DE102016122952B9 - Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen Download PDF

Info

Publication number
DE102016122952B9
DE102016122952B9 DE102016122952.0A DE102016122952A DE102016122952B9 DE 102016122952 B9 DE102016122952 B9 DE 102016122952B9 DE 102016122952 A DE102016122952 A DE 102016122952A DE 102016122952 B9 DE102016122952 B9 DE 102016122952B9
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
region
doping
implantation
semiconductor substrate
dopant implant
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
DE102016122952.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016122952A1 (de
DE102016122952B4 (de
Inventor
Stefan Tegen
Armin Tilke
Enrique Vecino Vazquez
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 DE102016122952.0A priority Critical patent/DE102016122952B9/de
Publication of DE102016122952A1 publication Critical patent/DE102016122952A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016122952B4 publication Critical patent/DE102016122952B4/de
Publication of DE102016122952B9 publication Critical patent/DE102016122952B9/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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26586—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation characterised by the angle between the ion beam and the crystal planes or the main crystal surface
    • 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
    • H01L29/0603—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 characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0607—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 characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H01L29/0611—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 characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
    • H01L29/0615—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 characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
    • H01L29/063—Reduced surface field [RESURF] pn-junction structures
    • H01L29/0634—Multiple reduced surface field (multi-RESURF) structures, e.g. double RESURF, charge compensation, cool, superjunction (SJ), 3D-RESURF, composite buffer (CB) 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
    • H01L29/02—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
    • H01L29/66—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
    • 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
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • 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
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • 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
    • H01L29/66—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
    • H01L29/7803—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

Ein Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b), umfassend:eine Body-Region (140) einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in einem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist, wobei die Body-Region (140) einen Leitfähigkeitstyp aufweist, der ein p-Leitfähigkeitstyp oder ein n-Leitfähigkeitstyp ist,eine erste Dotierungs-Implantationsregion (150), die zumindest teilweise innerhalb der Body-Region (140) angeordnet ist, wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) denselben Leitfähigkeitstyp wie die Body-Region (140) aufweist, und wobei eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region (140) weniger ist als 90% einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150); undeine zweite Dotierungs-Implantationsregion (160), die in dem Halbleitersubstrat (120) unterhalb der Body-Region (140) und der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) angeordnet ist, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) denselben Leitfähigkeitstyp wie die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) aufweist, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) elektrisch mit der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) gekoppelt ist, wobei eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) sich von der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) unterscheidet, und wobei eine laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) größer ist als eine laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Konzepte zum Erhöhen einer Robustheit von Halbleiterbauelementen und insbesondere auf Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen.
  • Hintergrund
  • Es ist erforderlich, dass Halbleiterbauelemente (z. B. Leistungsbauelemente) in Bezug niedrige Herstellungskosten optimiert werden. Dennoch ist es erwünscht, Halbleiterbauelemente mit hoher Robustheit, z. B. gegen kosmische Strahlung, zu bilden. Verschiedene Ausführungen von herkömmlichen Halbleiterbauelementen, insbesondere mit Ladungskompensationsstrukturen, werden in DE 101 32 136 C1 , DE 100 26 925 C2 , DE 10 2009 038 731 A1 , DE 10 2013 112 831 A1 oder US 2009/0 166 722 A1 beschrieben und erläutert.
  • Zusammenfassung
  • Es kann ein Bedarf zum Bereitstellen von Konzepten für Halbleiterbauelemente mit verbesserter Robustheit bestehen.
  • Ein solcher Bedarf kann durch den Gegenstand der Ansprüche erfüllt sein.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Body-Region einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in einem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Die Body-Region weist einen Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich weist das Halbleiterbauelement eine erste Dotierungs-Implantationsregion auf, die zumindest teilweise innerhalb der Body-Region angeordnet ist. Die erste Dotierungs-Implantationsregion weist den Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region weniger als 90% einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion. Das Halbleiterbauelement umfasst ferner eine zweite Dotierungs-Implantationsregion, die in dem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion weist den Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist die zweite Dotierungs-Implantationsregion elektrisch mit der ersten Dotierungs-Implantationsregion gekoppelt. Zusätzlich unterscheidet sich eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion von der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren umfasst das Bilden einer Body-Region einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung in einem Halbleitersubstrat. Die Body-Region weist einen Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich dazu umfasst das Verfahren das Ausführen einer ersten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat bei einer ersten Implantationsenergie, um eine erste Dotierungs-Implantationsregion zu bilden. Die erste Dotierungs-Implantationsregion ist zumindest teilweise innerhalb der Body-Region angeordnet. Ferner weist die erste Dotierungs-Implantationsregion den Leitfähigkeitstyp auf. Das Verfahren umfasst ferner das Ausführen einer zweiten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat bei einer zweiten Implantationsenergie, um eine zweite Dotierungs-Implantationsregion zu bilden. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion weist den Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich dazu ist die erste Implantationsenergie weniger als 90% der zweiten Implantationsenergie.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend werden einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren ausschließlich beispielhaft und Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen
    • 1 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Halbleiterbauelements zeigt;
    • 2 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines anderen Halbleiterbauelements zeigt;
    • 3 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines anderen Halbleiterbauelements zeigt;
    • 4 eine Skizze einer Dotierungskonzentration über einer Tiefe eines Abschnitts des Halbleiterbauelements zeigt, das in 3 gezeigt ist;
    • 5 einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbauelements mit einem parasitären Transistor zeigt;
    • 6a-6c schematische Darstellungen von Schaltungen mit einem parasitären Transistor zeigen; und
    • 7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden eines Halbleiterbauelements zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren kann die Dicke der Linien, Schichten und/oder Regionen der Klarheit halber übertrieben sein.
  • Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, werden bestimmte Beispiele derselben in den Figuren dementsprechend beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Allerdings schränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen ein. Weitere Beispiele können alle in den Rahmen der Offenbarung fallenden Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Elemente, die identisch oder in modifizierter Form im Vergleich zueinander implementiert sein können, während sie dieselbe oder eine ähnliche Funktionalität bereitstellen.
  • Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt verbunden oder gekoppelt sein können oder über ein oder mehrere Zwischenelemente. Wenn zwei Elemente A und B mit einem „oder“ verbunden werden, soll dies derart verstanden werden, dass alle möglichen Kombinationen, d. h. nur A, nur B sowie A und B, offenbart sind. Ein alternativer Wortlaut für dieselben Kombinationen ist „zumindest eines von A und B“. Dasselbe gilt für Kombinationen aus mehr als 2 Elementen.
  • Die hierin zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendete Terminologie soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wann immer eine Singularform wie „ein, eine“ und „das, der, die“ verwendet wird, und die Verwendung von nur einem Element weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralformen umfassen, um dieselbe Funktionalität zu implementieren. Wenn eine Funktionalität nachfolgend derart beschreiben wird, dass sie unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert wird, können weitere Beispiele dieselbe Funktionalität ebenso unter Verwendung eines einzelnen Elements oder Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen.
  • Sofern nicht anderweitig definiert werden alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) in ihrer üblichen Bedeutung des Gebiets verwendet, zu dem die Beispiele gehören.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Halbleiterbauelements 100. Das Halbleiterbauelement 100 umfasst eine Body-Region 140 einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in einem Halbleitersubstrat 110 angeordnet ist. Die Body-Region 140 weist einen (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich weist das Halbleiterbauelement 100 eine erste Dotierungs-Implantationsregion 150 auf, die zumindest teilweise innerhalb der Body-Region 140 angeordnet ist. Die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 weist den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region 140 weniger als 90% einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Das Halbleiterbauelement 100 umfasst ferner eine zweite Dotierungs-Implantationsregion 160, die in dem Halbleitersubstrat 120 angeordnet ist. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 weist den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 elektrisch mit der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 gekoppelt. Zusätzlich unterscheidet sich eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 von der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150.
  • Ein (bipolarer) parasitärer Transistor kann in dem Halbleiterbauelement 100 gebildet sein. Eine Drift-Region 120 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung (mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp und angeordnet benachbart zu der Body-Region 140 in dem Halbleitersubstrat 110) kann einen Kollektor des parasitären Transistors bilden und die Body-Region 140 kann eine Basis des parasitären Transistors bilden. Zum Beispiel kann eine Source-Region 220 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung (mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp und angeordnet benachbart zu der Body-Region 140 in dem Halbleitersubstrat 110) einen Emitter des parasitären Transistors bilden. Da die erste Implantationsregion 150 eine größere durchschnittliche Dotierungskonzentration aufweist als die Body-Region 140, kann ein elektrischer Widerstand der ersten Implantationsregion 150 niedriger sein als ein elektrischer Widerstand der Body-Region 140. Auf diese Weise kann ein Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors reduziert werden. Der Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors kann durch die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 weiter reduziert werden. Auf diese Weise kann eine Durchbruchspannung des parasitären Transistors erhöht werden. Dadurch kann eine Robustheit des Halbleiterbauelements 100, insbesondere eine Robustheit gegen kosmische Strahlung, verbessert werden.
