DE102016104520B4 - Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements - Google Patents

Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements Download PDF

Info

Publication number
DE102016104520B4
DE102016104520B4 DE102016104520.9A DE102016104520A DE102016104520B4 DE 102016104520 B4 DE102016104520 B4 DE 102016104520B4 DE 102016104520 A DE102016104520 A DE 102016104520A DE 102016104520 B4 DE102016104520 B4 DE 102016104520B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
trenches
trench
group
gate
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016104520.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016104520A1 (de
Inventor
Oliver Blank
Britta Wutte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies Austria AG
Original Assignee
Infineon Technologies Austria AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Austria AG filed Critical Infineon Technologies Austria AG
Priority to DE102016104520.9A priority Critical patent/DE102016104520B4/de
Priority to US15/455,965 priority patent/US10374078B2/en
Publication of DE102016104520A1 publication Critical patent/DE102016104520A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016104520B4 publication Critical patent/DE102016104520B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1095—Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402—Field plates
    • H01L29/404—Multiple field plate structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402—Field plates
    • H01L29/407—Recessed field plates, e.g. trench field plates, buried field plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66674—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/66712—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/66734—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with a step of recessing the gate electrode, e.g. to form a trench gate electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41766—Source or drain electrodes for field effect devices with at least part of the source or drain electrode having contact below the semiconductor surface, e.g. the source or drain electrode formed at least partially in a groove or with inclusions of conductor inside the semiconductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Ein Halbleiterbauelement (100, 200, 300, 400), umfassend:eine Mehrzahl von streifenförmigen Gräben, die sich in ein Halbleitersubstrat (102) erstrecken,wobei sich zumindest ein Graben (101A) einer ersten Gruppe von Gräben (101A) aus der Mehrzahl von streifenförmigen Gräben zwischen zwei Gräben (101B) einer zweiten Gruppe von Gräben (101B) aus der Mehrzahl von streifenförmigen Gräben befindet,wobei sich ein Gate (103) einer Transistorstruktur in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet, und sich eine Gate-Isolierschicht (104) zwischen dem Gate (103) und dem Halbleitersubstrat (102) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet,wobei sich ein Grabenisoliermaterial (105) in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befindet,wobei eine Dicke des Grabenisoliermaterials (105) überall in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) zumindest zwei Mal größer ist als eine Dicke der Gate-Isolierschicht (104) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B),wobei jeder Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) eine elektrodenfreie Region umfasst, wobei die elektrodenfreie Region eine Stelle in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) aufweist, die einer Stelle eines Gates (103) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) entspricht,wobei sich eine Feldelektrode (206) in jedem ersten Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befindet, wobei sich zumindest ein Teil einer jeden Feldelektrode (206) unter einem vertikalen Niveau der Gates (103) befindet, die sich in den Gräben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befinden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Konzepte für Halbleiterbauelementstrukturen und insbesondere auf Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements.
  • Hintergrund
  • Halbleiterbauelemente (z. B. Halbleiterbauelemente, die für Leistungsanwendungen verwendet werden) können unter Leistungsverlusten aufgrund von übermäßigen oder ungewollten Ladungen oder Kapazitäten leiden, z. B. übermäßigen Gate-Ladungen bei Hochfrequenzanwendungen und/oder übermäßigen Source-Drain-Ladungen, die durch Elektroden auf Source-Potential verursacht werden. Die Dokumente US 2011 / 0 312 166 A1 , DE 10 2014 109 924 B3 , US 2012 0 061 753 A1 , US 8 748 976 B1 , DE 10 2014 109 846 A1 , US 2006 / 0 049 454 A1 , US 2009 / 0 140 327 A1 , US 2009 / 0 152 624 A1 , DE 10 2005 052 734 A1 und US 2006 / 0 214 221 A1 beschreiben bekannte Halbleiterbauelemente.
  • Zusammenfassung
  • Es besteht ein Bedarf zum Bereitstellen von Konzepten für Halbleiterbauelemente mit reduzierten Ladungen, reduzierten Kapazitäten und/oder reduzierten Leistungsverlusten.
  • Ein solcher Bedarf kann durch den Gegenstand der Ansprüche erfüllt werden.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Mehrzahl von Gräben, die sich in ein Halbleitersubstrat erstrecken. Zumindest ein Graben einer ersten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befindet sich zwischen zwei Gräben einer zweiten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben. Ein Gate einer Transistorstruktur befindet sich in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben und eine Gate-Isolierschicht befindet sich zwischen dem Gate und dem Halbleitersubstrat in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben. Ein Grabenisoliermaterial befindet sich in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben. Eine Dicke des Grabenisoliermaterials überall in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben ist zumindest zwei Mal größer als eine Dicke der Gate-Isolierschicht in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein weiteres Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Mehrzahl von Gräben, die sich in ein Halbleitersubstrat erstrecken. Zumindest ein Graben einer ersten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befindet sich zwischen zwei Gräben einer zweiten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben. Jeder Graben der ersten Gruppe von Gräben umfasst zumindest eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur weniger als eine Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die sich in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben befinden.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren umfasst ein Bilden einer Mehrzahl von Gräben. Zumindest ein Graben einer ersten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befindet sich zwischen zwei Gräben einer zweiten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben. Das Verfahren umfasst ferner ein Bilden von zumindest einer elektrisch leitfähigen Grabenstruktur in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben und zumindest eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben. Die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben gebildet werden, ist zumindest eine weniger als die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben der zweiten Gruppe gebildet werden.
  • Figurenliste
  • Einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen
    • 1 eine schematische Darstellung eines Halbleiterbauelements zeigt;
    • 2A und 2B schematische Darstellungen eines Querschnitts und einer Draufsicht eines weiteren Halbleiterbauelements zeigen;
    • 3A und 3B schematische Darstellungen eines Querschnitts und einer Draufsicht eines Halbleiterbauelements zeigen, das mehr als ein Gate umfasst, das sich in jedem Graben befindet;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Halbleiterbauelements zeigt; und
    • 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bilden eines Halbleiterbauelements zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
  • Während sich Ausführungsbeispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, werden dementsprechend Ausführungsbeispiele derselben in den Figuren beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die offenbarten bestimmten Formen zu begrenzen, sondern im Gegensatz die Ausführungsbeispiele alle in den Rahmen der Offenbarung fallenden Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken sollen. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Elemente.
  • Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als „direkt“ mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzte Ausdrücke sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „benachbart“ gegenüber „direkt benachbart“ usw.).
  • Die hier verwendete Terminologie bezweckt nur das Beschreiben bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht begrenzend für Ausführungsbeispiele sein. Nach hiesigem Gebrauch sollen die Singularformen „ein, eine“ und „das, der, die“ auch die Pluralformen umfassen, es sei denn im Zusammenhang wird deutlich etwas anderes angegeben. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen.
  • Sofern nicht anderweitig definiert besitzen alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden wird, zu dem Ausführungsbeispiele gehören. Weiterhin versteht es sich, dass Begriffe, z. B. die in gewöhnlich benutzten Wörterbüchern Definierten, als eine Bedeutung besitzend ausgelegt werden sollten, die ihrer Bedeutung im Zusammenhang der entsprechenden Technik entspricht. Sollte die vorliegende Offenbarung jedoch einem Begriff eine bestimmte Bedeutung geben, die von einer Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann verstanden wird abweicht, ist diese Bedeutung in dem konkreten Kontext, in dem diese Definition gegeben ist, zu berücksichtigen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Halbleiterbauelements 100.
  • Das Halbleiterbauelement 100 umfasst eine Mehrzahl von Gräben, die sich in ein Halbleitersubstrat 102 erstrecken. Zumindest ein Graben 101A einer ersten Gruppe von Gräben 101A aus der Mehrzahl von Gräben befindet sich zwischen zwei Gräben 101B einer zweiten Gruppe von Gräben 101B aus der Mehrzahl von Gräben. Ein Gate 103 einer Transistorstruktur befindet sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B und eine Gate-Isolierschicht 104 befindet sich zwischen dem Gate 103 und dem Halbleitersubstrat 102 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B. Ein Grabenisoliermaterial 105 befindet sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A. Eine Dicke des Grabenisoliermaterials 105 überall in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A ist zumindest zwei Mal größer als eine Dicke der Gate-Isolierschicht 104 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B.
  • Da eine Dicke des Grabenisoliermaterials 105 überall in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A zumindest zwei Mal größer ist als eine Dicke der Gate-Isolierschicht 104 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B, kann eine elektrodenfreie Region, die das Grabenisoliermaterial 105 umfasst, in dem Graben 101A vorhanden sein. Da die elektrodenfreie Region in dem Graben vorhanden ist, können ungewollte Ladungen oder Kapazitäten von zusätzlichen Elektroden in dem Graben 101A vermieden werden. Zum Beispiel können Source-Drain-Ladungen und/oder Gate-Ladungen reduziert oder vermieden werden. Somit können zum Beispiel Leistungsverluste (z. B. bei Hochfrequenzanwendungen) reduziert oder vermieden werden.
  • Die Mehrzahl von Gräben kann sich vertikal in das Halbleitersubstrat von einer ersten (oder vorderen) Seitenoberfläche des Halbleitersubstrats 102 erstrecken. Die Mehrzahl von Gräben kann eine vertikale Erstreckung (z. B. eine vertikale Tiefe) aufweisen. Zum Beispiel können die Mehrzahl von Gräben Laminarstrukturen sein oder können die Geometrie einer Wand oder Platte aufweisen. Die Mehrzahl von Gräben 101 kann streifenförmig sein und kann im Wesentlichen parallel zueinander (z. B. unter Vernachlässigung von Herstellungstoleranzen) in dem Halbleitersubstrat 102 angeordnet sein. Jeder Graben aus der Mehrzahl von Gräben kann vertikale Seitenwände, die sich vertikal in das Halbleitersubstrat erstrecken, und einen Grabenboden, der die Seitenwände des Grabens verbindet, umfassen.
