filling structure comprising intrinsic and / or lightly or weakly doped or intrinsic semiconductor material. If the first and second trenches 108 . 114 can be fully or partially filled with lightly doped semiconductor material, a doping concentration of the lightly doped semiconductor material can be suitably chosen, for example, not to affect a charge compensation, which is set by the first and second charge compensation regions.

In einigen Ausführungsbeispielen, die in 2E unten gezeigt sind, können die Dotierstoffe durch einen Diffusionsprozess von dem Halbleiterkörper 105 in das schwach dotierte oder intrinsische erste und zweite Halbleitermaterial 112, 116 eingeführt werden, das jeweils in die ersten und zweiten Trenches 108, 114 gefüllt ist (vgl. Pfeil 251). Wenn der Halbleiterkörper 105 mit p- und n-Typ-Dotierstoffen bei gleichen oder nahezu gleichen Dosen dotiert wird, können die Dotierstoffspezies, die einen größeren Diffusionskoeffizienten haben, jeweils mit einer größeren Menge in die ersten und zweiten Trenches 108, 114 eingeführt bzw. eingebracht werden, was zu verschiedenen Leitfähigkeitstypen in den ersten und zweiten Trenches 108, 114 einerseits und außerhalb der ersten und zweiten Trenches 108, 114 in dem Halbleiterkörper 105 andererseits führt.In some embodiments, in 2E As shown below, the dopants may be removed from the semiconductor body by a diffusion process 105 in the lightly doped or intrinsic first and second semiconductor material 112 . 116 are introduced, respectively in the first and second trenches 108 . 114 is filled (see arrow 251 ). When the semiconductor body 105 doped with p- and n-type dopants at the same or nearly equal doses, the dopant species, which have a larger diffusion coefficient, each with a larger amount in the first and second trenches 108 . 114 introduced, resulting in different conductivity types in the first and second trenches 108 . 114 on the one hand and outside the first and second trenches 108 . 114 in the semiconductor body 105 on the other hand leads.

In der schematischen Schnittdarstellung 205, die in 2F veranschaulicht ist, umfassen die ersten und zweiten Trenches 108, 114 eine Füllstruktur 120 mit dotiertem Halbleitermaterial, das jeweils die ersten und zweiten Bereiche bildet, und in einigen Ausführungsbeispielen zusätzlich ein weiteres Material, wie ein oder mehrere Dielektrika und/oder ein oder mehrere intrinsische oder schwach dotierte Halbleitermaterialien. Beispielsweise kann die Füllstruktur 120 einen dotierten Halbleiterbereich 121 umfassen, der eine Oberfläche von jeweils den ersten und zweiten Trenches 108, 114 auskleidet, wobei der dotierte Halbleiterbereich 121 jeweils die ersten und zweiten Ladungskompensationsbereiche bildet. Bei einem anderen Beispiel kann die Füllstruktur vollständig durch dotiertes Halbleitermaterial gebildet werden.In the schematic sectional view 205 , in the 2F is illustrated, the first and second trenches comprise 108 . 114 a filling structure 120 doped semiconductor material forming each of the first and second regions, and in some embodiments additionally another material, such as one or more dielectrics and / or one or more intrinsic or lightly doped semiconductor materials. For example, the filling structure 120 a doped semiconductor region 121 comprising a surface of each of the first and second trenches 108 . 114 wherein the doped semiconductor region 121 respectively forms the first and second charge compensation regions. In another example, the fill structure may be formed entirely by doped semiconductor material.