  • Zum Beispiel kann eine Region, die den (ersten) Leitfähigkeitstyp aufweist, 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 Antimonionen, 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. Zum Beispiel kann eine durchschnittliche Dotierungskonzentration einer Region eine gemessene Anzahl von Dotierstoffatomen pro Volumen gemittelt über die Region sein.
  • Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 zumindest teilweise innerhalb der Body-Region 140, einer zweiten Drift-Region angeordnet in dem Halbleitersubstrat 110 und/oder einer Kompensationsregion angeordnet in dem Halbleitersubstrat 110 angeordnet sein. Die Drift-Region 120 und die zweite Drift-Region können Elemente einer gemeinsamen Drift-Region oder einer gemeinsamen Drift-Zone der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung sein. Zum Beispiel kann eine vertikale Distanz von der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 zu einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 größer sein als (z.B. zumindest größer als 10% von, zumindest größer als 20% von, zumindest größer als 30% von) eine vertikale Distanz von der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 zu der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110. Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 breiter sein als die erste Dotierungs-Implantationsregion 150, aufgrund einer höheren lateralen Streuung während einer Implantation, da die Implantation der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 tiefer in das Halbleitersubstrat gehen kann als die Implantation der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150, oder aufgrund einer geneigten Implantation.
  • Zum Beispiel, um die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 mit der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 elektrisch zu koppeln, können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 jeweils benachbart zu einer Kopplungsregion angeordnet sein, die in dem Halbleitersubstrat 110 angeordnet ist und einen elektrischen Widerstand von weniger als 5*102Ωm (z.B. weniger als 1*102Ωm, weniger als 1*10Ωm, oder weniger als 1*10-1Ω) aufweist, oder benachbart zu einem Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren der Body-Region 140 und/oder der Source-Region 220. Alternativ kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 benachbart zu der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 angeordnet sein und dadurch elektrisch mit der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 gekoppelt sein.
  • Zum Beispiel kann die vertikale Feldeffekttransistoranordnung ein Feldeffekttransistor (FET; FET = Field Effect Transistor) (z.B. FET mit lateralem Gate), ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein Superübergang-MOSFET sein. Die vertikale Feldeffekttransistoranordnung kann die Source-Region 220 (z.B. n+-dotiert oder n++-dotiert), eine hochdotierte Drain-Region mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp (z.B. n+-dotiert oder n++-dotiert), die Body-Region 140 (z.B. p-dotiert) und die Drift-Region 120 (z.B. n-dotiert) umfassen. Zum Beispiel können die Source-Region 220, die Body-Region 140 und die Drift-Region 120 benachbart zu einem Gate angeordnet sein. Das Gate kann einen leitfähigen Kanal durch die Body-Region 140 steuern. Eine Gate-Spannung, die an das Gate angelegt ist, kann einen leitfähigen Kanal (z.B. einen n-Kanal) in der Body-Region 140 zwischen der Source-Region und der Drift-Region 120 steuern. Der leitfähige Kanal kann in einem Teil der Body-Region 140 benachbart zu dem Gate gebildet sein, und ein Stromfluss kann zwischen der Source-Region 220 und der Drain-Region der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung und in der Drift-Region 120 durch den gesteuerten, leitfähigen Kanal auftreten, zum Beispiel. Die Drift-Region 120 kann zwischen (z.B. direkt zwischen oder direkt benachbart zu) der Body-Region 140 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung und der Drain-Region der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung angeordnet sein. Die Drain-Region der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung kann sich von der Drift-Region 120 zu der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 gegenüber der Vorderseite des Halbleitersubstrats 110 erstrecken.
  • Die Drift-Region 120 kann Teil einer gemeinsamen Drift-Zone der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung sein (z.B. einer gemeinsamen Drift-Zone, die in dem Halbleitersubstrat 110 angeordnet ist). Die Drift-Region 120 kann sich von einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 vertikal in das Halbleitersubstrat 110 erstrecken. Die Drift-Region 120 kann den Großteil oder den kompletten Strom tragen, der zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Halbleitersubstrats 110 in einem Ein-Zustand der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung fließt, zum Beispiel. Zum Beispiel kann die Drift-Region 120 Ladungsträger (oder Strom) zwischen der Body-Region 140 und einer Drain-Region der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung tragen, die sich an der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 befindet.
  • Die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 kann eine durchschnittliche Dotierungskonzentration von zumindest 1*1017 Dotierungsatomen pro cm3 (z. B. zumindest 1*1018 Dotierungsatome pro cm3, zumindest 1*1019 Dotierungsatome pro cm3 oder zumindest 1*1020 Dotierungsatome pro cm3) aufweisen. Eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region 140 kann weniger sein als 90% (z.B. weniger als 80%, weniger als 70% oder weniger als 65%) der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region 140 62,5% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Drift-Region 120 kann weniger sein als 25% (z.B. weniger als 10%, weniger als 5% oder weniger als 1%) der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der Drift-Region 120 weniger als 0,5% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Source-Region 220 kann weniger sein als 95% (z.B. weniger als 90%, weniger als 85% oder weniger als 80%) der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der Source-Region 220 75% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Die Source-Region 220 kann den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen.
  • Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 weniger als 95% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Die durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 kann weniger sein als 90% (z.B. weniger als 75%, weniger als 50% oder weniger als 30%) der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 25% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Zum Beispiel kann ein Verhältnis der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungsimplantationsregion 150 und der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungsimplantationsregion 160 zwischen 95:5 und 51:49 liegen.
  • Alternativ kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 weniger als 95% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 sein. Die durchschnittliche Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 kann weniger sein als 90% (z.B. weniger als 75%, weniger als 50% oder weniger als 30%) der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160.
  • Zum Beispiel kann die erste Dotierungs-Implantationsregion benachbart zu der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 angeordnet sein. Auf diese Weise können Ladungsträger (z.B. Löcher) effizienter aus der Kompensationsregion entfernt werden. Dadurch kann eine Kommutierungs-Robustheit des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden. Zum Beispiel kann während einer Kommutierung eine Polarität umgekehrt werden, um Ladungsträger (z.B. Löcher) schnell aus der Kompensationsregion zu entfernen. Zum Beispiel können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 (vertikal) aufeinander angeordnet sein. Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 breiter sein als die erste Dotierungs-Implantationsregion 150.
  • Zum Beispiel können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 eine kombinierte Implantationsregion bilden. Eine Dotierungskonzentration der kombinierten Implantationsregion in vertikaler Richtung kann einen ersten maximalen Wert und einen zweiten maximalen Wert aufweisen. Zum Beispiel kann die Dotierungskonzentration der kombinierten Implantationsregion in vertikaler Richtung ferner einen minimalen Wert aufweisen. Der minimale Wert kann weniger als 90% (z.B. weniger als 80%, weniger als 60% oder weniger als 50%) des ersten maximalen Werts sein. Zusätzlich dazu kann der minimale Wert weniger als 90% (z.B. weniger als 80%, weniger als 60% oder weniger als 50%) des zweiten maximalen Werts sein. Ferner kann eine Position des minimalen Werts vertikal zwischen einer Position des ersten maximalen Werts und einer Position des zweiten maximalen Werts liegen.
  • Alternativ können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 eine kombinierte Implantationsregion bilden. Eine Dotierungskonzentration der kombinierten Implantationsregion in vertikaler Richtung kann ein Plateau aufweisen. Zusätzlich dazu kann ein maximaler Wert der Dotierungskonzentration innerhalb des Plateaus liegen. Zum Beispiel kann das Plateau eine Region sein, in der die Dotierungskonzentration im Wesentlichen konstant ist (z.B. eine Region, in der die Dotierungskonzentration größer als 95% des Maximalwerts ist). Zum Beispiel kann eine Breite des Plateaus größer sein als 10% (z.B. größer als 20%, größer als 30 % oder größer als 40%) einer vertikalen Abmessung der kombinierten Implantationsregion. Zum Beispiel kann die vertikale Abmessung der kombinierten Implantationsregion eine maximale vertikale Erstreckung der kombinierten Implantationsregion sein.
  • Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 zumindest teilweise innerhalb einer Drift-Region 120 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung angeordnet sein.
  • Alternativ kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 zumindest teilweise innerhalb einer Kompensationsregion der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung angeordnet sein. Auf diese Weise können Ladungsträger (z.B. Löcher) effizienter aus der Kompensationsregion entfernt werden. Auf diese Weise kann eine Durchbruchspannung des parasitären Bipolartransistors weiter erhöht werden. Auf diese Weise kann eine Robustheit des Halbleiterbauelements 100 gegen kosmische Strahlung erhöht werden, da der parasitäre Bipolartransistor im Fall eines Ereignisses kosmischer Strahlung später getriggert werden kann.
  • Zum Beispiel kann eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Kompensationsregion weniger sein als 25% (z.B. weniger als 10%, weniger als 5% oder weniger als 1%) einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der Kompensationsregion 0,5% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein.