  • Die Mehrzahl von Gräben kann eine Streifenform in einer Draufsicht des Halbleiterbauelements 100 aufweisen. Eine Streifenform kann eine Geometrie sein, die sich in einer ersten lateralen Richtung, L1, wesentlich weiter erstreckt als in einer orthogonalen zweiten lateralen Richtung, L2. Zum Beispiel kann jeder Graben der Mehrzahl von Gräben 101 eine laterale Länge (in der ersten lateralen Richtung, L1) von mehr als zum Beispiel 10 x (oder mehr als 50 x oder mehr als 100 x) eine minimale (oder kleinste) laterale Breite (in der zweiten lateralen Richtung, L2) des Grabens aufweisen. Die laterale Länge des Grabens 101 kann die größte Erstreckung entlang (oder parallel zu) einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 102 sein und die minimale laterale Breite des Grabens 101 kann eine kürzeste Abmessung des Grabens 101 sein, die sich entlang (oder parallel zu) der Oberfläche des Halbleitersubstrats 102 erstreckt. Alle Gräben aus der Mehrzahl von Gräben können die gleiche laterale Länge und/oder die minimale laterale Breite aufweisen. Alternativ können sich die laterale Länge und/oder die laterale Breite der Mehrzahl von Gräben zumindest teilweise voneinander unterscheiden. Optional können zum Beispiel alle Gräben aus der Mehrzahl von Gräben identische Geometrien und/oder laterale Abmessungen aufweisen.
  • Die vertikale Erstreckung (oder Tiefe) der Mehrzahl von Gräben kann zum Beispiel kürzer sein als die laterale Länge eines jeden Grabens aus der Mehrzahl von Gräben 101. Zum Beispiel kann die minimale (oder kleinste) vertikale Erstreckung der Mehrzahl von Gräben von der ersten (oder vorderen) Seitenoberfläche des Halbleitersubstrats 102 in das Halbleitersubstrat 102 mehr als 1 µm (oder z. B. mehr als 5 µm oder z. B. mehr als 10 µm oder z. B. mehr als 20 µm) sein. Da die Gräben aus der Mehrzahl von Gräben identische Geometrien aufweisen, kann eine durchschnittliche Tiefe der Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gleich einer durchschnittlichen Tiefe der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B sein. Eine durchschnittliche Tiefe der ersten Gruppe von Gräben 101A kann eine Summation einer vertikalen Abmessung eines jeden Grabens in der ersten Gruppe von Gräben 101A, geteilt durch die Anzahl von Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A, sein. In ähnlicher Weise kann eine durchschnittliche Tiefe der zweiten Gruppe von Gräben 101B eine Summation einer vertikalen Abmessung eines jeden Grabens in der zweiten Gruppe von Gräben 101B, geteilt durch die Anzahl von Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B, sein.
  • Bei einem Querschnitt orthogonal zu der lateralen Länge (oder der ersten lateralen Richtung) der streifenförmigen Gräben 101 (wie in 1 gezeigt), können die streifenförmigen Gräben zum Beispiel eine Säulenform aufweisen. Eine maximale (oder größte) laterale Breite (in der zweiten lateralen Richtung, L2) eines jeden Grabens aus der Mehrzahl von Gräben kann zum Beispiel weniger als 2 µm (oder z. B. weniger als 1 µm oder z. B. weniger als 800 nm oder z. B. weniger als 500 nm) sein. Die Breite eines jeden Grabens aus der Mehrzahl von Gräben kann eine laterale Abmessung des Grabens sein, die zwischen zwei parallelen Seitenwänden eines jeden Grabens gemessen wird. Die maximale Breite eines jeden Grabens kann zum Beispiel eine zwischen den Seitenwänden gemessene, charakteristische, maximale Abmessung von mehr als 50 % (oder z. B. mehr als 60 %) einer lateralen Länge des Grabens unter Nichtbeachtung von Endabschnitten des Grabens sein.
  • Benachbarte oder aufeinanderfolgende Gräben aus der Mehrzahl von Gräben können durch eine laterale Distanz voneinander lateral getrennt sein. Zum Beispiel kann sich eine Mesa-Region zwischen benachbarten oder aufeinanderfolgenden Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befinden. Eine durchschnittliche laterale Distanz (z. B. in der zweiten lateralen Richtung, L2) zwischen benachbarten oder aufeinanderfolgenden Gräben aus der Mehrzahl von Gräben (oder z. B. eine durchschnittliche Breite der Mesa zwischen benachbarten oder aufeinanderfolgenden Gräben) kann weniger als zwei Mal (oder z. B. weniger als 1,5 Mal oder z. B. weniger als 1 Mal) eine minimale oder kleinste Breite der Gräben aus der Mehrzahl von Gräben sein.
  • Die Mehrzahl von Gräben kann zumindest 10 % (z. B. 10 % oder z. B. 20 % oder z. B. 30 % oder z. B. 50 % oder z. B. 70 % oder z. B. 80 % oder z. B. 90 % oder z. B. 100 %) aller Gräben, die sich in das Halbleitersubstrat 102 erstrecken, umfassen (oder sich auf dieselben beziehen oder dieselben sein). Alternativ oder optional kann die Mehrzahl von Gräben 101 alle Gräben, die sich in das Halbleitersubstrat erstrecken, zum Beispiel umfassen (oder sich auf dieselben beziehen).
  • Eine minimale (oder kleinste) Dicke des Grabenisoliermaterials 105 überall in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A kann zumindest zwei Mal größer (oder z. B. zumindest 10 Mal größer oder z. B. zumindest 50 Mal größer) sein als eine maximale (oder größte) Dicke der Gate-Isolierschicht 104 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B. Eine Dicke des Grabenisoliermaterials 105 kann zum Beispiel eine laterale Dicke oder eine laterale Abmessung des Grabenisoliermaterials 105 sein, die in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der zweiten lateralen Richtung, L2, gemessen wird. Eine Dicke der Gate-Isolierschicht 104 kann eine laterale Dicke oder eine laterale Abmessung der Gate-Isolierschicht 104 sein, die zum Beispiel in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der zweiten lateralen Richtung, L2, zwischen dem Gate und einer Body-Region (oder einer gate-steuerbaren Kanalregion) in dem Halbleitersubstrat 102 gemessen wird.
  • Jedes Gate 103, das sich in einem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, kann sich jeweils an einer Gate-Stelle in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Eine Gate-Stelle kann durch ein vertikales Niveau des Gates 103 und eine laterale Position des Gates 103 entlang einer lateralen Richtung (z. B. zweiten lateralen Richtung, L2) definiert sein.
  • Jedes Gate 103 der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B kann sich jeweils innerhalb eines jeden Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B an dem gleichen vertikalen Niveau (oder Position) befinden. Zum Beispiel kann sich jedes Gate 103, das sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, an dem gleichen vertikalen Niveau (oder Position) wie die Gates 103 in anderen Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zum Beispiel können sich alle Gates 103 der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B an dem gleichen vertikalen Niveau (oder Position) wie die anderen befinden. Zum Beispiel können sich die Bodenseiten (z. B. rückseitigen Seiten) der Gates 103 der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B an dem gleichen vertikalen Niveau (oder Position) wie die anderen befinden.
  • Zusätzlich, optional oder alternativ kann sich jedes Gate 103, das sich in einem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, an unterschiedlichen lateralen Positionen entlang der gleichen lateralen Richtung (z. B. zweiten lateralen Richtung, L2) befinden. Zum Beispiel kann sich jedes Gate 103 der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B jeweils innerhalb eines jeden Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entlang der gleichen lateralen Ebene (z. B. entlang einer Querschnittsebene orthogonal zu der lateralen Länge und sich in der zweiten lateralen Richtung, L2, erstreckend) befinden. Zum Beispiel kann sich jedes Gate 103, das sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, entlang der gleichen lateralen Ebene befinden. Zum Beispiel können sich alle Gates 103 der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entlang der gleichen lateralen Ebene befinden. Zum Beispiel können sich die Mittelpunkte (z. B. Mittelpunkte) (mid-points, middle points) einer lateralen Länge (z. B. in der ersten lateralen Richtung, L1) der Gates 103 der Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entlang der gleichen lateralen Ebene wie die anderen befinden.
  • Jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A kann eine elektrodenfreie Region umfassen. Eine elektrodenfreie Region kann jegliche Region in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A ohne (z. B. mit keinen) Elektroden sein. Zum Beispiel können sich keine Elektroden in den elektrodenfreien Regionen der Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden. Jede elektrodenfreie Region der Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A kann zum Beispiel mit dem Grabenisoliermaterial 105 befüllt sein. Das Grabenisoliermaterial 105, das sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befindet, kann zum Beispiel Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid umfassen.
  • Anstelle eines Gates, das sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befindet, kann sich zumindest ein Teil einer elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A an der gleichen entsprechenden Position befinden, an der sich ein Gate 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil der elektrodenfreien Region eine Stelle in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A aufweisen, die einer Stelle eines Gates 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entspricht. Zum Beispiel kann sich zumindest ein Teil der elektrodenfreien Region an einer Position (oder Stelle) in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, die die Gleiche ist wie eine Stelle eines Gates 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B.
  • Zusätzlich kann zumindest ein Teil der elektrodenfreien Region, die sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befindet, die gleichen Abmessungen wie die Gates 103 aufweisen, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil der elektrodenfreien Region die gleiche Länge (z. B. gleiche Abmessung gemessen in der ersten lateralen Richtung, L1), Breite (z. B. gleiche Abmessung gemessen in der zweiten lateralen Richtung, L2) und Höhe (z. B. gleiche Abmessung gemessen in der vertikalen Richtung) aufweisen.