Weitere Prozesse können zum Herstellen einer Superjunction-Halbleitervorrichtung folgen. Diese Prozesse können Prozesse zum Herstellen von Halbleiterbereichen, wie Source, Drain, Body, Kollektor, Emitter, Feldstoppzone, Hilfshalbleiterbereiche zum Einstellen elektrischer Eigenschaften bzw. Kennlinien, Prozesse zum Herstellen von dielektrischen Schichten, wie ein oder mehrere Gatedielektrika, ein oder mehrere Felddielektrika, ein oder mehrere Zwischenschichtdielektrika, Prozesse zum Herstellen von leitenden Schichten, wie einen oder mehrere Kontaktstöpsel oder eine oder mehrere Kontaktleitungen, eine oder mehrere Gateelektroden, eine oder mehrere Feldelektroden, einen oder mehrere Lastkontakte, wie einen oder mehrere Sourcekontakte, einen oder mehrere Drainkontakte, einen oder mehrere Gatekontakte, einen oder mehrere Emitterkontakte, einen oder mehrere Kollektorkontakte als Beispiel umfassen.Other processes may follow to make a superjunction semiconductor device. These processes may include processes for fabricating semiconductor regions, such as source, drain, body, collector, emitter, field stop region, auxiliary semiconductor regions for adjusting electrical characteristics, processes for fabricating dielectric layers, such as one or more gate dielectrics, one or more field dielectrics or a plurality of interlayer dielectrics, processes for forming conductive layers, such as one or more contact plugs or one or more contact lines, one or more gate electrodes, one or more field electrodes, one or more load contacts, such as one or more source contacts, one or more drain contacts, one or more a plurality of gate contacts, one or more emitter contacts, one or more collector contacts as an example.

In der schematischen Schnittansicht 206 von 2G wird ein Prozessieren der Superjunction-Halbleitervorrichtung, wie anhand von 1 bis 2F beschrieben, fortgesetzt, um eine vertikale Superjunction-Transistorvorrichtung herzustellen, einschließlich Prozessmerkmalen zum Herstellen eines p-dotierten Bodybereiches 125, eines n+-dotierten Sourcebereiches 126, eines planaren Gates mit einem Gatedielektrikum 127 und einer Gateelektrode 128, eines ersten Lastanschlusskontaktes L1 an der ersten Oberfläche 109 des Halbleiterkörpers 105, eines Steueranschlusskontaktes C, der elektrisch mit der Gateelektrode 128 verbunden ist, eines dotierten Halbleiterbereiches 129 an der zweiten Oberfläche 110 und elektrisch verbunden mit einem zweiten Lastanschlusskontakt L2 an der zweiten Oberfläche 110, wobei der dotierte Halbleiterbereich 129 ein n+-dotierter Drainbereich ist, wenn der Superjunction-Transistor ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (IGFET) ist, wie ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), oder ein p+-dotierter Rückseitenemitter ist, wenn der Superjunction-Transistor ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) ist.In the schematic sectional view 206 from 2G is processing of the superjunction semiconductor device as shown in FIG 1 to 2F to further develop a vertical superjunction transistor device, including process features for making a p-doped body region 125 , an n + doped source region 126 , a planar gate with a gate dielectric 127 and a gate electrode 128 , a first load terminal contact L1 on the first surface 109 of the semiconductor body 105 , a control terminal contact C electrically connected to the gate electrode 128 is connected, a doped semiconductor region 129 on the second surface 110 and electrically connected to a second load terminal contact L2 on the second surface 110 , wherein the doped semiconductor region 129 an n + doped drain region is when the superjunction transistor is an insulated gate field effect transistor (IGFET) such as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) or a p + doped backside emitter when the superjunction transistor is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

In der schematischen Schnittansicht 207 von 2H wird ein Prozessieren der Superjunction-Halbleitervorrichtung, wie anhand von 1 bis 2F beschrieben, fortgesetzt, um eine vertikale Superjunction-Transistorvorrichtung herzustellen, die ein Trenchgate einschließlich der Gateelektrode 128 und des Gatedielektrikums 127 in einem Gatetrench 130 und weitere strukturelle Elemente, wie anhand des in 2G gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert, umfasst.In the schematic sectional view 207 from 2H is processing of the superjunction semiconductor device as shown in FIG 1 to 2F described further to produce a vertical superjunction transistor device comprising a trench gate including the gate electrode 128 and the gate dielectric 127 in a gate trench 130 and other structural elements, as described in the 2G illustrated embodiment includes.