  • Zum Beispiel kann eine laterale Abmessung der Kompensationsregion weniger sein als 95% (z.B. weniger als 90%, weniger als 85% oder weniger als 80%) einer lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160. Dadurch kann sich die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 außerhalb der Kompensationsregion erstrecken. Somit kann sich die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 unter einer Gate-Struktur der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung erstrecken und dadurch einem Transistorkanal, der in der Body-Region 140 gebildet ist. Auf diese Weise kann eine Distanz von der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 zu dem Transistorkanal reduziert werden. Auf diese Weise kann ein Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors weiter reduziert werden. Dadurch kann eine Durchbruchspannung des parasitären Transistors und dadurch des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der Kompensationsregion größer sein als 50% (z.B. größer als 60%, größer als 70% oder größer als 75%) der lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der Kompensationsregion eine maximale laterale Erstreckung der Kompensationsregion sein. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 eine maximale laterale Erstreckung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 sein.
  • Zum Beispiel kann eine vertikale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion größer sein als 50% (z.B. größer als 75%, größer als 90% oder größer als 95%) einer vertikalen Abmessung der Body-Region 140. Auf diese Weise kann ein Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors weiter reduziert werden. Dadurch kann eine Durchbruchspannung des parasitären Transistors und dadurch des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden. Zum Beispiel 150 kann die vertikale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 gleich zu der vertikalen Abmessung der Body-Region 140 sein. Zum Beispiel kann die vertikale Abmessung der Body-Region 140 eine maximale vertikale Erstreckung oder eine minimale vertikale Erstreckung der Body-Region 140 sein.
  • Zum Beispiel kann eine vertikale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 größer sein als (z.B. größer als 125%, größer als 150% oder größer als 200%) einer vertikalen Abmessung der Body-Region 140 und/oder der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Auf diese Weise können Ladungsträger (z.B. Löcher) effizienter aus der Kompensationsregion entfernt werden. Dadurch kann eine Durchbruchsspannung des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden. Zum Beispiel kann die vertikale Abmessung der Body-Region 140 eine maximale vertikale Erstreckung oder eine minimale vertikale Erstreckung der Body-Region 140 sein.
  • Zum Beispiel kann eine laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 weniger sein als 90% (z.B. weniger als 80%, weniger als 70% oder weniger als 60%) einer lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160. Auf diese Weise kann eine Distanz von der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 zu einem Transistorkanal, der in der Body-Region gebildet ist, reduziert werden. Auf diese Weise kann ein Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors weiter reduziert werden. Dadurch kann eine Durchbruchspannung des parasitären Transistors und dadurch des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 größer sein als 20% (z.B. größer als 30%, größer als 40% oder größer als 50%) der lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 eine maximale laterale Erstreckung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 eine maximale Erstreckung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 sein. Alternativ kann die laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 im Wesentlichen gleich zu oder größer sein als die laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160.
  • Zum Beispiel kann eine laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 weniger sein als 95% (z.B. weniger als 90%, weniger als 80% oder weniger als 70%) einer lateralen Abmessung der Kompensationsregion. Dadurch kann ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kompensationsregion und der Body-Region 140 gebildet werden. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 größer sein als 40% (z.B. größer als 50% oder größer als 60%) der lateralen Abmessung der Kompensationsregion. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 eine maximale laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 sein. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der Kompensationsregion eine maximale laterale Abmessung der Kompensationsregion sein.
  • Zum Beispiel kann eine Mitte der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 lateral innerhalb eines Umfangs der Kompensationsregion liegen. Auf diese Weise können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die Kompensationsregion elektrisch durch ein einzelnes Kontaktelement kontaktiert werden. Dadurch können Herstellungskosten des Halbleiterbauelements 100 reduziert werden. Zum Beispiel kann die Mitte der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 lateral mit einer Mitte der Kompensationsregion zusammenfallen.
  • Zum Beispiel kann eine Mitte der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 lateral innerhalb eines Umfangs der Kompensationsregion liegen. Auf diese Weise können Ladungsträger (z.B. Löcher) effizienter aus der Kompensationsregion entfernt werden. Dadurch kann eine Kommutierungs-Robustheit des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden. Zum Beispiel kann die Mitte der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 lateral mit einer Mitte der Kompensationsregion zusammenfallen.
  • Zum Beispiel kann eine Mitte der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 lateral innerhalb eines Umfangs der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 liegen. Zum Beispiel kann die Mitte der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 lateral mit einer Mitte der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 zusammenfallen.
  • Zum Beispiel kann eine Mitte der Kompensationsregion lateral mit einer Mitte der Body-Region 140 und/oder einer Mitte der Source-Region 220 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung zusammenfallen. Zum Beispiel kann eine laterale Abmessung der Kompensationsregion weniger sein als 95% (z.B. weniger als 90%, weniger als 80% oder weniger als 75%) einer lateralen Abmessung der Body-Region 140. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der Kompensationsregion größer sein als 25% (z.B. größer als 50%, größer als 60% oder größer als 70%) der lateralen Abmessung der Body-Region 140. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der Kompensationsregion weniger sein als 125% (z.B. weniger als 100%, weniger als 90% oder weniger als 75%) einer lateralen Abmessung der Source-Region 220 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung. Zum Beispiel kann die laterale Abmessung der Kompensationsregion größer sein als 25% (z.B. größer als 40%, größer als 50% oder größer als 70%) der lateralen Abmessung der Source-Region 220 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung. Zum Beispiel können die Kompensationsregion und die Body-Region 140 (vertikal) aufeinander angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Kompensationsregion benachbart zu der Body-Region 140 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Kompensationsregion eine p-Säule bilden. Zum Beispiel kann die Drift-Region 120 eine n-Säule bilden.
  • Zum Beispiel kann das Halbleiterbauelement 100 ferner eine Gate-Struktur der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung aufweisen. Die Gate-Struktur kann sich lateral über einen Abschnitt einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 erstrecken. Zusätzlich dazu kann ein Abschnitt der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 lateral innerhalb eines Umfangs der Gate-Struktur liegen. Auf diese Weise kann eine Distanz von der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 zu einem Transistorkanal, der in der Body-Region vertikal unter der Gate-Struktur gebildet ist, reduziert werden. Auf diese Weise kann ein Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors weiter reduziert werden. Auf diese Weise kann eine Durchbruchspannung des parasitären Transistors weiter erhöht werden. Zum Beispiel kann eine laterale Abmessung des Abschnitts der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 größer sein als 1% (z.B. größer als 5%, größer als 10% oder größer als 25%) einer lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160. Zum Beispiel kann die Gate-Struktur Aluminium, Kupfer, Wolfram und/oder Polysilizium und/oder eine Legierung aus Aluminium, Kupfer, Wolfram und/oder Polysilizium aufweisen. Zum Beispiel kann eine Isolierschicht sich zwischen der Gate-Struktur und der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 angeordnet sein. Die Isolierschicht kann ein Oxid (z. B. Siliziumoxid) oder ein Nitrid (z. B. Siliziumnitrid) umfassen.
  • Zum Beispiel kann das Halbleiterbauelement 100 ferner eine Source-Region 220 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung umfassen, die in dem Halbleitersubstrat 110 angeordnet ist. Die Source-Region 220 kann benachbart zu der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 angeordnet sein. Auf diese Weise können die Source-Region 220 und die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 elektrisch durch ein einzelnes Kontaktelement kontaktiert werden. Dadurch können Herstellungskosten des Halbleiterbauelements 100 reduziert werden. Die Source-Region 220 kann den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen.
  • Zum Beispiel kann das Halbleiterbauelement 100 ferner ein Kontaktelement zum elektrischen kontaktieren der Source-Region 220 aufweisen. Zusätzlich dazu kann sich ein Abschnitt des Kontaktelements vertikal in das Halbleitersubstrat 110 erstrecken. Ferner kann der Abschnitt des Kontaktelements benachbart zu zumindest einer der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 und der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 angeordnet sein. Auf diese Weise können Ladungsträger (z.B. Löcher) effizient aus der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 und/oder der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 entfernt werden. Dadurch kann eine Kommutierungs-Robustheit des Halbleiterbauelements 100 weiter erhöht werden.
  • Zum Beispiel kann die vertikale Feldeffekttransistoranordnung eine Durchbruchsspannung von mehr als 10 V aufweisen. Zum Beispiel kann das Halbleiterbauelement 100 ein Leistungshalbleiterbauelement sein. Ein Leistungshalbleiterbauelement und/oder eine elektrische Elementstruktur (z. B. die vertikale Feldeffekttransistoranordnung oder eine Transistorstruktur) des Leistungshalbleiterbauelements kann eine Durchbruchspannung oder Sperrspannung von mehr als 10 V (z. B. eine Durchbruchspannung von 10V, 20V oder 50V), mehr als 100V (z. B. eine Durchbruchspannung von 200 V, 300V, 400 V oder 500 V), mehr 500V (z. B. eine Durchbruchspannung von 600V, 700V, 800 V oder 1000 V) oder mehr als 1000V (z. B. eine Durchbruchspannung von 1200V, 1500V, 1700 V, 2000 V, 3300 V oder 6500 V) aufweisen. Die vertikale Feldeffekttransistoranordnung kann eine Mehrzahl von Transistorzellen aufweisen. Jede Transistorzelle kann eine Gate-Struktur aufweisen oder eine Gate-Struktur mit einer oder mehreren anderen Transistorzellen gemeinschaftlich verwenden.