  • Zusätzlich oder optional kann sich zumindest ein Teil einer jeden elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A an dem gleichen vertikalen Niveau (oder Position) wie das Gate in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zusätzlich oder optional kann sich zumindest ein Teil einer jeden elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A entlang der gleichen lateralen Richtung (oder lateralen Ebene) wie das Gate 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden.
  • Zusätzlich oder optional kann eine durchschnittliche Distanz zwischen zumindest einem Teil einer jeden elektrodenfreien Region, die sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befindet, und dem Halbleitersubstrat 102 die Gleiche sein wie (oder gleich zu) eine(r) durchschnittliche(n) Distanz zwischen einem Gate 103, das sich in einem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, und dem Halbleitersubstrat 102. Die durchschnittliche Distanz kann zum Beispiel eine Summation einer Anzahl von Distanzmessungen sein und durch die Anzahl von Messungen geteilt sein. Jede Distanzmessung kann zum Beispiel eine Distanz (gemessen in der zweiten lateralen Richtung, L2) zwischen dem Gate 103, das sich in einem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, und dem Halbleitersubstrat 102 sein. Jede Distanzmessung kann zum Beispiel an unterschiedlichen Stellen zwischen einer Oberseite (oder einer vorderseitigen Seite) des Gates und einer Bodenseite (oder einer rückseitigen Seite) des Gates gemessen werden.
  • Eine minimale Länge (in einer ersten lateralen Richtung L1) der elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A kann zumindest 10 % (oder z. B. zumindest 30 % oder z. B. zumindest 50 %) der Grabenlänge eines jeden Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A sein.
  • Jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A kann gate-frei sein. Zum Beispiel befinden sich keine Gates in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A. Eine Gate-Elektrodenstruktur (z. B. eine Gate-Metallisierungsstruktur über der Oberfläche des Halbleitersubstrats) kann von allen oder jeglichen Elektroden, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, zum Beispiel elektrisch isoliert sein. Keine der Elektroden, die sich in der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, ist zum Beispiel mit der Gate-Elektrodenstruktur elektrisch verbunden. Zum Beispiel ist die Gate-Elektrodenstruktur mit jeglichen elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen (z. B. jeglichen Elektroden) in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Grabenstrukturen 101A nicht verbunden.
  • Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner eine Feldelektrode umfassen, die sich in jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben befindet. Jede Feldelektrode, die sich in der Mehrzahl von Gräben befindet, kann sich jeweils an einer Feldelektrodenstelle in jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben befinden. Jede Feldelektrodenstelle kann durch ein vertikales Niveau der Feldelektrode und eine laterale Position der Feldelektrode entlang einer lateralen Richtung (z. B. zweiten lateralen Richtung, L2) definiert sein. Jede Feldelektrode kann sich jeweils innerhalb eines jeden Grabens aus der Mehrzahl von Gräben an dem gleichen vertikalen Niveau (oder Position) befinden. Zusätzlich oder optional kann sich jede Feldelektrode jeweils in jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben entlang der gleichen lateralen Ebene befinden.
  • Zumindest ein Teil einer jeden Feldelektrode kann sich unter einem vertikalen Niveau der Gates 103, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, befinden. Zum Beispiel können sich das Gate 103 und die Feldelektrode in jedem (oder z. B. innerhalb eines jeden) Graben(s) 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Allerdings kann sich nur eine Feldelektrode (z. B. kein Gate) in jedem (oder z. B. innerhalb eines jeden) Graben(s) 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden. Zum Beispiel können die Feldelektroden, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, die einzigen Elektroden sein, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden. Das Gate 103 und die Feldelektrode können sich zum Beispiel jeweils lateral in der ersten lateralen Richtung L1 (oder z. B. in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu Seitenwänden des Grabens 101B) erstrecken. Ein Material des Gates 103 und der Feldelektrode kann Polysilizium oder ein Metall sein.
  • Optional kann zum Beispiel die vollständige oder ganze Feldelektrode unter dem Gate 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Feldelektrode zwischen dem Gate 103 in dem Graben 101B und einem Boden des Grabens 101B angeordnet sein. Zusätzlich oder optional können das Gate und die Feldelektrode, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, voneinander durch ein Grabenisoliermaterial, das sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, elektrisch isoliert sein. Zum Beispiel kann sich das Grabenisoliermaterial vertikal zwischen der Feldelektrode und dem Gate befinden. Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial zwischen der Feldelektrode und Seitenwänden des Grabens und/oder zwischen der Feldelektrode und einem Boden des Grabens 101 befinden. Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial auf den Gates befinden, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zum Beispiel kann das Grabenisoliermaterial Abschnitte eines jeden Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B über den Gates befüllen.
  • Da die Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gate-frei sind, kann das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region Abschnitte eines jeden Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A über der Feldelektrode befüllen. Zum Beispiel kann das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region jeden Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A von zumindest einer Oberseite (oder vorderseitigen Seite) der Feldelektrode bis zumindest einem Oberflächenniveau (z. B. an einer Vorderseite) des Halbleitersubstrats 102 befüllen. Zum Beispiel kann eine minimale vertikale Abmessung der elektrodenfreien Region des Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A von einer vorderseitigen Seite der Feldelektrode in Richtung zumindest des Oberflächenniveaus des Halbleitersubstrats 102 zumindest 300 nm (oder z. B. zumindest 500 nm oder z. B. zumindest 1 µm) sein.
  • Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region, das sich über der vorderseitigen Seite der Feldelektrode befindet, von einer ersten Seitenwand des Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A zu einer zweiten Seitenwand des Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A erstrecken. Somit kann eine durchschnittliche Dicke (oder Breite) des Grabenisoliermaterials in der elektrodenfreien Region in dem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A über der vorderseitigen Seite der Feldelektrode im Wesentlichen gleich sein zu der Grabenbreite eines jeden Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A.
  • Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A zwischen der Feldelektrode und Seitenwänden eines jeden Grabens 101A und/oder zwischen der Feldelektrode und einem Boden eines jeden Grabens 101A befinden. Eine minimale (oder kleinste) Dicke des Grabenisoliermaterials 105 zwischen der Feldelektrode und Seitenwänden eines jeden Grabens 101A und/oder zwischen der Feldelektrode und einem Boden eines jeden Grabens 101A kann zumindest zwei Mal größer (oder z. B. zumindest 10 Mal größer) sein als eine minimale (oder kleinste) Dicke der Gate-Isolierschicht 104 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 10IB.
  • Zusätzlich, alternativ oder optional können sich mehr als ein Gate (z. B. zwei Gates) in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zum Beispiel können sich ein erstes Gate einer ersten Transistorstruktur und ein zweites Gate einer zweiten Transistorstruktur in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Eine erste Gate-Isolierschicht kann sich zwischen dem ersten Gate der ersten Transistorstruktur und einer Body-Region der ersten Transistorstruktur in dem Halbleitersubstrat befinden. Eine zweite Gate-Isolierschicht kann sich zwischen dem zweiten Gate der zweiten Transistorstruktur und einer Body-Region der zweiten Transistorstruktur in dem Halbleitersubstrat befinden. Zum Beispiel können sich die erste Gate-Isolierschicht und die zweite Gate-Isolierschicht an gegenüberliegenden Seitenwänden eines jeden Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden.
  • Anstatt dass die gesamte Feldelektrode unter dem Gate in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B angeordnet ist, kann sich die Feldelektrode vertikal in Richtung eines Bodens des Grabens von zumindest dem vertikalen Niveau des ersten Gates der ersten Transistorstruktur und dem zweiten Gate der zweiten Transistorstruktur erstrecken. Zusätzlich oder optional kann sich zumindest ein Abschnitt der Feldelektrode lateral zwischen dem ersten Gate der ersten Transistorstruktur und dem zweiten Gate der zweiten Transistorstruktur befinden. Der Abschnitt der Feldelektrode, der sich lateral zwischen dem ersten Gate der ersten Transistorstruktur und dem zweiten Gate der zweiten Transistorstruktur befindet, kann von dem ersten Gate einer ersten Transistorstruktur und von dem zweiten Gate der zweiten Transistorstruktur zum Beispiel durch ein Grabenisoliermaterial elektrisch isoliert sein. Zusätzlich oder optional kann ein Abschnitt der Feldelektrode, der sich vertikal unter einem vertikalen Niveau des ersten Gates der ersten Transistorstruktur und dem zweiten Gate der zweiten Transistorstruktur erstreckt, durch ein Grabenisoliermaterial lateral umgeben sein. Das Grabenisoliermaterial kann sich zwischen der Feldelektrode und Seitenwänden des Grabens und/oder zwischen der Feldelektrode und einem Boden des Grabens befinden.
  • Zusätzlich oder optional kann ein erster Abschnitt der elektrodenfreien Region eine Stelle in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A aufweisen, die einer Stelle des ersten Gates in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entspricht. Ein zweiter Abschnitt der elektrodenfreien Region kann eine Stelle in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A aufweisen, die einer Stelle des zweiten Gates in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entspricht.
  • Das Halbleiterbauelement 100 kann zumindest eine Transistorstruktur (oder z. B. eine Mehrzahl von Transistorstrukturen) umfassen. Eine Source-Region der Transistorstruktur und eine Body-Region der Transistorstruktur können sich in dem Halbleitersubstrat befinden. Ein Gate 103 eines Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B kann sich zum Beispiel benachbart zu der Body-Region einer Transistorstruktur befinden.
  • Optional können n Anzahl von Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A und m Anzahl von Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B abwechselnd in einer lateralen Richtung (z. B. in der zweiten lateralen Richtung, L2) entlang des Halbleitersubstrats 102 angeordnet sein. n und m können Ganzzahlen größer als oder gleich 1 sein. Zum Beispiel kann sich optional ein (oder optional mehr als ein) Graben 101A einer ersten Gruppe von Gräben 101A zwischen zwei Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Alternativ oder optional sind n und m beide gleich 1. Optional können n und m den gleichen Ganzzahlwert aufweisen (z. B. können sowohl n als auch m gleich 1 oder 2 oder 3 oder jegliche Ganzzahl sein). Optional oder alternativ können n und m zum Beispiel unterschiedliche Ganzzahlwerte aufweisen (kann z. B. n gleich 2 sein und m kann gleich 3 sein).