In der schematischen Schnittansicht 208 von 2I wird ein Prozessieren der Superjunction-Halbleitervorrichtung, wie anhand von 1 bis 2F beschrieben, fortgesetzt, um eine vertikale Superjunction-Transistorvorrichtung herzustellen, die ein aufgespaltetes bzw. gesplittetes planares Gate einschließlich der Gateelektrodenteile 1280, 1281 und der Gatedielektrikateile 1270, 1271 und weitere strukturelle Elemente, wie anhand des in 2G gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert, umfasst.In the schematic sectional view 208 from 2I is processing of the superjunction semiconductor device as shown in FIG 1 to 2F to produce a vertical superjunction transistor device comprising a split planar gate including the gate electrode portions 1280 . 1281 and the gate dielectric parts 1270 . 1271 and other structural elements, as described in the 2G illustrated embodiment includes.

In den in den 2G bis 2I veranschaulichten Ausführungsbeispielen wird die Driftzone in dem Halbleiterkörper 105, jeweils die ersten und zweiten Trenches 108, 114 umgebend, gebildet. In einigen anderen Ausführungsbeispielen kann die Driftzone in einem Gebiet gebildet werden, das die ersten und zweiten Trenches 108, 114 umfasst, und der Ladungskompensationsbereich kann in dem die ersten und zweiten Trenches 108, 114 umgebenden Halbleiterkörper gebildet werden. In diesem Fall kann eine Bodenseite der ersten und zweiten Trenches 108, 114 jeweils an einen Halbleiterbereich eines Leitfähigkeitstyps der Driftzone angrenzen.In the in the 2G to 2I illustrated embodiments, the drift zone in the semiconductor body 105 , respectively the first and second trenches 108 . 114 surrounding, formed. In some other embodiments, the drift zone may be formed in a region including the first and second trenches 108 . 114 and the charge compensation region may include the first and second trenches 108 . 114 surrounding semiconductor body are formed. In this case, a bottom side of the first and second trenches 108 . 114 each adjacent to a semiconductor region of a conductivity type of the drift zone.

In der schematischen Draufsicht 301, die in 3A gezeigt ist, ist jedes der ersten und zweiten Muster bzw. Strukturen eine Anordnung bzw. ein Array von streifenförmigen Trenches, d. h., die ersten und zweiten Trenches 108, 114 sind nacheinander längs der ersten lateralen Richtung x angeordnet, und jeder der ersten und zweiten Trenches 108, 114 erstreckt sich längs einer zweiten lateralen Richtung y, die von der ersten lateralen Richtung x verschieden ist.In the schematic plan view 301 , in the 3A 3, each of the first and second patterns is an array of stripe-shaped trenches, ie, the first and second trenches 108 . 114 are successively arranged along the first lateral direction x, and each of the first and second trenches 108 . 114 extends along a second lateral direction y, which is different from the first lateral direction x.

In der in 3B gezeigten schematischen Draufsicht 302 ist jedes der ersten und zweiten Muster ein zweidimensionales Array bzw. eine zweidimensionale Anordnung. Jeder der ersten und zweiten Trenches 108, 114 kann quadratisch, kreisförmig, polygonal sein. Beispiele von quadratischen, kreisförmigen und polygonalen Trenchgeometrien sind in 3B veranschaulicht. Jedoch sind zahlreiche andere Trenchgeometrien geeignet, um den Superjunction-Transistor herzustellen.In the in 3B shown schematic plan view 302 For example, each of the first and second patterns is a two-dimensional array. Each of the first and second trenches 108 . 114 can be square, circular, polygonal. Examples of quadratic, circular and polygonal trench geometries are in 3B illustrated. However, numerous other trench geometries are suitable for making the superjunction transistor.