  • Das Halbleitersubstrat 110 kann ein Siliziumsubstrat sein. Alternativ kann das Halbleitersubstrat 100 ein Halbleitersubstrat mit breitem Bandabstand mit einem Bandabstand größer als der Bandabstand von Silizium (1,1 eV) sein. Zum Beispiel kann das Halbleitersubstrat 110 ein auf Siliziumcarbid (SiC) basierendes Halbleitersubstrat oder ein auf Galliumarsenid (GaAs) basierendes Halbleitersubstrat oder ein auf Galliumnitrid (GaN) basierendes Halbleitersubstrat sein. Ferner kann das Halbleitersubstrat 110 ein Halbleiterwafer oder ein Halbleiterchip sein.
  • Zum Beispiel können eine laterale Richtung oder laterale Abmessungen parallel zu einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 gemessen werden und eine vertikale Richtung oder vertikale Abmessungen können orthogonal zu der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 gemessen werden. Die Vorderseite oder Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 kann die Seite sein, die zum Implementieren von höher entwickelten und komplexeren Strukturen verwendet wird als an der Rückseite des Halbleitersubstrats 110, da die Prozessparameter (z. B. Temperatur) und die Handhabung für die Rückseite eingeschränkt sein können, wenn z. B. bereits Strukturen an einer Seite des Halbleitersubstrats 110 gebildet sind.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils eines anderen Halbleiterbauelements 200a. Die Implementierung des Halbleiterbauelements 200a kann ähnlich zu der Implementierung des Halbleiterbauelements sein, die in Verbindung mit 1 beschrieben ist. Das Halbleiterbauelement 200a umfasst eine Drift-Region 120 einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in einem Halbleitersubstrat 110 angeordnet ist. Die Drift-Region 120 weist einen zweiten Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich umfasst das Halbleiterbauelement 200a eine Kompensationsregion 130, angeordnet in dem Halbleitersubstrat 110. Die Kompensationsregion 130 weist einen (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist die Kompensationsregion 130 ist benachbart zu der Drift-Region 120 angeordnet. Das Halbleiterbauelement 100 umfasst zusätzlich eine Body-Region 140 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in dem Halbleitersubstrat 110 angeordnet ist. Die Body-Region 140 weist den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist die Body-Region 140 ist benachbart zu der Drift-Region 120 angeordnet. Zusätzlich weist das Halbleiterbauelement 200a eine erste Dotierungs-Implantationsregion 150 auf, die zumindest teilweise innerhalb der Body-Region 140 angeordnet ist. Die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 weist den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Ferner ist eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region 140 weniger als 90% einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Zusätzlich weist das Halbleiterbauelement 200a eine zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 auf, die zumindest teilweise innerhalb der Kompensationsregion 130 angeordnet ist. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 weist den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Ferner unterscheidet sich eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 von (z.B. ist größer als 95% von oder ist weniger als 95% von) der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Das Halbleiterbauelement 200a umfasst ferner eine Source-Region 220, die den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist.
  • Das Halbleiterbauelement 200a kann zum Beispiel ein Kompensationsbauelement (z. B. ein Super-Junction-Bauelement oder ein CoolMOS-Bauelement) sein. Die Kompensationsbauelemente können auf einer gegenseitigen Kompensation von zumindest einem Teil der Ladung von n- und p-dotierten Bereichen in der Drift-Region 120 der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung (FET-Anordnung; FET = Field Effect Transistor) basieren. Zum Beispiel können bei einer vertikalen Feldeffekttransistor-Anordnung abwechselnde n-und p-Spalten, -Säulen oder -Platten (z. B. eine Mehrzahl von Drift-Regionen 120 und eine Mehrzahl von Kompensationsregionen 130 in einer abwechselnden Anordnung in einer lateralen Richtung) paarweise angeordnet sein. Eine Kompensationsregion 130 aus der Mehrzahl von Kompensationsregionen 130 kann eine lateral summierte Anzahl von Dotierstoffen pro Flächeneinheit des zweiten Leitfähigkeitstyps (p oder n) sein, die von einer Hälfte einer lateral summierten Anzahl von Dotierstoffen pro Flächeneinheit des ersten Leitfähigkeitstyps (n oder p), die in zwei Drift-Regionen 120, die sich benachbart zu gegenüberliegenden Seiten der Kompensationsregion befinden, enthalten sind, um weniger als +/- 25 % (oder weniger als +/-15 %, weniger als +/-10 %, weniger als +/-5 %, weniger als +/-2 % oder weniger als +/-1 %) der lateral summierten Anzahl von Dotierstoffen pro Flächeneinheit des zweiten Leitfähigkeitstyps, die in der Kompensationsregion 130 enthalten ist, abweicht. Die lateral summierte Anzahl von Dotierstoffen pro Flächeneinheit kann im Wesentlichen konstant sein oder kann für unterschiedliche Tiefen variieren. Die lateral summierte Anzahl von Dotierstoffen pro Flächeneinheit kann zum Beispiel gleich oder proportional zu einer Anzahl von freien Ladungsträgern innerhalb der Kompensationsregion 130 oder der Drift-Region 120 sein, die in einer bestimmten Tiefe kompensiert werden soll.
  • Die Kompensationsregion 130 kann eine Region des Halbleitersubstrats 110 sein, die eine Streifenform, eine Kreisform oder eine Sechseckform in einer Draufsicht des Halbleiterbauelements 100 aufweist. Eine Streifenform kann eine Geometrie sein, die sich in einer zweiten lateralen Richtung deutlich weiter erstreckt als in einer orthogonalen ersten lateralen Richtung. Zum Beispiel kann die Kompensationsregion 130 eine laterale Länge von mehr als 10 x (oder mehr als 100 x oder mehr als 500 x) einer lateralen Breite der Kompensationsregion 130 aufweisen. Die laterale Länge der Kompensationsregion 130 kann die größte Erstreckung der Kompensationsregion 130 entlang der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 sein und die laterale Breite der Kompensationsregion 130 kann die kürzeste Abmessung der Kompensationsregionen 130 entlang der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 sein. Zum Beispiel kann die Kompensationsregion 130 eine vertikale Erstreckung (zum Beispiel eine vertikale Tiefe) aufweisen. Anders ausgedrückt können die Kompensationsregionen 130 Laminarstrukturen sein oder können die Geometrie einer Spalte, einer Säule, einer Wand oder einer Platte aufweisen. Die vertikale Erstreckung kann zum Beispiel größer sein als die laterale Breite und kürzer als die laterale Länge. Zum Beispiel kann sich die Kompensationsregion 130 von der Body-Region 140 vertikal in das Halbleitersubstrat 110 in Richtung der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 erstrecken.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel kann 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 (z. B. 3-7) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils eines anderen Halbleiterbauelements 200b. Die Implementierung des Halbleiterbauelements 200b kann ähnlich zu der Implementierung des Halbleiterbauelements sein, das in Verbindung mit 1 beschrieben ist und/oder kann ähnlich zu der Implementierung des Halbleiterbauelements sein, das in Verbindung mit 2 beschrieben ist. Das Halbleiterbauelement 200b umfasst zwei Gate-Strukturen 210, eine Source-Region 220, eine Body-Region 140, eine Kompensationsregion 130, zwei Drift-Regionen 120, und ein Kontaktelement 230 einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung. Die Source-Region 220, die Body-Region 140, die Kompensationsregion 130 und die zwei Drift-Regionen 120 sind in einem Halbleitersubstrat angeordnet. Eine Isolierschicht 240 ist zwischen den Gate-Strukturen 210 und dem Halbleitersubstrat angeordnet. Zum Beispiel können die Gate-Strukturen 210 jeweils durch eine entsprechende leitfähige Schicht (z.B. eine Polysiliziumschicht) benachbart zu der isolierenden Schicht 240 gebildet werden. Die Gate-Strukturen 210 können mit einer gegenseitigen Gate-Verdrahtungsstruktur zum Beliefern der Gate-Strukturen 210 mit einer Gate-Spannung verbunden sein. Alternativ können die Gate-Strukturen 210 mit jeweiligen Gate-Verdrahtungsstrukturen zum Beliefern der Gate-Strukturen 210 mit unterschiedlichen Gate-Spannungen verbunden sein. Die Drift-Regionen 120 erstrecken sich vertikal in das Halbleitersubstrat von der isolierenden Schicht 240 (oder von einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats) und sind benachbart zu gegenüberliegenden Seiten der Kompensationsregion 130 angeordnet. Ferner ist die Body-Region 140 zwischen der isolierenden Schicht 240 (oder einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats) und der Kompensationsregion 130 angeordnet. Die Body-Region 140 ist benachbart zu der Kompensationsregion 130 angeordnet. Ferner ist die Source-Region 220 zwischen der isolierenden Schicht 240 (oder einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats) und der Body-Region 140 angeordnet. Eine laterale Abmessung der Source-Region 220 kann gleich zu einer lateralen Abmessung der Kompensationsregion 130 sein. Ferner ist eine erste Dotierungs-Implantationsregion 150 in der Body-Region 140 angeordnet. Die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 erstreckt sich vertikal von der Source-Region 220 zu der Kompensationsregion 130. Eine vertikale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 kann gleich einer Distanz von der Source-Region 220 zu der Kompensationsregion 130 sein. Ferner kann eine laterale Abmessung der Body-Region 140 kann gleich zu einer lateralen Distanz zwischen den Gate-Strukturen 210 sein. Die laterale Abmessung der Body-Region 140 ist kleiner als eine laterale Abmessung der Kompensationsregion 130. Zusätzlich ist eine zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 in dem Halbleitersubstrat angeordnet. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 ist benachbart zu der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 angeordnet. Ein Abschnitt der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 ist in der Kompensationsregion 130 angeordnet. Zusätzlich dazu erstreckt sich die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 in die Drift-Regionen 120 und unter den Gate-Strukturen 210. Eine laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 ist größer als eine laterale Abmessung der Kompensationsregion 130. Zusätzlich ist eine vertikale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 größer als eine Distanz von der isolierenden Schicht 240 (oder von einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats) zu der Kompensationsregion 130. Ferner sind die Seiten der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 abgerundet. Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion durch eine geneigte Implantation von Dotierungsatomen gebildet werden (z.B. geneigt um 30° von einem orthogonalen Winkel im Hinblick auf eine Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats). Ein Abschnitt des Kontaktelements 230 erstreckt sich vertikal in das Halbleitersubstrat und ist benachbart zu der Source-Region 220, der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 und der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 angeordnet. Zum Beispiel kann die Source-Region 220 eine Emitter-Region eines parasitären Transistors in dem Halbleiterbauelement 200 bilden, die Body-Region 140 kann eine Basis-Region des parasitären Transistors bilden und die Drift-Region 120-1 kann eine Kollektor-Region des parasitären Transistors bilden. Zusätzlich sind zwei Pfeile 250, 260 in 3 dargestellt. Der Pfeil 250 zeigt einen Stromfluss in der Body-Region 140 und der Drift-Region 120-1 an. Ferner zeigt der Pfeil 260 einen Basisbahnwiderstand RB des parasitären Transistors an. Zum Beispiel können die Drift-Regionen 120 n-Säulen bilden (z.B. n-dotierte Säulen). Zum Beispiel kann die Kompensationsregion 130 eine p-Säule bilden (z.B. eine p-dotierte Säule). Zum Beispiel kann die Body-Region 140 einen p-Body bilden (z.B. eine p-dotierte Body-Region). Zum Beispiel kann die Source-Region 220 eine n-Source bilden (z.B. eine n-dotierte Source-Region). Zum Beispiel können die Gate-Strukturen 210 ein Gate (z.B. der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung) bilden. Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 ein p-plus oder eine p-plus Implantation bilden (z.B. eine p+-dotierte Region).