  • Optional kann sich nicht mehr als eine gate-steuerbare Kanalregion (z. B. eine Body-Region) einer Transistorstruktur zwischen einem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B und einem benachbarten Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden. Zum Beispiel kann sich nicht mehr als eine gate-steuerbare Kanalregion einer Transistorstruktur zwischen jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B und jedem benachbarten Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden.
  • Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner eine Source-Elektrodenstruktur (z. B. eine Source-Metallisierungsstruktur) umfassen, die mit den Feldelektroden elektrisch verbunden ist, die sich in den Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befinden. Zum Beispiel kann die Source-Elektrodenstruktur eine Source-Metallisierungsschichtstruktur zum Bereitstellen eines Source-Potentials zum Beispiel an die Feldelektroden, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, und an die Feldelektroden, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, sein. Zusätzlich oder optional kann jede Feldelektrode mit der Source-Elektrodenstruktur über zumindest eine (z. B. zwei oder z. B. drei oder z. B. mehr als zehn oder z. B. mehr als hundert) vertikale elektrisch leitfähige Strukturen elektrisch verbunden sein. Die zumindest eine vertikale elektrisch leitfähige Struktur kann sich zum Beispiel durch das Grabenisoliermaterial, das sich in der Mehrzahl von Gräben befindet, zu der Source-Elektrodenstruktur erstrecken.
  • Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner eine Gate-Elektrodenstruktur umfassen, die mit den Gates 103, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, elektrisch verbunden sind. Die Gate-Elektrodenstruktur kann eine Gate-Metallisierungsschichtstruktur zum Bereitstellen eines Gate-Potentials an die Gates sein, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zusätzlich oder optional kann die Gate-Elektrodenstruktur eine Metallisierungs- (z. B. Kupfer- oder Aluminium-) oder Polysiliziumschichtstruktur sein. Zusätzlich oder optional kann die Source-Elektrodenstruktur auch eine Metallisierungs- oder Polysiliziumschichtstruktur sein.
  • Die Gate-Elektrodenstruktur kann von der Source-Elektrodenstruktur zum Beispiel durch ein elektrisch isolierendes Material, das sich zwischen der Gate-Elektrodenstruktur und der Source-Elektrodenstruktur befindet, elektrisch isoliert sein. Zusätzlich oder optional kann jedes Gate 103 mit der Gate-Elektrodenstruktur über zumindest eine vertikale elektrisch leitfähige Struktur elektrisch verbunden sein. Die vertikale elektrisch leitfähige Struktur kann sich zum Beispiel durch das Grabenisoliermaterial, das sich in der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, erstrecken.
  • Die (oder jede) vertikale elektrisch leitfähige Struktur kann zum Beispiel eine vertikale Via-Struktur (z. B. eine vertikale Verbindung) sein. Die (oder jede) vertikale elektrisch leitfähige Struktur kann Wolfram aufweisen (oder kann eine wolframbasierte elektrisch leitfähige Struktur sein). Alternativ oder optional kann die vertikale elektrisch leitfähige Struktur Kupfer oder Aluminium aufweisen (oder aus demselben gebildet sein).
  • Das Halbleiterbauelement 100 umfasst ferner eine elektrisch isolierende Schicht, die elektrisch isolierendes Material aufweist, das benachbart zu (z. B. direkt benachbart zu oder z. B. direkt auf) einer Oberfläche (z. B. der ersten Seitenoberfläche) des Halbleitersubstrats 102 angeordnet ist. Die elektrisch isolierende Schicht kann auf der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 102 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die elektrisch isolierende Schicht eine Mehrheit der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats abdecken.
  • Die elektrisch isolierende Schicht kann zum Beispiel eine minimale (oder kleinste) Dicke zwischen 200 nm und 1 µm (oder z. B. zwischen 200 nm und 800 nm) aufweisen. Zum Beispiel kann die elektrisch isolierende Schicht Strukturen unter der elektrisch isolierenden Schicht (z. B. Dotierungsregionen und/oder die zumindest eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur, die sich in dem Halbleitersubstrat 102 befindet) von Strukturen (z. B. Elektrodenstrukturen oder Metallisierungsstrukturen) über der elektrisch isolierenden Schicht elektrisch isolieren (isolate, insulate). Das elektrisch isolierende Material der elektrisch isolierenden Schicht kann ein Zwischenschichtdielektrikummaterial sein (z. B. Siliziumnitrid oder z. B. Siliziumdioxid).
  • Zum Beispiel kann das Halbleiterbauelement 100 ein Leistungshalbleiterbauelement mit einer Durchbruchspannung oder Sperrspannung von zum Beispiel mehr als 10 V (z. B. einer Durchbruchspannung von 10 V, 20 V oder 50 V), mehr als 100 V (z. B. einer Durchbruchspannung von 200 V, 300 V, 400 V oder 500 V) oder mehr als 500 V (z. B. einer Durchbruchspannung von 600 V, 700 V, 800 V oder 1000 V) oder mehr als 1000 V (z. B. einer Durchbruchspannung von 1200 V, 1500 V, 1700 V, 2000 V, 3300 V oder 6500 V) sein.
  • Das Halbleiterbauelement 100 kann zum Beispiel ein Niederspannungs- oder Mittelspannungs-Standard-Feldeffekttransistor (z. B. ein SFETLV oder z. B. ein SFETMV; SFETLV = standard field effect transistor low voltage, SFETMV = standard field effect transistor medium voltage) sein. Das Halbleiterbauelement 100 kann zum Beispiel ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor-Bauelement (MOSFET-Bauelement; MOSFET = metal oxide semiconductor field effect transistor), ein Bipolartransistor-Bauelement mit isoliertem Gate (IGBT-Bauelement; IGBT = insulated gate bipolar transistor) oder ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Bauelement (JFET-Bauelement; JFET = junction field effect transistor) sein. Zum Beispiel kann das Halbleiterbauelement 100 zumindest eine MOSFET-Transistorstruktur, zumindest eine IGBT-Transistorstruktur oder zum Beispiel zumindest eine JFET-Transistorstruktur umfassen.
  • Falls das Halbleiterbauelement 100 eine MOSFET-Transistorstruktur oder eine IGBT-Transistorstruktur aufweist, kann jede MOSFET- oder IGBT-Transistorstruktur eine Source-oder Emitter-Region mit einem ersten Leitfähigkeitstyp (z. B. n+- oder n++-dotiert), eine Body-Region mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp (z. B. p-Typ-dotiert) und eine Drift-Region (z. B. n-Typ-dotiert) umfassen.
  • Falls das Halbleiterbauelement 100 eine MOSFET-Transistorstruktur aufweist, kann sich eine Drift-Region der MOSFET-Transistorstruktur zum Beispiel zwischen einer Body-Region der MOSFET-Transistorstruktur und einer Drain-Region der MOSFET-Transistorstruktur befinden, die sich an einer zweiten lateralen Seite (z. B. einer Rückseitenoberfläche) des Halbleitersubstrats 102 befinden. Die Drain-Region der MOSFET-Transistorstruktur kann zum Beispiel den ersten Leitfähigkeitstyp (z. B. n+- oder n++-dotiert) aufweisen.
  • Falls das Halbleiterbauelement 100 eine IGBT-Transistorstruktur aufweist, kann sich die Drift-Region der IGBT-Transistorstruktur zwischen einer Body-Region der IGBT-Transistorstruktur und einer Emitter/Kollektor-Region der IGBT-Transistorstruktur befinden, die sich an der zweiten lateralen Seite (z. B. einer Rückseitenoberfläche) des Halbleitersubstrats 102 befinden. Die zweite Emitter/Kollektor-Region der IGBT-Transistorstruktur kann den zweiten Leitfähigkeitstyp (z. B. p+-dotiert) aufweisen. Optional kann sich eine hoch dotierte Feldstopp-Region mit dem ersten Leitfähigkeitstyp (z. B. n+dotiert) zwischen der Drift-Region und der zweiten Emitter/Kollektor-Region der IGBT-Transistorstruktur befinden.
  • Die Gräben aus der Mehrzahl von Gräben können sich vertikal in die Drift-Region in Richtung der Drain- oder Kollektor-Region erstrecken, die sich an der zweiten lateralen Seite (Rückseitenoberfläche) des Halbleitersubstrats 102 befinden. Zum Beispiel können sich die Gräben aus der Mehrzahl von Gräben in die Drift-Region um mehr als 30 % (oder z. B. mehr als 50 % oder z. B. mehr als 80 %) einer vertikalen Abmessung der Drift-Region erstrecken.
  • Optional können sich eine Source-oder Emitter-Region, die Body-Region und/oder die Drift-Region einer Transistorstruktur benachbart zu jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben (z. B. benachbart zu einer Seitenwand eines jeden Grabens aus der Mehrzahl von Gräben) befinden.
  • Das Gate 103, das sich in dem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben befindet, kann sich lateral benachbart zu der Body-Region der MOSFET- oder IGBT-Transistorstruktur befinden. Zum Beispiel kann sich das Gate 103 vertikal von der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 102 in Richtung der Drift-Region der Transistorstruktur erstrecken.
  • Die Feldelektrode, die sich zwischen dem Boden des Grabens und dem Gate befindet, kann sich zum Beispiel lateral benachbart zu der Drift-Region der MOSFET- oder IGBT-Transistorstruktur befinden.