Die oben anhand von 1 bis 3B beschriebenen Herstellungsverfahren wirken Herstellungsproblemen, die durch mechanische Instabilität von Mesabereichen verursacht sind, während einer Bildung einer Ladungskompensationsstruktur in Trenches entgegen. Derartige Herstellungsprobleme können auftreten, wenn Trench-Superjunction-Transistoren hergestellt werden, die kleine Mitte-Mitte-Abstände, beispielsweise Mitte-Mitte-Abstände kleiner als 7 μm oder kleiner als 4 μm oder sogar kleiner als 2 μm, und/oder tiefe Trenches oder Mesas, beispielsweise Trenchtiefen größer als 20 μm oder größer als 40 μm oder größer als 60 μm haben. Durch aufeinanderfolgendes Prozessieren von gestaffelten Strukturen bzw. Mustern von Bereichen kann die mechanische Stabilität der Mesabereiche während eines Front-End-of-Line-(FEOL-)Prozessierens gesteigert werden.The above based on 1 to 3B In the production processes described, manufacturing problems caused by mechanical instability of mesa regions counteract the formation of a charge compensation structure in trenches. Such manufacturing problems can occur when manufacturing trench superjunction transistors having small center-to-center distances, for example center-to-center distances less than 7 μm or less than 4 μm or even less than 2 μm, and / or deep trenches or Mesas, for example Trenchtiefen greater than 20 microns or greater than 40 microns or greater than 60 microns have. By successively processing staggered patterns of regions, the mechanical stability of the mesa regions can be increased during front-end-of-line (FEOL) processing.

In einigen Ausführungsbeispielen umfasst eine Superjunction-Halbleitervorrichtung eine Superjunction-Struktur mit einer angrenzenden bzw. zusammenhängenden Zone 150 eines ersten Leitfähigkeitstyps in einem Halbleiterkörper und einer Vielzahl von streifenförmigen Bereichen 151 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die voneinander beabstandet und in einem zweidimensionalen Array bzw. in einer zweidimensionalen Anordnung bezüglich einer Oberfläche oder einer Ebene unterhalb der Oberfläche des Halbleiterkörpers gelegen sind, wobei wenigstens einige der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen einen gekrümmten oder gewölbten oder geknickten Teil hat. In dem in 4A veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der gekrümmte bzw. gewölbte bzw. verzogene bzw. geknickte Teil ein Rechteck mit einer ersten Breite w1, die größer ist als eine zweite Breite w2 um eine Mitte der streifenförmigen Bereiche 151.In some embodiments, a superjunction semiconductor device includes a superjunction structure with an adjoining zone 150 a first conductivity type in a semiconductor body and a plurality of strip-shaped areas 151 of a second conductivity type spaced apart and located in a two-dimensional array with respect to a surface or plane below the surface of the semiconductor body, at least some of the plurality of stripe-shaped regions having a curved or domed or kinked portion. In the in 4A In the illustrated embodiment, the curved part is a rectangle having a first width w1 larger than a second width w2 around a center of the striped areas 151 ,

In einigen Ausführungsbeispielen erstreckt sich jeder der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen längs einer longitudinalen Richtung x1, und ein Mitte-Mitte-Abstand p3 des zweidimensionalen Arrays längs einer Querrichtung x2 der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen ist in einer Spanne von 1 μm und 15 μm.In some embodiments, each of the plurality of stripe-shaped regions extends along a longitudinal direction x1, and a center-to-center distance p3 of the two-dimensional array along a transverse direction x2 of the plurality of stripe-shaped regions is in a range of 1 μm and 15 μm.

In einigen Ausführungsbeispielen ist ein vertikaler Abstand zwischen einer Bodenseite von jedem der streifenförmigen Bereiche 151 und einer Oberfläche des Halbleiterkörpers größer als 20 μm. Beispiele einer Schnittdarstellung längs einer Linie AA' von 4A sind in 2G bis 2H veranschaulicht.In some embodiments, a vertical distance is between a bottom side of each of the strip-shaped areas 151 and a surface of the semiconductor body larger than 20 μm. Examples of a sectional view along a line AA 'of 4A are in 2G to 2H illustrated.

In dem in 4A gezeigten Ausführungsbeispiel eines Superjunction-Transistors ist der verzogene bzw. gekrümmte Teil 152 in Endabschnitten der streifenförmigen Teile 151 gelegen, die einander längs der Longitudinalrichtung x1 gegenüberliegen.In the in 4A shown embodiment of a superjunction transistor is the warped or curved part 152 in end portions of the strip-shaped parts 151 located opposite each other along the longitudinal direction x1.