  • 3 zeigt ein Beispiel einer tiefen, zweiten p-plus Implantation. Die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 kann eine erste p-plus Implantation sein. Zusätzlich kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 kann eine zweite tiefe p-plus Implantation sein. Eine laterale Erstreckung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 kann größer sein als eine laterale Erstreckung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150, aufgrund der lateralen Streuung (z.B. während einer Implantation von Dotierungsatomen in die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160). Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 aufgrund der lateralen Streuung breiter sein. Zum Beispiel kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 durch eine geneigte Implantation gebildet werden, um unter die Gate-Strukturen 210 zu reichen. Auf diese Weise kann der Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors reduziert werden. Zusätzlich kann eine Dotierung in eine Tiefe (z.B. der Kompensationsregion 130) realisiert werden. Auf diese Weise kann eine effektivere Entfernung von Löchern aus der Kompensationsregion 130 (z.B. einer p-Säule) durch Ansaugung im Fall einer Kommutierung erreicht werden. Zum Beispiel können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und/oder die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 selbst-ausgerichtet zu den Gate-Strukturen 210 gebildet werden. Zum Beispiel kann der Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors von einer Distanz (angezeigt durch den Pfeil 260) von der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 zu dem Transistorkanal angezeigt durch den Pfeil 250 abhängen. Durch Anordnen der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 so nahe wie möglich an dem Transistorkanal kann der Basisbahnwiderstand des parasitären Transistors minimiert werden. Zum Beispiel kann die Body-Region 140 eine hochohmige Body-Region sein und kann einen relativ hohen Widerstandswert aufweisen (z.B. verglichen mit einem Widerstandswert der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 oder der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160). Zum Beispiel kann die Geometrie, die in 3 gezeigt ist (z.B. Aspektverhältnis, Breite oder Länge der Strukturen, Distanzen dazwischen etc.), variiert werden.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder mit einem oder mehreren vorstehend (z.B. 1-2) oder nachstehend (z.B. 4-7) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 4 zeigt eine Skizze einer Dotierungskonzentration über einer Tiefe z eines Abschnitts des Halbleiterbauelements 200b, das in 3 gezeigt ist. Die Skizze zeigt eine Kurve 300 einer Dotierungskonzentration (z.B. einer Dotierung) einer kombinierten Implantationsregion, gebildet durch die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 über eine Tiefe z der kombinierten Implantationsregion in dem Halbleitersubstrat (z.B. einer Tiefe in einem Chip). Zum Beispiel die die Dotierungskonzentration eine Dotierungskonzentration der kombinierten Implantationsregion entlang einer zentralen, vertikalen Achse der kombinierten Implantationsregion sein. Die kombinierte Implantationsregion liegt vertikal zwischen einer Tiefe 310 und einer Tiefe 320. Zum Beispiel kann die Tiefe 310 eine minimale Distanz von der isolierenden Schicht 240 (oder von einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats) zu der kombinierten Implantationsregion sein. Zum Beispiel kann die Tiefe 320 eine maximale Distanz in der vertikalen Richtung von der isolierenden Schicht 240 (oder von einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats) zu einem Punkt der kombinierten Implantationsregion sein. Die Kurve zeigt einen ersten maximalen Wert bei einer Tiefe 330, einen minimalen Wert bei einer Tiefe 340 und einen zweiten maximalen Wert bei einer Tiefe 350. Die Tiefe 340 kann an einer Schnittstelle zwischen der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 und der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 liegen. Eine durchschnittliche Dotierungskonzentration eines oberen Teils der kombinierten Implantationsregion zwischen der Tiefe 310 und der Tiefe 340 (z.B. der ersten Implantationsregion 150) kann größer sein als eine durchschnittliche Dotierungskonzentration eines unteren Teils der kombinierten Implantationsregion zwischen der Tiefe 340 und der Tiefe 330 (z.B. der zweiten Implantationsregion 160), wie durch die unterschiedlichen Höhen des ersten maximalen Werts und des zweiten maximalen Werts angezeigt ist.
  • Zum Beispiel, falls die durchschnittliche Dotierungskonzentration des oberen Teils der kombinierten Implantationsregion zwischen der Tiefe 310 und der Tiefe 340 (z.B. der ersten Implantationsregion 150) weniger wäre als die durchschnittliche Dotierungskonzentration des unteren Teils der kombinierten Implantationsregion zwischen der Tiefe 340 und der Tiefe 330 (z.B. der zweiten Implantationsregion 160), wäre die Höhe des ersten maximalen Werts kleiner als die Höhe des zweiten maximalen Werts.
  • Zum Beispiel, falls die kombinierte Implantationsregion durch einen einzelnen Implantationsschritt gebildet worden wäre, hätte die Dotierungskonzentration einen einzelnen maximalen Wert in einer bestimmten Tiefe. Da die kombinierte Dotierungsregion durch die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 gebildet wird, erscheint der zweite maximale Wert in der größeren Tiefe 350. Alternativ kann die Dotierungskonzentration ein Plateau aufweisen (z.B. kann sich der maximale Wert der Dotierungskonzentration zu der größeren Tiefe 350 erstrecken). Zum Beispiel kann die Dotierungskonzentration oder die Kurve 300 eine asymmetrische Kurvenform oder eine asymmetrische Kurvenprogression aufweisen.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder mit einem oder mehreren vorstehend (z.B. 1-3) oder nachstehend (z.B. 5-7) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbauelements 400 mit einem parasitären Transistor. Das Halbleiterbauelement 400 umfasst ein Halbleitersubstrat, in dem zwei Drift-Regionen 120 (z.B. n-dotiert), eine Body-Region 140 (z.B. p-dotiert) und eine Source-Region 150 (z.B. n+-dotiert) angeordnet sind. Zusätzlich dazu ist eine erste Dotierungs-Implantationsregion 150 (z.B. p+-dotiert) in der Body-Region 140 angeordnet. Das Halbleiterbauelement 400 umfasst ferner zwei Gate-Strukturen 210 und zwei isolierende Schichten 240, die zwischen den Gate-Strukturen 210 und dem Halbleitersubstrat angeordnet sind. Der parasitäre Transistor kann ein Bipolartransistor (z.B. ein npn-Transistor) sein. Die Source-Region 220 kann einen Emitter des parasitären Transistors bilden, die Body-Region 140 kann eine Basis des parasitären Transistors bilden und die Drift-Region 120-1 kann einen Kollektor des parasitären Transistors bilden. Ferner ist ein Basisbahnwiderstand 410 RB des parasitären Transistors, angeordnet zwischen der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150 und einer Schnittstelle zwischen der Drift-Region 120-1 und der Body-Region 140, in 5 dargestellt. Zum Beispiel kann die Source-Region 220 eine n-Source bilden. Zum Beispiel kann die Body-Region 140 einen p-Body bilden. Zum Beispiel kann die Drift-Region 120 eine n-Säule bilden.