  • Eine Region, die den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist, kann eine p-dotierte Region (z. B. verursacht durch ein Einbringen von Aluminiumionen oder Borionen) oder eine n-dotierte Region (z. B. verursacht durch ein Einbringen von Stickstoffionen, Phosphorionen oder Arsenionen) sein. Folglich zeigt der zweite Leitfähigkeitstyp eine entgegengesetzte n-dotierte Region oder p-dotierte Region an. Anders ausgedrückt, der erste Leitfähigkeitstyp kann eine p-Dotierung anzeigen und der zweite Leitfähigkeitstyp kann eine n-Dotierung anzeigen, oder umgekehrt.
  • Das Halbleitersubstrat 102 kann ein auf Silizium basierendes Halbleitersubstrat sein (z. B. ein Siliziumsubstrat). Zum Beispiel kann das Halbleitersubstrat 102 ein auf Silizium basierendes Fließzonen- (FZ-; FZ = Float Zone) Halbleitersubstrat oder ein auf Silizium basierendes Czochralski- (CZ-) Halbleitersubstrat sein. Optional oder alternativ kann das Halbleitersubstrat 102 zum Beispiel ein auf Siliziumcarbid (SiC) basierendes Halbleitersubstrat oder ein auf Galliumarsenid (GaAs) basierendes Halbleitersubstrat oder ein auf Galliumnitrid (GaN) basierendes Halbleitersubstrat sein.
  • Die erste laterale Oberfläche oder Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 102 kann eine Oberfläche des Halbleitersubstrats 102 in Richtung von Metallschichten, Isolierschichten und/oder Passivierungsschichten oben auf der Oberfläche des Substrats oder eine Oberfläche einer dieser Schichten sein. Zum Beispiel kann eine Vorderseite des Halbleitersubstrats 102 eine Seite sein, an der aktiv Elemente des Chips gebildet werden. Bei einem Leistungshalbleiterchip kann eine Chipvorderseite zum Beispiel eine Seite des Chips sein, an der eine Source-Region und eine Gate-Region gebildet werden, und eine Chiprückseite kann eine Seite des Chips sein, an der eine Drain-Region gebildet wird. Zum Beispiel können sich mehr komplexe Strukturen an der Chipvorderseite als an der Chiprückseite befinden.
  • Die hierin beschriebenen Beispiele beziehen sich auf eine Drain-Region, die sich an der Chiprückseite befindet, und eine Source-Region, die sich an der Chip-Vorderseite befindet. Es versteht sich, dass das Halbleiterbauelement andere Konfigurationen umfassen kann. Bei einer Source-Down-Konfiguration kann sich eine Source/Drain-Region optional zum Beispiel an der Chipvorderseite befinden.
  • Eine laterale Oberfläche des Halbleitersubstrats 102 kann eine im Wesentlichen ebenflächige Ebene sein (z. B. unter Vernachlässigung einer Unebenheit der Halbleiterstruktur aufgrund des Herstellungsprozesses und von Gräben). Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der lateralen Oberfläche des Halbleitersubstrats 102 mehr als 100 Mal (oder mehr als 1000 Mal oder mehr als 10000 Mal) größer sein als eine maximale Höhe von Strukturen auf der Hauptoberfläche. Im Vergleich zu einem prinzipiell vertikalen Rand (der sich z. B. aus einem Trennen des Substrats des Chips von anderen ergibt) des Halbleitersubstrats 102 kann die laterale Oberfläche eine prinzipiell horizontale Oberfläche sein, die sich lateral erstreckt. Die laterale Abmessung der lateralen Oberfläche des Halbleitersubstrats 102 kann zum Beispiel mehr als 100 Mal (oder mehr als 1000 Mal oder mehr als 10000 Mal) größer sein als ein prinzipiell vertikaler Rand des Halbleitersubstrats 102.
  • Die erste laterale Richtung kann zum Beispiel eine Richtung im Wesentlichen parallel zu einer lateralen Oberfläche des Halbleitersubstrats sein. Zum Beispiel kann die zweite laterale Richtung eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der lateralen Oberfläche des Halbleitersubstrats und orthogonal (oder perpendikulär) zu der ersten lateralen Richtung sein. Eine vertikale Richtung kann zum Beispiel eine Richtung orthogonal (oder perpendikulär) zu der lateralen Oberfläche des Halbleitersubstrats sein.
  • Für diskrete Leistungs-MOSFETs können die Gate-Ladungen Leistungsverluste bei Hochfrequenzanwendungen verursachen. Für synchrone Berichtigungsanwendungen können die Ausgangsladungen zusätzlich Leistungsverluste verursachen.
  • Ein Deaktivieren eines Teiles der Gate-Elektrode der aktiven Zellen kann ein möglicher Weg zum Reduzieren der Gate-Ladung sein. Der An-Widerstand kann auch durch diese Maßnahme erhöht werden, aber nicht in dem gleichen Verhältnis, in dem die Gate-Ladung reduziert wird. Ein guter Kompromiss kann erreicht werden, wenn für jede Drift-Zone exakt ein aktiver Kanal freigegeben wird anstelle von zwei Kanälen für jede Drift-Zone bei anderen SFET-Bauelementen. Bei SFET3- (z. B. 150 V, 200 V, 250 V oder 300 V) Technologien können die Elektroden von jedem zweiten Graben zum Beispiel mit dem Gate-Potential verbunden sein, wodurch sichergestellt wird, dass jede Drift-Zone einen aktiven Kanal aufweist. Die Elektroden auf Source-Potential (z. B. die Source-Elektroden in jedem zweiten Graben) können auch zu der Source-Drain-Kapazität beitragen.
  • Bei einem Hochgeschwindigkeitshalbleiterbauelement kann jede Feldelektrode (untere Elektrode) in jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben mit Source-Potential elektrisch verbunden sein. Die oberen Elektroden in der Mehrzahl von Gräben können abwechselnd mit Source-Potential oder Gate-Potential verbunden sein. Zum Beispiel kann nur jeder zweite Graben 101B mit einem Gate über einen Gate-Kontakt verbunden sein. Eine obere Elektrode kann mit Source-Potential innerhalb eines jeden zweiten Grabens verbunden sein.
  • Bei einem Halbleiterbauelement 100 werden Elektroden der inaktiven Kanäle nicht auf Source-Potential gelegt, um das Hinzufügen von Source-Drain-Ladungen (QSD-Ladungen) zu vermeiden. Die Elektroden werden nur in diesen Regionen komplett entfernt. Somit kann die Gate-Ladung von Leistungs-MOSFETs durch ein teilweises Entfernen der Gate-Elektroden innerhalb der Bauelementstruktur reduziert werden.
  • 2A und 2B zeigen schematische Darstellungen eines Halbleiterbauelements 200.
  • 2A zeigt eine schematische Darstellung eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements 200.
  • Das Halbleiterbauelement 200 (z. B. eine SFET7-Hochgeschwindigkeitsvariation) kann eine Feldelektrode 206 umfassen, die sich in jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben befindet.
  • Das Gate 103 und die Feldelektrode 206 können sich in jedem (oder z. B. innerhalb eines jeden) Graben(s) 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Die Feldelektrode 206 kann zum Beispiel unter dem Gate 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Feldelektrode 206 zwischen dem Gate 103 in dem Graben 101B und einem Boden des Grabens 101B angeordnet sein.
  • Zusätzlich oder optional können das Gate 103 und die Feldelektrode 206, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, voneinander durch ein Grabenisoliermaterial 207, das sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, elektrisch isoliert sein. Zum Beispiel kann sich das Grabenisoliermaterial 207 vertikal zwischen der Feldelektrode 206 und dem Gate 103 befinden. Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial 207 zwischen der Feldelektrode 206 und Seitenwänden des Grabens und/oder zwischen der Feldelektrode 206 und einem Boden des Grabens 101 befinden. Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial 207 auf dem Gate 103 befinden, das sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet. Zum Beispiel kann das Grabenisoliermaterial Abschnitte von jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B über dem Gate 103 befüllen.
  • Nur eine Feldelektrode 206 (z. B. keine Gates) kann sich in jedem (oder z. B. innerhalb eines jeden) Graben(s) 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden. Zumindest ein Teil der elektrodenfreien Region (die ein Grabenisoliermaterial 106 umfassen oder sein kann) kann eine Stelle in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A aufweisen, die einer Stelle eines Gates 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entspricht. Da die Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gate-frei sind, kann das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region Abschnitte eines jeden Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A über der Feldelektrode 206 befüllen. Zum Beispiel kann das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region jeden Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A von zumindest einer vorderseitigen Seite der Feldelektrode 206 zu zumindest einem Oberflächenniveau des Halbleitersubstrats 102 befüllen. Zum Beispiel kann eine minimale vertikale Abmessung der elektrodenfreien Region des Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A von einer vorderseitigen Seite der Feldelektrode in Richtung von zumindest einem Oberflächenniveau des Halbleitersubstrats 102 zumindest 300 nm (oder z. B. zumindest 500 nm oder z. B. zumindest 1 µm) sein.
  • Optional kann das Grabenisoliermaterial 105, das sich in den Gräben 101A der zweiten Gruppe von Gräben 101A befindet, das gleiche Material sein wie das Grabenisoliermaterial 207, das sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet.
  • Eine minimale Länge (in einer ersten lateralen Richtung L1) der elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A kann zumindest 10 % (oder z. B. zumindest 30 % oder z. B. zumindest 50 %) der Grabenlänge eines jeden Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A sein.
  • Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A, das sich über der vorderseitigen Seite der Feldelektrode 206 befindet, von einer ersten Seitenwand des Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A zu einer zweiten Seitenwand des Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A erstrecken. Somit kann eine Dicke des Grabenisoliermaterials 105 in der elektrodenfreien Region in dem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A über der vorderseitigen Seite der Feldelektrode 206 gleich sein zu der Grabenbreite eines jeden Grabens 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A oder kann derselben entsprechen.
  • Zusätzlich oder optional kann sich das Grabenisoliermaterial 105 der elektrodenfreien Region in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A zwischen der Feldelektrode 206 und Seitenwänden des Grabens und/oder zwischen der Feldelektrode 206 und einem Boden des Grabens befinden.