Die verzogenen bzw. gekrümmten Teile 152 beabsichtigen ein Kompensieren eines Ladungsungleichgewichts, das durch Unterbrechen der streifenförmigen Bereiche 151 längs der Longitudinalrichtung x1 verursacht ist. Ein Ladungsungleichgewicht aufgrund einer Abwesenheit einer p-Dotierung in einem Unterbrechungsbereich 153 sowie der zusätzlichen n-Dotierung in dem Bereich 153 kann beispielsweise durch zusätzliches p-Dotieren in vorspringenden Teilen 154 der verzogenen Teile 152 kompensiert werden. Die Unterbrechungsbereiche 153 erlauben eine verbesserte mechanische Stabilität eines Herstellungsverfahrens von Trench-Superjunction-Transistoren, die kleine Mitte-Mitte-Abstände haben.The warped or curved parts 152 intended to compensate for a charge imbalance by breaking the strip-shaped areas 151 along the longitudinal direction x1 is caused. A charge imbalance due to an absence of p-type doping in an interruption region 153 and the additional n-type doping in the region 153 For example, by additional p-doping in projecting parts 154 the warped parts 152 be compensated. The interruption areas 153 allow improved mechanical stability of a fabrication process of trench superjunction transistors having small center-to-center spacings.

In einigen Ausführungsbeispielen sind die nacheinander längs der Longitudinalrichtung x1 angeordneten streifenförmigen Bereiche 151 voneinander in einer Spanne von 0,3 μm und 3 μm beabstandet.In some embodiments, the strip-shaped regions are arranged successively along the longitudinal direction x1 151 spaced apart from each other in a range of 0.3 microns and 3 microns.

Eine Gestalt der verzogenen bzw. gewölbten bzw. gekrümmten Teile 152 kann auch von der spezifischen Gestalt abweichen, die anhand von 43 veranschaulicht ist. Weitere Beispiele von kreisförmigen und polygonalen Gestaltungen der verzogenen bzw. gekrümmten bzw. gewölbten Teile 152 sind jeweils in den schematischen Draufsichten 402, 403, die in 48 und 4C gezeigt sind, veranschaulicht.A shape of the warped or curved or curved parts 152 may also differ from the specific shape, based on 43 is illustrated. Further examples of circular and polygonal shapes of the warped or curved parts 152 are each in the schematic plan views 402 . 403 , in the 48 and 4C are shown illustrated.

In einigen Ausführungsbeispielen ist eine Ausdehnung bzw. Erstreckung von jedem der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen längs der Longitudinalrichtung in einer Spanne von 10 μm bis 500 μm.In some embodiments, an extension of each of the plurality of stripe-shaped regions along the longitudinal direction is in a range of 10 μm to 500 μm.

In einigen Ausführungsbeispielen, die in den schematischen Draufsichten von 5A, 5B, 5C gezeigt sind, ist der verzogene bzw. gekrümmte bzw. gewölbte Teil 152 längs der Longitudinalrichtung x1 in einer Mitte der streifenförmigen Bereiche 151 gelegen. In einigen Ausführungsbeispielen können Ecken der streifenförmigen Bereiche 151 beispielsweise abgeschrägt oder gerundet sein. In den in 5A, 5B, 5C gezeigten Ausführungsbeispielen sind die nacheinander längs der Querrichtung angeordneten streifenförmigen Bereiche 151 in Bezug auf deren Lage längs der Longitudinalrichtung x1 versetzt. In einigen Ausführungsbeispielen ist ein verzogener bzw. gewölbter bzw. gekrümmter Teil 152 von einem der streifenförmigen Bereiche 151, die längs einer ersten Linie 405 angeordnet sind, längs der Querrichtung entgegengesetzt zu einem Unterbrechungsbereich 153 zwischen zwei anderen Bereichen der streifenförmigen Bereiche 151, die längs einer zweiten Linie 406 parallel zu der ersten Linie 405 angeordnet sind.In some embodiments, which in the schematic plan views of 5A . 5B . 5C are shown, the warped or curved or curved part 152 along the longitudinal direction x1 in a center of the striped areas 151 located. In some embodiments, corners of the strip-shaped regions 151 for example beveled or rounded. In the in 5A . 5B . 5C The exemplary embodiments shown are the strip-shaped regions arranged successively along the transverse direction 151 offset with respect to their position along the longitudinal direction x1. In some embodiments, a warped or curved part is 152 from one of the strip-shaped areas 151 along a first line 405 are arranged along the transverse direction opposite to an interruption area 153 between two other areas of the strip-shaped areas 151 along a second line 406 parallel to the first line 405 are arranged.

Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hier veranschaulicht und beschrieben sind, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass eine Vielzahl von Alternativen und/oder äquivalenten Gestaltungen für die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele herangezogen werden kann, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll irgendwelche Anpassungen oder Veränderungen der hier diskutierten spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente begrenzt ist.Although specific embodiments are illustrated and described herein, it will be understood by those skilled in the art that a variety of alternatives and / or equivalent configurations may be utilized for the embodiments shown and described without departing from the scope of the present invention. This application is intended to cover any adaptations or modifications of the specific embodiments discussed herein. Therefore, it is intended that this invention be limited only by the claims and their equivalents.

Claims (24)

Verfahren zum Herstellen einer Superjunction-Halbleitervorrichtung, umfassend: Bilden eines ersten Musters von ersten Trenches (108) in einem Halbleiterkörper (105), wobei das erste Muster einen ersten Mitte-Mitte-Abstand (p1) längs einer ersten lateralen Richtung (x) aufweist, Bilden von ersten Bereichen, die gemäß dem ersten Muster angeordnet sind, und danach Bilden eines zweiten Musters von zweiten Trenches (114) in dem Halbleiterkörper (105), wobei das zweite Muster einen zweiten Mitte-Mitte-Abstand (p2) längs der ersten lateralen Richtung (x) aufweist, und wobei ein Versatz zwischen den ersten und zweiten Mustern längs der ersten lateralen Richtung (x) geringer ist als jeder der ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände, und Bilden von zweiten Bereichen, die gemäß dem zweiten Muster angeordnet sind.A method of manufacturing a superjunction semiconductor device, comprising: Forming a first pattern of first trenches ( 108 ) in a semiconductor body ( 105 ), the first pattern having a first center-to-center distance (p1) along a first lateral direction (x), forming first regions arranged according to the first pattern, and then forming a second pattern of second trenches (p1) 114 ) in the semiconductor body ( 105 ), wherein the second pattern has a second center-to-center distance (p2) along the first lateral direction (x), and wherein an offset between the first and second patterns along the first lateral direction (x) is less than each of the first and second center-to-center distances, and forming second regions arranged according to the second pattern. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Trenches (108, 114) bezüglich Abmessungen gleich sind.Method according to claim 1, wherein the first and second trenches ( 108 . 114 ) are the same in terms of dimensions. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die ersten und zweiten Mitte-Mitte-Abstände (p1, p2) gleich sind.A method according to any one of the preceding claims, wherein the first and second center-to-center distances (p1, p2) are equal. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem jedes der ersten und zweiten Muster ein zweidimensionales Array ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein each of the first and second patterns is a two-dimensional array. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jedes der ersten und zweiten Muster ein Array von streifenförmigen Trenches ist, die nacheinander längs der ersten lateralen Richtung (x) angeordnet sind, und bei dem jeder der streifenförmigen Trenches sich längs einer zweiten lateralen Richtung (y) erstreckt, die von der ersten lateralen Richtung (x) verschieden ist.A method according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the first and second patterns is an array of stripe-shaped trenches arranged successively along the first lateral direction (x) and in which each of the stripe-shaped trenches extends along a second lateral direction (y) which is different from the first lateral direction (x). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Bilden von jedem der ersten und zweiten Bereiche ein Bilden von Halbleitermaterial (112, 116) in dem entsprechenden Trench der ersten und zweiten Trenches (108, 114) umfasst.The method of any one of the preceding claims, wherein forming each of the first and second regions comprises forming semiconductor material ( 112 . 116 ) in the corresponding trench of the first and second trenches ( 108 . 114 ). Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Halbleitermaterial (112, 116) durch einen epitaktischen Wachstumsprozess gebildet wird.Method according to Claim 6, in which the semiconductor material ( 112 . 116 ) is formed by an epitaxial growth process. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Halbleiterkörper von einem ersten Leitfähigkeitstyp ist und bei dem das Material in-situ mit Dotierstoffen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der von dem ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, dotiert wird.The method of claim 7, wherein the semiconductor body is of a first conductivity type and wherein the material is doped in-situ with dopants of a second conductivity type different from the first conductivity type. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Halbleiterkörper erste Dotierstoffe eines ersten Leitfähigkeitstyps und zweite Dotierstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der von dem ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist, aufweist, und bei dem das Verfahren weiterhin ein Dotieren des Halbleitermaterials durch einen thermischen Diffusionsprozess umfasst, der mehr von den ersten Dotierstoffen in das Halbleitermaterial als von den zweiten Dotierstoffen einführt.The method of claim 7, wherein the semiconductor body comprises first dopants of a first conductivity type and second dopants of a second conductivity type different from the first conductivity type, and wherein the method further comprises doping the semiconductor material by a thermal diffusion process comprising more of introducing the first dopants into the semiconductor material as from the second dopants. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Bilden von jedem der ersten und zweiten Bereiche ein Einführen von Dotierstoffen in den Halbleiterkörper durch Seitenwände des entsprechenden Trenches der ersten und zweiten Trenche (108, 114) umfasst.The method of claim 1, wherein forming each of the first and second regions comprises introducing dopants into the semiconductor body through sidewalls of the corresponding trench of the first and second trenches. 108 . 114 ). Verfahren nach Anspruch 10, bei dem ein Einführen der Dotierstoffe in den Halbleiterkörper (105) ein Plasmadotieren umfasst.Method according to Claim 10, in which an introduction of the dopants into the semiconductor body ( 105 ) comprises a plasma doping. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem ein Einführen der Dotierstoffe in den Halbleiterkörper (105) eine Ionenimplantation umfasst.Method according to Claim 10 or 11, in which an introduction of the dopants into the semiconductor body ( 105 ) comprises an ion implantation. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, weiterhin umfassend ein Füllen von jedem der ersten und zweiten Trenche (108, 114) mit wenigstens einem Material aus einem Halbleitermaterial und einem dielektrischen Material.The method of any one of claims 8 to 12, further comprising filling each of said first and second trenches ( 108 . 114 ) with at least one material of a semiconductor material and a dielectric material. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Bilden von Body, Source, Drain und Gate.The method of any one of the preceding claims, further comprising forming body, source, drain and gate. Superjunction-Halbleitervorrichtung, umfassend: eine Superjunctionstruktur mit einer zusammenhängenden Zone (150) eines ersten Leitfähigkeitstyps in einem Halbleiterkörper (105) und einer Vielzahl von streifenförmigen Bereichen (151) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die voneinander beabstandet und in einem zweidimensionalen Array bezüglich einer Oberfläche des Halbleiterkörpers (105) gelegen sind, wobei wenigstens einige der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen (151) einen geknickten Teil (152) aufweisen.A superjunction semiconductor device comprising: a superjunction structure having a contiguous zone ( 150 ) of a first conductivity type in a semiconductor body ( 105 ) and a plurality of strip-shaped areas ( 151 ) of a second conductivity type which are spaced apart and arranged in a two-dimensional array with respect to a surface of the semiconductor body ( 105 ), wherein at least some of the plurality of strip-shaped areas ( 151 ) a kinked part ( 152 ) exhibit. Superjunction-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, bei der jeder der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen (151) sich längs einer Longitudinalrichtung (x1) erstreckt und ein Mitte-Mitte-Abstand (p3) des zweidimensionalen Arrays längs einer Querrichtung (x2) der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen (151) in einer Spanne von 1 μm und 15 μm ist.A superjunction semiconductor device according to claim 15, wherein each of said plurality of stripe-shaped regions (FIG. 151 ) extends along a longitudinal direction (x1) and a center-to-center distance (p3) of the two-dimensional array along a transverse direction (x2) of the plurality of stripe-shaped regions (x1) 151 ) in a range of 1 μm and 15 μm. Superjunction-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, bei der ein vertikaler Abstand zwischen einer Bodenseite von jedem der streifenförmigen Bereiche (151) und einer Oberfläche des Halbleiterkörpers (105) größer als 20 μm ist.A superjunction semiconductor device according to any one of claims 15 and 16, wherein a vertical distance between a bottom side of each of the strip-shaped regions (Fig. 151 ) and a surface of the semiconductor body ( 105 ) is greater than 20 microns. Superjunction-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der der geknickte Teil (152) in Endabschnitten der streifenförmigen Bereiche (151) einander gegenüberliegend längs der Longitudinalrichtung (x1) gelegen ist.Superjunction device according to one of Claims 15 to 17, in which the kinked part ( 152 ) in end portions of the strip-shaped regions ( 151 ) located opposite each other along the longitudinal direction (x1). Superjunction-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der die streifenförmigen Bereiche (151) nacheinander längs der Longitudinalrichtung (x1) voneinander in einer Spanne von 0,3 μm und 3 μm beabstandet angeordnet sind.Superjunction device according to one of Claims 15 to 18, in which the strip-shaped regions ( 151 ) are arranged successively along the longitudinal direction (x1) apart from each other in a range of 0.3 μm and 3 μm. Superjunction-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der eine Erstreckung von jedem der Vielzahl von streifenförmigen Bereichen (151) längs der Longitudinalrichtung in einer Spanne von 10 μm bis 500 μm ist.A superjunction device according to any one of claims 15 to 18, wherein an extension of each of said plurality of strip-shaped regions (Fig. 151 ) along the longitudinal direction in a range of 10 μm to 500 μm. Superjunction-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der die streifenförmigen Bereiche (151), die nacheinander längs der Querrichtung angeordnet sind, bezüglich deren Lage längs der Longitudinalrichtung (x1) versetzt sind.Superjunction device according to one of Claims 15 to 19, in which the strip-shaped regions ( 151 ) arranged successively along the transverse direction, offset with respect to their position along the longitudinal direction (x1). Superjunction-Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der ein geknickter Teil von einem der streifenförmigen Bereiche (151), angeordnet längs einer ersten Linie, längs der Querrichtung entgegengesetzt zu einem Unterbrechungsbereich zwischen zwei anderen Bereichen der streifenförmigen Bereiche (151) ist, die längs einer zweiten Linie angeordnet sind, die parallel zu der ersten Linie ist.A superjunction device according to claim 21, wherein a kinked part of one of the strip-shaped regions ( 151 ) arranged along a first line, along the transverse direction opposite to an interruption area between two other areas of the strip-shaped areas (FIG. 151 ) arranged along a second line which is parallel to the first line. Superjunction-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei der die zusammenhängende Zone (150) eine Driftzone ist.Superjunction device according to one of Claims 15 to 22, in which the contiguous zone ( 150 ) is a drift zone. Superjunction-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei der die zusammenhängende Zone (150) ein Ladungskompensationsbereich ist.Superjunction device according to one of Claims 15 to 22, in which the contiguous zone ( 150 ) is a charge compensation region.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090023260A9 (en) 2003-05-29 2009-01-22 Third Dimension (3D) Semiconductor, Inc. Technique for forming the deep doped columns in superjunction
JP2011243696A (en) 2010-05-17 2011-12-01 Denso Corp Semiconductor device with vertical semiconductor element
DE102013108473A1 (en) 2012-08-10 2014-02-13 Infineon Technologies Austria Ag SEMICONDUCTOR DEVICE WITH A TRILL IN A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR DEVICE
US8748973B2 (en) 2011-05-19 2014-06-10 Anpec Electronics Corporation Super junction transistor and fabrication method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090023260A9 (en) 2003-05-29 2009-01-22 Third Dimension (3D) Semiconductor, Inc. Technique for forming the deep doped columns in superjunction
JP2011243696A (en) 2010-05-17 2011-12-01 Denso Corp Semiconductor device with vertical semiconductor element
US8748973B2 (en) 2011-05-19 2014-06-10 Anpec Electronics Corporation Super junction transistor and fabrication method thereof
DE102013108473A1 (en) 2012-08-10 2014-02-13 Infineon Technologies Austria Ag SEMICONDUCTOR DEVICE WITH A TRILL IN A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR DEVICE

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