  • 5 zeigt ein Beispiel eines parasitären Transistors. Eine Basis-Kollektor-Diode, gebildet an einer Schnittstelle zwischen der Drift-Region 120-1 und der Body-Region 140, kann eine höhere Durchbruchspannung aufweisen als eine Kollektor-Emitter-Durchbruchspannung, aufgrund der Stromverstärkung des Generatorstroms. Das Ionisierungs-Integral über eine Basis-Kollektor-Raumladungsregion des parasitären Transistors ist gegeben durch ∫ 0 w α i d x = 1 1 + β 0 < 1
    Figure DE102016122952B9_0001
  • Hier bezeichnet αi einen Ionisierungs-Koeffizienten, β0 bezeichnet eine Kollektor-Emitter-Stromverstärkung, und w bezeichnet eine Breite der Basis-Kollektor-Raumladungsregion. Falls das Ionisierungs-Integral 1 wird, kann ein Lawinen-Zusammenbruch auftreten.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder mit einem oder mehreren vorstehend (z.B. 1-4) oder nachstehend (z.B. 6a-7) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 6a bis 6c zeigen schematische Darstellungen von Schaltungen 510, 520, 530 mit einem parasitären Transistor 540. 6a zeigt ein Beispiel eines ersten Falls mit der Schaltung 510, in dem eine Basis des parasitären Transistors 540 mit einem Emitter des parasitären Transistors 540 kurzgeschlossen ist. In dem ersten Fall kann eine reine Basis-Kollektor-Durchbruchspannung auftreten. Die Basis-Kollektor-Durchbruchspannung kann die höchste Durchbruchspannung eines Halbleiterbauelements sein, in dem der parasitäre Transistor gebildet ist. Der erste Fall kann ein idealisierter Fall sein. 6b zeigt ein Beispiel eines zweiten Falls mit der Schaltung 520, bei dem die Basis des parasitären Transistors 540 im Leerlauf ist. In dem zweiten Fall kann eine niedrigste Durchbruchspannung erreicht werden. Der zweite Fall kann ein schlimmster Fall sein. 6c zeigt ein Beispiel eines dritten Falls mit der Schaltung 530, in dem ein Basisbahnwiderstand 410 mit der Basis und dem Emitter des parasitären Transistors 540 verbunden ist. Der Basisbahnwiderstand 410 kann minimiert werden, um eine höchste Durchbruchspannung zu erreichen. Durch Minimieren des Basisbahnwiderstandes 410a kann eine Durchbruchspannung des parasitären Transistors 540 erhöht werden. Auf diese Weise kann eine Robustheit gegen kosmische Strahlung erhöht werden. Der dritte Fall kann ein realer Fall sein.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in 6a bis 6c 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. 1-5) oder nachstehend (z. B. 7) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zum Bilden eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren 600 umfasst das Bilden 610 einer Body-Region 140 einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung in einem Halbleitersubstrat 110. Die Body-Region 140 weist einen (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich dazu umfasst das Verfahren 600 das Ausführen 620 einer ersten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat 110 bei einer ersten Implantationsenergie, um eine erste Dotierungs-Implantationsregion 150 zu bilden. Die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 ist zumindest teilweise innerhalb der Body-Region 140 angeordnet. Ferner weist die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Das Verfahren 600 umfasst ferner das Ausführen 630 einer zweiten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat 110 bei einer zweiten Implantationsenergie, um eine zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 zu bilden. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 weist den (ersten) Leitfähigkeitstyp auf. Zusätzlich dazu ist die erste Implantationsenergie weniger als 90% der zweiten Implantationsenergie.
  • Auf diese Weise können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 mit unterschiedlichen physikalischen Parametern gebildet werden (z.B. unterschiedliche Dotierungskonzentration, unterschiedliche Abmessungen, unterschiedliche Formen oder unterschiedliche Tiefen). Dadurch können die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterbauelements, insbesondere eine Durchbruchspannung des parasitären Bipolartransistors, effizient gesteuert werden. Auf diese Weise kann ein Halbleiterbauelement mit einer verbesserten Robustheit gebildet werden.
  • Zum Beispiel kann die zweite Implantationsenergie größer sein als 40keV (z. B. größer als 60keV, größer als 80keV, größer als 100keV, oder größer als 120keV). Die erste Implantationsenergie kann weniger als 80% (z.B. weniger als 70%, weniger als 60% oder weniger als 50%) der ersten Implantationsenergie sein. Zum Beispiel kann die erste Implantationsenergie 80keV sein und die zweite Implantationsenergie kann 120keV sein.
  • Das Verfahren 600 kann ferner das Bilden einer Drift-Region 120 einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung in dem Halbleitersubstrat 110 umfassen. Die Drift-Region 120 kann einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen. Zusätzlich umfasst das Verfahren 600 das Bilden einer Kompensationsregion 130 in dem Halbleitersubstrat 110. Die Kompensationsregion 130 kann den (ersten) Leitfähigkeitstyp aufweisen. Ferner kann die Kompensationsregion 130 benachbart zu der Drift-Region 120 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Body-Region 140 benachbart zu der Drift-Region 120 angeordnet sein. Die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 kann zumindest teilweise innerhalb der Kompensationsregion 130 angeordnet sein.
  • Zum Beispiel kann das Bilden der Drift-Region 120 in dem Halbleitersubstrat 110 das Wachsen einer epitaxialen Halbleiterschicht des Halbleitersubstrats 110 und das Einbringen von Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps (z.B. Phosphorionen) während des Wachsens der epitaxialen Halbleiterschicht oder durch eine Implantation von Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps nach dem Wachsen der epitaxialen Halbleiterschicht aufweisen.
  • Zum Beispiel kann das Bilden der Kompensationsregion 130 in dem Halbleitersubstrat 110 ein Bilden einer Kompensationsgrabenstruktur in dem Halbleitersubstrat 110 und ein Aufwachsen eines epitaxialen Halbleitermaterials in der Kompensationsgrabenstruktur umfassen, um die Kompensationsregion 130 zu bilden. Das Bilden der Kompensationsregion 130 kann ferner das Einbringen von Dotierstoffen des (ersten) Leitfähigkeitstyps (z.B. Borionen) während des Wachstums des epitaxialen Halbleitermaterials oder durch eine Implantation von Dotierstoffen des (ersten) Leitfähigkeitstyps nach dem Wachstum des epitaxialen Halbleitermaterials aufweisen.
  • Zum Beispiel kann das Bilden 610 der Body-Region 140 eine selbsteingestellte Implantation von Ionen aufweisen (z. B. unter Verwendung einer Gate-Struktur des Halbleiterbauelements als Maske). Zum Beispiel können Borionen implantiert werden. Alternativ kann das Bilden 610 der Body-Region 140 das Bilden und Strukturieren einer Photolithographie-Maske in einem photolithographischen Prozess aufweisen, um eine Body-Implantations-Region in einer ausgewählten Region des Halbleitersubstrats 110 zu bilden. Das Bilden 610 der Body-Region 140 kann ferner das Bilden der Body-Implantations-Region durch Implantieren von Dotierungsatomen des (ersten) Leitfähigkeitstyps (z.B. p-Typ-Dotierungsatome wie Bor-Dotierungsatome) in der ausgewählten Region des Halbleitersubstrats 110 aufweisen.
  • Zum Beispiel kann das Durchführen 620 der ersten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat 110 das Implantieren von Dotierungsatomen des (ersten) Leitfähigkeitstyps (z.B. p-Typ-Dotierungsatome wie Bor-Dotierungsatome) in einer ersten ausgewählten Region des Halbleitersubstrats 110 aufweisen. Zum Beispiel kann das Durchführen 630 der zweiten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat 110 das Implantieren von Dotierungsatomen des (ersten) Leitfähigkeitstyps (z.B. p-Typ-Dotierungsatome wie Bor-Dotierungsatome) in einer zweiten ausgewählten Region des Halbleitersubstrats 110 aufweisen. Die jeweilige ausgewählte Region kann unter Verwendung einer photolithographischen Maske definiert werden.
  • Zum Beispiel kann das Verfahren 600 ferner das Bilden einer Source-Region 220 angeordnet benachbart zu der Body-Region 140 in dem Halbleitersubstrat 110 aufweisen. Die Source-Region 220 kann den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen. Zum Beispiel kann das Bilden der Source-Region 220 eine selbsteingestellte Implantation von Ionen aufweisen (z. B. unter Verwendung einer Gate-Struktur des Halbleiterbauelements als Maske). Zum Beispiel können Phosphorionen implantiert werden. Alternativ kann das Bilden der Source-Region 220 das Bilden und Strukturieren einer Photolithographie-Maske in einem photolithographischen Prozess aufweisen, um eine Source-Implantations-Region in einer ausgewählten Region des Halbleitersubstrats 110 zu bilden. Das Bilden der Source-Region 220 kann ferner das Bilden der Source-Implantations-Region durch Implantieren von Dotierungsatomen des zweiten Leitfähigkeitstyps (z.B. n-Typ-Dotierungsatome wie Phosphor-Dotierungsatome) in der ausgewählten Region des Halbleitersubstrats 110 aufweisen.
  • Zum Beispiel kann während der ersten Implantation eine erste Implantationsdosis in das Halbleitersubstrat 110 implantiert werden. Zusätzlich dazu kann während der zweiten Implantation eine zweite Implantationsdosis in das Halbleitersubstrat 110 implantiert werden. Ferner kann sich die erste Implantationsdosis von der zweiten Implantationsdosis unterscheiden. Alternativ kann die erste Implantationsdosis gleich zu der zweiten Implantationsdosis sein.
  • Zum Beispiel kann die erste Implantationsdosis größer als die zweite Implantationsdosis sein. Auf diese Weise kann die zweite Implantationsenergie erhöht werden, ohne die Herstellungskosten zu erhöhen. Dadurch kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 kostengünstiger gebildet werden. Zum Beispiel kann die zweite Implantationsdosis weniger als 90% (z.B. weniger als 75%, weniger als 50% oder weniger als 25%) der ersten Implantationsdosis sein. Zum Beispiel kann die erste Implantationsdosis zumindest 1*1013 Dotierungsatome pro cm2 (z. B. zumindest 1*1014 Dotierungsatome pro cm2, zumindest 1*1015 Dotierungsatome pro cm2 oder zumindest 4*1015 Dotierungsatome pro cm2) aufweisen. Zum Beispiel kann die zweite Implantationsdosis zumindest 1*1012 Dotierungsatome pro cm2 (z. B. zumindest 1*1013 Dotierungsatome pro cm2, zumindest 1*1014 Dotierungsatome pro cm2 oder zumindest 1*1015 Dotierungsatome pro cm2) aufweisen. Tabelle 1
    Region Dotierungsatome Verhältnis
    Driftregion 120 Phosphor 0,5%
    Kompensationsregion 130 Bor 0,5%
    Body-Region 140 Bor 62,5%
    Source-Region 220 Phosphor 75,0%
    erste Dotierungs-Implantationsregion 150 Bor 100,0%
    zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 Bor 25,0%
  • Tabelle 1 zeigt exemplarische Verhältnisse von Implantationsdosen zum Bilden von Regionen der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung durch Implantation relativ zu der ersten Implantationsdosis und exemplarischen Dotierstoffatomen, die für die Regionen der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung verwendet werden. Die Verhältnisse der Implantationsdosen können abhängig von der Implementierung variieren. Zum Beispiel kann das Verfahren 600 ferner einen Ausdiffundierungsprozess nach jedem Implantationsprozess aufweisen. Die Implantationsdosen können sich von den Dotierungskonzentrationen der Regionen unterscheiden, die nach den Ausdiffundierungsprozessen erscheinen.
  • Alternativ kann die erste Implantationsdosis weniger sein als (z.B. weniger als 90% von, weniger als 75% von, weniger als 50% von, weniger als 25% von) die zweite Implantationsdosis.
  • Zum Beispiel können die Ionen der ersten Implantation mit einem ersten Winkel zu der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 implantiert werden. Die Ionen der zweiten Implantation können mit einem zweiten Winkel zu der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 implantiert werden. Auf diese Weise können die erste Dotierungs-Implantationsregion 150 und die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 mit unterschiedlichen Formen gebildet werden. Dadurch kann ein Basisbahnwiderstand eines parasitären Transistors in der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung effizient gesteuert werden. Auf diese Weise kann eine Durchbruchspannung der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung effizient gesteuert werden. Der jeweilige Winkel kann zwischen einer Implantationsrichtung von Ionen, die die Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 treffen (z.B. gemittelt über die Bewegungsrichtung der individuellen Ionen) und einer Richtung parallel zu der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats 110 gemessen werden. Zum Beispiel kann der erste Winkel in dem Bereich von 45° bis 90°, in dem Bereich von 60° bis 90°, in dem Bereich von 70° bis 90° oder in dem Bereich von 80° bis 90° sein. Zum Beispiel kann der zweite Winkel in dem Bereich von 45° bis 90°, in dem Bereich von 60° bis 90°, in dem Bereich von 70° bis 90° oder in dem Bereich von 80° bis 90° sein. Falls der erste Winkel und der zweite Winkel 90° sind, kann eine laterale Abmessung der ersten Implantationsregion 150 im Wesentlichen gleich zu einer lateralen Abmessung des zweiten Implantationsbereichs 160 sein (z.B. kann die laterale Abmessung des zweiten Implantationsbereichs 160 vernachlässigbar größer sein als die laterale Abmessung der ersten Implantationsregion 150).
  • Zum Beispiel kann der erste Winkel 90° sein. Zusätzlich kann der zweite Winkel kleiner als 80° sein. Auf diese Weise können die jeweiligen Dotierungs-Implantationsregionen 150, 160 derart gebildet sein, dass eine laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion 160 größer sein kann als eine laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion 150. Dadurch kann die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 derart gebildet sein, dass die zweite Dotierungs-Implantationsregion 160 sich lateral unter einer Gate-Struktur des Halbleiterbauelements erstreckt. Zum Beispiel kann der erste Winkel 90° sein und der zweite Winkel kann 60° sein.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vor- oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder mit einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1-6c) oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine doppelte p+-Implantation.
  • Gemäß einem Aspekt kann eines der Qualitätskriterien bei Halbleiterbauelementen (z.B. CoolMOS-Bauelementen) die Höhenstrahlungsfestigkeit bei Halbleiterbauelementen sein. Ob ein Halbleiterbauelement (z.B. ein Chip) im Fall einer Höhenstrahlung ausfällt hängt zum großen Teil davon ab, ob ein parasitärer NPN-Transistor (z.B. gebildet in dem Halbleiterbauelement) eine hohe Durchbruchspannung aufweist. Dies kann davon abhängen, wie gut Löcher aus der Basis des parasitären Bipolartransistors entfernt werden können. Je niederohmiger die p-Regionen mit dem Kontaktloch verbunden sind, desto besser können die Löcher entfernt werden.
  • Gemäß einem Aspekt kann eine p+-Implantation in einem Halbleiterbauelement ausgeführt werden (z.B. einem CoolMOS-Bauelement oder einem Superübergangs-Bauelement (SJ = super-junction). Dies kann ein Implantationsschritt von 5*1015 (z.B. Boratomen) bei einer Energie von 80keV sein. Eine solche hohe Dosis kann unter Verwendung eines Hochstrom-Systems implantiert werden.
  • Gemäß einem Aspekt kann ein Implantationsschritt zum Bilden einer Implantationsregion sowohl in einer Body-Region als auch einer Kompensationsregion in zwei Prozessschritte geteilt werden. Bei einem ersten Prozessschritt können z.B. 4*1015 Bor-Atome bei einer Energie von 80keV implantiert werden, während 1*1015 (z.B. Bor-Atome) bei einer wesentlich höheren Energie implantiert werden können, z.B. bei 120keV, bei einem zweiten Prozessschritt. Durch die Verwendung von zwei Schritten kann ein Kontaktieren von Kompensationsregionen (z.B. von p-Säulen) und somit eine Höhenstrahlungsfestigkeit des Halbleiterbauelements ohne eine scharfe Zunahme der Kosten verbessert werden.
  • Gemäß einem Aspekt können zwei Implantationsschritte mit unterschiedlichen Energiepegeln für eine Verbindung der Body-Region des parasitären Bipolartransistors verwendet werden.
  • Gemäß einem Aspekt können die hierin beschriebenen Strukturen (z.B. die erste Implantationsregion 150 und die zweite Implantationsregion 160) an einem Produkt detektiert werden (z.B. einem Halbleiterbauelement), unter Verwendung einer Scan-Ausbreitungs-Widerstands-Mikroskopie (SSRM; scanning spreading resistance microscopy).
  • Gemäß einem Aspekt kann die durchschnittliche Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion gleich zu der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion sein.

Claims (19)

  1. Ein Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b), umfassend: eine Body-Region (140) einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in einem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist, wobei die Body-Region (140) einen Leitfähigkeitstyp aufweist, der ein p-Leitfähigkeitstyp oder ein n-Leitfähigkeitstyp ist, eine erste Dotierungs-Implantationsregion (150), die zumindest teilweise innerhalb der Body-Region (140) angeordnet ist, wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) denselben Leitfähigkeitstyp wie die Body-Region (140) aufweist, und wobei eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Body-Region (140) weniger ist als 90% einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150); und eine zweite Dotierungs-Implantationsregion (160), die in dem Halbleitersubstrat (120) unterhalb der Body-Region (140) und der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) angeordnet ist, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) denselben Leitfähigkeitstyp wie die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) aufweist, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) elektrisch mit der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) gekoppelt ist, wobei eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) sich von der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) unterscheidet, und wobei eine laterale Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) größer ist als eine laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150).
  2. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) weniger als 95% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) ist.