  • Das Halbleiterbauelement 200 kann eine Mehrzahl (oder z. B. eine oder mehrere) von Transistorstrukturen umfassen.
  • Eine Source-Region 208 einer Transistorstruktur aus der Mehrzahl von Transistorstrukturen und die Body-Region 209 der Transistorstruktur aus der Mehrzahl von Transistorstrukturen können sich in dem Halbleitersubstrat 102 benachbart zu einem Graben 101B der zweiten Mehrzahl von Gräben 101B befinden.
  • Das Gate 103 eines Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B kann sich zum Beispiel benachbart zu einer Body-Region 209 einer Transistorstruktur aus der Mehrzahl von Transistorstrukturen befinden. Zum Beispiel kann sich die Feldelektrode 206, die sich zwischen dem Gate 103 und dem Boden eines jeden Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben befindet, lateral benachbart zu der Drift-Region 211 der Transistorstruktur befinden.
  • Bei dem Halbleiterbauelement 200 können ein Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A und ein Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B abwechselnd in einer lateralen Richtung (z. B. der zweiten lateralen Richtung, L2) entlang des Halbleitersubstrats angeordnet sein. Zum Beispiel kann ein aktiver Kanal in jeder Drift-Region eingerichtet werden. Zum Beispiel kann sich eine gate-steuerbare Kanalregion (z. B. eine Body-Region) einer Transistorstruktur zwischen einem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B und einem benachbarten Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden.
  • Das Halbleiterbauelement 200 kann ferner eine elektrisch isolierende Schicht 212 umfassen, die ein elektrisch isolierendes Material umfasst, das benachbart zu (z. B. direkt benachbart zu oder z. B. direkt auf) einer Oberfläche (z. B. der ersten Seitenoberfläche) des Halbleitersubstrats 102 angeordnet ist. Die elektrisch isolierende Schicht 212 kann auf der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 102 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die elektrisch isolierende Schicht 212 eine Mehrheit der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats abdecken. Das elektrisch isolierende Material der elektrisch isolierenden Schicht 212 kann ein Zwischenschichtdielektrikummaterial sein (z. B. Siliziumnitrid oder z. B. Siliziumdioxid). Zusätzlich oder optional kann das elektrisch isolierende Material der elektrisch isolierenden Schicht 212 das gleiche Material wie das Grabenisoliermaterial 105, das sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befindet, und/oder das gleiche Material wie das Grabenisoliermaterial 207, das sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befindet, sein.
  • Die elektrisch isolierende Schicht kann zum Beispiel eine minimale (oder kleinste) Dicke zwischen 200 nm und 1 µm (oder z. B. zwischen 200 nm und 800 nm) aufweisen. Zum Beispiel kann die elektrisch isolierende Schicht Strukturen unter der elektrisch isolierenden Schicht (z. B. Dotierungsregionen und/oder die zumindest eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur, die sich in dem Halbleitersubstrat 102 befindet) von Strukturen (z. B. Elektrodenstrukturen oder Metallisierungsstrukturen) über der elektrisch isolierenden Schicht elektrisch isolieren (isolate, insulate).
  • Das Halbleiterbauelement 200 kann ferner eine Source-Elektrodenstruktur 213 umfassen. Die Source-Elektrodenstruktur 213 kann eine Source-Metallisierungsschichtstruktur zum Bereitstellen eines Source-Potentials an die Source-Region 208 einer jeden Transistorstruktur des Halbleiterbauelements 200 (z. B. über eine oder mehrere vertikale elektrisch leitfähige Strukturen oder z. B. über Source-Anschlussflächen) sein. Zusätzlich kann die Source-Elektrodenstruktur 213 (über Source-Finger) zum Beispiel mit den Feldelektroden 206, die sich in den Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befinden, elektrisch verbunden sein (z. B. elektrisch verbunden mit den Feldelektroden 206, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, und mit den Feldelektroden 206, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden).
  • 2 B zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht des Halbleiterbauelements 200.
  • Wie in 2B gezeigt, können die Feldelektroden 206, die sich in den Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befinden (z. B. die Feldelektroden 206, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, und die Feldelektroden 206, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, mit einer Source-Elektrodenstruktur über eine Mehrzahl von vertikalen elektrisch leitfähigen Strukturen (z. B. Source-Fingern 215) elektrisch verbunden sein.
  • Zwischen jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben kann die Source-Region 208 einer jeden Transistorstruktur des Halbleiterbauelements 200 mit der Source-Elektrodenstruktur über zumindest eine vertikale elektrisch leitfähige Struktur (z. B. eine Source-Anschlussfläche 216) elektrisch verbunden sein.
  • An jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B kann ein Gate 103 mit einer Gate-Elektrodenstruktur über eine vertikale elektrisch leitfähige Struktur (z. B. einen Gate-Finger 214) elektrisch verbunden sein. Da jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gate-frei ist, ist die Gate-Elektrode mit jeglichen Elektroden, die sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, nicht verbunden.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiele können jeweils ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1) oder nachstehend (3A bis 5) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 3A bis 3B zeigen schematische Darstellungen eines Halbleiterbauelements 300.
  • 3A zeigt eine schematische Darstellung eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements 300 (z. B. ein SFET 3).
  • Wie in 3A gezeigt, kann sich mehr als ein Gate 103 (z. B. zwei Gates 103) in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Zum Beispiel können sich ein erstes Gate 103 einer ersten Transistorstruktur und ein zweites Gate 103 einer zweiten Transistorstruktur in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden. Eine erste Gate-Isolierschicht 104 kann sich zwischen dem ersten Gate 103 der ersten Transistorstruktur und einer Body-Region 209 der ersten Transistorstruktur in dem Halbleitersubstrat 102 befinden. Eine zweite Gate-Isolierschicht 104 kann sich zwischen dem zweiten Gate 103 der zweiten Transistorstruktur und einer Body-Region 209 der zweiten Transistorstruktur in dem Halbleitersubstrat 102 befinden. Die erste Gate-Isolierschicht 104 und die zweite Gate-Isolierschicht 104 können sich zum Beispiel an gegenüberliegenden Seitenwänden eines jeden Grabens 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden.
  • Die Feldelektrode 206 kann sich vertikal in Richtung eines Bodens des Grabens 101B von zumindest dem gleichen vertikalen Niveau wie das erste Gate 103 der ersten Transistorstruktur und das zweite Gate 103 der zweiten Transistorstruktur erstrecken. Zusätzlich oder optional kann sich zumindest ein Abschnitt der Feldelektrode 206 lateral zwischen dem ersten Gate 103 der ersten Transistorstruktur und dem zweiten Gate 103 der zweiten Transistorstruktur befinden.
  • Der Abschnitt der Feldelektrode 206, der sich lateral zwischen dem ersten Gate 103 der ersten Transistorstruktur und dem zweiten Gate 103 der zweiten Transistorstruktur befindet, kann zum Beispiel von dem ersten Gate 103 einer ersten Transistorstruktur und von dem zweiten Gate 103 der zweiten Transistorstruktur durch ein elektrisch isolierendes Material 314 (das das gleiche Material wie das Grabenisoliermaterial und/oder das gleiche Material wie das Gate-Isoliermaterial sein kann) elektrisch isoliert sein. Zusätzlich oder optional kann ein Abschnitt der Feldelektrode 206 vertikal unter einem vertikalen Niveau des ersten Gates 103 der ersten Transistorstruktur und des zweiten Gates 103 der zweiten Transistorstruktur durch ein Grabenisoliermaterial 207 lateral umgeben sein. Das Grabenisoliermaterial 207 kann sich zwischen der Feldelektrode 206 und Seitenwänden des Grabens und/ oder zwischen der Feldelektrode 206 und einem Boden des Grabens befinden.
  • Ein erster Abschnitt der elektrodenfreien Region kann eine Stelle in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A aufweisen, die einer Stelle des ersten Gates 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entspricht. Ein zweiter Abschnitt der elektrodenfreien Region kann eine Stelle in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A aufweisen, die einer Stelle des zweiten Gates 103 in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B entspricht.
  • 3B zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht des Halbleiterbauelements 300.
  • Wie in 3B gezeigt, können die Feldelektroden 206, die sich in den Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befinden (z. B. die Feldelektroden 206, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, und die Feldelektroden 206, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden) mit einer Source-Elektrodenstruktur über eine Mehrzahl von vertikalen elektrisch leitfähigen Strukturen (z. B. Source-Fingern 215) elektrisch verbunden sein.
  • Zwischen jedem Graben aus der Mehrzahl von Gräben kann die Source-Region einer jeden Transistorstruktur des Halbleiterbauelements 200 mit der Source-Elektrodenstruktur über zumindest eine vertikale elektrisch leitfähige Struktur (z. B. eine Source-Anschlussfläche 216) elektrisch verbunden sein.
  • An jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B kann ein Gate 103 mit einer Gate-Elektrodenstruktur über eine vertikale elektrisch leitfähige Struktur (z. B. einen Gate-Finger 214) elektrisch verbunden sein. Da jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gate-frei ist, ist die Gate-Elektrode mit jeglichen Elektroden, die sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, nicht verbunden.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in 3A und 3B gezeigten Ausführungsbeispiele können ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1 bis 2B) oder nachstehend (4 bis 5) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Halbleiterbauelements 400.
  • Das Halbleiterbauelement 400 umfasst eine Mehrzahl von Gräben, die sich in ein Halbleitersubstrat 102 erstrecken. Zumindest ein Graben 101A einer ersten Gruppe von Gräben 101A aus der Mehrzahl von Gräben befindet sich zwischen zwei Gräben 101B einer zweiten Gruppe von Gräben 101B aus der Mehrzahl von Gräben. Jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A umfasst zumindest eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur weniger als eine Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen 415, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden.
  • Da jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A zumindest eine (z. B. eine oder z. B. zwei) elektrisch leitfähige Grabenstruktur weniger umfasst als eine Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen 415, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, können ungewollte Ladungen oder Kapazitäten von zusätzlichen elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen in dem Graben 101A vermieden werden. Zum Beispiel können Source-Drain-Ladungen und/oder Gate-Ladungen reduziert oder vermieden werden. Somit können Leistungsverluste (z. B. bei Hochfrequenzanwendungen) reduziert oder vermieden werden.
  • Die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen in jedem Graben kann auf der Anzahl von unterschiedlichen Potentialen (z. B. Spannungen) basieren, die mit (allen) den Elektroden (z. B. mit individuellen Elektroden oder z. B. mit unterschiedlichen Elektrodenabschnitten) in jedem Graben verbunden sind. Zum Beispiel kann die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen in jedem Graben gleich sein zu der Anzahl von unterschiedlichen Potentialen (z. B. Spannungen), die mit (allen) den Elektroden in jedem Graben verbunden sind. In einem Graben können zum Beispiel alle Elektroden, die Gate-Elektroden sind (die z. B. mit einem Gate-Potential verbunden sind), als eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur betrachtet werden (z. B. als eine selbe zählen). In einem Graben können zusätzlich alle Elektroden, die Feldelektroden sind (z. B. die mit einem Source-Potential verbunden sind) als eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur in dem Graben betrachtet werden. Zum Beispiel kann jeder Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B zwei elektrisch leitfähige Grabenstrukturen 415 (z. B. zumindest eine Gate-Elektrode und zumindest eine Feldelektrode) aufweisen. Zum Beispiel kann jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur (z. B. zumindest eine Feldelektrode) aufweisen, da jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gate-frei (oder z. B. ohne Gate-Elektroden) ist. In diesem Fall kann jeder Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur weniger umfassen als eine Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen 415, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden.
  • Zusätzlich kann sich die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A gebildet werden, von der Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen 415, die sich in jedem Graben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, unterscheiden.
  • Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner eine Gate-Elektrodenstruktur umfassen, die mit den Gates 103, die sich in den Gräben 101B der zweiten Gruppe von Gräben 101B befinden, elektrisch verbunden ist. Da sich keine Gates in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, kann die Gate-Elektrodenstruktur von allen elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die sich in den Gräben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befinden, elektrisch isoliert sein.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in 4 gezeigten Ausführungsbeispiele können ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1 bis 3B) oder nachstehend (5) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Bilden eines Halbleiterbauelements.
  • Das Verfahren 500 umfasst ein Bilden 510 einer Mehrzahl von Gräben. Zumindest ein Graben einer ersten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben befindet sich zwischen zwei Gräben einer zweiten Gruppe von Gräben aus der Mehrzahl von Gräben.
  • Das Verfahren 500 umfasst ferner ein Bilden 520 von zumindest einer elektrisch leitfähigen Grabenstruktur in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben und zumindest einer elektrisch leitfähigen Grabenstruktur in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben.
  • Die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben gebildet werden, ist zumindest eine weniger als die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben gebildet werden.
  • Da die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben gebildet werden, zumindest eine weniger ist als die Anzahl von elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen, die in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben gebildet werden, können ungewollte Ladungen oder Kapazitäten von zusätzlichen elektrisch leitfähigen Grabenstrukturen 415 in dem Graben 101A vermieden werden. Zum Beispiel können Source-Drain-Ladungen und/oder Gate-Ladungen reduziert oder vermieden werden. Somit können zum Beispiel Leistungsverluste (z. B. bei Hochfrequenzanwendungen) reduziert oder vermieden werden.
  • Das Verfahren 500 kann ferner ein Befüllen der Gräben der ersten Gruppe von Gräben mit einem Grabenisoliermaterial an einer Stelle in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben umfassen, die einer Stelle von zumindest einer elektrisch leitfähigen Grabenstruktur in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben entspricht.
  • Anstelle einer elektrisch leitfähigen Grabenstruktur (z. B. eines Gates), die sich in jedem Graben 101A der ersten Gruppe von Gräben 101A befindet, kann zum Beispiel jeder Graben der ersten Gruppe von Gräben mit dem Grabenisoliermaterial an zumindest einem Teil einer elektrodenfreien Region befüllt sein, die sich in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben an der gleichen entsprechenden Position befindet, an der sich eine elektrisch leitfähige Grabenstruktur (z. B. ein Gate) in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben befindet. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil einer elektrodenfreien Region (befüllt durch das Grabenisoliermaterial) eine Stelle in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben aufweisen, die einer Stelle eines Gates in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben entspricht. Zum Beispiel kann sich zumindest ein Teil der elektrodenfreien Region (befüllt durch das Grabenisoliermaterial) an einer Position (oder Stelle) in jedem Graben der ersten Gruppe von Gräben befinden, die die Gleiche ist wie eine Stelle eines Gates in jedem Graben der zweiten Gruppe von Gräben.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in 5 gezeigten Ausführungsbeispiele können ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1) oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • Verschiedene Beispiele beziehen sich auf einen Hochgeschwindigkeitsentwurf eines Feldeffekttransistors (z. B. Standard-Feldeffekttransistoren SFET) mit einer Prozessoption für minimale Ausgangskapazität.
  • Aspekte und Merkmale (z. B. das Halbleiterbauelement, die Mehrzahl von Gräben, die erste Gruppe von Gräben, die zweite Gruppe von Gräben, das Grabenisoliermaterial, die elektrodenfreie Region, das Gate, die Feldelektrode, die Transistorstruktur, die elektrisch leitfähige Grabenstruktur, die elektrisch isolierende Schicht, das Halbleitersubstrat, die Source-Elektrodenstruktur, die Gate-Elektrodenstruktur, die vertikale elektrisch leitfähige Struktur), die in Verbindung mit einem oder mehreren spezifischen Beispielen erwähnt sind, können mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden.
  • Ausführungsbeispiele können weiterhin ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen eines der obigen Verfahren bereitstellen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Ein Fachmann würde leicht erkennen, dass Schritte verschiedener oben beschriebener Verfahren durch programmierte Computer durchgeführt werden können. Hierbei sollen einige Ausführungsbeispiele auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare oder computerausführbare Programme von Anweisungen codieren, wobei die Anweisungen einige oder alle der Schritte der oben beschriebenen Verfahren durchführen. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien sein. Auch sollen weitere Ausführungsbeispiele Computer programmiert zum Durchführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren oder (feld-) programmierbare Logik-Arrays ((F)PLA = (Field) Programmable Logic Arrays) oder (feld-) programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays) programmiert zum Durchführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren abdecken.
  • Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Es versteht sich daher, dass der Fachmann verschiedene Anordnungen ableiten kann, die, obwohl sie nicht ausdrücklich hier beschrieben oder dargestellt sind, die Grundsätze der Offenbarung verkörpern und in ihrem Sinn und Rahmen enthalten sind. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen, und sollen als ohne Begrenzung solcher besonders aufgeführten Beispiele und Bedingungen dienend aufgefasst werden. Weiterhin sollen alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Ausführungsbeispiele der Offenbarung wie auch besondere Beispiele derselben deren Entsprechungen umfassen.
  • Der Fachmann sollte verstehen, dass alle hiesigen Blockschaltbilder konzeptmäßige Ansichten beispielhafter Schaltungen darstellen, die die Grundsätze der Offenbarung verkörpern. Auf ähnliche Weise versteht es sich, dass alle Flussdiagramme, Ablaufdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor ausdrücklich dargestellt ist.
  • Weiterhin sind die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Ausführungsbeispiel für sich stehen kann.
  • Wenn jeder Anspruch als getrenntes Ausführungsbeispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine besondere Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Ausführungsbeispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs einschließen können. Diese Kombinationen werden hier vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Weiterhin sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.
  • Es ist weiterhin zu beachten, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren durch eine Vorrichtung mit Mitteln zum Durchführen jedes der jeweiligen Schritte dieser Verfahren implementiert sein können.
  • Weiterhin versteht es sich, dass die Offenbarung vielfacher, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden sollte. Durch die Offenbarung von vielfachen Schritten oder Funktionen werden diese daher nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Weiterhin kann in einigen Ausführungsbeispielen ein einzelner Schritt mehrere Teilschritte einschließen oder in diese aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.

Claims (12)

  1. Ein Halbleiterbauelement (100, 200, 300, 400), umfassend: eine Mehrzahl von streifenförmigen Gräben, die sich in ein Halbleitersubstrat (102) erstrecken, wobei sich zumindest ein Graben (101A) einer ersten Gruppe von Gräben (101A) aus der Mehrzahl von streifenförmigen Gräben zwischen zwei Gräben (101B) einer zweiten Gruppe von Gräben (101B) aus der Mehrzahl von streifenförmigen Gräben befindet, wobei sich ein Gate (103) einer Transistorstruktur in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet, und sich eine Gate-Isolierschicht (104) zwischen dem Gate (103) und dem Halbleitersubstrat (102) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet, wobei sich ein Grabenisoliermaterial (105) in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befindet, wobei eine Dicke des Grabenisoliermaterials (105) überall in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) zumindest zwei Mal größer ist als eine Dicke der Gate-Isolierschicht (104) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B), wobei jeder Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) eine elektrodenfreie Region umfasst, wobei die elektrodenfreie Region eine Stelle in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) aufweist, die einer Stelle eines Gates (103) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) entspricht, wobei sich eine Feldelektrode (206) in jedem ersten Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befindet, wobei sich zumindest ein Teil einer jeden Feldelektrode (206) unter einem vertikalen Niveau der Gates (103) befindet, die sich in den Gräben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befinden.
  2. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, wobei eine durchschnittliche Tiefe der Gräben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) gleich einer durchschnittlichen Tiefe der Gräben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) ist.