  3. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Dotierungskonzentration der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) weniger als 95% der durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) ist.
  4. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) benachbart zu der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) angeordnet ist.
  5. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) und die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) eine kombinierte Implantationsregion bilden, und wobei eine Dotierungskonzentration der kombinierten Implantationsregion in vertikaler Richtung einen ersten maximalen Wert und einen zweiten maximalen Wert aufweist.
  6. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) und die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) eine kombinierte Implantationsregion bilden, wobei eine Dotierungskonzentration der kombinierten Implantationsregion in vertikaler Richtung ein Plateau aufweist, und wobei ein maximaler Wert der Dotierungskonzentration innerhalb des Plateaus liegt.
  7. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) zumindest teilweise innerhalb einer Drift-Region (120) der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung angeordnet ist.
  8. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) zumindest teilweise innerhalb einer Kompensationsregion (130) der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung angeordnet ist.
  9. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß Anspruch 8, wobei eine durchschnittliche Dotierungskonzentration der Kompensationsregion (130) weniger als 25% einer durchschnittlichen Dotierungskonzentration der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) ist.
  10. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei eine laterale Abmessung der Kompensationsregion (130) weniger als 95% einer lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) ist.
  11. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine laterale Abmessung der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) weniger ist als 90% einer lateralen Abmessung der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) ist.
  12. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Mitte der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) lateral innerhalb eines Umfangs der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) liegt.
  13. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Gate-Struktur (210) der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, wobei die Gate-Struktur (210) sich lateral über einen Abschnitt einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats (110) erstreckt und wobei ein Abschnitt der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) lateral innerhalb eines Umfangs der Gate-Struktur (210) liegt.
  14. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Source-Region (220) der vertikalen Feldeffekttransistoranordnung, die in dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist, wobei die Source-Region (220) benachbart zu der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) angeordnet ist.
  15. Das Halbleiterbauelement (100, 200a, 200b) gemäß Anspruch 14, ferner umfassend ein Kontaktelement (230) zum elektrischen Kontaktieren der Source-Region (220), wobei ein Abschnitt des Kontaktelements (230) sich vertikal in das Halbleitersubstrat (110) erstreckt, und wobei der Abschnitt des Kontaktelements (230) benachbart zu zumindest einer der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) und der zweiten Dotierungs-Implantationsregion (160) angeordnet ist.
  16. Ein Verfahren (600) zum Bilden eines Halbleiterbauelements (100, 200a, 200b), das Verfahren (600) umfassend: Bilden (610) einer Body-Region (140) einer vertikalen Feldeffekttransistoranordnung in einem Halbleitersubstrat (110), wobei die Body-Region (140) einen Leitfähigkeitstyp aufweist, der ein p-Leitfähigkeitstyp oder ein n-Leitfähigkeitstyp ist, Durchführen (620) einer ersten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat (110) bei einer ersten Implantationsenergie, um eine erste Dotierungs-Implantationsregion (150) zu bilden, wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) zumindest teilweise innerhalb der Body-Region (140) angeordnet ist, und wobei die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) denselben Leitfähigkeitstyp wie die Body-Region (140) aufweist, und Durchführen (630) einer zweiten Implantation von Ionen in dem Halbleitersubstrat (110) bei einer zweiten Implantationsenergie, um eine zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) unterhalb der Body-Region (140) und der ersten Dotierungs-Implantationsregion (150) und mit einer größeren lateralen Abmessung als die erste Dotierungs-Implantationsregion (150) zu bilden, wobei die zweite Dotierungs-Implantationsregion (160) denselben Leitfähigkeitstyp aufweist wie die erste Dotierungs-Implantationsregion (150); wobei die erste Implantationsenergie weniger als 90% der zweiten Implantationsenergie ist.
  17. Das Verfahren (600) gemäß Anspruch 16, wobei während der ersten Implantation eine erste Implantationsdosis in dem Halbleitersubstrat (110) implantiert wird, wobei während der zweiten Implantation eine zweite Implantationsdosis in dem Halbleitersubstrat (110) implantiert wird, und wobei sich die erste Implantationsdosis von der zweiten Implantationsdosis unterscheidet.
  18. Das Verfahren (600) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Ionen der ersten Implantation mit einem ersten Winkel zu einer Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats (110) implantiert werden, und wobei die Ionen der zweiten Implantation mit einem zweiten Winkel zu der Vorderseitenoberfläche des Halbleitersubstrats (110) implantiert werden.
  19. Das Verfahren (600) gemäß Anspruch 18, wobei der erste Winkel 90° ist und wobei der zweite Winkel kleiner als 80° ist.
DE102016122952.0A 2016-11-29 2016-11-29 Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen Active DE102016122952B9 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016122952.0A DE102016122952B9 (de) 2016-11-29 2016-11-29 Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016122952.0A DE102016122952B9 (de) 2016-11-29 2016-11-29 Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE102016122952A1 DE102016122952A1 (de) 2018-05-30
DE102016122952B4 DE102016122952B4 (de) 2020-07-09
DE102016122952B9 true DE102016122952B9 (de) 2020-09-24

Family

ID=62117649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016122952.0A Active DE102016122952B9 (de) 2016-11-29 2016-11-29 Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016122952B9 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10026925C2 (de) * 2000-05-30 2002-04-18 Infineon Technologies Ag Feldeffektgesteuertes, vertikales Halbleiterbauelement
DE10132136C1 (de) * 2001-07-03 2003-02-13 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement mit Ladungskompensationsstruktur sowie zugehöriges Herstellungsverfahren
US20090166722A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd: High voltage structures and methods for vertical power devices with improved manufacturability
DE102009038731A1 (de) * 2008-09-30 2010-07-01 Infineon Technologies Austria Ag Halbleiterbauelement mit Ladungsträgerkompensationsstruktur und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102013112831A1 (de) * 2012-12-31 2014-07-03 Infineon Technologies Austria Ag Ladungskompensations-Halbleiterbauelement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10026925C2 (de) * 2000-05-30 2002-04-18 Infineon Technologies Ag Feldeffektgesteuertes, vertikales Halbleiterbauelement
DE10132136C1 (de) * 2001-07-03 2003-02-13 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement mit Ladungskompensationsstruktur sowie zugehöriges Herstellungsverfahren
US20090166722A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd: High voltage structures and methods for vertical power devices with improved manufacturability
DE102009038731A1 (de) * 2008-09-30 2010-07-01 Infineon Technologies Austria Ag Halbleiterbauelement mit Ladungsträgerkompensationsstruktur und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102013112831A1 (de) * 2012-12-31 2014-07-03 Infineon Technologies Austria Ag Ladungskompensations-Halbleiterbauelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016122952A1 (de) 2018-05-30
DE102016122952B4 (de) 2020-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014110681B4 (de) Rückwärts leitender igbt und herstellungsverfahren dafür
DE102011075601B4 (de) Halbleiterbauelement mit einem graben-randabschluss
DE102013212787B4 (de) Verfahren zum herstellen einer dotierten halbleiterschicht
DE102007030755B3 (de) Halbleiterbauelement mit einem einen Graben aufweisenden Randabschluss und Verfahren zur Herstellung eines Randabschlusses
DE19701189B4 (de) Halbleiterbauteil
DE102010016371B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE102013113939B4 (de) Halbleiterbauelemente mit stufenförmigem Randabschluss und Verfahren zum Fertigen eines Halbleiterbauelements
DE102016106967B4 (de) Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements
DE102012000958A1 (de) Leistungs-Graben-MOSFET mit verringertem EIN-Widerstand
DE102013113286B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE112010000455T5 (de) Strukturen und Verfahren zum Verbessern von Grabenabschirmungshalbleitervorrichtungen und Schottky-Barrierengleichrichtervorrichtungen
DE102015120272A1 (de) Halbleiterbauelement mit Ladungskompensationsregion unter dem Gate-Graben
DE102012223663B4 (de) Halbleiterbauelement mit einer platzsparenden Randstruktur
DE112006003714T5 (de) Ladungsgleichgewichts-Isolierschicht-Bipolartransistor
DE102017131354A1 (de) Ein Halbleiterbauelement mit breitem Bandabstand und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements mit breitem Bandabstand
DE112012000611T5 (de) Siliziumkarbid-Bipolartransistor mit Abschirmbereichen und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102016118543A1 (de) Halbleiterbauelemente, leistungshalbleiterbauelemente und verfahren zum bilden eines halbleiterbauelements
DE102019005867A1 (de) Siliciumcarbid-Gleichrichter mit niedriger Einschaltspannung
DE112017003957T5 (de) Halbleiterelement
WO2015106863A1 (de) Sic-trench-transistor und verfahren zu dessen herstellung
DE102015118616B3 (de) Latchup-fester Transistor
DE102015113493B4 (de) Halbleiterbauelemente und eine Schaltung zum Steuern eines Feldeffekttransistors eines Halbleiterbauelements
DE112018002359T5 (de) Halbleiterbauteil
DE102014109208A1 (de) Ladungskompensationsvorrichtung und ihre herstellung
DE102014116631B4 (de) Junction-feldeffekttransistorzelle mit lateralem kanalbereich

Legal Events

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