  3. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich zumindest ein Teil einer jeden elektrodenfreien Region in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) an dem gleichen vertikalen Niveau wie ein Gate (103) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet.
  4. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei sich zumindest ein Teil einer jeden elektrodenfreien Region in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) entlang der gleichen lateralen Richtung wie ein Gate (103) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101A) befindet.
  5. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede elektrodenfreie Region der Gräben der ersten Gruppe von Gräben mit dem Grabenisoliermaterial (105) befüllt ist.
  6. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Feldelektroden (206), die sich in den Gräben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befinden, die einzigen Elektroden sind, die sich in den Gräben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befinden.
  7. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend eine Source-Elektrodenstruktur (213), die mit den Feldelektroden (206) elektrisch verbunden ist, die sich in den Gräben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befinden.
  8. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei n Gräben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) und m Gräben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) abwechselnd in einer lateralen Richtung entlang des Halbleitersubstrats (102) angeordnet sind, wobei n und m Ganzzahlen größer als oder gleich 1 sind.
  9. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Sperrspannung des Halbleiterbauelements größer als 10 V ist.
  10. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Gruppe von Gräben (101A) und die zweite Gruppe von Gräben (101B) identische Geometrien aufweisen.
  11. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeder Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) frei von jeglichem elektrisch leitfähigem Elektrodenmaterial ist.
  12. Ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements, umfassend: Bilden einer Mehrzahl von streifenförmigen Gräben, wobei sich zumindest ein Graben einer ersten Gruppe von Gräben (101A) aus der Mehrzahl von streifenförmigen Gräben zwischen zwei Gräben einer zweiten Gruppe von Gräben (101B) aus der Mehrzahl von streifenförmigen Gräben findet, wobei sich ein Gate (103) einer Transistorstruktur in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet, und sich eine Gate-Isolierschicht (104) zwischen dem Gate (103) und dem Halbleitersubstrat (102) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befindet, wobei sich ein Grabenisoliermaterial (105) in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befindet, wobei eine Dicke des Grabenisoliermaterials (105) überall in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) zumindest zwei Mal größer ist als eine Dicke der Gate-Isolierschicht (104) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B), wobei jeder Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) eine elektrodenfreie Region umfasst, wobei die elektrodenfreie Region eine Stelle in jedem Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) aufweist, die einer Stelle eines Gates (103) in jedem Graben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) entspricht, wobei sich eine Feldelektrode (206) in jedem ersten Graben (101A) der ersten Gruppe von Gräben (101A) befindet, wobei sich zumindest ein Teil einer jeden Feldelektrode (206) unter einem vertikalen Niveau der Gates (103) befindet, die sich in den Gräben (101B) der zweiten Gruppe von Gräben (101B) befinden.
DE102016104520.9A 2016-03-11 2016-03-11 Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements Active DE102016104520B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016104520.9A DE102016104520B4 (de) 2016-03-11 2016-03-11 Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements
US15/455,965 US10374078B2 (en) 2016-03-11 2017-03-10 Semiconductor devices and a method for forming a semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016104520.9A DE102016104520B4 (de) 2016-03-11 2016-03-11 Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016104520A1 DE102016104520A1 (de) 2017-09-14
DE102016104520B4 true DE102016104520B4 (de) 2022-07-14

Family

ID=59700717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016104520.9A Active DE102016104520B4 (de) 2016-03-11 2016-03-11 Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10374078B2 (de)
DE (1) DE102016104520B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7487094B2 (ja) * 2020-12-23 2024-05-20 株式会社 日立パワーデバイス 半導体装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060049454A1 (en) 2004-04-20 2006-03-09 Naresh Thapar ACCUFET with Schottky source contact
US20060214221A1 (en) 2003-05-20 2006-09-28 Ashok Challa Power semiconductor devices and methods of manufacture
DE102005052734A1 (de) 2005-10-06 2007-04-19 Infineon Technologies Ag Halbleiterstruktur, Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterstruktur und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterstruktur
US20090140327A1 (en) 2007-12-03 2009-06-04 Takashi Hirao Semiconductor device and manufacturing method of the same
US20090152624A1 (en) 2007-12-17 2009-06-18 Infineon Technologies Austria Ag Integrated circuit device with a semiconductor body and method for the production of an integrated circuit device
US20120061753A1 (en) 2010-09-09 2012-03-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
US8748976B1 (en) 2013-03-06 2014-06-10 Texas Instruments Incorporated Dual RESURF trench field plate in vertical MOSFET
DE102014109924B3 (de) 2014-07-15 2015-11-12 Infineon Technologies Austria Ag Halbleitervorrichtung mit Feldelektrode und Felddielektrikum und Verfahren zur Herstellung und elektronische Anordnung
DE102014109846A1 (de) 2014-07-14 2016-01-14 Infineon Technologies Austria Ag Leistungs-MOSFET und Verfahren zum Herstellen eines Leistungs-MOSFET

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7345342B2 (en) * 2001-01-30 2008-03-18 Fairchild Semiconductor Corporation Power semiconductor devices and methods of manufacture
US8274109B2 (en) * 2007-12-26 2012-09-25 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with dynamical avalanche breakdown characteristics and method for manufacturing a semiconductor device
US7989321B2 (en) 2008-08-21 2011-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device gate structure including a gettering layer
US7879686B2 (en) 2009-01-16 2011-02-01 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor device and method for manufacturing
US9722071B1 (en) * 2016-01-25 2017-08-01 Sinopower Semiconductor, Inc. Trench power transistor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060214221A1 (en) 2003-05-20 2006-09-28 Ashok Challa Power semiconductor devices and methods of manufacture
US20110312166A1 (en) 2003-05-20 2011-12-22 Yedinak Joseph A Methods of Manufacturing Power Semiconductor Devices with Shield and Gate Contacts
US20060049454A1 (en) 2004-04-20 2006-03-09 Naresh Thapar ACCUFET with Schottky source contact
DE102005052734A1 (de) 2005-10-06 2007-04-19 Infineon Technologies Ag Halbleiterstruktur, Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterstruktur und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterstruktur
US20090140327A1 (en) 2007-12-03 2009-06-04 Takashi Hirao Semiconductor device and manufacturing method of the same
US20090152624A1 (en) 2007-12-17 2009-06-18 Infineon Technologies Austria Ag Integrated circuit device with a semiconductor body and method for the production of an integrated circuit device
US20120061753A1 (en) 2010-09-09 2012-03-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
US8748976B1 (en) 2013-03-06 2014-06-10 Texas Instruments Incorporated Dual RESURF trench field plate in vertical MOSFET
DE102014109846A1 (de) 2014-07-14 2016-01-14 Infineon Technologies Austria Ag Leistungs-MOSFET und Verfahren zum Herstellen eines Leistungs-MOSFET
DE102014109924B3 (de) 2014-07-15 2015-11-12 Infineon Technologies Austria Ag Halbleitervorrichtung mit Feldelektrode und Felddielektrikum und Verfahren zur Herstellung und elektronische Anordnung

Also Published As

Publication number Publication date
US20170263756A1 (en) 2017-09-14
DE102016104520A1 (de) 2017-09-14
US10374078B2 (en) 2019-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112013007576B4 (de) Halbleitereinrichtung
DE102013106152B4 (de) Drainerweiterte MOS-Vorrichtung für Bulk-FinFET-Technologie und Herstellungsverfahren
DE102015121563B4 (de) Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements
DE102018104581A1 (de) Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren
DE102014108913B4 (de) Bipolartransistorvorrichtung mit isoliertem Gate und Halbleitervorrichtung
DE102017107174B4 (de) IGBT mit dV/dt-Steuerbarkeit und Verfahren zum Verarbeiten eines IGBT
DE102012217626B4 (de) Halbleiterbauelement mit selbstladenden Feldelektroden
DE102015121497B4 (de) Halbleitervorrichtung mit einem ersten gategraben und einem zweiten gategraben
DE102013100683A1 (de) Integrierte Schaltung einschliesslich Feldeffekttransistorstrukturen mit Gate- und Feldelektroden und Verfahren zum Herstellen und Betreiben einer integrierten Schaltung
DE102015104988A1 (de) Halbleitervorrichtung mit Gate-Finnen
DE102016103581A1 (de) Halbleitervorrichtung mit nadelförmigen Feldplatten und einer Gatestruktur mit Rand- und Knotenbereichen
DE102018107568A1 (de) IGBT mit Steuerbarkeit von dU/dt und niedriger Gate-Ladung
DE102012216909A1 (de) Halbleitereinrichtung mit lateralem Element
DE102016118543A1 (de) Halbleiterbauelemente, leistungshalbleiterbauelemente und verfahren zum bilden eines halbleiterbauelements
DE102016115759B4 (de) Verfahren zum herstellen einer superjunction-halbleitervorrichtung und superjunction-halbleitervorrichtung
DE102014110648A1 (de) Halbleitervorrichtung mit randabschluss
DE102012200056A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung hiervon
DE102018100237B4 (de) Leistungshalbleiterbauelement mit dU/dt Steuerbarkeit und Verfahren zum Herstellen eines Leistungshalbleiterbauelements
DE102014110497A1 (de) Superjunction-halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren
DE102020134850A1 (de) RC-IGBTVerfahren zum Herstellen eines RC-IGBT
DE102013113540A1 (de) Transistorzellenanordnung mit halbleiterdiode
DE102013105134A1 (de) Abschlussanordnung für vertikalen MOSFET
DE102018107417B4 (de) Nadelzellengraben-MOSFET und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102015113493B4 (de) Halbleiterbauelemente und eine Schaltung zum Steuern eines Feldeffekttransistors eines Halbleiterbauelements
DE102015102136B4 (de) Halbleiterbauelemente und ein verfahren zum bilden eines halbleiterbauelements

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative